Электропривод и электрооборудование: Методические указания к лабораторным работам, страница 5

М = f₁ (w) либо w = f₂ (М), также М = f₁ (n) или n = f₂ (М). В зависимости от режима работы мамашины характеристики могут быть построены для двигательного или для тормозного режимов. Для двигательного режима частота вращения и момент считаются положительными. При тормозных режимах меняются знаки момента или частоты вращения и характеристики изображаются во 2-м или 4-м квадрантах (рис. 2.1).  

Рис. 2.1. Механические характеристики асинхронного электродвигателя:

А - в двигательном режиме;

В - при генераторном торможении;

С - при динамическом торможении;

D - при торможении противовключением

В двигательном режиме АД потребляет электрическую энергию из сети, преобразует ее в механическую энергию вращения ротора и в виде крутящего момента передает рабочей машине. Угловая скорость w (частота n) вращения ротора изменяется от 0 до угловой скорости магнитного поля статора w_о (частоты n_о). Эту частоту вращения называют синхронной. Крутящий момент изменяется от пускового М_П до 0, скольжение S = w_о - w / w_о изменяется от 1 до 0. В паспорте АД указывается номинальная частота вращения ротора n_н (число оборотов в минуту). Этой частоте вращения соответствует номинальный момент двигателя М_Н.

Пусковой момент превышает номинальный в m_п раз Наибольший момент М_К, развиваемый двигателем, соответствующая угловая скорость w_к (частота вращения n_к) и скольжение S_К называются критическими. Критический момент превышает номинальный в m_к раз. Точкой с критическим скольжением механическая характеристика разделяется на пусковую и рабочую ветви. У некоторых двигателей при скольжении S = 0,75 - 0,8 на пусковой ветви характеристика имеет минимальное значение.

На рабочей ветви характеристика близка к прямой линии. На графиках механическая характеристика в двигательном режиме изображается в 1-м или 3-м квадрантах. Наряду с двигательным применяются следующие тормозные режимы АД (рис. 2.1).

1. Генераторное торможение обеспечивается, когда частота вращения ротора n, сохраняя направление двигательного режима, превышает частоту вращения магнитного поля в обмотках статора n_о. В этом случае АД преобразует механическую энергию вращения в электрическую, отдавая активную энергию в сеть и забирая из сети реактивную энергию для создания магнитного поля в обмотках статора. Момент на валу отрицательный (с направлением, обратным при двигательном режиме), скольжение - отрицательное, так как w>w_о.

Внешне характеристика АД в генераторном тормозном режиме напоминает опрокинутую двигательную. В этом режиме момент АД также имеет свой максимум, однако он по абсолютной величине больше, чем в двигательном режиме.

2 Торможение противовключением происходит: а) при реверсировании на ходу, когда направление вращения магнитного поля меняется на противоположное, а ротор за счет инерции своих маховых масс и масс нагрузочной машины продолжает вращаться в прежнем направлении; б) когда момент сопротивления М_С рабочей машины превышает пусковой момент М_П электродвигателя и оказывает активное воздействие на него, заставляя вращаться ротор в противоположном по отношению к магнитному полю направлении. В обоих случаях момент на валу и частота вращения ротора имеют разные знаки, скольжение превышает единицу.

3. Динамическое торможение осуществляется отключением АД от сети переменного тока и подачей в обмотку статора постоянного тока. За счет внешнего момента ротор двигателя вращается в постоянном магнитном поле статора. В стержнях (обмотке) ротора наводится ЭДС переменного тока, происходит взаимодействие магнитных полей статора и ротора; ротор затормаживается. Момент на валу отрицательный, частота вращения ротора положительная.

При постоянно или медленно меняющейся нагрузке между моментом электродвигателя М_Д, моментом сопротивления рабочей машины М_С имеет место статическое равновесие:

М_Д = М_С.