Материал: Лекция 15 Пуск АД

образом, применением переключения со звезды на треугольник удается снизить начальный пусковой ток в 3 раза:

при этом начальный пусковой момент снижается пропорционально квадрату отношения фазных напряжений, т.е. также в 3 раза. Этот способ пуска иногда применяется при пуске низковольтных двигателей большой мощности.

Вычисленные по (2.47) – (2.49) уменьшения пусковых токов и моментов получены в предположении, что zk const . В действитель-

ности с ростом тока из–за насыщения стали зубцов от потоков рассеяния индуктивные сопротивления рассеяния статора и ротора уменьшаются и zk const . С учетом этого изменение тока при снижении

напряжения будет происходить несколько сильнее.

Пуск асинхронных двигателей с фазным ротором. При пуске двигателя с фазным ротором в цепь ротора включается добавочное активное сопротивление Rп – пусковой реостат (рис. 2.51). Пусковой

реостат обычно имеет несколько ступеней и рассчитывается на кратковременное протекание тока.

Как показано ранее, при включении активного сопротивления в цепь ротора уменьшается начальный пусковой ток Iп и увеличивается начальный пусковой момент Mп . С физической точки зрения уве-

личение начального пускового момента при введении активного сопротивления в цепь ротора объясняется тем, что в этом случае, несмотря на снижение тока ротора I2 , его активная составляющая

I2 cos 2 и пропорциональный ей вращающий момент увеличиваются вследствие уменьшения угла 2 . Наибольший начальный пусковой момент может быть получен равным максимальному моменту двигателя: Mп =Mm . Сопротивление пускового реостата, соответствующее

Mп =Mm , определяют, приравняв критическое скольжение sm 1, т.е.

Обычно выбирают Rп Rп.кр .

По мере разгона двигателя сопротивление пускового реостата уменьшают, переходя с одной его ступени на другую. Этот переход

может осуществляться как вручную, так и автоматически путем закорачивания части сопротивления с помощью контакторов. Ступени пускового сопротивления рассчитываются так, чтобы при переключениях вращающий момент двигателя менялся в выбранных пределах от

Мп mах до Мпmin .

Динамика пуска. Динамические свойства электропривода с асинхронным электродвигателем определяются уравнением

где Мдин – динамический момент системы асинхронный двигатель –

производственный механизм.

Выражая момент инерции через маховой момент

где g – ускорение силы тяжести, равное 9.81 м/с2 , и выражая частоту вращения 2 2 n/60 , получаем

Мдин GD2 /375 dn . dt

Время разгона электродвигателя определяется главным образом электромеханическими процессами, так как электромагнитные переходные процессы, происходящие в двигателе, протекают значительно быстрее, чем электромеханические. Обычно о быстродействии двигателя судят по значению его электромеханической постоянной времени Tм , которая примерно на порядок выше электромагнитной постоянной

где Tм – электромеханическая постоянная времени, определяющая динамические свойства двигателя,

Tм J 1 .

Mн

Для определения уравнения движения ротора в общем случае выразим из (2.50) динамический момент

Mдин* М* Мс*,

Значения M* и Mс*определяются из механической характери-

стики двигателя и характеристики производственного механизма. Для многих электроприводов статический момент изменяется по закону

где Кр – коэффициент резерва, необходимый для обеспечения разгона

двигателя в начале пуска.

Время разгона пропорционально заштрихованной площади (рис. 2.52) на графике кривой

J .

M Mс

Это время обычно невелико и не превышает нескольких секунд. Однако в двигателях с короткозамкнутым ротором при недостаточно большом электромагнитном моменте (т.е. разности M Mc ) и значи-

тельном моменте инерции процесс пуска может сильно затянуться и температура обмоток ротора и статора из-за больших пусковых токов может превысить допустимые пределы.

Рассмотрим уравнение движения ротора при пуске электродвигателя без нагрузки ( Mc 0), предположив, что механическая харак-

теристика двигателя определяется формулой Клосса (2.38). В этом случае (2.51) принимает вид

Решение данного дифференциального уравнения получим, проинтегрировав (2.52) в пределах от s 1 до некоторого конечного значения: sкон

На рис. 2.53, а приведены зависимости относительной частоты