Charakterystyki mechaniczne silnika indukcyjnego
Nazywa się charakterystykę mechaniczną silnika zależność prędkości wirnika od momentu wału n = f (M2)... Ponieważ pod obciążeniem moment jałowy jest mały, to M2 ≈ M a charakterystyka mechaniczna jest reprezentowana przez zależność n = f (M)... Biorąc pod uwagę zależność s = (n1 — n) / n1, to charakterystykę mechaniczną można otrzymać przedstawiając jej graficzną zależność we współrzędnych n i M (rys. 1).
Ryż. 1. Charakterystyki mechaniczne silnika indukcyjnego
Naturalna charakterystyka mechaniczna silnika asynchronicznego odpowiada podstawowemu (paszportowemu) schematowi jego włączenia i nominalnym parametrom napięcia zasilania. Sztuczne właściwości uzyskuje się, jeśli uwzględnione zostaną dodatkowe elementy: rezystory, dławiki, kondensatory. Gdy silnik jest zasilany napięciem znamionowym, charakterystyka również różni się od naturalnej charakterystyki mechanicznej.
Charakterystyki mechaniczne są bardzo wygodnym i użytecznym narzędziem do analizy stanów statycznych i dynamicznych napędu elektrycznego.
Przykład obliczania właściwości mechanicznych silnika indukcyjnego
Trójfazowy silnik indukcyjny klatkowy jest zasilany z sieci napięciem = 380 V przy częstotliwości = 50 Hz. Parametry silnika: Pn = 14 kW, нn = 960 obr/min, cosφн= 0,85, ηн= 0,88, wielokrotność maksymalnego momentu obrotowego km = 1,8.
Określ: znamionowy prąd fazowy uzwojenia stojana, liczbę par biegunów, poślizg znamionowy, znamionowy moment obrotowy wału, moment krytyczny, poślizg krytyczny i skonstruuj charakterystykę mechaniczną silnika.
Odpowiedź. Nominalna moc pobierana z sieci
P1n = Pn / ηn = 14 / 0,88 = 16 kW.
Prąd znamionowy pobierany przez sieć
Liczba par biegunów
p = 60 f / n1 = 60 x 50/1000 = 3,
gdzie n1 = 1000 — prędkość synchroniczna najbliższa częstotliwości nominalnej нn = 960 obr/min.
Poślizg nominalny
сн = (n1 — нн) / n1 = (1000 — 960 ) / 1000 = 0,04
Znamionowy moment obrotowy wału silnika
Krytyczny moment
Mk = km x Mn = 1,8 x 139,3 = 250,7 N • m.
Poślizg krytyczny znajdujemy, podstawiając M = Mn, s = sn i Mk / Mn = km.
Aby narysować charakterystykę mechaniczną silnika, używając n = (n1 — s) wyznacz punkty charakterystyczne: punkt biegu jałowego s = 0, n = 1000 obr./min, M = 0, punkt trybu nominalnego ń = 0,04, нn = 960 obr./min, Mn = 139,3 N·m i krytyczny punkt drgań ńk = 0,132, нk = 868 obr./min, Mk = 250,7 N·m.
Dla punktu aktywacji z n = 1, n = 0 znajdujemy
Na podstawie uzyskanych danych budowana jest charakterystyka mechaniczna silnika. W celu dokładniejszego zbudowania charakterystyk mechanicznych konieczne jest zwiększenie liczby punktów projektowych oraz wyznaczenie momentów i częstotliwości obrotów dla danych prowadnic.
