Jak se nazývá hlavní charakteristika asynchronního motoru?

Chcete-li správně provozovat asynchronní motor, musíte znát jeho vlastnosti: mechanické a provozní.

Mechanické vlastnosti.

Závislost rychlosti rotoru na zatížení (rotační moment na hřídeli) se nazývá mechanická charakteristika asynchronního motoru (obr. 262, a). Při jmenovitém zatížení jsou otáčky u různých motorů obvykle 98–92,5 % otáček n₁ (skluz s_nom = 2 – 7,5 %). Čím větší je zatížení, tedy točivý moment, který musí motor vyvinout, tím nižší jsou otáčky rotoru.

Jako křivka na Obr. 262a se rychlost otáčení asynchronního motoru s rostoucí zátěží v rozsahu od nuly do nejvyšší hodnoty snižuje jen nepatrně. Proto se o takovém motoru říká, že má tuhou mechanickou charakteristiku.

Maximální točivý moment M_max motor se vyvíjí s určitým skluzem_kpve výši 10-20 %. Poměr M_max/M_nom určuje přetížitelnost motoru a poměr M_п/М_nom – jeho výchozí vlastnosti.

Rýže. 262. Mechanické vlastnosti asynchronního motoru: a – přirozené; b – když je zapnutý startovací reostat

Motor může pracovat stabilně pouze tehdy, je-li zajištěna samoregulace, tj. automatické ustavení rovnováhy mezi zatěžovacím momentem M působícím na hřídel_ext a točivý moment M vyvinutý motorem. Tento stav odpovídá horní části charakteristiky před dosažením M_max (k bodu B).

Pokud je moment zatížení M_ext překročí okamžik M_max, pak motor ztratí stabilitu a zastaví se, zatímco vinutími stroje bude po dlouhou dobu procházet proud 5-7krát větší než jmenovitý proud a mohou se spálit.

Když je spouštěcí reostat připojen k obvodu vinutí rotoru, získáme rodinu mechanických charakteristik (obr. 262, b). Charakteristika 1, když motor běží bez startovacího reostatu, se nazývá přirozená. Charakteristiky 2, 3 a 4, získané připojením reostatu s odpory R k vinutí rotoru motoru_1p (křivka 2), R_2p (křivka 3) a R_3p (křivka 4) se nazývají reostatické mechanické charakteristiky.

Když je spouštěcí reostat zapnutý, mechanická charakteristika se změkčí (strměji klesá), protože se zvyšuje aktivní odpor obvodu rotoru R₂ a s se zvyšuje_kp. Tím se sníží startovací proud. Startovací moment M_п také záleží na R₂. Odpor reostatu můžete zvolit tak, aby počáteční moment M_п se rovnal největšímu M_max.

U motoru se zvýšeným startovacím momentem se přirozená mechanická charakteristika svou formou blíží charakteristice motoru se zapnutým startovacím reostatem. Točivý moment motoru s dvojitou kotvou nakrátko se rovná součtu dvou točivých momentů vytvořených pracovní a spouštěcí klecí.

Proto lze charakteristiku 1 (obr. 263) získat sečtením charakteristik 2 a 3 vytvořených těmito buňkami. Startovací moment M_п takového motoru je výrazně větší než točivý moment M’_п konvenční motor s veverkou klecí. Mechanický výkon motoru s hlubokou drážkou je stejný jako u motoru s dvojitou klecí nakrátko.

Rýže. 263. Mechanická charakteristika asynchronního motoru se zvýšeným rozběhovým momentem (s dvojitou klecí nakrátko)

Výkonové charakteristiky.

Provozními charakteristikami asynchronního motoru jsou závislosti rychlosti otáčení n (nebo skluzu s), krouticího momentu na hřídeli M₂, statorový proud I₁ účinnost η a cosφ₁, z užitečného výkonu P₂ = P_mx při jmenovitém napětí U₁ a frekvence f₁ (Obr. 264).

Rýže. 264. Výkonové charakteristiky asynchronního motoru

Jsou stavěny pouze pro zónu praktického stabilního provozu motoru, tedy od skluzu rovného nule až po skluz přesahující nominální o 10-20%. Rychlost otáčení n se zvyšujícím se výstupním výkonem P₂ se málo mění, stejně jako mechanické vlastnosti; kroutící moment na hřídeli M₂ úměrné výkonu P₂, je menší než elektromagnetický moment M o hodnotu brzdného momentu M_trvytvořené třecími silami.

Statorový proud I₁, se zvyšuje s rostoucím výstupním výkonem, ale při P₂ = 0 existuje nějaký proud naprázdno I. Účinnost se mění přibližně stejným způsobem jako u transformátoru, přičemž si udržuje poměrně velkou hodnotu v relativně širokém rozsahu zatížení.

Nejvyšší hodnota účinnosti pro asynchronní motory středního a vysokého výkonu je 0,75-0,95 (stroje s vysokým výkonem mají odpovídajícím způsobem vyšší účinnost). Účiník cosφ₁ pro asynchronní motory středního a vysokého výkonu při plném zatížení je 0,7-0,9.

V důsledku toho zatěžují elektrárny a sítě značnými jalovými proudy (od 70 do 40 % jmenovitého proudu), což je značná nevýhoda těchto motorů.

Při zatíženích 25–50 % jmenovitého zatížení, se kterými se často setkáváme při provozu různých mechanismů, klesá účiník na hodnoty energeticky nevyhovující (0,5–0,75).

Při odlehčení motoru klesá účiník na hodnoty 0,25-0,3, proto Asynchronním motorům by nemělo být povoleno pracovat při volnoběhu nebo při výrazném nízkém zatížení.

Provoz při nízkém napětí a ztrátě jedné z fází.

Snížení síťového napětí nemá významný vliv na otáčky rotoru asynchronního motoru. V tomto případě je však maximální točivý moment, který může asynchronní motor vyvinout, značně snížen (při poklesu napětí o 30% se sníží přibližně 2krát). Pokud tedy napětí výrazně klesne, motor se může zastavit, a pokud je napětí nízké, nemusí začít pracovat.

Na e. p.s. střídavý proud, při poklesu napětí v kontaktní síti se odpovídajícím způsobem snižuje i napětí v třífázové síti, ze které asynchronní motory pohánějící otáčení pomocných strojů (ventilátory, kompresory, čerpadla).

Aby byl zajištěn normální provoz asynchronních motorů při sníženém napětí (musí fungovat normálně, když se napětí sníží na 0,75U_nom), výkon všech motorů pomocných strojů při e. p.s. se bere přibližně 1,5-1,6krát větší, než je nutné k jejich pohonu při jmenovitém napětí.

Taková výkonová rezerva je také nutná kvůli určité asymetrii fázových napětí, protože u např. p.s. asynchronní motory nejsou napájeny z třífázového generátoru, ale z rozdělovače fází.

Pokud jsou napětí nesymetrická, fázové proudy motoru budou nestejné a fázový posun mezi nimi nebude roven 120°. V důsledku toho bude jednou z fází protékat více proudu, což způsobí zvýšené zahřívání vinutí této fáze. To nutí motor omezit své zatížení ve srovnání s provozem při symetrickém napětí.

Při napěťové asymetrii navíc nevzniká kruhové, ale elipsovité točivé magnetické pole a poněkud se mění tvar mechanických charakteristik motoru. Zároveň se sníží jeho maximální a rozběhové momenty.

Napěťová asymetrie je charakterizována koeficientem asymetrie, který se rovná průměrné relativní (v procentech) odchylce napětí v jednotlivých fázích od průměrného (symetrického) napětí. Třífázová napěťová soustava se považuje za prakticky symetrickou, pokud je tento koeficient menší než 5 %.

Pokud dojde k přerušení jedné z fází, motor pokračuje v provozu, ale nepoškozenými fázemi budou protékat zvýšené proudy, které způsobí zvýšené zahřívání vinutí; takový režim by neměl být povolen. Spuštění motoru s přerušenou fází je nemožné, protože to nevytváří rotující magnetické pole, v důsledku čehož se rotor motoru nebude otáčet.

Využití asynchronních motorů k pohonu pomocných strojů. p.s. poskytuje významné výhody oproti stejnosměrným motorům. Při poklesu napětí v kontaktní síti se rychlost otáčení asynchronních motorů, a tedy napájení kompresorů, ventilátorů a čerpadel, prakticky nemění. U stejnosměrných motorů je rychlost otáčení úměrná napájecímu napětí, takže napájení těchto strojů je výrazně sníženo.