івної характеристикою робочого механізму Pтор. Як відомо, диференціальне рівняння асинхронного двигуна має вигляд:
; (5)
де TD - постійна інерція двигуна спільно з робочим механізмом, Р, РТ- обертаючий момент двигуна і гальмівний момент робочого механізму. Розглянемо умови стійкої роботи асинхронного двигуна. Основною умовою встановленого режиму є рівність обертаючого (двигун) і гальмівного (робочий механізм) моментів на валу Р=РТ.
Тоді
, (6)
т.е. S=пост. і характеризує сталий режим роботи з незмінним ковзанням.
Припустимо, що в точці 1 ковзання отримує прирощення 1. (рис. 3). При позитивному приращении ковзання обертаючий момент двигуна Р стає більше, ніж гальмівний момент робочого механізму Р gt; PТ і DР=Р-РТ gt; 0, т.е надлишковий момент на валу має обертаючий характер, під дією якого ротор прискорюється, ковзання зменшується і режим повертається в точку 1. Якщо ж в цій точці прирощення ковзання негативне -DS1, то обертаючий момент двигуна Р стає менше гальмівного моменту робочого механізму Р lt; PТ і DР=Р-РТ lt; 0, т.е надлишковий момент на валу носить гальмівної характер, швидкість ротора зменшується і ковзання зростає і режим двигуна повертається в точку 1.
Тепер припустимо, що ковзання отримує прирощення в точці 2. Якщо це прирощення позитивне, тобто S2=S2 + DS, як видно з рис. 3, що обертає момент двигуна Р стає менше гальмівного моменту робочого механізму PT і DР=Р-РТ lt; 0 на валу переважає гальмівний момент, під дією якого ротор гальмується, ковзання збільшується, що приводить до подальшого зменшення обертального моменту двигуна Р і т.д. Спостерігається безперервний відхід від точки 2. Якщо прирощення вийшло негативним, т.е S2=S2-DS, то це призводить до збільшення обертального моменту двигуна Р над гальмівним РТ і DР=Р-РТ gt; 0, під дією якого ротор прискорюється, ковзання зменшується , а це призводить до подальшого підвищення електромагнітної потужності двигуна Р і режим йде в напрямку точки 1. Іншими словами, і в цьому випадку спостерігається відхід від точки сталого режиму.
Таким чином, при малому збільшенні в точці 1 режим повертається у вихідну точку, а таке ж прирощення в точці 2 призводить до безперервного видаленню від цієї точки. Отже, точка 1 є точкою стійкої роботи, а точка 2 - точкою нестійкої роботи двигуна.
Максимум потужності (моменту) розвивається двигуном, можна знайти, продифференцировав вираз потужності по ковзанню і прирівнявши нулю
;
;
; ; (7)
це значення ковзання називають критичним і позначають
,
а максимум характеристики, відповідної цьому значенню ковзання, можна знайти, підставляючи в (4):
Таким чином, максимум потужності двигуна дорівнює
. (8)
Інтервал зміни ковзання від нуля до критичного є інтервалом стійкої роботи, а інтервал S gt; Sкр нестійким. Максимум характеристики P=f (S) визначається критичним ковзанням Sкр. Двигун працює стійко, якщо виконується умова Таким чином, критерій стійкості роботи асинхронного двигуна визначається співвідношенням
. (9)
Необхідно відзначити, що критичне ковзання від напруги не залежить, а залежить тільки від параметрів самої машини
Відповідно до електромагнітної характеристикою двигуна P=f (S) при зниженні напруги її максимум зменшується пропорційно квадрату напруги, причому при одному і тому ж критичному ковзанні. Робоче ковзання двигуна зростає і відповідно швидкість обертання зменшується.
Рис.4. Зміна обертаючого моменту двигуна при зміні напруги на шинах машини.
Напруга, при якому максимум електромагнітної потужності двигуна дорівнює гальмівної потужності робочого механізму, називають критичним напругою Uк. Цій точці відповідає точка 4 на графіку P=f (S) (рис.4) і U4=Uкр на графіку S=f (U) (рис.5).
Рис.5. Визначення критичного ковзання і напруги асинхронного двигуна
Подальше зменшення напруги призводить до зупинки двигуна, так як обертаючий момент, що розвивається двигуном, менше гальмівного моменту двигуна.
Можна знайти реактивну потужність, споживану асинхронним двигуном. Зі схеми заміщення (рис.2.) Видно, що реактивна потужність складається з 2-х складових
?=Qm + QS, (10)
де - намагнічує реактивна потужність, пов'язана з намагнічує струмом, де Im=(0,2? 0,6) IН - струм холостого ходу, що залежить від потужності і швидкості обертання двигуна, IН - номінальний струм двигуна; QS=I2? XS - потужність розсіювання, пов'язана зі створенням полів розсіювання статора і ротора.
Зі збільшенням напруги насичення машини зростає, що призводить до зменшення індуктивних опорів двигуна, в тому числі опорі ланцюга намагнічування Хm .. При цьому збільшується споживання реактивної потужності Qm=f (U,...
