8.5. Динамический (избыточный) момент и время разгона

Динамическим моментом называется разность вращающего момента mвр АД и тормозного момента mмех механизма (рис.8.5).

Рис. 8.5. Динамический момент при разгоне системы АД-механизм.

Для успешного пуска и разгона системы АД-механизм необходимо, чтобы динамический момент был положителен во всем интервале скольжения от 1 до Sн. Величина углового ускорения при этом прямо пропорциональна значению динамического момента:

, где

- J – приведенный момент инерции системы АД-механизм;

- dω/dt – угловое ускорение.

Для определения времени разгона системы можно воспользоваться графо-аналитическим способом:

- весь диапазон изменения скольжения от 1 до Sн разбивают на n интервалов ΔSi;

- на каждом из интервалов определяют средний динамический момент m_Дi;

- время разгона , где (8.12)

Ta – механическая постоянная времени системы, определяемая в секундах по формуле: , где

- G·D² – приведенный маховой момент системы, т·м²;

- n_C – синхронная скорость вращения, об/мин;

- Рн – номинальная мощность АД, кВт.

Механическая постоянная времени системы – это время разгона системы АД-механизм от нулевой до номинальной скорости при постоянном положительном динамическом моменте, равном номинальному моменту АД или это время снижения скорости с номинальной до нуля при постоянном отрицательном динамическом моменте, равном номинальному моменту АД.

Кривая разгона системы (рис.8.6) строится поэтапно с помощью выражения (8.12):

, , и так далее.

Рис.8.6. Кривые разгона системы АД – механизм

На рис. 8.6 приведено построение кривой разгона при Uд^* = 0,7, соответствующей изменению динамического момента рис. 8.5. При Uд^* = 1 разгон происходит значи­тельно быстрее (рис.8.6, кривая Uд^* = 1).

Количество тепла, выделяющееся в обмотках двигателя при пуске и, следовательно, температура обмоток, прямо пропорциональны квадрату пускового тока и времени разгона. .

При кратности пускового тока Кп = 6 Нагрев обмоток происходит в 36 раз интенсивнее, чем в номинальном режиме. Поэтому частые и/или длительные пуски приводят к перегреву обмоток и к сокращению срока службы их изоляции.

8.5. Тормозной момент, кривая выбега и время остановки

При резком снижении напряжения на зажимах двигателя (отключение АД, КЗ в сети) вращающий момент мал (меньше тормозного) или равен нулю, динамический момент и ускорение принимают отрицательные значения, АД снижает скорость и может остано­виться, если снижение напряжения имеет достаточную длительность (рис.8.7).

Рис.8.7. Кривая динамического момента при отключении АД.

Кривая и время выбега рассчитываются при помощи выражения (8.12).

Рис.8.8. Построение и использование кривой выбега

Время, необходимое для полной остановки .

Кривые выбега используются при расчетах самозапуска для определения скольжения (скорости) АД при перерыве питания определенной продолжительности. Например, t_АВР - время действия АВР известно. Скольжение в момент возобновления питания S_B легко определяется по кривой выбега (рис.8.8).