Искусственные характеристики асинхронного двигателя получают за счет изменение питающего напряжения, питающей частоты, введения в цепь статора и ротора добавочных сопротивлений.
Искусственные механические характеристики, получаемые при изменении питающего напряжения. Для построения рабочей вeтви искусственной механической характеристик рассмотрим две точки. Первая 1 точка соответствует синхронной угловой скорости вторая 2 - максимальному (критическому) моменту (рис. 1).
Рис. 1. Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении напряжения сети: е - естественная характеристика при номинальном напряжении сети (Uном), и - искусственная характеристика при пониженном напряжении сети (Uфакт = 0,9Uном); ωо - синхронная угловая скорость; Мтр, Мкр - момент трогания и и критический момент двигателя соответственно.
Синхронная угловая скорость асинхронного двигателя равна:
ωо = 2πf/p
Как видно из этой формулы, синхронная угловая скорость от напряжения не зависит. Следовательно, ее расположение на ocи ординат не изменяется. Вторая точка имеет координаты: момент критический и угловая скорость критическая. Критическая угловая скорость от напряжения не зависит, а критический момент пропорционален квадрату фактического напряжения, т. е. Мкр - U2факт.
Например, при уменьшении напряжения сети на 10% фактическое напряжение составит 90% или Uфакт= 0,9Uном. Поэтому момент критический на искусственной характеристике пропорционален
Мкр.иск ~U2факт ~ (0,9Uном)2 ~ 0,81U2факт
Для нахождения Мкр.иск составим пропорцию:
Мкр.ест. ~U2ном;
Мкр.иск ~ 0,81U2факт.
Отсюда:
Мкр.иск = Мкр.ест. х (0,81U2факт/U2ном) = 0,81Мкр.ест.
На графике (см. рис. 1) откладываем точку, соответствующую 81% от Мкр.ест. и строим искусственную механическую характеристику.
Искусственные механические характеристики, получаемые при введении в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором добавочного сопротивления (Rдо6).
Для построения искусственной механической характеристики рассмотрим две точки (рис. 2).
Рис. 2. Механические характеристики асинхронного двигателя при введении в цепь ротора добавочного сопротивления: е - расчетная естественная характеристика при Rдоб = 0; и 1 - искусственная характеристика при Rдоб1 не равном 0; и2 - искусственная характеристика при Rдоб2 > Rдоб1; ωкр.ест - критическая угловая скорость естественной характеристики; ωкр.иск - критическая угловая скорость искусственной характеристики; М;тр, Мкр момент трогания и критический момент двигателя соответственно.
Синхронную угловую скорость (первая точка 1) определяют по формуле ωо = 2πf/p. Она не зависит от добавочного сопротивления. Следовательно, первая точка остается на месте. Вторая точка 2 имеет координаты: момент критический и скорость критическая.
Критическая скорость обратно пропорциональна добавочному сопротивлению, а критический момент не зависит от добавочного сопротивления
Механические характеристики для этого режима представлены на рисунке 2. Искусственные механические характеристики, получаемые при изменении частоты питающего напряжения. Для построения искусственной механической характеристики рассмотрим две точки (рис. 3).
Синхронную угловую скорость (первая точка) определяют по формуле ωо = 2πf/p. Она прямопропорционально зависит от частоты питающего напряжения. Следовательно, первая точка будет сдвигаться по оси ординат.
Вторая точка имеет координаты: момент критический и скорость критическая. Критическая скорость прямо пропорциональна частоте питающего напряжения, а критический момент прямо пропорционален квадрату частоты питающего напряжения.
На рисунке 3 приведена естественная и искусственная механические характеристики асинхронного двигателя при уменьшении частоты питающего напряжения.
Рис. 3. Механические характеристики асинхронного двигателя при уменьшении питающей частоты: е - естественная характеристика при fест 50 Гц, и - искусственная характеристика при fиск при 0,5 fест; ωо - синхронная угловая скорость естественной характеристики; ωоиск - синхронная угловая скорость искусственной характеристики; ωкрест - критическая угловая скорость естественной характеристики; Мтр, Мкр - момент трогания и критический момент двигателя соответственно.