21-26

вызвать механический удар (большие токи) рабочего механизма

вследствие резкого увеличения m (при соизмеримых маховых моментах

эм

двигателя и рабочего механизма).

Поэтому безреостатный пуск применим для двигателя малой мощности (до 6 кВт) при всплесках ток превышающих номинальным в (6 8 ) раз, а процесс пуска длится не более 1 2 сек.

Поэтому самый распространенный пуск – пуск с помощью пускового реостата.

Пуск двигателя постоянного тока независимого возбуждения до основной угловой скорости.

Рассмотрим пуск ДПТ НВ в одну ступень:

Процесс пуска двигателя независимого возбуждения при замыкании в цепи якоря выключателя К. В этой схеме постоянно включен резистор общего сопротивления якорной Ra ra rp цепи.

При исследовании процессов пуска принимается: А) напряжение сети U const

Б)двигатель предварительно возбужден В) реакция якоря не изменяет const

Г) mC const Д) La 0

Уравнение механического и электрического равновесия:

U Ia Ra Ea Ia Ra CM

(3)

U Ia Ra CM Но Ia - действующее (постоянное значение)

Если в мгновенных величинах при U const :

U ia Ra CM

(1)

mЭМ CM ia g(t) ia

mЭМ g(t) ia J d mC dt

(2)

0 TM d C dt

Пусковая механическая характеристика ДПТ НВ

0 Ug - угловая скорость двигателя при идеальном Х.Х.

C mC Ra - перепад угловой скорости при нагрузке моментом mC g2

TM J Ra J 0 - электромеханическая постоянная времени – время g2 mК.З

в течении которого привод с моментом инерции J разгоняется без нагрузки из неподвижного состояния до 0 при неизменном моменте, равном m

постоянно зависит от mК.З.

Если Ra повышается, то mК.З. уменьшается и соответственно TM повышается. При этом TM не зависит от нагрузки.

Запишем (2) в виде:

d ( 0 C ) / TM dt TM

(3)

для t=0 нач :

Снач ( 0 С ) нач С

Вобщем виде уравнения для угловой скорости двигателя при пуске:

t

С ( нач С ) e TM

C - установившаяся угловой скорости двигателя при моменте

нагрузки mC .

При пуске двигателя из неподвижного состояния под нагрузкой (

нач 0 ):

t

С (1 e TM )

При пуске без нагрузки до установившейся угловой скорости 0 :

t

0 (1 e TM )

На рис. кривые f(t) при пуске двигателя ПТНВ под нагрузкой (кр.1) и без нагрузки (кр.2)

На рис. кривая f(t) при пуске ДПТ. Согласно уравнениям для процесс пуска теоретически заканчивается за бесконечно большое t. Практически можно считать, что процесс пуска заканчивается при

tп (3 4)TM ,т.к. в этом случае отличается от установленного значения не

При положении рукоятки в первом положении (t=0) цепь якоря оказывается включенной на полное сопротивление rP . При этом возникают

токи ia ,iв и так же mЭМ .

Если mЭМ mC , то ток при t=0 достигает максимального значения Ia1 . При этом в якоре будет индицироваться ЭДС Ea CM . С увеличением Е ток якоря Ia уменьшается, а с уменьшением − Ia уменьшается mЭМ СМ . С уменьшением mЭМ нарастание замедляется. Чтобы не увеличивать время пуска tП по достижении током некоторого минимального значения Ia2 при скорости 1, ток якоря увеличивают

переводя рукоятку Р на следующий контакт, исключая часть сопротивления rP .

Сопротивление (которое исключают) собирается так, чтобы при выключении Ia стал равным Ia1 .

После выключения пускового реостата двигатель разгоняется до установившейся скорости C , а ток якоря Ia стремится к установившемуся

значению, определяемому:

Найдем время t x в течении которого ток двигателя меняется от Ia1 до

Ia2 .

Воспользуемся уравнением:

t

ia IaC (Iанач IаС ) e TM

(*)

t x - время разбега двигателя на рассматриваемой ступени,

TMX - электромеханическая постоянная времени для той же ступени.

Постоянная t для каждой ступени резистора соответствует суммарному сопротивлению цепи якоря. Из (*) находим время разбега

По мере выведения реостата сопротивление цепи якоря Ra уменьшается и TЭМ уменьшается , что приводит к уменьшению времени разбега на каждой последующей ступени : t X1 t X2 t X3

Обычно при пуске Ia1 (1,5 1,7)Ian , Ia2 (0,2 1,2)Ian

Пуск асинхронных электродвигателей.

Пуск асинхронных двигателей, как правило, сопровождается при нормальном напряжении существенным увеличением тока, перенапряжением между витками обмоток статора, а также увеличением электродинамических сил между частями установки и снижением напряжения на шинах установки. Пуск асинхронных двигателей с коротко замкнутым ротором производится путем подачи к обмотке статора полного или пониженного напряжения.

Прямой пуск асинхронных двигателей на полное напряжение наиболее желательно, так как не требуется никаких дополнительных устройств в виде реактора или автотрансформатора, а схема пуска проста, кроме того, минимальное время разворота асинхронного двигателя и минимальное выделение тепла в обмотках за время пуска. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором выполнены из расчѐта на прямой пуск – и он применяется когда пусковые токи не вызывают недопустимых понижений напряжения на шинах электроустановки. В противном случае приходится использовать пусковые реакторы или автотрансформаторы (используется переключение, на время пуска, обмоток статора из треугольника в звезду).

Асинхронный двигатель с фазным ротором пускают в ход путем подключения обмоток статора на полное напряжение, но в устройство ротора предварительно вводится дополнительное активное сопротивление – пусковой реостат. При этом пусковой ток уменьшается.

Экспериментально установлено, что электромагнитные и переходные процессы не оказывают существенного влияния на процесс пуска асинхронного двигателя, так как время их протекания мало по сравнению с временем пуска. По этому анализ процесса пуска асинхронного двигателя можно свести к исследованию только механического переходного процесса, то есть к решению уравнения движения. Это означает, что можно использовать статический электромагнитный момент асинхронного двигателя, определяющийся алгебраическим уравнением.

При пуске на вал системы асинхронный двигатель – механизм действует избыточный момент, который определяется уравнением движения:

Приведенный момент инерции Jпр равен сумме моментов инерции двигателя Jдв и приведенного к валу двигателя момента инерции механизма:

В относительных единицах уравнение движения можно записать:

если mg*=1, S1=1 (двигатель остановлен); S2=0 (соответствует синхронной скорости вращения), то: t Tj (0 1) Tj .

tп – зависит от Sкр. Минимальное время пуска получается при Sкр=0,407.

Выбег электродвигателей

Выбег двигателей системы двигатель – механизм – это процесс уменьшения его частоты вращения, вызванный отключением электродвигателя от сети, или же резким снижением подведенного напряжения. Одиночный выбег это такой выбег, при котором один электродвигатель оказался отсоединенным от сети и от других двигателей, или же такой, при котором, другие двигатели, электрически связанные с ним, не оказывают существенного влияния на процесс выбега. Как правило, это происходит если между рассматриваемым и другими двигателями включен реактор или трансформатор. Выбег одного двигателя, отключенного от сети, называют свободным. Если взаимное влияние отсоединенных от источника питания двигателей велико, такой выбег называют групповым.

Одиночный выбег асинхронного и синхронного двигателей Будем рассматривать простейший случай выбега одиночного агрегата

двигатель-механизм при отключении двигателя от сети и определении характеристик механизма по кривым выбега (t). При отключении двигателя то сети на вал агрегата действует избыточный момент равный моменту