Глава 15

15.3. Переходный процесс в узле нагрузки при пуске асинхронного двигателя

Пусковой режим электропривода, входящего в состав узла комплексной нагрузки,- это процесс перехода двигателя, и соответственно рабочего механизма, из неподвижного состояния (ω = 0) в состояние вращения с номинальной угловой скоростью (ω = ω0).

Пуск двигателя относится к числу нормальных переходных процессов. Во время пуска двигатель должен развивать вращающий момент, необходимый для преодоления момента сопротивления механизма и создания определенной кинетической энергии вращающихся масс агрегата. При пуске двигатель потребляет повышенное количество энергии, что отражается в увеличении его пускового тока.

Кратность пускового тока по отношению к номинальному составляет 1,5-2 у асинхронных двигателей с фазным ротором и 5-8 у двигателей с коротко-замкнутым ротором.

Повышенный нагрев двигателя при пуске накладывает определенные требования к электроприводу. Для облегчения пуска используют двигатели специальных конструкций и предусматривают различные меры.

Процесс движения асинхронного двигателя описывается уравнением

(15.17)

Рис. 15.8. Графоаналитический подход к расчету пуска асинхронного двигателя

где - момент сопротивления рабочего механизма; - электромагнитный момент двигателя. Исследуем уравнение (15.17) при разных значениях .

Пусть , т. е. и определяются скольжением. В этом случае статические характеристики , и их разность имеют вид, показанный на рис. 15.8. Разбив на ряд равных интервалов по скольжению, уравнение движения (15.17) на любом интервале можно представить в следующем виде:

или

где - среднее значение избыточного момента на данном интервале. Время от момента пуска двигателя до конца любого п-го интервала определяется выражением

(15.18)

Точность определения по (15.18) возрастает с уменьшением , и соответственно с увеличением количества интервалов.

Предположим теперь, что в течение всего процесса разгона двигателя, и пусть вращающий момент определяется выражением, соответствующим упрощенной схеме замещения двигателя

(15.19)

В этом случае избыточный момент можно записать в виде

(15.20)

а время разгона двигателя от до - в виде

(15.21)

Таким образом, допущение постоянства момента сопротивления приводит к сравнительно простой методике анализа переходного процесса в узле нагрузки при пуске асинхронного двигателя.