ПУСКОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ ИЗМЕНЕНИИ МОМЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ
Асинхронные двигатели при периодической нагрузке. Артемюк Б.Т., Киев: "Техніка", 1972, с.186-191.
Исследование пусковых характеристик асинхронных двигателей при переменной нагрузке имеет большое значение, так как существенная неравномерность момента сопротивления приводит к особым условиям пуска.
Без учета этих условий не может быть правильно выбрана пусковая характеристика двигателя, обеспечивающая надежный запуск. В качестве математической модели двигателя при исследовании пусковых характеристик применена нелинейная система уравнений
. Начальные условия в этой системе при пуске соответствуют установившемуся режиму неподвижного двигателя. При этом переходной процесс включения не учитывается, что дает возможность учесть влияние скорости изменения скольжения на момент двигателя в чистом виде, без воздействия свободных составляющих токов. В том случае, когда необходимо при пуске учесть влияние на динамическую моментную характеристику не только ускорения ротора, но и переходного процесса включения, достаточно в системе положить начальные значения потокосцеплений равными нулю при определенных значениях составляющих напряжения питания и скольжении, равном 1.Установим условие запуска двигателя при переменной нагрузке. Для этого рассмотрим наиболее неблагоприятный случай, когда при работающем конвейере происходит внезапное исчезновение напряжения питания, остановка двигателя и последующее быстрое включение. В этом случае двигатель запускается при моменте сопротивления, соответствующем режиму работы конвейера.
На рис.
1 изображены графики зависимости электромагнитного момента и момента сопротивления от угла поворота ротора для первого периода момента сопротивления (mc = 1).
Рисунок.
1. К определению условия пуска двигателя при периодической нагрузке.Моменты отнесены к постоянной составляющей момента сопротивления.
С увеличением нагрузки кривая относительных значений электромагнитного момента идет ниже, площадь ускорения
SY падает, площадь торможения ST растет, условия пуска ухудшаются. Так как пуск начинается при нулевом значении кинетической энергии ротора, наиболее трудным является преодоление первого пика момента сопротивления.Если
Sу > Sт, то двигатель достигает точки К при скорости ротора, большей нуля. После точки К двигатель попадает в благоприятную зону ускорения, соответствующую второму полупериоду момента сопротивления. Приобретаемый здесь запас кинетической энергии позволяет преодолеть последующий пик момента сопротивления при меньшем уменьшении скорости ротора. Двигатель запускается и выходит на рабочий режим.Если
Sу < Sт , то двигатель останавливается на участке NK, не достигнув точки К. Так как в точке остановки Мc > М и кинетическая энергия ротора равна нулю, двигатель не запускается.
Рисунок.
2. График зависимости электромагнитного момента и скольжения от времени при пуске: / — тc = 1; 2 — mс = 0.Изложенные выше особенности пуска при переменной нагрузке также находят свое отражение в характере изменения электромагнитного момента и скольжения в зависимости от времени согласно рис.
2. Характеристики соответствуют пуску двигателя без нагрузки (тс = 0) и при моменте сопротивления тс=1. На кривой скольжения для тс = 1 хорошо видны точки минимального и максимального скольжения при пуске, соответствующие точкам N и К участка торможения рис.1. С изменением сопротивления ротора изменяется также величина предельного момента сопротивления, при котором возможен запуск.