Пуск и само запуск двигателей

Динамические процессы пуска, торможения и само запуска двигателей сопровождаются изменением скорости вращения агрегатов во времени. Ранее, рассматривая статические механические характеристики, мы полагали, что изменение скорости вращения агрегата под действием вращающего момента двигателя происходит равномерно. В действительности ускорение агрегатов в процессе пуска характеризуется динамическими характеристиками, которые в общем случае отличаются от статических, так как учитывают влияние на вал дополнительных моментов, обусловленных появлением свободных токов в роторе при быстром изменении скольжения. Дополнительные моменты создают неравномерное ускорение агрегата, в результате чего скорость агрегата в конце пуска может оказаться больше синхронной и только после нескольких затухающих колебаний снизится до номинальной величины пп. Однако при анализе процессов пуска мощных двигателей, обладающих значительными моментами инерции, влиянием на их разбег переходных электромагнитных процессов можно пренебречь.
Во время пуска на вал агрегатов действует избыточный момент, определяемый уравнением движения: где M —суммарный электромагнитный момент, действующий на вал двигателя (для асинхронных двигателей, а для синхронных двигателей подсчитанный с учетом снижения напряжения на зажимах двигателя при пуске.
Мс — момент сопротивления механизма с учетом механических и добавочных потерь; Маховой момент в формуле приведен к номинальной скорости вращения двигателя. На рис. 6-27 приведены характеристики электромагнитных моментов асинхронного двигателя при пуске в различных условиях. При постоянном и равном номинальному напряжении на зажимах двигателя значения вращающего момента имеют наибольшие величины, с понижением начального напряжения при пуске до 0,61 UH вращающий момент уменьшается, а при снижении напряжения до 0,3t/H двигатель тормозится, поскольку величины избыточного момента при разных скольжениях резко понижаются с уменьшением напряжения на зажимах статора (рис. 6-28).
В относительных единицах избыточный момент определяется по формуле, где Га — механическая постоянная величина агрегата, равная.
Механическая постоянная времени характеризует инерционные свойства агрегата во время динамических процессов и определяет время разбега и выбега двигателей. В свою очередь время разбега двигателя определяет нагрев его активных частей в конце пуска, так как количество выделенного в процессе пуска тепла пропорционально квадрату тока статора. Очевидно, значения избыточного момента во время разбега должны быть положительны, а во время выбега — отрицательны.
Время разбега агрегата при изменении скольжения от неподвижного состояния до синхронной скорости находится решением уравнения.
При избыточном моменте тИЗб=1 = пост. в течение всего пуска время разбега (или выбега) численно оказывается равным механической постоянной времени. Таким образом, механическая постоянная времени равна времени разбега (или выбега) агрегата при избыточном моменте, равном номинальному. Во время выбега агрегата запасенная кинетическая энергия расходуется только на преодоление момента сопротивления и избыточный момент получается равным моменту сопротивления. Чем больше величина избыточного момента, тем меньше время разбега двигателя и меньше перегрев его активных частей. Большой избыточный момент имеют агрегаты, у которых двигатели выбраны с большим значением кратности максимального момента, а следовательно, и пускового тока. Однако, несмотря на увеличение пускового тока двигателя, уменьшение времени разбега значительно сокращает его перегрев.
Время разбега и выбега можно определить графоаналитическим способом. Для этого совмещенным построением расчетных статических характеристик находят точки положения кривой зависимости избыточного момента от скольжения, после чего кривую разбивают на участки с прямоугольными координатами и т. д.
Время разбега двигателя также зависит от напряжения на зажимах статора двигателя при пуске.
Механическая постоянная времени проще всего определяется по кривым выбега механизма после отключения двигателя сети.