Определение момента инерции электропривода методом свободного выбега.

Характер движения электропривода в переходных процессах исследуется при помощи решения уравнения движения:

,

Момент инерции электропривода определяется выражением

Для практических расчетов уравнение движения электропривода удобно представить в следующем виде:

,

где ω – частота вращения [рад/с].

Знание величины момента инерции электропривода (или махового момента) необходимо для определения электромеханической постоянной времени Т_м. Физический смысл Т_м – время за которое электропривод без нагрузки разгонится из неподвижного состояния до скорости холостого хода под действием момента короткого замыкания. Значение Т_м можно рассчитать по формуле:

,

где ω₀ – скорость идеального холостого хода [рад/с].

В ситуации, когда момент инерции (маховый момент) электропривода неизвестен. Он должен быть определен экспериментально по одной из следующих методик: метод крутильных колебаний, метод маятниковых колебаний, метод падающего груза, метод свободного выбега. Выбор метода зависит от условий проведения эксперимента, наличия оборудования, приборов, возможности разборки двигателя и т.д.

Рассмотрим более подробно метод свободного выбега.

При отключении двигателя от источника питания ротор двигателя и соединенный с ним механизм за счет накопленной кинетической энергии продолжают вращаться. Из-за потерь на трение частота вращения падает. В рассматриваемых условиях мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения, равна уменьшению во времени кинетической энергии электропривода:

.

Следовательно, момент инерции может быть выражен:

,

где Р₀ – потери холостого хода [Вт].

Таким образом, чтобы определить момент инерции электропривода, необходимо снять кривую самоторможения и определить потери холостого хода при произвольной частоте вращения ω. На рисунке 3 поясняется процедура определения величины поднормали .

Рисунок 3. Кривая самоторможения двигателя ω=f(t).

Определение момента инерции (махового момента) электропривода с использованием кривой выбега ω = f(t).

Уравнение движения электропривода в переходном процессе выражается как

В момент отключения двигателя от сети его М = 0 и момент сопротивления электропривода уравновешивается динамическим моментом: М_С = -М_J. Следовательно, для момента инерции (махового момента) можно записать:

Отношение определяется из кривой выбега как показано на рисунке 4, момент сопротивления М_С вычисляется из условия установившегося режима работы электропривода (М = М_С),

,

где - электромагнитная мощность двигателя [Вт]; - полная электрическая мощность, подводимая к двигателю [Вт]; - сопротивление якоря [Ом]; - номинальное сопротивление двигателя [Ом]; - номинальный КПД двигателя; P_Н – номинальная мощность двигателя [Вт].

Рисунок 4. К определению отношения