מאפיינים מכניים של מנוע אינדוקציה במצבים, מתחים ותדרים שונים

ניתן לבטא את המאפיינים המכניים של מנועי אינדוקציה כ-n = f (M) או n=e(I). עם זאת, המאפיינים המכניים של מנועים אסינכרוניים מתבטאים לעתים קרובות בצורה של תלות M = f(S), כאשר C - החלקה, S = (nc-n) / nc, כאשר ns - מהירות סינכרונית.

בפועל, נוסחה פשוטה הנקראת נוסחת קלוס משמשת לבנייה גרפית של המאפיינים המכניים:

כאן: Mk - ערך מומנט קריטי (מקסימלי). ערך הרגע הזה מתאים להחלקה הקריטית

כאשר λm = Mk / Mn

הנוסחה של קלוס משמשת לפתרון בעיות הקשורות להנעה חשמלית המבוצעת באמצעות מנוע אינדוקציה. באמצעות נוסחת קלוס, ניתן לבנות גרף של מאפיינים מכניים לפי נתוני הדרכון של מנוע האינדוקציה. עבור חישובים מעשיים, יש לקחת בחשבון רק את סימן הפלוס בנוסחה בעת קביעת הרגע הקריטי לפני השורש.

אורז. 1.מנוע אסינכרוני: א - דיאגרמה סכמטית, ב - מאפיין מכני M = f (S) - טבעי במצבי מנוע וגנרטור, ג - מאפיין מכני טבעי n = f (M) במצב מנוע, d - מאפיינים מכניים של ריאוסטט מלאכותי, ה - מאפיינים מכניים עבור מתחים ותדרים שונים.

מנוע אינדוקציה לכלוב סנאי

כפי שניתן לראות מאיור. 1, מאפיינים מכניים של מנוע אינדוקציה הממוקם ברביעים I ו-III. חלק העקומה ברביע I מתאים לערך החלקה חיובי ומאפיין את מצב הפעולה של המנוע האסינכרוני, וברבע III, מצב הגנרטור. מצב המנוע הוא בעל עניין מעשי ביותר.

הגרף של המאפיינים המכניים של מצב המנוע מכיל שלוש נקודות אופייניות: A, B, C וניתן לחלקו באופן מותנה לשני חלקים: OB ו-BC (איור 1, ג).

נקודה A מתאימה למומנט הנומינלי של המנוע והיא נקבעת על ידי הנוסחה Mn = 9.55•103•(Strn /nn)

הרגע הזה מתאים החלקה נומינלית, אשר עבור מנועים עם יישום תעשייתי כללי יש ערך בטווח שבין 1 ל 7%, כלומר Sn = 1 - 7%. יחד עם זאת, למנועים קטנים יש יותר החלקה ולגדולים פחות.

למנועי החלקה גבוהים המיועדים להעמסת זעזועים יש Сn~15%. אלה כוללים, למשל, מנועי AC מסדרה אחת.

נקודה C של המאפיין מתאימה לערך המומנט הראשוני המתרחש על ציר המנוע בעת ההפעלה. הרגע הזה Mp נקרא ראשוני או מתחיל. במקרה זה, ההחלקה שווה לאחדות והמהירות היא אפס. מומנט התחלה קל לקבוע מהנתונים של טבלת הייחוס, המציגה את היחס בין מומנט ההתחלה ל-MP/Mn הנומינלי.

גודל מומנט ההתחלה בערכים קבועים של מתח ותדר זרם תלוי בהתנגדות הפעילה במעגל הרוטור. במקרה זה, בתחילה כאשר ההתנגדות הפעילה עולה, הערך של מומנט ההתחלה עולה, ומגיע למקסימום כאשר ההתנגדות הפעילה של מעגל הרוטור שווה לסך ההתנגדות האינדוקטיבית של המנוע. לאחר מכן, ככל שההתנגדות הפעילה של הרוטור עולה, ערך המומנט ההתחלתי יורד, שואף לאפס בגבול.

נקודה C (איור 1, b ו-c) מתאימה למומנט מרבי שיכול לפתח את המנוע בכל טווח הסיבובים מ-n = 0 עד n = ns... מומנט זה נקרא המומנט הקריטי (או המתהפך) Mk . מומנט קריטי מתאים גם להחלקה קריטית Sk. ככל שהערך של ההחלקה הקריטית Sk קטנה יותר, כמו גם הערך של ההחלקה הנומינלית Сn, כך קשיחות המאפיינים המכניים גדולה יותר.

הרגעים ההתחלתיים והקריטיים נקבעים על ידי הרגעים הנומינליים. על פי GOST עבור מכונות חשמליות של מנוע כלוב סנאי, יש לעמוד בתנאי Mn / Mn = 0.9 - 1.2, Mk / Mn = 1.65 - 2.5.

יש לציין כי ערך המומנט הקריטי אינו תלוי בהתנגדות הפעילה של מעגל הרוטור, בעוד שההחלקה הקריטית Сk עומדת ביחס ישר להתנגדות זו.משמעות הדבר היא שעם עלייה בהתנגדות הפעילה של מעגל הרוטור, ערך המומנט הקריטי נשאר ללא שינוי, אך המקסימום של עקומת המומנט עובר לערכי החלקה הולכים וגדלים (איור 1, ד).

גודל המומנט הקריטי עומד ביחס ישר לריבוע המתח המופעל על הסטטור ויחס הפוך לריבוע תדירות המתחים ותדירות הזרם בסטטור.

אם, למשל, המתח המסופק למנוע שווה ל-85% מהערך הנקוב, אזי גודל המומנט הקריטי יהיה 0.852 = 0.7225 = 72.25% מומנט קריטי במתח נקוב.

ההיפך נצפה בעת שינוי התדר. אם, למשל, למנוע המיועד לפעול עם תדר זרם של = 60 הרץ, זרם אספקה ​​בתדר של = 50 הרץ, אז המומנט הקריטי יגיע ב-(60/50)2=פי 1.44 גדול מ- הערך הרשמי תדירותו (איור 1, ה).

הרגע הקריטי מאפיין את יכולת עומס היתר המיידית של המנוע, כלומר, הוא מראה באיזה רגע (בכמה שניות) של עומס המנוע מסוגל לעמוד ללא כל השלכות מזיקות.

הקטע של המאפיין המכני מאפס לערך המרבי (קריטי) (ראה איור 1, biv) נקרא החלק היציב של המאפיין, והחתך BC (איור 1, ג) - החלק הלא יציב.

חלוקה זו מוסברת על ידי העובדה שעל החלק ההולך וגובר של מאפייני ה-OF עם החלקה גוברת, כלומר. ככל שהמהירות יורדת, המומנט שפותח על ידי המנוע גדל.המשמעות היא שככל שהעומס גדל, כלומר ככל שמומנט הבלימה עולה, מהירות הסיבוב של המנוע יורדת, והמומנט שגדל על ידו גדל. כאשר העומס יורד, להיפך, המהירות עולה והמומנט יורד. כאשר העומס משתנה לאורך טווח החלק היציב של המאפיין, מהירות הסיבוב והמומנט של המנוע משתנים.

המנוע לא יכול לפתח יותר מהמומנט הקריטי, ואם מומנט הבלימה גדול יותר, המנוע חייב בהכרח לעצור. התהפכות מנוע קורית, כמו שאומרים.

מאפיין מכני בקבועים U ו-I והיעדר התנגדות נוספת במעגל הרוטור נקרא מאפיין טבעי (מאפיין של מנוע אינדוקציה של כלוב סנאי עם רוטור פצוע ללא התנגדות נוספת במעגל הרוטור). מאפיינים מלאכותיים או ריאוסטטיים נקראים אלה התואמים את ההתנגדות הנוספת במעגל הרוטור.

כל ערכי המומנט ההתחלתיים שונים ותלויים בהתנגדות הפעילה של מעגל הרוטור. מחוונים בגדלים שונים תואמים לאותו מומנט נומינלי Mn. ככל שההתנגדות של מעגל הרוטור עולה, ההחלקה גדלה ולכן מהירות המנוע יורדת.

בשל הכללת התנגדות אקטיבית במעגל הרוטור, המאפיין המכני בחלק היציב נמתח לכיוון ההחלקה הגוברת, פרופורציונלית להתנגדות.המשמעות היא שמהירות המנוע מתחילה להשתנות באופן משמעותי בהתאם לעומס הציר והמאפיין הקשה הופך לרך.