非同期モーターの動作

誘導電動機の動作は、U1 = const f1 = const における、速度 n2、効率 η、有効トルク (軸トルク) M2、力率 cos φ、固定子電流 I1 の有効電力 P2 に対する依存性をグラフで表します。

速度特性 n2 = f (P2)。誘導電動機の回転子速度 n2 = n1 (1 — s)。

スライド s = Pe2 / Rem、つまり誘導電動機の滑り、したがってその速度は、回転子の電気損失と電磁力の比によって決まります。アイドル時のローターの電気損失を無視すると、Pe2 = 0 とみなすことができ、したがって s ≈ 0 および n20 ≈ n1 となります。

シャフト負荷が大きくなると 非同期エンジン 比 s = Pe2 / Pem が増加し、公称荷重で 0.01 ～ 0.08 の値に達します。したがって、依存性ｎ２＝ｆ（Ｐ２）は、横軸に対して若干傾いた曲線となる。ただし、モーター回転子のアクティブ抵抗 r2 ' が増加するにつれて、この曲線の傾きは増加します。この場合、負荷Ｐ２の変動に伴う誘導電動機ｎ２の周波数の変化が大きくなる。これは、r2 ' が増加すると、回転子の電気損失が増加するという事実によって説明されます。

米。 1. 誘導電動機の動作の特徴

依存性 M2 = f (P2)。非同期モーター M2 のシャフトからの有効トルクの有効出力 P2 への依存性は、式 M2 = P2 / ω2 = 60 P2 / (2πn2) = 9.55P2 / n2 によって決定されます。

ここで、P2 — 有効電力、W; ω2 = 2πf 2/60 はローターの回転角周波数です。

この式から、n2 = const の場合、グラフ M2 = f2 (P2) は直線になることがわかります。しかし、誘導電動機では、負荷 P2 が増加すると回転子の速度が低下するため、負荷の増加に伴うシャフト M2 の有効モーメントは負荷よりも少し早く増加するため、グラフ M2 = f (P2) ) は曲線の形状をしています。

米。 2. 低負荷時の誘導電動機のベクトル図

依存性 cos φ1 = f (P2)。誘導電動機の固定子電流 I1 には、固定子内に磁界を生成するために必要な無効 (誘導) 成分があるため、誘導電動機の力率は 1 未満になります。力率の最低値はアイドリングに相当します。これは、いかなる負荷においても電気モーターのアイドル電流 I0 が実質的に変化しないという事実によって説明されます。したがって、モーター負荷が低い場合、ステーター電流は小さく、無効電流が大きくなります (I1 ≈ I0)。その結果、電圧に対する固定子電流の位相シフトは大きくなり（φ1 ≈ φ0）、90°よりわずかに小さくなります（図2）。

誘導電動機の無負荷力率は通常 0.2 未満です。モーターシャフトの負荷が増加すると、電流 I1 の有効成分が増加し、力率が増加し、公称負荷に近い負荷で最高値 (0.80 ～ 0.90) に達します。モーターシャフトの負荷がさらに増加すると、cos φ1 が減少します。これは、滑りの増加によるローターの誘導抵抗 (x2s) の増加、つまり周波数の増加によって説明されます。ローターに流れる電流。

誘導モーターの力率を改善するには、モーターが常に、または少なくともかなりの時間、定格負荷に近い負荷で動作することが非常に重要です。これは、エンジン出力を正しく選択した場合にのみ達成できます。モータがかなりの時間負荷下で動作する場合、cos φ1 を増加するには、モータに供給される電圧 U1 を下げることをお勧めします。たとえば、固定子巻線がデルタ結線されているときに動作するモーターでは、固定子巻線をスター状に再接続することでこれを行うことができ、これにより相電圧が 1 分の 1 減少します。この場合、ステータの磁束、したがって磁化電流は約 1 分の 1 に減少します。さらに、固定子電流の有効成分がわずかに増加します。これらすべてがエンジンの力率の向上に貢献します。

図では。図３は、固定子巻線がスター型（曲線１）およびデルタ型（曲線２）で接続されている場合の、非同期モータのｃｏｓφ１の負荷に対する依存性のグラフを示す。

米。 3. モータの固定子巻線をスター(1)とデルタ(2)で結線した場合のcosφ1の負荷依存性