Rozruch

Rozruch

Procesy przejściowe silniku indukcyjnym podczas rozruchu

Maszynę indukcyjną można potraktować jako złożony obwód RL o parametrach zmiennych w czasie. Podobnie wiec jak w przypadku załączania napięcia sinusoidalnego na obwód zawierający indukcyjność i rezystancję, w momencie załączania silnika asynchronicznego na napięcie zasilające, w prądzie każdego pasma fazowego pojawi się składowa przejściowa i ustalona prądu. Pojawienie się składowej przejściowej rzutować będzie na właściwości mechaniczne maszyny.

Rys 1 . 3 Charakterystyki statyczne silnika SBJd 64b

Dla przykładu na powyższym rysunku 1.3 przedstawiono statyczną charakterystykę mechaniczną silnika SBJd 64b o mocy Pn = 14 kW. Oraz pokazano zależności momentu i prędkości obrotowej podczas rozruchu uzyskane poprzez rozwiązanie równania ruchu gdzie moment elektryczny maszyny wyznaczono na podstawie zależności Klossa.

Kolejny, poniższy rysunek 1.4, przedstawia zaś zależności momentu mechanicznego i prędkości od czasu dla tego samego silnika uzyskane w czasie pomiarów laboratoryjnych:

Rys 1.4 Badania oscylograficzne rozruchu silnika indukcyjnego

Z rysunku 1.4 wynika iż maksymalna wartość momentu rozruchowego w początkowej części procesu przejściowego jest 2,8 razy większa od momentu rozruchowego wyznaczonego według charakterystyki statycznej. Różnica ta wynika z właściwości procesów przejściowych w obwodach RL, w trakcie których wartości prądów rzeczywistych silnika są znacznie większe niż amplitudy prądów ustalonych. Wyraźnie widoczne są oscylacje momentu elektromagnetycznego i prędkości obrotowej silnika. Dzieje się tak bowiem pola wirujące powstałe pod działaniem składowych prądów ustalonej i przejściowej nie są w przypadku ogólnym nieruchome jedno względem drugiego. Pola wytwarzane przez prądy przejściowe mogą bądź wzmacniać bądź też osłabiać pole główne wytwarzane przez prądy ustalone, powodując w ten sposób wzmocnienie bądź osłabienie przejściowego momentu elektromagnetycznego. W wyniku oddziaływania prądów przejściowych pola magnetyczne mogą być chwilowo tak skierowane, że znajdujące się obok siebie bieguny magnetyczne stojana i wirnika będą się odpychać i działać na wirnik w kierunku przeciwnym do kierunku wirowania.

W końcowej fazie rozruchu na skutek bezwładności wirnika prędkość rośnie ponad wartość prędkości synchronicznej, powodując powstanie ujemnego momentu obrotowego (praca prądnicowa silnika). Następuje wyhamowanie silnika do prędkości podsynchronicznej i moment osiąga ponownie wartości dodatnie. Oscylacje wywoływane bezwładnością silnika gasną tłumione i prędkość silnika ustala się na wartości odpowiadającej momentowi obciążenia. Dalej silnik pracuje w stanie ustalonym gdzie wartości momentu, prędkości i prądów wyznaczyć można w oparciu o charakterystyki statyczne.