Що таке ковзання асинхронного двигуна

Ковзання - це одна з основних характеристик електродвигуна. Вона змінюється в залежності від режиму роботи, навантаження на валу і напруги живлення. Давайте докладніше розберемося, що таке ковзання електродвигуна, від чого воно залежить і як визначається.

Що це таке

Принцип роботи трифазного асинхронного двигуна досить простий. На обмотку статора подається напруга живлення, яке створює магнітний потік, в кожній фазі він буде зміщений на 120 градусів. При цьому суммирующий магнітний потік буде обертовим.

Обмотка ротора є замкнутим контуром, в ній наводиться ЕРС і виникає магнітний потік надає обертання ротора, в напрямку руху магнітного потоку статора. Момент, що обертає електромагнітний момент намагається зрівняти швидкості обертання магнітних полів статора і ротора.

Величина визначає різницю швидкостей обертання магнітних полів ротора і статора, називається ковзання. Так як ротор асинхронного двигуна завжди обертається повільніше, ніж поле статора - воно зазвичай менше одиниці. Може вимірюватися в відносних одиницях або відсотках.

Вираховується вона за формулою:

де n1- це частота обертання магнітного поля, n2 - частота обертання магнітного поля ротора.

Ковзання, це важлива характеристика, що характеризує нормальну роботу асинхронного електродвигуна.

Величина ковзання в різних режимах роботи

У режимі холостого ходу ковзання близько до нуля і становить 2-3%, з огляду на те, що n1 майже дорівнює n2. Нулю воно не може бути рівним, тому що в цьому випадку поле статора перетинає поле ротора, простими словами, двигун не обертається і живить на нього напругу не подається.

Навіть в режимі ідеального холостого ходу, величина ковзання, виражена у відсотках, що не буде рівною нулю. S може приймати і негативні значення, в тому випадку, коли електродвигун працює в генераторному режимі.

У генераторному режимі (обертання ротора протилежно напрямку поля статора) ковзання ЕД буде в значеннях -∞ <S <0.

Також існує режим електромагнітного гальмування (противовключения ротора), в цьому режимі ковзання приймає значення більше одиниці, зі знаком плюс.

Значення частоти струму в обмотках ротора одно частоті струму мережі тільки в момент пуску. При номінальному навантаженні частота струму буде визначатися за формулою:

f2 = S * f1,

де f1 - частота струму, що подається на обмотки статора, а S - ковзання.

Частота струму ротора прямо пропорційна його індуктивному опору. Таким чином, виявляється залежність струму в роторі від ковзання АД. Момент, що обертає електродвигуна залежить від величини S, так як визначається значеннями величин магнітного потоку, струму, кутом зсуву між ЕРС і струмом ротора.

Тому, для детального дослідження характеристик АД встановлюється залежність, зображена на малюнку вище. Таким чином, зміна моменту (при різних значеннях ковзання) в АТ з фазним ротором може регулюватися шляхом введення опору в ланцюг обмоток ротора. У електродвигунах з короткозамкненим ротором момент обертання регулюється або за допомогою перетворювачів частоти або використанням двигунів зі змінними характеристиками.

При номінальному навантаженні електродвигуна значення ковзання буде в діапазоні 8% -2% (для двигунів малої та середньої потужності), номінальне ковзання.

При збільшенні навантаження на валу (моменту на валу) буде збільшуватися ковзання, простою мовою, магнітне поле ротора буде все сильніше відставати (гальмувати) від магнітного поля статора. Збільшення ковзання (S) призведе до пропорційного збільшення струму ротора, отже, пропорційно збільшиться момент. Але при цьому збільшуються активні втрати в роторі (збільшується опір), які зменшують зростання сили струму, тому момент збільшується повільніше, ніж ковзання.

При певній величині ковзання момент досягне максимального значення, потім почне знижуватися. Величину, при якій момент буде максимальним, називають критичною (Sкр).

У графічній формі механічну характеристику асинхронного електродвигуна можна виразити за допомогою формули Клосса:

де, Мк - це критичний момент, який визначається критичним ковзанням електродвигуна.

Графік будується виходячи з характеристик, зазначених в паспорті АТ. При виникненні питань по приводу, як рушій, що використовує асинхронний електродвигун, використовується даний графік.

Критичний момент визначає величину допустимої миттєвої перевантаження електродвигуна. При розвитку моменту критичнішого (отже, більш критичного ковзання) відбувається, так зване, перекидання електродвигуна і двигун зупиняється. Перекидання - один з аварійних режимів.

Способи вимірювання

Існує кілька способів вимірювання ковзання асинхронного двигуна. Якщо частота обертання значно відрізняється від синхронної, то її можна виміряти за допомогою тахометра або тахогенератора, підключеного на валу ЕД.

Варіант вимірювання стробоскопічним методом за допомогою неонової лампи підходить при величині ковзання не більше 5%. Для цього на валу двигуна або наносять крейдою спеціальну лінію, або встановлюють спеціальний стробоскопический диск. Висвітлюють їх неоновою лампою, і відраховують обертання за певний час, потім, за спеціальними формулами виробляють обчислення. Також можливе використання повноцінного стробоскопа, подібно до того що показано нижче.

Також, для вимірювання величини ковзання всіх видів машин підходить спосіб індуктивної котушки. Котушку найкраще використовувати від реле або контактора постійного струму, через кількість витків (там 10-20 тисяч), кількість витків повинно бути не менше 3000. котушку з підключеним до неї чутливим милливольтметром, мають у своєму розпорядженні у кінця вала ротора. За відхиленнями стрілки приладу (числу коливань) за певний час вираховують за формулою величину ковзання. Крім цього, у асинхронного двигуна з фазним ротором ковзання можна заміряти за допомогою магнітоелектричного амперметра. Амперметр підключається до однієї з фаз ротора і по числу відхилень стрілки амперметра виробляють обчислення (за формулою з способу з індуктивної котушкою).

Ось ми і розглянули, що собою являє ковзання асинхронного двигуна і як його визначити. Якщо залишилися питання, задавайте їх у коментарях під статтею!

Матеріали по темі:

Додати коментар


Захисний код
Оновити