Вращающий момент асинхронного электродвигателя создается, как уже указывалось, за счет взаимодействия между вращающимся магнитным потоком статора и токами в обмотке ротора.
Вполне понятно, что при отсутствии тока в обмотке ротора никакого момента создаваться не будет. Скольжение характеризует скорость вращения ротора относительно магнитного поля статора. От величины этой скорости зависит ток в роторе, а от тока—величина вращающего момента электродвигателя, который может быть вычислен по формуле (6). Но выражение (6), несмотря на свою простоту, не дает возможности выяснить влияние различных факторов на величину вращающего момента. Поэтому в курсе электротехники часто используют другое выражение:
где с — постоянная величина, зависящая от конструкции электродвигателя;
?1 —угловая скорость вращающегося магнитного поля.
Выражение (90) показывает, что вращающий момент пропорционален квадрату напряжения сети, в связи с чем даже небольшое уменьшение напряжения в питающей сети приводит к резкому снижению вращающего момента, что отрицательно сказывается на работе электродвигателя.
Кроме того, выражение (90) учитывает зависимость величины вращающего момента от активных и индуктивных сопротивлений электродвигателя, а также от скольжения.
Если обозначить (х1 + сх2) через х и выполнить несложные преобразования в формуле (90), то получим
Величинами r1 s и x2 s2 можно пренебречь, ввиду их малости. Тогда, до некоторого предела
Таким образом доказано, что с увеличением скольжения возрастает и момент электродвигателя.
Более точный анализ выражений (90) и (91) показывает, что момент с увеличением скольжения возрастает лишь до некоторого критического значения Мкрит (так называемый опрокидывающий момент), после чего начинается резкое его снижение.
Величина критического скольжения, при которой имеет место опрокидывающий момент,
Подставляя это выражение в уравнение (91), получим
В последних выражениях знак плюс относится к работе электродвигателя в режимах двигательном и торможения противовключением, а знак минус — к работе в генераторном режиме с отдачей энергии в сеть. Очевидно, что критический момент в двигательном режиме меньше, чем в генераторном.
Зависимость М = f (s), построенная по уравнению (91), приведена на рис. 42, который показывает, что при трогании электродвигателя с места, когда скольжение s=1, начальный пусковой момент асинхронного электродвигателя невелик, что является его основным недостатком.
Выражения (93) и (94) показывают, что при изменении активного сопротивления роторной цепи величина опрокидывающего момента Мкрит не изменяется, меняется при этом лишь величина критического скольжения sкрит. Поэтому при различных активных сопротивлениях роторной цепи кривые М = f(s) имеют различный характер. Эти кривые показывают, что пусковой момент асинхронного электродвигателя с фазным ротором можно искусственным образом изменять, вводя различные активные сопротивления в
его роторную цепь. Таким же образом можно регулировать скорость электродвигателя, так как при изменении активного сопротивления роторной цепи меняется величина скольжения (рис. 43), а от скольжения, как показывает выражение (82), зависит число оборотов асинхронного электродвигателя.
|