Исследование прямого пуска асинхронного двигателя

Пуск двигателей – это процесс перехода двигателя и производственного механизма из неподвижного состояния в состояние вращения с номинальной скоростью. Если при пуске вращающий момент двигателя больше момента сопротивления (положительный , где ), то угловая скорость агрегата увеличивается и происходит разгон двигателя до тех пор, пока не наступит равновесие между электромагнитным моментом двигателя и моментом сопротивления производственного механизма, т.е. наступит установившийся режим.( )

Если вращающий момент двигателя окажется меньше момента сопротивления производственного механизма ( отрицательный, где ), например, вследствие снижения напряжения в питающей сети или увеличения , то угловая скорость агрегата будет уменьшатся, т.е. будет происходить выбег. Выбег может быть полным (до полной остановки двигателя) или частичным до некоторой меньшей, чем в нормальном режиме, частоты вращения.

Условия пуска обычно делятся на легкие, нормальные и тяжелые.

При легких условиях пуска требуемый момент в начале вращения двигателя составляет . К нормальным условиям пуска относятся такие, при которых механизм требует начального момента, равного .

К тяжелым условиям относятся такие, при которых начальный момент составляет . К последним относятся пуски асинхронных двигателей, нагруженных механизмами компрессоров, дробильных барабанов, насосов с открытой задвижкой, поршневых насосов и других механизмов.

При пуске, реверсе (обратном вращении) или торможении асинхронного двигателя (АД) в обмотках статора и ротора возникают электромагнитные переходные процессы, которые протекают одновременно с механическими переходными процессами.

Токи, протекающие по обмоткам асинхронного двигателя в течение электромагнитных переходных про­цессов, можно разложить на свободные и вынужденные составляющие. Свободные составляющие токов ко времени окончания электромагнит­ного переходного процесса прак­тически затухают до нуля.

В ре­зультате влияния свободных токов, а также изменения скорости вра­щения ротора электромагнитный мо­мент двигателя в течение переходного процесса может быть как больше, так и меньше момента, определяемого статической механической ха­рактеристикой. Это обусловливает колебательный характер изменения электромагнитного момента асинхронного двигателя во времени со значительными амплитудами на начальном участке переходного про­цесса. Следовательно, зависимость электромагнитного момента от ско­рости вращения ротора или от времени, определенная в динамике, отличается от аналогичной зависимости, построенной в статике.

Под динамической механической характеристикой понимается механическая характеристика двигателя, определенная с учетом электромеханических переходных процессов. Статическая механическая характеристика—это характеристика, построенная без учета электромагнитных переходных процессов.

Рис. 8.1 Динамическая и стати­ческая механические характеристи­ки асинхронного двигателя при пуске

Динамическая механическая характеристика определяется не только параметрами обмоток АД, но и параметрами нагрузки (величина нагрузки, момент инерции вращающихся масс), а также характером переходного процесса. Изменение момента инерции или момента сопротивления влечет за собой изменение динамической характеристики. Следовательно, каждый конкретный асинхронный двигатель при данных параметрах обмоток обладает одной статической и бесконечным числом динамических характеристик.