Естественные механическая и эл. механическая характеристика АД. Формула Клосса
Наиболее удобна для анализа работы АД Г-образная схема замещения с намагничивающим контуром, вынесенным на зажимы первичной сети. Здесь 
. Т. к. 
- мало, пренебрегаем им, т.е. получаем 
.
Приняв для главной цепи поправочный коэффициент s1, получим схему замещения, в которой: 
; 
; 
; 
.
Используя известные из курса эл. машин выражения для электромагнитного момента:
И критического момента: 
.
И поделив одно на другое получим после преобразований
Т. к в асинхронных двигателях R1@R`2, то 
и 
Отсюда уравнение механической характеристики АД, называемое формулой Клосса:
или при R1=R2’ 
Определив по паспортным данным SKP:
,где
- номинальное скольжение АД, 
- перегрузочная способность АД, можно, задаваясь различными значениями скольжение S, построить естественную механическую характеристику двигателя во всем возможном диапазоне изменения скольжения. На графике приведены естественные характеристики для прямого и обратного действия эл. магнитного момента.
Если пренебречь активным сопротивлением R1 обмотки статора, то e=0 и упрощенное выражение механической характеристики АД примет вид 
.
В значительном числе случаев работа АД нормально протекает при S от 0 до (1,2¸1,5)SH, т. е. при S<(0,4¸0,35)SKP. Это обстоятельство позволяет в упрощенном уравнении механической характеристики пренебречь отношением 
, которое в 8-10 раз меньше 
. В этом случае механическая характеристика АД может быть представлена прямой линией, описываемой уравнением (в пределах до МН): 
.
Следует иметь в виду, что формулы Клосса, в т. ч. и упрощенная, достаточно точно описывают механические характеристики АД с фазным ротором. В к. з. АД, выпускаемых обычно с относительно глубокими пазами в роторе, либо с двойной клеткой ротора, имеется в той или иной степени явление вытеснения тока в стержнях ротора. Поэтому их параметры непостоянны и механические характеристики значительно отличаются от от характеристик, рассчитанных по формулам Клосса. Однако, эти формулы благодаря своей простоте позволяют выполнять многие расчеты и делать общие заключения о свойствах и работе АД. В тех же случаях, когда необходима большая точность, должны использоваться экспериментально снятые механические характеристики. У некоторых к. з. двигателей при малых скоростях механическая характеристика имеет провал,(см. рис.), вызванный влиянием высших гармоник поля, с чем следует считаться при пуске двигателя под нагрузкой.
Электромеханические характеристики АД представляют собой зависимости 
и 
. Т. к. ток ротора является основной величиной для оценки режима работы двигателя, рассмотрим графическую зависимость .
При использовании формул 
или 
это не всегда удается сделать в виду отсутствия данных о сопротивлениях обмоток двигателя.
В связи с этим для получения эл. механической характеристики воспользуемся формулой Клосса и выражением эл. магнитного момента.
, где 
, отсюда
Для номинального режима: 
; 
, следовательно, подставляя 3r2’ в выражение для I2’, получим уравнение электромеханической характеристики:
При пренебрежении величиной R1, имеем a=0 и 
.
 |
Задаваясь величиной S, получим графическую зависимость , т. е. электромеханическую характеристику АД. Она изображена на рис.
при S стремящемся к бесконечности.
