5.3. Переходные режимы в приводах с асинхронными двигателями трехфазного тока

При исследовании переходных режимов в приводах с асинхронными двигателями пренебрегаем электромагнитными процессами, так как они протекают в большинстве случаев значительно быстрее электромеханических процессов.

5.3.1. Пуск асинхронного двигателя

Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором небольшой и средней мощности обычно осуществляется при полном напряжении (прямой пуск).

Пуск двигателей с фазным ротором осуществляется посредством пускового резистора, включаемого в цепь ротора двигателя (рис. 5.14). Число пусковых ступеней резистора и величина их сопротивлений определяются условиями пуска электропривода.

Если для упрощения принять, что двигатель разгоняется без нагрузки () в одну пусковую ступень, и учесть, что момент, развиваемый двигателем равен

,

(5.15)

то уравнение движения привода запишется так

,

(5.16)

.

Уравнения (5.15) и (5.16) позволяют численными методами рассчитать кривые переходных процессов ипуска асинхронного двигателя. На рис. 5.15 представлены кривые переходных процессов при разных критических скольжениях. Из рис. 5.15 следует что время пуска зависит от критического скольжения. Проведем анализ влияния критического скольжения на время пуска.

Из предыдущего известно, что, следовательно,, тогда

После разделения переменных ,

или ,

где - электромеханическая постоянная времени.

Электромеханическая постоянная времени в данном случае — это время, в течение которого привод с моментом инерции разгонится до синхронной угловой скоростипод действием момента, равного максимальному.

Из последнего получаем время пуска двигателя

,

(5.17)

При пуске двигателя из неподвижного состояния ()

,

(5.18)

Если принять, что , то. Практически можно считать пуск закончившимся тогда, когда значение скольжения будет отличаться не больше чем на 0,05 его установившегося значения. Тогда время пуска без нагрузки ;

Пренебрегая в первом члене значением 0,05 (по сравнению с 1), получаем в относительных величинах

,

(5.19)

Следовательно, относительное время пуска зависит, от значения, которое пропорционально сопротивлению цепи ротора.

Пользуясь (5.19), можно установить, что время пуска имеет минимальное значение при(рис.5.16).

Минимальное время пуска при прочих равных условиях определяется наибольшим эффективным значением. момента двигателя за период пуска. Это значение эффективного момента соответствует, очевидно, наибольшей площади, ограниченной кривой . Под эффективным моментом понимается такой постоянный момент, при котором время пуска при прочих равных условиях одинаково с временем пуска при фактическом моменте.'

Время пуска без нагрузки () может быть определено через значение эффективного момента по формуле

Отсюда значение эффективного момента при пуске

Если в эту формулу подставить значениеиз (5.17) после преобразований получим

,

(5.20)

По (5.20) построена зависимость на. рис. 5.16. Эффективный момент при пуске имеет максимальное значение прии ранен