Характеристика КПД
КПД асинхронного двигателя ,
где – подведенная к статору мощность;
– полезная механическая мощность;
– мощность потерь в двигателе, определяемая выражением:
,
где – мощность магнитных потерь;
– мощность электрических потерь в статоре;
– мощность электрических потерь в роторе;
– мощность механических потерь.
При холостом ходе потери холостого хода будут складываться в основном, из механических и магнитных потерь, то есть , так как потери в обмотках при этом незначительны. При увеличении нагрузки потери в двигателе растут медленнее, чем полезная мощность . Поэтому КПД резко возрастает и достигает максимума при нагрузке около 0, 7 – 0, 8 от номинальной; при дальнейшем росте нагрузки КПД уменьшается, что связано с быстрым ростом потерь в обмотках. Современные асинхронные двигатели имеют номинальный КПД 0, 75 – 0, 95.
Характеристика коэффициента мощности (см. рис. 3)
Кроме активной мощности , двигатель потребляет реактивную мощность , в основном необходимую для создания вращающегося магнитного поля. Коэффициент мощности
.
При холостом ходе имеет малое значение (примерно 0, 1), так как активная мощность мала, расходуется только на небольшие потери в статоре и небольшие механические потери, а реактивная мощность имеет постоянное значение, так как магнитный поток постоянный.
С увеличением нагрузки активная мощность увеличивается, а реактивная мощность в пределах до номинальной нагрузки имеет неизменное значение. В результате увеличивается. Однако при дальнейшем увеличении нагрузки сказывается увеличение потоков рассеяния, за счет чего реактивная мощность Q1 увеличивается и начинает уменьшаться.
Характеристика электромагнитного момента (см. рис. 3)
В установившемся режиме работы двигателя электромагнитный момент уравновешивается статическим моментом сопротивления (тормозным моментом) ,
где – момент холостого хода, создаваемый силами трения;
– полезный момент на валу двигателя, создаваемый нагрузкой (рабочей машиной):
,
то есть, пропорционален полезной мощности и обратно пропорционален угловой скорости вращения .
Так как при изменении нагрузки (в пределах от холостого хода до номинальной) частота вращения асинхронного двигателя остается почти постоянной, то зависимость у асинхронных двигателей прямолинейна. Характеристика вращающегося момента , складывающегося из момента холостого хода и полезного момента, пересекает ось ординат в точке, соответствующей , а затем она почти прямолинейна и лишь немного изгибается вверх.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11
|