Так як результуючий магнітне поле асинхронної машини не залежить від її режиму роботи, можна скласти для однієї фази рівняння магніторушійних сил, прирівнявши магніторушійних силу в режимі холостого ходу до суми магніторушійних сил в режимі навантаження.
Тут I0 - струм в обмотці статора в режимі ідеального холостого ходу, I'2 = -I2 (w2k2) / (w1k1) - складова струму статора, яка компенсує дію магніторушійної сили обмотки ротора. Отриманий вираз для струму статора відображає властивість саморегулювання асинхронної машини. Чим більше струм ротора, тим більше струм статора. У режимі холостого ходу струм статора мінімальний. У режимі навантаження струм статора зростає. Струм реального холостого ходу асинхронної машини I0 = (20 ÷ 60)% I1н і значно більше в порівнянні з номінальним струмом, ніж у трансформатора. Це пояснюється тим, що величина струму I0 залежить від магнітного опору середовища, в якій створюється магнітне поле. У асинхронної машини, на відміну від трансформатора, є повітряний зазор, який створить великий опір магнітному полю.
2.3. Механічна характеристика асинхронного двигуна
Під механічною характеристикою прийнято розуміти залежність частоти обертання ротора в функції від електромагнітного моментаn = f (M). Цю характеристику (рис. 2.12) можна отримати, використовуючи залежність M = f (S) і перерахувавши частоту обертання ротора при різних значеннях ковзання.
Ділянка 1-3 відповідає усталеній роботі, ділянка 3-4 - нестійкої роботи. Точка 1 відповідає ідеальному холостому ходу двигуна, коли n = n0. Точка 2 відповідає номінальному режиму роботи двигуна, її координати Mн і nн. Точка 3 відповідає критичного моменту Mкр і критичної частоті обертання nкр. Точка 4 відповідає пусковому моменту двигуна Mпуск. Механічну характеристику можна розрахувати і побудувати за паспортними даними. Точка 1:
де: p - число пар полюсів машини;
f - частота мережі.
Точка 2 з координатами nн і Mн. Номінальна частота обертання n н задається в паспорті. Номінальний момент розраховується за формулою:
тут: Pн - номінальна потужність (потужність на валу).
Точка 4 має координати n = 0 і M = Mпуск. Пусковий момент обчислюють за формулою
де: # 955; пуск - кратність пускового моменту задається в паспорті.
Асинхронні двигуни мають жорстку механічну характеристику, тому що частота обертання ротора (ділянка 1-3) мало залежить від навантаження на валу. Це одна з переваг цих двигунів.
2.4. Пуск в хід асинхронного двигуна
У момент пуску в хід n = 0, тобто ковзання S = 1. Оскільки струми в обмотках ротора і статора залежать від ковзання і зростають при його збільшенні, пусковий струм двигуна в 5 - 8 разів більше його номінального струму
Як розглядалося раніше, через велику частоти ЕРС ротора асинхронні двигуни мають обмежений пусковий момент
Для пуску в хід двигуна необхідно, щоб створюваний ним пусковий момент перевищуючи момент навантаження на валу. Залежно від потужності джерел живлення і умов пуску використовують різні способи пуску, які мають на меті: зменшення пускового струму і збільшення пускового моменту.
Розрізняють такі способи пуску в хід асинхронних двигунів: пряме включення в ланцюг, пуск при зниженій напрузі, реостатний пуск, використання двигунів з поліпшеними пусковими властивостями.