Механические и электромеханические характеристики ЭД.

Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость скорости от электромагнитного момента, развиваемого электродвигателем в установившемся режиме, т.е. ω = f(М). Механические характеристики электродвигателей могут быть представлены как М = f(ω).

Различают естественную и искусственную характеристики электродвигателей. Естественная характеристика соответ­ствует основной схеме включения электродвигателя и номиналь­ным параметрам питающего напряжения.

Если двигатель включен не по основной схеме, или в его электрические цепи включены дополнительные элементы, или же двигатель питается напряжение с неноминальными пара­метрами, то он будет иметь искусственные характеристики. Таких характеристик может быть сколь угодно много; иногда их называют регулировочными.

Качественно механические характеристики электродвигате­ля оцениваются коэффициентом жесткости β, определяемым как производная момента по угловой скорости:

.

Используя этот показатель, можно ха­рактеристику 1 синхронного электро­двигателя (рис. 1) оценить как абсо­лютно жесткую (β = ∞), характеристи­ку 3 асинхронного электродвигателя — как имеющую переменную жесткость, характеристику 2 электродвигателя постоянного тока независимого возбу­ждения — как жесткую, характери­стику 4 электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения — как мягкую.

При построении механических характеристик АД используется упрощенное уравнение, полученное при условии, что активное сопротивление обмотки статора R₁=0:

,

где М_кр — критический (или максимальный) момент, соответствующий критическому скольжению s_кр.

Поскольку n = n_o(1 - s), то, приведенное выше уравнение, является формулой механической характеристики, и по ней можно строить графики механических характеристик по паспортным данным двигателя.

График механической характеристики трехфазного АД, построенный по данному уравнению, выглядит следующим образом:

5. Расчет и построение механической характеристики АД по паспортным данным М_н, ω _н, ω ₀, μ _п, μ _мах.

Механическую характеристику асинхронного электро­двигателя рассчитывают по уточненной формуле Клосса

,

где , - рассчитываемый и максимальный моменты, Н-м; - коэффициент, Е = f(S); , - задаваемое значение скольжения и максимальное (критическое) скольжение (если не задано, то находится по формуле (2)), о.е.

,

где - кратность максимального момента электродвигателя; - номинальное скольжение, о.е.

Максимальный (критический) момент

,

где - номинальный момент, Н-м; - кратность максимального момента, о.е.

Номинальный момент

,

где - номинальная угловая скорость, рад/с.

где - синхронная частота вращения ротора, мин^-1; - синхронная угловая скорость, рад/с; - частота тока в сети, Гц; - количество пар полюсов.

Коэффициент Е

Ток холостого хода

Ток при максимальном (критическом) скольжении в относительных единицах

Номинальный ток I_н

Пересчет тока в именованные единицы

.

Графики механической и электромеханической характеристик имеют следующий вид