Vận hành động cơ không đồng bộ

Hoạt động của động cơ không đồng bộ được thể hiện bằng đồ thị sự phụ thuộc của tốc độ n2, hiệu suất η, mômen hữu ích (mômen trục) M2, hệ số công suất cos φ và dòng điện stato I1 vào công suất hữu ích P2 tại U1 = const f1 = const.

Đặc tính vận tốc n2 = f(P2). Tốc độ rôto của động cơ cảm ứng n2 = n1 (1 — s).

Trượt s = Pe2 / Rem, tức là độ trượt của động cơ cảm ứng và do đó tốc độ của nó được xác định bởi tỷ lệ tổn thất điện trong rôto với năng lượng điện từ. Bỏ qua tổn thất điện năng trong rôto khi không tải, chúng ta có thể lấy Pe2 = 0 và do đó s ≈ 0 và n20 ≈ n1.

Khi tải trọng trục tăng động cơ không đồng bộ tỷ số s = Pe2/Pem tăng lên, đạt giá trị 0,01 — 0,08 ở phụ tải định mức. Theo đó, sự phụ thuộc n2 = f(P2) là một đường cong hơi nghiêng về trục hoành. Tuy nhiên, khi điện trở hoạt động rôto động cơ r2 ' tăng lên, độ dốc của đường cong này tăng lên. Trong trường hợp này, những thay đổi về tần số của động cơ cảm ứng n2 với sự dao động của tải P2 tăng lên.Điều này được giải thích là do khi r2' tăng, tổn thất điện năng trong rôto tăng.

Cơm. 1. Đặc điểm hoạt động của động cơ không đồng bộ

Phụ thuộc M2 = f(P2). Sự phụ thuộc của mô-men xoắn hữu ích từ trục của động cơ không đồng bộ M2 vào công suất hữu ích P2 được xác định bởi biểu thức M2 = P2 / ω2 = 60 P2 / (2πn2) = 9,55P2 / n2,

trong đó P2 — công suất hữu ích, W; ω2 = 2πf 2/60 là tần số góc quay của rôto.

Từ biểu thức này suy ra rằng nếu n2 = const thì đồ thị M2 = f2 (P2) là một đường thẳng. Nhưng trong động cơ cảm ứng khi tải P2 tăng, tốc độ của rôto giảm và do đó mômen hữu ích của trục M2 khi tải tăng sẽ tăng nhanh hơn một chút so với tải và do đó đồ thị M2 = f (P2 ) có dạng đường cong.

Cơm. 2. Sơ đồ véc tơ của động cơ cảm ứng tải thấp

Phụ thuộc cos φ1 = f(P2). Do dòng điện stato của động cơ cảm ứng I1 có thành phần phản kháng (cảm ứng) cần thiết để tạo ra từ trường trong stato, hệ số công suất của động cơ cảm ứng nhỏ hơn 1. Giá trị thấp nhất của hệ số công suất tương ứng với chạy không tải. Điều này được giải thích là do dòng điện không tải của động cơ điện I0 ở bất kỳ tải nào thực tế không thay đổi. Do đó, ở mức tải động cơ thấp, dòng điện stato nhỏ và phần lớn phản kháng (I1 ≈ I0). Do đó, sự lệch pha của dòng điện stato đối với điện áp là đáng kể (φ1 ≈ φ0), chỉ nhỏ hơn 90 ° một chút (Hình 2).

Hệ số công suất không tải của động cơ cảm ứng thường nhỏ hơn 0,2.Khi tải trên trục động cơ tăng lên, thành phần hoạt động của dòng điện I1 tăng và hệ số công suất tăng, đạt giá trị cao nhất (0,80 — 0,90) ở mức tải gần với giá trị danh nghĩa. Tải trọng trên trục động cơ tăng thêm đi kèm với việc giảm cos φ1, điều này được giải thích là do điện trở cảm ứng của rôto tăng (x2s) do độ trượt tăng và do đó, tần số của dòng điện trong rôto.

Để cải thiện hệ số công suất của động cơ cảm ứng, điều cực kỳ quan trọng là động cơ luôn chạy, hoặc ít nhất là một phần thời gian đáng kể, với tải gần với tải định mức. Điều này chỉ có thể đạt được khi lựa chọn đúng công suất động cơ. Nếu động cơ chạy dưới tải trong một khoảng thời gian đáng kể, thì để tăng cos φ1, nên giảm điện áp U1 cung cấp cho động cơ. Ví dụ, trong các động cơ hoạt động khi cuộn dây stato được nối tam giác, điều này có thể được thực hiện bằng cách nối lại các cuộn dây stato theo hình sao, điều này sẽ làm cho điện áp pha giảm đi một hệ số. Trong trường hợp này, từ thông stato, và do đó là dòng từ hóa, giảm đi một hệ số. Ngoài ra, thành phần hoạt động của dòng điện stato tăng nhẹ. Tất cả điều này góp phần tăng hệ số công suất của động cơ.

Trong bộ lễ phục. Hình 3 cho thấy các đồ thị về sự phụ thuộc của cos φ1, động cơ không đồng bộ vào tải, khi các cuộn dây stato được nối theo hình sao (đường cong 1) và tam giác (đường cong 2).

Cơm. 3. Sự phụ thuộc của cos φ1 vào tải khi nối dây quấn stator của động cơ với sao (1) và tam giác (2)