Механические характеристики в пусковом режиме.

При пуске мощных СД, по обмотке ротора которого протекает постоянный ток, ротор должен разогнаться до синхронной скорости (до ) за время, в течении которой угол изменяется от 0 до . При этом , если двигатель не успеет за указанное время разогнаться до синхронной скорости, то электромагнитный момент начинает снижаться, а при знак вращающегося момента изменяется на противоположный на ротор двигатель будет действовать знакопеременный момент, исключающий возможность разгона двигателя; и сопровождающийся бросками тока.

Частота изменения момента соответствует 100Гц для обеспечения благополучного запуска СД ротор предварительно должен быть приведен во вращение со скоростью близкой к синхронной. Такой способ запуска СД называют асинхронным пуском.

Асинхронный пуск проводиться в 2 этапа:

1. разгон до подсинхронной скорости: .

2. втягивание в синхронизм: .

Для того, чтобы успешно реализовать 1-ый этап, обмотку ротора замыкают на разрядное резистивное (активное) сопротивление, предварительно отключив её от источника постоянного напряжения. Ротор снабжают дополнительной пусковой (демпфирующей) обмоткой типа беличьего колеса. При этом вспомогательная обмотка выполняет одновременно две функций:

1. пусковая функция: создание достаточного по величине начального при одновременном ограничении тока ротора.

2. демпфирующая функция: успокоение колебаний при переходных процессах в синхронном двигателе.

, вводимое в цепь обмотки ротора также выполняет одновременно 2 функции:

1. гашение перенапряжения, возникающего на зажимах ОВ в момент запуска.

2. увеличения активного сопротивления ротора, что как известно при работе в асинхронном режиме влечёт за собой увеличение (см. реостатные характеристики АД).

Возникновение перенапряжений на зажимах ОВ при асинхронном пуске двигателя объясняется тем, что в процессе пуска СД со стороны ОВ аналогичен повышающему трансформатору, за счёт того, что число витков ОВ ротора значительно больше числа витков обмотки фазы статора и поэтому при питающем напряжении двигателя равно 0, 4кВ, перенапряжение на зажимах ОВ . Т.о. с помощью введения разрядного сопротивления в цепь ОВ удаётся большую часть этого перенапряжения погасить на разрядном резисторе.

2 этап: После достижения двигателем ОВ подключают к источнику постоянного тока возбуждения соответственно отключая от разрядного резистора. При этом для того, чтобы двигатель успешно преодолел, остановившуюся часть разгона от 0,95 до (успешно втянулся в синхронизм) необходимо создать в С.М. достаточное по величине значение электромагнитного момента, который называется . Очевидно, что дожжен быть больше .

Кроме того, при подключении к О.В. цепи постоянного тока создаётся статическое магнитное поле, которое при взаимодействии с магнитным полем создаёт , т.е. правильный выбор , вводимого в цепь ротора, при асинхронном пуске имеет большое значение для процесса разгона до асинхронной скорости и для процесса втягивания в синхронизм.

Проиллюстрируем это с помощью 2-х характеристик СД:

1-ая- при меньшем значении .

2-ая- при большем (значение , чем больше тем больше ЭП проходит 1-ую стадию запуска, но при этом, чем больше - двигатель сложнее втягивается в синхронизм ). Правильный выбор определяется в основном типом производственного механизма (характер зависимости от угловой скорости).

Например, для ЭП поршневых насосов рассчитывают так, чтобы , . Для привода центробежных машин рассчитывается так:

Кроме того ещё один фактор, который влияет на расчёт . дело в том, что кроме момента созданного дополнительной пусковой обмоткой ротора, есть ещё одна составляющая состоящая момента, создаваемая в статорной обмотке вращающейся ОВ. Это составляющая магнитного потока не 3-х фазная, а 1-о фазная.

Этот магнитный поток можно представить в виде суммы 2-х составляющих:

1-ая прямая, прямую составляющая момента аналогичная моменту АД.

Момент разложить на прямую составляющую и обратную вращающуюся с .

 

Рис.66 Рис.67

Если просуммировать 3 составляющие, то .

Провал в области влияет на перегрузочную способность двигатель и зависит от активной составляющей сопротивления обмотки ротора чем меньше величина меньше активная составляющая обмотки ротора, тем больше величина провала в области .

Если - относительная величина, то графически зависит от будет иметь вид (*).

 

Тормозные режимы СД.