Влияние напряжения сети на характеристики

Напряжение на обмотке статора изменяют с целью ограничения пусковых токов, при регулировании скорости асинхронного двигателя. Напряжение регулируется с помощью автотрансформатора, синхронного генератора или специальными полупроводниковыми регуляторами напряжения.

Из уравнения механической характеристики (5.6) следует, что для любой скорости асинхронного двигателя при постоянстве r₁, r₂' и х_к момент двигателя пропорционален квадрату напряжения:

Таким образом, по естественной механической характеристике, можно построить искусственную для напряжения U₁ < U_н:

.

Отсюда

,

где DU - относительное значение снижения напряжения на зажимах двигателя, .

Синхронная скорость w₀ и критическое скольжение S_к от напряжения не зависят, поэтому остаются постоянными при любом напряжении.

Рис.5.6. Механические и электромеханические характеристики

асинхронного двигателя при понижении напряжения на статоре

Порядок построения искусственной механической характеристики при изменении напряжения

- по паспортным данным двигателя строим естественную механическую характеристику;

- определяем относительное значение снижения DU₁; задаемся значением скорости w₁ и для нее на естественной характеристике определяем М_1е;

- определяем момент М_1и при понижении напряжения по выражению (5.13);

- задаемся значением w₂ и рассчитываем М_2и и т.д.

Соединим расчетные точки и получим график механической характеристики при пониженном на DU напряжении (рис. 5.6).

На практике чаще приходится рассчитывать не всю характеристику, а только номинальный, пусковой и критический моменты. Так, для проверки двигателя по перегрузочной способности необходимо определить момент М_к при заданном или расчетном снижении напряжения. С этой целью критический момент, соответствующий номинальному напряжению, пересчитывают к заданному (сниженному) значению напряжения и сравнивают с максимальным рабочим:

.

Например, если М_к = 10 Нм, максимальный момент нагрузки М_сmах = 7 Нм, то при работе на естественной характеристике М_к > М_cmax и двигатель работает устойчиво. Если в сети произошло понижение напряжения на 20% из-за пуска рядом работающего мощного двигателя, то

, т.к. .

Следовательно, асинхронный двигатель остановится. Такие же проверочные расчеты проводят и при пуске.

Электромеханическая характеристика асинхронного двигателя (5.1) зависит от напряжения в первой степени. Следовательно, ток изменяется пропорционально напряжению (рис. 5.6):

.