Наиболее высокие энергетические показатели при эксплуатации конденсаторного двигателя достигаются при соблюдении следующих условий:
1) частота неизменна и равна номинальной;
2) напряжение на выводах машины равно номинальному;
3) токи обмоток не превышают номинальных значений.
Последнее условие применительно к схемам, приведенным на рис. , в, г, может быть записано в виде
Выполнение последнего равенства обеспечивается правильным выбором рабочей емкости и соответствующей нагрузкой на валу двигателя.
Изменение частоты не является сколько-нибудь существенным даже в энергосистемах местного значения, поэтому им можно пренебречь.
Непостоянство (снижение) напряжения обычно возникает в часы наибольшей нагрузки сети. При этом в значительно большей степени уменьшается вращающий момент, так как для асинхронного двигателя он пропорционален квадрату приложенного напряжения. Так, например, понижение напряжения сети на 30 % вызывает уменьшение момента в 2 раза. В результате такого снижения напряжения двигатель остановится либо будет продолжать вращаться с повышенным скольжением (потребляя большой ток), что может вызвать недопустимый перегрев статорных обмоток, составляющих главную фазу. Отмеченное важное обстоятельство следует иметь в виду, особенно при питании двигателей от электросетей сельских районов с источниками небольшой мощности.
При длительной эксплуатации двигателя с пониженным напряжением необходимо производить соответствующее уменьшение нагрузки.
К нежелательным последствиям с точки зрения нагрева статорных обмоток может привести также несоблюдение третьего условия. Действительно, при всякой нагрузке, превышающей номинальную, перегружается по току главная фаза. То же самое происходит с конденсаторной фазой, только в случае работы с недогрузкой. На холостом ходу ток конденсаторной фазы при выборе рабочей емкости по приведенным выше соотношениям достигает 120—140 % номинального. В последнем случае электрические потери возрастают в 2 раза по сравнению с потерями при номинальном токе.
Сказанное позволяет сделать следующие выводы: нельзя допускать длительную перегрузку или длительную работу двигателя без нагрузки;
при работе двигателя с недогрузкой рабочую емкость конденсаторов необходимо уменьшать.
Для нагрузки, составляющей например 50 % номинальной, можно принять
Ср = 0,85Ср,ном.
Ток конденсаторной фазы при этом не превышает номинального значения.
Воспользовавшись графиком, представленным на рис. 1, легко определить рабочую емкость конденсаторов для любой произвольной нагрузки. С этой целью, выразив полезную мощность Р2 в процентах номинальной мощности Рном, находим соответствующее отношение Ср/Ср.ном, а затем и искомую емкость. Так, например, для Р2=0,75 Рном отношение Ср/Ср,ном==0,93 (см. стрелки на рис. 1). Следовательно,
Ср = 0,93Ср,ном.
Рис. 1. Зависимость рабочей емкости от нагрузки
Следует отметить, что номинальные данные асинхронных двигателей относятся ко вполне определенным условиям их использования. Наиболее существенными из этих условий являются: температура окружающей среды; высота над уровнем моря (до 1000 м).
Допустимые значения температуры окружающей среды устанавливаются техническими условиями. В частности, асинхронные двигатели единой серии 4А могут работать с номинальной мощностью, указанной в их паспортных данных, на всем диапазоне изменения температуры от —40 до +40 °С.
Влияние высоты над уровнем моря, большей 1000 м, проявляется в том, что вследствие разрежения воздуха условия охлаждения ухудшаются.
Из сказанного вытекает, что при эксплуатации двигателей на высоте более 1000 м над уровнем моря или при температуре окружающей среды, превышающей 40 °С, их номинальная мощность должна быть снижена.
