Provoz asynchronního motoru

Činnost asynchronního motoru je graficky vyjádřena závislostí otáček n2, účinnosti η, užitečného momentu (hřídelového momentu) M2, účiníku cos φ a proudu statoru I1 na užitečném výkonu P2 při U1 = konst f1 = konst.

Rychlostní charakteristika n2 = f (P2). Otáčky rotoru asynchronního motoru n2 = n1 (1 — s).

Snímek s = Pe2 / Rem, tzn. skluz indukčního motoru a tedy jeho otáčky jsou určeny poměrem elektrických ztrát v rotoru k elektromagnetickému výkonu. Když zanedbáme elektrické ztráty v rotoru při volnoběhu, můžeme vzít Pe2 = 0 a tedy s ≈ 0 an20 ≈ n1.

Jak se zatížení hřídele zvyšuje asynchronní motor poměr s = Pe2 / Pem se zvyšuje a dosahuje hodnot 0,01 — 0,08 při jmenovitém zatížení. V souladu s tím je závislost n2 = f (P2) křivka mírně nakloněná k ose x. S rostoucím aktivním odporem r2' rotoru motoru se však strmost této křivky zvyšuje. V tomto případě se zvyšují změny frekvence indukčního motoru n2 s kolísáním zátěže P2.To je vysvětleno skutečností, že jak se r2' zvyšuje, zvyšují se elektrické ztráty v rotoru.

Rýže. 1. Charakteristika činnosti asynchronního motoru

Závislost M2 = f (P2). Závislost užitečného momentu od hřídele asynchronního motoru M2 na užitečném výkonu P2 je určena výrazem M2 = P2 / ω2 = 60 P2 / (2πn2) = 9,55P2 / n2,

kde P2 — užitečný výkon, W; ω2 = 2πf 2/60 je úhlová frekvence otáčení rotoru.

Z tohoto výrazu vyplývá, že pokud n2 = konst, pak graf M2 = f2 (P2) je přímka. Ale u indukčního motoru s nárůstem zatížení P2 se otáčky rotoru snižují a proto užitečný moment hřídele M2 s nárůstem zatížení roste o něco rychleji než zatížení a proto graf M2 = f (P2 ) má křivočarý tvar.

Rýže. 2. Vektorový diagram asynchronního motoru při nízké zátěži

Závislost cos φ1 = f (P2). Vzhledem k tomu, že statorový proud asynchronního motoru I1 má jalovou (indukční) složku nutnou k vytvoření magnetického pole ve statoru, je účiník asynchronních motorů menší než jedna. Nejnižší hodnota účiníku odpovídá volnoběhu. To je vysvětleno skutečností, že klidový proud elektromotoru I0 při jakémkoli zatížení zůstává prakticky nezměněn. Proto je při nízkém zatížení motoru statorový proud malý a do značné míry reaktivní (I1 ≈ I0). V důsledku toho je fázový posun statorového proudu vzhledem k napětí významný (φ1 ≈ φ0), jen o málo menší než 90° (obr. 2).

Účiník naprázdno indukčních motorů je obvykle menší než 0,2.S rostoucím zatížením hřídele motoru se zvyšuje činná složka proudu I1 a zvyšuje se účiník, který dosahuje nejvyšší hodnoty (0,80 — 0,90) při zatížení blízkém jmenovitému. Další zvýšení zatížení hřídele motoru je doprovázeno poklesem cos φ1, což se vysvětluje zvýšením indukčního odporu rotoru (x2s) v důsledku zvýšení skluzu, a tedy i frekvence proudu v rotoru.

Aby se zlepšil účiník indukčních motorů, je nesmírně důležité, aby motor vždy běžel, nebo alespoň významnou část času, se zátěží blízkou jmenovité zátěži. Toho lze dosáhnout pouze správnou volbou výkonu motoru. Pokud motor běží pod zatížením po značnou část času, pak pro zvýšení cos φ1 je vhodné snížit napětí U1 přiváděné do motoru. Například u motorů pracujících, když je statorové vinutí zapojeno do trojúhelníku, to lze provést opětovným zapojením statorových vinutí do hvězdy, což způsobí snížení fázového napětí o faktor. V tomto případě se magnetický tok statoru, a tím i magnetizační proud, sníží přibližně o faktor. Kromě toho se mírně zvyšuje aktivní složka proudu statoru. To vše přispívá ke zvýšení účiníku motoru.

Na Obr. 3 ukazuje grafy závislosti cos φ1 asynchronního motoru na zátěži při zapojení statorových vinutí do hvězdy (křivka 1) a trojúhelníku (křivka 2).

Rýže. 3. Závislost cos φ1 na zatížení při zapojení statorového vinutí motoru do hvězdy (1) a trojúhelníku (2)