Рекомендовать:

Технические характеристики трехфазных асинхронных электродвигателей

Технические характеристики трехфазных асинхронных электродвигателей являются важнейшей информацией. Не зная их, невозможно правильно эксплуатировать электрические машины. Основные данные указаны на шильде – бирке, располагаемой на боку электродвигателя. Для того чтобы правильно понять значение написанного на ней, нужно познакомиться с некоторой специфической информацией.

Коротко говоря, технические характеристики делятся на две большие группы: механическую и рабочую. Каждая описывает свои моменты и нюансы, а также дополняет другую.

ОГЛАВЛЕНИЕ

  • Механическая характеристика
  • Рабочая характеристика

Механическая характеристика

Говоря коротко, это зависимость частоты вращения вала от того, какая на нем нагрузка. Асинхронные двигатели так называются потому, что скорость ротора не совпадает с частотой вращения магнитного поля статора, то есть, не синхронна с ним. И чем больше нагрузка на вал, тем больше это различие. Другими словами, при повышении нагрузки падает вращение. Эта зависимость очень хорошо иллюстрируется графиком:

График 1

По вертикальной оси указано значение n – частота вращения ротора; по горизонтальной – момент двигателя. От 1 до 3 указан участок, где работа устойчивая, а 3–4 неустойчивая.

  • Точка 4 – пусковой момент. При достижении этого момента, после включения в сеть, электродвигатель начинает вращаться.
  • Точка 1 – вращение холостого хода. Видно: по горизонтали – усилия почти никакого; по вертикали – частота практически такая же, как и у магнитного поля.
  • Точка 2. Это рабочая зона. При номинальной нагрузке двигатель работает наиболее устойчиво именно в этом режиме.
  • Точка 3 – критическая. Если снизить обороты ниже этой точки, например, увеличением нагрузки, вал остановится.

Из схемы видно, что при значительном изменении нагрузки, частота вращения ротора меняется незначительно. Это называется жесткой характеристикой.

Рабочая характеристика

Согласно закону Джоуля–Ленца, любой проводник, через который проходит электрический ток, греется. Трехфазные электродвигатели не являются исключением. Нагрев происходит за счет протекания сложных физических процессов, описываемых в соответствующих разделах электротехники. Эти же процессы являются основными величинами для расчета рабочих данных по электрической машине.

График 2При изменении нагрузки на валу электродвигателя меняются также потребляемый токI, частота вращения ротораn2, полезный моментM2, КПД η и коэффициент полезной мощности – cos φ. Отношение этих параметров к полезной мощности на валу, при неизменном питающем напряжении и его частоты, называют рабочими характеристиками двигателя. Их можно получить либо сняв данные экспериментально, либо рассчитав, используя схему замещения.

При увеличении нагрузки, скорость вращения несколько падает, а рабочий момент M2 возрастает линейно. Ток в статоре изменяется из-за реакции ротора, а довольно-таки большой ток на холостом ходу объясняется наличием воздушного зазора. Но все равно он составляет около 50% рабочего тока электрической машины. Когда нагрузка увеличивается, растет ток ротора, и, следовательно, статора тоже. На рисунке это хорошо видно.

Если посмотреть на cos φ, то можно увидеть, что чем ниже нагрузка, тем его значение хуже. А значит, двигатели, особенно большой мощности, недопустимо эксплуатировать недогруженными: такой режим работы ведет к большим реактивным потерям, и как следствие, большому расходу электроэнергии при очень низком КПД. Это очень невыгодно экономически. Но и перегружать такие аппараты тоже нельзя, так как в этом случае, из-за повышенного тока, они будут перегреваться и выходить из строя. А их перемотка – дело не из дешевых. Из всего этого следует вывод: электрические машины всегда нужно выбирать нужной мощности. Недопустим вариант «мощность про запас».

Правда, есть одна хитрость. Если так получилось, что по каким-то причинам электрическая машина вынуждена работать недогруженной, можно понизить питающее напряжение. К примеру, если обмотки соединены в звезду, можно их переключить на треугольник. Это понизит реактивную мощность и повысит cos φ.

Вот таким образом, имея необходимый минимум знаний об особенностях электроаппаратуры, можно значительно увеличить экономию электроэнергии, а также снизить расходы на производстве.

Рекомендовать статью
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (рейтинг: 5,00 из 5)
Loading...
Вопросы? С удовольствием на них ответим!