Робочі характеристики асинхронного двигуна є графічно виражені залежності частоти обертання n2, ККД # 951 ;, корисного моменту (моменту на валу) М2, коефіцієнта потужності cos # 966 ;, і струму статора I1 від корисної потужності Р2 при U1 = const f1 = const.
Швидкісна характеристика n2 = f (P2). Частота обертання ротора асинхронного двигуна n2 = n1 (1 - s).
Ковзання s = Pе2 / Pем, т. Е. Ковзання асинхронного двигуна, а отже, і його частота обертання визначаються відношенням електричних втрат в роторі до електромагнітної потужності. Нехтуючи електричними втратами в роторі в режимі холостого ходу, можна прийняти Ре2 = 0, а тому s ≈ 0 і n20 ≈ n1.
У міру збільшення навантаження на валу асинхронного двигуна ставлення s = Pе2 / Pем зростає, досягаючи значень 0,01 - 0,08 при номінальному навантаженні. Відповідно до цього залежність n2 = f (P2) являє собою криву, слабо нахилену до осі абсцис. Однак при збільшенні активного опору ротора двигуна r2 'кут нахилу цієї кривої збільшується. У цьому випадку зміни частоти асинхронного двигуна n2 при коливаннях навантаження Р2 зростають. Пояснюється це тим, що зі збільшенням r2 'зростають електричні втрати в роторі.
Мал. 1. Робочі характеристики асинхронного двигуна двигуна
Залежність М2 = f (P2). Залежність корисного моменту на валу асинхронного двигуна М2 від корисної потужності Р2 визначається виразом M2 = Р2 / # 969; 2 = 60 P2 / (2πn2) = 9,55Р2 / n2,
де Р2 - корисна потужність, Вт; # 969; 2 = 2πf 2/60 - кутова частота обертання ротора.
З цього виразу випливає, що якщо n2 = const, то графік М2 = f2 (Р2) являє собою пряму лінію. Але в асинхронному двигуні зі збільшенням навантаження Р2 частота обертання ротора зменшується, а тому корисний момент на валу М2 зі збільшенням навантаження зростає не стільки швидше навантаження, а отже, графік М2 = f (P2) має вигнутий вид.
Мал. 2. Векторна діаграма асинхронного двигуна при невеликому навантаженні
залежність cos # 966; 1 = f (P2). У зв'язку з тим що струм статора асинхронного двигуна I1 має реактивну (індуктивну) складову, необхідну для створення магнітного поля в статорі, коефіцієнт потужності асинхронних двигунів менше одиниці. Найменше значення коефіцієнта потужності відповідає режиму холостого ходу. Пояснюється це тим, що струм холостого ходу електродвигуна I0 при будь-якому навантаженні залишається практично незмінним. Тому при малих навантаженнях двигуна струм статора невеликий і в значній частині є реактивним (I1 ≈ I0). В результаті зрушення по фазі струму статора щодо напруги виходить значним (# 966; 1 ≈ # 966; 0), лише трохи менше 90 ° (рис. 2).
Коефіцієнт потужності асинхронних двигунів в режимі холостого ходу зазвичай не перевищує 0,2. При збільшенні навантаження на валу двигуна зростає активна складова струму I1 і коефіцієнт потужності зростає, досягаючи найбільшого значення (0,80 - 0,90) при навантаженні, близькою до номінальної. Подальше збільшення навантаження на валу двигуна супроводжується зменшенням cos # 966; 1 що пояснюється зростанням індуктивного опору ротора (x2s) за рахунок збільшення ковзання, а отже, і частоти струму в роторі.
З метою підвищення коефіцієнта потужності асинхронних двигунів надзвичайно важливо, щоб двигун працював завжди або принаймні значну частину часу з навантаженням, близькою до номінальної. Це можна забезпечити лише при правильному виборі потужності двигуна. Якщо ж двигун працює значну частину часу недовантаженим, то для підвищення cos # 966; 1, доцільно підводиться до двигуна напруга U1 зменшити. Наприклад, в двигунах, що працюють при з'єднанні обмотки статора трикутником, це можна зробити пересоедініть обмотки статора в зірку, що викличе зменшення фазної напруги в раз. При цьому магнітний потік статора, а отже, і намагнічує струм зменшуються приблизно в раз. Крім того, активна складова струму статора кілька збільшується. Все це сприяє підвищенню коефіцієнта потужності двигуна.
На рис. 3 представлені графіки залежності cos # 966; 1, асинхронного двигуна від навантаження при з'єднанні обмоток статора зіркою (крива 1) і трикутником (крива 2).
Мал. 3. Залежність cos # 966; 1, від навантаження при з'єднанні обмотки статора двигуна зіркою (1) і трикутником (2)
