Расчет допустимой частоты включения электрических двигателей. Допустимое число включений в час, страница 3

Использование большего числа пусковых ступеней позволит сократить мощность потерь при пуске в большее число раз. Еще более эффективным является непрерывное управление скоростью идеального холостого хода электропривода.

Момент двигателя постоянного тока или асинхронного двигателя в пределах линейной части его механической характеристики можно формировать, управляя частотой тока статора или напряжением   , где - жесткость механической характеристики двигателя.

Если осуществлять пуск при постоянном моменте двигателя , то при  необходимо сформировать следующий закон изменения :

                         (14)

где

Графики , соответствующие (14) показаны на рис.5.Потери энергии за время пуска пропорциональны заштрихованной площади.  При моменте М₁ выбранном либо по допустимому ускорению , либо по перегрузочной способности двигателя, это управление обеспечивает минимальные потери в цепи якоря или ротора за время пуска:

.

Из последнего уравнения видно, что потери энергии по сравнению с потерями при прямом пуске уменьшаются в  раз. В зависимости от типа и мощности двигателя потери энергии снижаются 5 -10 раз.

            На практике часто используется  пуск двигателя при линейном законе нарастания скорости  , создаваемом с помощью задатчиков интенсивности. Такой процесс пуска представлен на рис.6.  Отличие процессов, показанных на рис. 5 и рис.6,  заключается в конечном времени переходных процессов, определяемых постоянной времени Т_М и равном 3-4 Т_М . Проведенные расчеты [11] показывают, что при t₀>>Т_М потери энергии в обоих процессах практически одинаковы  при увеличении времени пуска на время до значений  (3-4)Т_М.

Определение потерь энергии в переходных процессах при М_с ≠ 0 приводит к громоздким расчетным соотношениям. Для оценки влияния статической нагрузки можно принять, что по сравнению со случаем М_с=0 переходные процессы становятся более длительными. При М=М₁=const время пуска и торможения вхолостую

Время пуска  под нагрузкой ()

время торможения под нагрузкой

поэтому потери энергии при пуске и торможении при М_С≠0 можно оценить как:

          Полные потери энергии за время переходного процесса двигателей постоянного тока с независимым возбуждением включают в себя кроме переменных потерь потери постоянные и потери механические:

Если за время переходного процесса мощность постоянных потерь в двигателе  и потерь в механизме  изменяются существенно, то в последнюю формулу следует подставлять средние значения этих величин.

При определении полных потерь энергии  за время переходного процесса в асинхронном двигателе необходимо учитывать, что к переменным потерям  здесь относятся также потери в цепи статора двигателя:

При реостатном пуске двигателей потери энергии, выделяющиеся в самом двигателе, существенно меньше полных потерь .

Для двигателя постоянного тока

, где  среднее за время пуска внешнее добавочное сопротивление.

Для асинхронного двигателя с фазным ротором:

.

Таким образом, потери энергии за время переходного процесса, вызывающие нагрев двигателя, составляют лишь долю полных потерь, основная часть которых выделяется во внешних добавочных сопротивлениях.  Для короткозамкнутого асинхронного двигателя или для асинхронного пуска синхронного двигателя все потери, кроме потерь в механизме , являются греющими: