Механическими характеристиками АД называют зависимости М=f(s) и n=f(M).

Аналитические выражения данных характеристик достаточно сложны, требуют знания многих параметров АД и для практических целей используются редко. Более удобной является так называемая формула Клосса, вполне удовлетворительно описывающая реальную характеристику в пределах изменения скольжения от 0 до критического S_к. Вторая часть характеристики, рассчитанная по формуле Клосса, существенно отличается от реальной. Однако в этой части асинхронные двигатели не работают, и практического значения для анализа задач электропривода она не представляет.

Рисунок 1- Диаграмма потерь и кривые нагрева

Рисунок 2- Механическая характеристика M=f(s)

Рисунок 3- Механическая характеристика n=f(M_e)

Для расчета естественной механической характеристики находим:

номинальную частоту вращения, об/мин,

,                                     (1.14)

где n₁ – синхронная частота вращения, об/мин,

S_н – номинальное скольжение по каталогу, о.е.

 об/мин,

номинальный момент, Н·м,

,                             (1.15)

где Р_н – номинальная мощность,

 Н·м,

критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту,

,                            (1.16)

где S_н – номинальное скольжение,

К_м – кратность номинального момента.

,

максимальный момент, Н·м,

,                                     (1.17)

 Н·м.

Задавшись величиной S от 0 до 1,2, можно рассчитать зависимость М=f(s), которую затем легко перевести в координаты n=f(M) по формуле:

.                                       (1.18)

Расчет механической характеристики производим по упрощенной формуле Клосса, Н·м,

                              (1.19)

где К_м – коэффициент перегрузочной способности,

S – текущее значение скольжения,

 S_к – критическое скольжение,

М_н – номинальный момент на валу двигателя, Н·м.

При отсутствии резисторов в цепи ротора имеем естественные характеристики.

Результаты расчета приведены в таблице 1.3, характеристики показаны на рисунках 2, 3, 4.

Таблица 1.3 – Механические характеристики выбранного АД

Введение добавочного сопротивления в цепь ротора приводит к увеличению критического скольжения, величина максимального момента при этом не изменяется. Иными словами, механическая характеристика смещается вниз, а М=f(s) – вправо. Тем самым при постоянном моменте сопротивления М_с частота вращения несколько снижается.

При реостатной характеристике частота вращения ротора, при заданном Δn=4,5%, об/мин,

,                                  (1.20)

 об/мин,

скольжение, соответствующее данной частоте вращения,

,                                     (1.21)

.

Сопротивление ротора выбранного двигателя, Ом,

                                        (1.22)

 Ом,

тогда необходимое добавочное сопротивление, Ом,

,                     (1.23)

 Ом.

Критическое скольжение на реостатной характеристике,

,                           (1.24)

.