Funcționarea motorului asincron

Funcționarea motorului cu inducție este exprimată grafic dependențele de turație n2, randamentul η, cuplul util (cuplul arborelui) M2, factorul de putere cos φ și curentul statoric I1 de puterea utilă P2 la U1 = const f1 = const.

Caracteristica vitezei n2 = f (P2). Viteza rotorului motorului cu inducție n2 = n1 (1 — s).

Slide s = Pe2 / Rem, adică alunecarea motorului cu inducție și deci viteza acestuia este determinată de raportul dintre pierderile electrice din rotor și puterea electromagnetică. Neglijând pierderile electrice din rotor la ralanti, putem lua Pe2 = 0 și, prin urmare, s ≈ 0 și n20 ≈ n1.

Pe măsură ce sarcina pe arbore crește motor asincron raportul s = Pe2 / Pem crește, atingând valori de 0,01 — 0,08 la sarcină nominală. În consecință, dependența n2 = f (P2) este o curbă ușor înclinată față de axa absciselor. Cu toate acestea, pe măsură ce rezistența activă a rotorului motorului r2 ' crește, panta acestei curbe crește. În acest caz, modificările frecvenței motorului cu inducție n2 cu fluctuații ale sarcinii P2 cresc.Acest lucru se explică prin faptul că pe măsură ce r2' crește, pierderile electrice din rotor cresc.

Orez. 1. Caracteristici de funcționare a motorului cu inducție

Dependența M2 = f (P2). Dependența cuplului util de la arborele motorului asincron M2 de puterea utilă P2 este determinată de expresia M2 = P2 / ω2 = 60 P2 / (2πn2) = 9,55P2 / n2,

unde P2 — puterea utilă, W; ω2 = 2πf 2/60 este frecvența unghiulară de rotație a rotorului.

Din această expresie rezultă că dacă n2 = const, atunci graficul M2 = f2 (P2) este o linie dreaptă. Dar într-un motor cu inducție cu o creștere a sarcinii P2, viteza rotorului scade și, prin urmare, momentul util al arborelui M2 cu o creștere a sarcinii crește puțin mai repede decât sarcina și, prin urmare, graficul M2 = f (P2). ) are o formă curbilinie.

Orez. 2. Diagrama vectorială a unui motor cu inducție la sarcină mică

Dependența cos φ1 = f (P2). Datorită faptului că curentul statoric al motorului cu inducție I1 are o componentă reactivă (inductivă) necesară pentru a crea un câmp magnetic în stator, factorul de putere al motoarelor cu inducție este mai mic decât unitatea. Cea mai mică valoare a factorului de putere corespunde ralantiului. Acest lucru se explică prin faptul că curentul în gol al motorului electric I0 la orice sarcină rămâne practic neschimbat. Prin urmare, la sarcini reduse ale motorului, curentul statorului este mic și în mare măsură reactiv (I1 ≈ I0). Ca urmare, defazajul curentului statorului în raport cu tensiunea este semnificativ (φ1 ≈ φ0), doar puțin mai mic de 90 ° (Fig. 2).

Factorul de putere fără sarcină al motoarelor cu inducție este de obicei mai mic de 0,2.Pe măsură ce sarcina pe arborele motorului crește, componenta activă a curentului I1 crește și factorul de putere crește, atingând cea mai mare valoare (0,80 — 0,90) la o sarcină apropiată de cea nominală. O creștere suplimentară a sarcinii pe arborele motorului este însoțită de o scădere a cos φ1, care se explică printr-o creștere a rezistenței inductive a rotorului (x2s) datorită creșterii alunecării și, prin urmare, a frecvenței de curentul din rotor.

Pentru a îmbunătăți factorul de putere al motoarelor cu inducție, este extrem de important ca motorul să funcționeze întotdeauna, sau cel puțin o parte semnificativă a timpului, cu o sarcină apropiată de sarcina nominală. Acest lucru poate fi realizat doar cu alegerea corectă a puterii motorului. Dacă motorul funcționează sub sarcină pentru o parte semnificativă a timpului, atunci pentru a crește cos φ1 este recomandabil să scădeți tensiunea U1 furnizată motorului. De exemplu, la motoarele care funcționează când înfășurarea statorului este conectată în triunghi, acest lucru se poate face prin reconectarea înfășurărilor statorului în stea, ceea ce va determina scăderea tensiunii de fază cu un factor. În acest caz, fluxul magnetic al statorului și, prin urmare, curentul de magnetizare, scade cu aproximativ un factor. În plus, componenta activă a curentului statorului crește ușor. Toate acestea contribuie la creșterea factorului de putere al motorului.

În fig. 3 prezintă graficele dependenței cos φ1, motor asincron de sarcină, atunci când înfășurările statorului sunt conectate în stea (curba 1) și triunghi (curba 2).

Orez. 3. Dependența cos φ1 de sarcină la conectarea înfășurării statorice a motorului cu stea (1) și triunghi (2)