Asynchrone motorwerking

De werking van de inductiemotor wordt grafisch uitgedrukt afhankelijkheden van snelheid n2, efficiëntie η, nuttig koppel (askoppel) M2, arbeidsfactor cos φ en statorstroom I1 op nuttig vermogen P2 bij U1 = const f1 = const.

Snelheidskarakteristiek n2 = f (P2). De rotorsnelheid van de asynchrone motor n2 = n1 (1 - s).

Dia s = Pe2 / Rem, d.w.z. de slip van de asynchrone motor en dus de snelheid ervan wordt bepaald door de verhouding tussen elektrische verliezen in de rotor en elektromagnetische kracht. Als we de elektrische verliezen in de stationair draaiende rotor verwaarlozen, kunnen we Pe2 = 0 nemen en dus s ≈ 0 en n20 ≈ n1.

Naarmate de asbelasting toeneemt asynchrone motor de verhouding s = Pe2 / Pem neemt toe en bereikt waarden van 0,01 - 0,08 bij nominale belasting. Dienovereenkomstig is de afhankelijkheid n2 = f (P2) een curve die enigszins helt ten opzichte van de abscis-as. Naarmate de actieve weerstand van de motorrotor r2 ' toeneemt, neemt de helling van deze curve echter toe. In dit geval nemen veranderingen in de frequentie van de inductiemotor n2 met schommelingen in de belasting P2 toe.Dit wordt verklaard door het feit dat naarmate r2' toeneemt, de elektrische verliezen in de rotor toenemen.

Rijst. 1. Kenmerken van de werking van de inductiemotor

Afhankelijkheid M2 = f (P2). De afhankelijkheid van het nuttige koppel van de as van de asynchrone motor M2 van het nuttige vermogen P2 wordt bepaald door de uitdrukking M2 = P2 / ω2 = 60 P2 / (2πn2) = 9.55P2 / n2,

waarin P2 — nuttig vermogen, W; ω2 = 2πf 2/60 is de hoekfrequentie van de rotatie van de rotor.

Uit deze uitdrukking volgt dat als n2 = const, de grafiek M2 = f2 (P2) een rechte lijn is. Maar in een asynchrone motor met een toename van de belasting P2, neemt de snelheid van de rotor af en daarom neemt het nuttige moment van de as M2 met een toename van de belasting iets sneller toe dan de belasting en daarom is de grafiek M2 = f (P2 ) heeft een kromlijnige vorm.

Rijst. 2. Vectordiagram van een inductiemotor bij lage belasting

Afhankelijkheid cos φ1 = f (P2). Vanwege het feit dat de statorstroom van de inductiemotor I1 een reactieve (inductieve) component heeft die nodig is om een ​​magnetisch veld in de stator te creëren, is de arbeidsfactor van inductiemotoren kleiner dan één. De laagste waarde van de arbeidsfactor komt overeen met stationair draaien. Dit wordt verklaard door het feit dat de stationaire stroom van de elektromotor I0 bij elke belasting praktisch ongewijzigd blijft. Daarom is de statorstroom bij lage motorbelastingen klein en grotendeels reactief (I1 ≈ I0). Dientengevolge is de faseverschuiving van de statorstroom ten opzichte van de spanning significant (φ1 ≈ φ0), slechts iets minder dan 90 ° (Fig. 2).

De onbelaste vermogensfactor van inductiemotoren is meestal minder dan 0,2.Naarmate de belasting op de motoras toeneemt, neemt de actieve component van de stroom I1 toe en neemt de vermogensfactor toe, waarbij de hoogste waarde (0,80 - 0,90) wordt bereikt bij een belasting die dicht bij de nominale ligt. Een verdere toename van de belasting op de motoras gaat gepaard met een afname van cos φ1, wat wordt verklaard door een toename van de inductieve weerstand van de rotor (x2s) als gevolg van een toename van de slip en dus van de frequentie van de stroom in de rotor.

Om de vermogensfactor van inductiemotoren te verbeteren, is het uiterst belangrijk dat de motor altijd, of in ieder geval een aanzienlijk deel van de tijd, draait met een belasting die dicht bij de nominale belasting ligt. Dit kan alleen worden bereikt met de juiste keuze van het motorvermogen. Als de motor een aanzienlijk deel van de tijd onder belasting draait, is het raadzaam om de aan de motor geleverde spanning U1 te verlagen om cos φ1 te verhogen. Bij motoren die werken wanneer de statorwikkeling in driehoek is geschakeld, kan dit bijvoorbeeld worden gedaan door de statorwikkelingen opnieuw in ster aan te sluiten, waardoor de fasespanning met een factor afneemt. In dit geval neemt de magnetische flux van de stator, en dus de magnetiseringsstroom, met ongeveer een factor af. Bovendien neemt de actieve component van de statorstroom iets toe. Dit alles draagt ​​bij aan het verhogen van de arbeidsfactor van de motor.

In afb. 3 toont de grafieken van de afhankelijkheid van cos φ1, asynchrone motor op de belasting, wanneer de statorwikkelingen in ster (curve 1) en delta (curve 2) zijn aangesloten.

Rijst. 3. Afhankelijkheid van cos φ1 van de belasting bij het aansluiten van de statorwikkeling van de motor met ster (1) en driehoek (2)