Программа испытаний вновь спроектированного и изготовленного опытного образца асинхронного двигателя (АД) включает в себя определение механической характеристики (МХ) этой электрической машины. Прямое экспериментальное определение МХ путем измерения статического момента АД в диапазоне относительных скольжений от нуля до критического значения – слишком трудоемкий и длительный процесс. Он может быть упрощен за счет применения формулы Клосса [1, 2]. Однако использование этой формулы возможно только после того, как станут известны критический момент и критическое скольжение АД. Таким образом, применение формулы Клосса не позволяет принципиально упростить и ускорить процесс определения МХ АД. Кроме того, в ряде случаев использование формулы Клосса не обеспечивает необходимой точности определения МХ АД [3].

Для значительного упрощения и ускорения процесса определения МХ АД целесообразно воспользоваться альтернативным представлением этой характеристики, которое позволяет выявить ее скрытую периодичность. Эта скрытая периодичность МХ АД была обнаружена авторами данной статьи в процессе проведения соответствующих исследований.

Как известно, МХ АД представляет собой зависимость статического момента М на валу ротора АД от относительного скольжения S. При этом график функции М(S) асимптотически приближается к нулю при S, стремящемся как к плюс-бесконечности, так и к минус-бесконечности.

Если преобразовать равномерный масштаб (S-масштаб) по оси абсцисс в неравномерный (D-масштаб), то непериодическая функция М(S) превращается в периодическую колоколообразную знакопеременную функцию М(D) с периодом, равным 2*П (рад), где П = 3,14159. При этом МХ АД описывается следующей формулой:

М = Мк * (sin D) ^ В, (1)

где Мк – критический момент АД;

D = П * S / (S + Sк); (2)

Sк – критическое скольжение АД; В = 1,0 + С; 0 < C <1,0. Например, для АД типа АО2-32-4: С = 0,254; В = 1,254.

Таким образом, использование параметра D позволяет описывать МХ АД простой периодической функцией, а точнее – степенной тригонометрической функцией (1).

Формула (2) описывает соотношение между S- и D-масштабами по оси абсцисс.

Приведенная выше формула (1) для МХ АД является альтернативой формуле Клосса и описывает МХ как в двигательном, так и в генераторном и тормозном режимах работы машины.

В дальнейших работах авторов данной статьи будет показано, что использование данной формулы позволяет определять механическую характеристику асинхронной машины во всем диапазоне изменения S от плюс-бесконечности до минус-бесконечности. При этом предварительного знания значений Sк и Мк не требуется.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Лиходедов А.Д. Построение механической характеристики асинхронного двигателя и ее апробация / Журнал «Современные проблемы науки и образования», № 5, 2012. С. 99.

2. Денисов В.А. Электроприводы переменного тока с частотным управлением. Старый Оскол: Изд-во ТНТ, 2013. – 164 с.

3. Рудченко Ю. А. Аппроксимация механической характеристики асинхронного двигателя // Современные проблемы машиноведения : Тез. докл. IX Междунар. науч.-техн. конф. (науч. чтения, посвящ. П. О. Сухому), Гомель, 25–26 окт. 2012 г. / М-во образования Респ. Беларусь, Гомел. гос. техн. ун-т им. П. О. Сухого, ОАО «ОКБ Сухого»; под общ. ред. С. И. Тимошина. – Гомель : ГГТУ им. П. О. Сухого, 2012. – С. 97 - 98.