Статическая устойчивость асинхронного двигателя

Расширим понятие статической устойчивости асинхронного двигателя с учетом проведенных рассуждений.

Будем считать момент сопротивления Мс на валу двигателя не зависящим от скольжения s (рис.14.7).

Как отмечалось, нормальный (устойчивый) режим работы двигателя возможен при балансе электромагнитного момента М и момента сопротивления Мс. Формально такой режим может существовать при скольжениях sa и sb, соответствующих точкам а и b пересечения характеристик момента М двигателя и момента Мс сопротивления устройства У (рис.14.7).

При малом возмущении режима, соответствующего точке а, появляющееся отклонение скольжения s от значения sа будет с течением времени затухать по колебательному закону (рис.14.7). Это обусловлено появлением на валу двигателя избыточного момента DM=M-Mc, стремящегося приблизить значение s к значению sа. Так в случае s> sa избыточный момент DM имеет ускоряющий характер (M> Mc), что приводит к увеличению скорости двигателя, то есть снижению скольжения s, а при s< sa - тормозящий характер, что приводит к увеличению скольжения s. В результате двигатель возвращается в прежний нормальный режим работы, характеризуемый скольжением sa. Поэтому такой режим является статически устойчивым.

При малом возмущении режима, соответствующего точке b, появившееся отклонение скольжения s от значения sb в конечном счете с течением времени будет прогрессирующе возрастать (рис.14.7), так как появившийся тормозящий избыточный момент DM (M< Mc) возрастает и стремится еще больше увеличить это отклонение. В результате двигатель снижает скорость и останавливается (s=1), то есть не возвращается в нормальный режим работы. Согласно определению такой режим считается статически неустойчивым.

Проведенные рассуждения позволяют сформулировать формальный прямой критерий статической устойчивости асинхронного двигателя, заключающийся в необходимости выполнения условия

dM / ds > 0, (14.7)

либо с учетом пропорциональности момента М развиваемой двигателем активной мощности Р

dP / ds > 0. (14.8)

Это условие, как следует из рис.14.7, выполняется при значениях скольжения s не превышающих критического sкр. Степень статической устойчивости двигателя можно характеризовать коэффициентом запаса статической устойчивости

Kc = (Mm-M0) / M0 100, %. (14.9)

Действующие нормы устанавливают необходимый коэффициент запаса Кс для нормальных режимов не менее 70%. Рассчитать статическую устойчивость двигателя это значит определить условия его устойчивой работы, в частности, коэффициент запаса Кс.