P эм – P мех = Δ P обм2 = 3 l 22 r 2.
Получим:
M эмω0 – M эм ω = 3 l 22 r 2,
откуда:
Заменив ω0 – ω через ω0 s , получим выражения
электромагнитного момента:
и электромагнитной мощности:
Момент, развиваемый двигателем на валу, будет меньше электромагнитного момента на величину Δ M мех, обусловленную силами трения в подшипниках, ротора о воздух и вентиляционными потерями:
M = M эм – Δ M мех.
Потери момента Δ M мех для асинхронных двигателей средней и большой мощности относительно малы. В практических расчетах часто принимают, что:
M = M эм.
Тогда
Потери в обмотке ротора – Δ P обм2 = P эм s .
Механическая мощность, развиваемая под двигателем, составляет:
P мех = P эм(1 – s ).
Из этих выражений вытекает, что при неподвижном роторе, когда s = 1, вся электромагнитная мощность преобразуется в теплоту в обмотке ротора, а механическая мощность равна нулю.
При номинальном режиме работы, когда s ≈ 0,02 – 0,08, почти вся электромагнитная мощность (0,92—0,98) преобразуется в механическую и только небольшая ее часть (0,02—0,08) преобразуется в теплоту в обмотке ротора.
51. МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Механической характеристикой называется зависимость частоты вращения ротора двигателя или скольжения от момента, развиваемого двигателем при установившемся режиме работы: n = f ( M ) или s = f ( M ).
Механическая характеристика является одной из важнейших характеристик двигателя. При выборе двигателя к производственному механизму из множества двигателей выбирают тот, механическая характеристика которого удовлетворяет требованиям механизма.
Располагая параметрами двигателя, можно рассчитать и построить его механическую характеристику, которая будет иметь вид, изображенный на рисунке 49.
Рис. 49. Механическая характеристика асинхронного двигателя
Необходимо отметить, что после включения двигателя в нем происходят сложные переходные электромагнитные процессы. В тех случаях, когда время разбега оказывается соизмеримым с временем электромагнитных процессов, механическая характеристика двигателя в период разбега может существенно отличаться от статической.
Одной из важных точек характеристики является точка, где момент, развиваемый двигателем, достигает наибольшего значения. Эта точка имеет координаты n kp, s kp, M max.
Момент, развиваемый двигателем, при любом скольжении пропорционален квадрату напряжения.
Максимальный момент пропорционален квадрату напряжения и не зависит от сопротивления цепи ротора. Критическое скольжение пропорционально сопротивлению цепи ротора и не зависит от напряжения сети.