6.4 Випробування на короткочасне перевантаження й методи визначення максимального обертового моменту асинхронних двигунів

Випробування на короткочасне перевантаження за струмом й моментом проводяться при номінальних значеннях напруги, частоти живильної мережі й температури обмоток двигуна, близькій до робочої, тому їх бажано проводити зразу після випробування двигунів на нагрівання. До й після випробувань здійснюють перевірку стану ізоляції та кріплення обмоток двигуна.

При випробуваннях на короткочасне перевантаження за струмом спочатку здійснюють пуск двигуна й після чого плавно збільшують його навантаження (момент на валу), використовуючи один з засобів безпосереднього навантаження, поки струм статора не досягне значення . При цьому струмі двигун повинен працювати протягом 2 хв, після чого навантаження плавно знижують до нуля й вимикають двигун від мережі. Вважається, що двигун витримав випробування, якщо в результаті наступної перевірки не виявляють помітні пошкодження й залишкових деформацій обмоток.

Аналогічно проводять випробування на короткочасне перевантаження за обертовим моментом. Навантаження поступово збільшують до  М_ном; при цьому моменті двигун повинен працювати не менше 15 с. Вважається, що двигун витримав випробування, якщо за цей час не спостерігалось його зупинки або різкої зміни частоти обертання.

Максимальний обертовий момент рекомендується визначати одним з чотирьох способів [16]:

- побудовою кривої моменту за даними дослідів, які отримують при пуску двигуна;

- безпосереднім вимірюванням моменту при навантаженні двигуна;

-  вирахування моменту з використанням тарованої навантажувальної машини;

- за круговою діаграмою.

Звичайно одночасно з визначенням максимального обертового моменту визначають частоту обертання або критичне ковзання двигуна , які відповідають йому. Частоту обертання двигуна визначають одним з методів, які викладені в [16], а ковзання за формулою (3.3), оскільки  складає (8¸15)%, і розрахунок за цією формулою не дає помітної похибки.

При використанні першого способу визначення обертового моменту будується крива динамічного моменту при пуску двигуна. Оскільки визначається статичний максимальний момент, процес пуску необхідно сповільнити. Якщо встановлення махової маси не дає потрібного ефекту (звичайно, для двигунів потужністю понад 100 кВт), то сповільнення здійснюється зменшенням живильної напруги. Перерахунок максимального моменту до номінальної напруги в цьому випадку проводять за формулою:

,                                       (6.28)

де  – максимальний момент і напруга, які отримані з досліду.

При другому способі як навантажувальний пристрій використовують балансирні машини та моментометри, при виборі яких необхідно, щоб область критичного ковзання механічної характеристики завжди була для них статично стійкою. Якщо не вдається визначити  при номінальній напрузі, то дослід проводять при зниженій напрузі живлення.

При використанні третього способу максимальний момент не може бути виміряний безпосередньо, а визначається розрахунковим шляхом. Попередньо знімають дві характеристики тарованої машини постійного струму: характеристику холостого ходу в режимі генератора  при постійній частоті обертання n та залежність струму холостого ходу від частоти обертання в режимі двигуна  при постійному струмі збудження . Це значення струму збудження залишається незмінним і при знятті механічної характеристики асинхронного двигуна, який випробовується.

Під час визначення обертового моменту регулювання потужності тарованої машини постійного струму, яка працює в режимі генератора, здійснюється зміною напруги мережі постійного струму. В процесі досліду вимірюють струм якоря  тарованої машини й частоту обертання n блока “асинхронний двигун – тарована машина”. Електромагнітна потужність генератора постійного струму дорівнює .

Різниця між корисною потужністю двигуна, який випробовується,  та електромагнітною потужністю генератора дорівнює сумі магнітних і механічних втрат генератора (втрати на збудження не враховується при розрахунках, тому що прийнята схема незалежного збудження). Ці втрати визначаються за допомогою відомої характеристики  для кожної фіксованої частоти обертання у вигляді . Тоді з балансу потужностей витікає

.                       (6.29)

З іншої сторони, знаючи механічну потужність і частоту обертання, можна визначити обертовий момент:

,                            (6.30)

         де  – обертовий момент, Н×м;

          – механічна потужність на валу двигуна, Вт;

           – кутова швидкість двигуна, 1/с;

          – частота обертання двигуна, об/хв.

За допомогою тарованої машини знімають механічну характеристику асинхронного двигуна й за нею визначають максимальний обертовий момент.