Характеристика КПД

КПД асинхронного двигателя ,

где – подведенная к статору мощность;

– полезная механическая мощность;

– мощность потерь в двигателе, определяемая выражением:

,

где – мощность магнитных потерь;

– мощность электрических потерь в статоре;

– мощность электрических потерь в роторе;

– мощность механических потерь.

При холостом ходе потери холостого хода будут складываться в основном, из механических и магнитных потерь, то есть , так как потери в обмотках при этом незначительны. При увеличении нагрузки потери в двигателе растут медленнее, чем полезная мощность . Поэтому КПД резко возрастает и достигает максимума при нагрузке около 0, 7 – 0, 8 от номинальной; при дальнейшем росте нагрузки КПД уменьшается, что связано с быстрым ростом потерь в обмотках. Современные асинхронные двигатели имеют номинальный КПД 0, 75 – 0, 95.

Характеристика коэффициента мощности (см. рис. 3)

Кроме активной мощности , двигатель потребляет реактивную мощность , в основном необходимую для создания вращающегося магнитного поля. Коэффициент мощности

.

При холостом ходе имеет малое значение (примерно 0, 1), так как активная мощность мала, расходуется только на небольшие потери в статоре и небольшие механические потери, а реактивная мощность имеет постоянное значение, так как магнитный поток постоянный.

С увеличением нагрузки активная мощность увеличивается, а реактивная мощность в пределах до номинальной нагрузки имеет неизменное значение. В результате увеличивается. Однако при дальнейшем увеличении нагрузки сказывается увеличение потоков рассеяния, за счет чего реактивная мощность Q₁ увеличивается и начинает уменьшаться.

Характеристика электромагнитного момента (см. рис. 3)

В установившемся режиме работы двигателя электромагнитный момент уравновешивается статическим моментом сопротивления (тормозным моментом) ,

где – момент холостого хода, создаваемый силами трения;

– полезный момент на валу двигателя, создаваемый нагрузкой (рабочей машиной):

,

то есть, пропорционален полезной мощности и обратно пропорционален угловой скорости вращения .

Так как при изменении нагрузки (в пределах от холостого хода до номинальной) частота вращения асинхронного двигателя остается почти постоянной, то зависимость у асинхронных двигателей прямолинейна. Характеристика вращающегося момента , складывающегося из момента холостого хода и полезного момента, пересекает ось ординат в точке, соответствующей , а затем она почти прямолинейна и лишь немного изгибается вверх.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11