При работе двигателя такие рабочие параметры, как КПД, коэффициент мощности, скорость и ток являются важнейшими показателями качества работы. Среди этих, скорость и течение имеют прямую и взаимозависимую связь, которая существенно влияет на двигательную активность.
Асинхронные двигатели действовать на основе синхронная скорость (Нс), определяемый:
Ns=120f/P
где:
f = частота питания (Гц)
P = количество полюсов
Однако, в фактическая частота вращения ротора (N) всегда немного ниже из-за скольжение (ы):
N=Ns(1&минус;s)
Проскальзывание необходимо для индуцирования тока в роторе (I₂) и генерировать крутящий момент.
Режим холостого хода
• Выходная мощность ≈ 0 → Ток ротора (i₂) ≈ 0
• Проскальзывание (ы) ≈ 0 → Фактическая скорость ≈ Синхронная скорость (N ≈ Ns)
Ток статора (i₁) состоит в основном из тока намагничивания (необходимого для создания магнитного поля).
Загруженное состояние
• При увеличении нагрузки ротор немного замедляется, увеличивая проскальзывание.
Более высокое скольжение вызывает больший ток ротора (i₂) для создания большего крутящего момента и балансировки нагрузки.
"Ток статора (i₁) пропорционально увеличивается, чтобы противодействовать магнитному полю ротора.
Скорость немного снижается (обычно проскальзывание составляет 2-5% при полной нагрузке).
Пример: 2-полюсный двигатель (Ns = 3000 об/мин) работает со скоростью ~2850 об/мин (5% проскальзывания) при полной нагрузке.
Графическое представление
Кривая зависимости скорости от нагрузки представляет собой слегка снижающуюся линию (почти постоянная скорость с незначительным падением по мере увеличения нагрузки).
• Кривая зависимости тока от нагрузки приблизительно линейна - ток статора увеличивается с нагрузкой для поддержания крутящего момента.
Низкое проскальзывание (2-5%) обеспечивает высокую эффективность, так как чрезмерное проскальзывание увеличивает потери в меди ротора (I₂R).
Двигатели с высоким проскальзыванием (например, для дробилок или конвейеров) намеренно имеют более высокое проскальзывание (до 10-15%) для увеличения пускового момента, но снижения КПД.
Регулирование напряжения/частоты (V/f) в ЧРП поддерживает оптимальный поток, предотвращая чрезмерный ток на низких скоростях.
Перегрузка: Чрезмерная нагрузка → высокое скольжение → высокий I₂ → скачок тока статора → перегрев.
Дисбаланс напряжения: приводит к неравномерному распределению тока, увеличению потерь и снижению стабильности скорости.
Заблокированный ротор (s=1): Ток может превышать ток полной нагрузки в 5-7 раз, что может привести к перегоранию при длительном использовании.
• Скорость немного снижается по мере увеличения нагрузки из-за проскальзывания.
• Ток увеличивается пропорционально нагрузке для поддержания крутящего момента.
Стандартные двигатели работают с проскальзыванием 2-5% для достижения оптимальной эффективности.
• Двигатели с высоким коэффициентом трения обеспечивают более высокий пусковой момент.
• ЧРП оптимизируют соотношение скорости и тока, регулируя напряжение и частоту.
Понимая это скорость-текущая динамика помогает в выбор двигателя, устранение неполадок и эффективная эксплуатация, особенно в приложениях с переменной нагрузкой.
