在电机启动时,如果负载阻力很大,则电机将无法拖动负载,即使启动时间很长。这是因为阻力矩与转矩相平衡,电机无法产生更大的转矩来克服阻力。
另一方面,如果转动惯量大的飞轮,电机可以拖动起来,但启动时间会相对较长。这是因为飞轮的惯性会阻碍其加速,电机需要花费时间来克服惯性。
举例说明
1. 用 10 Nm 的力矩拖一个转动惯量为 J 的飞轮,摩擦力忽略不计。
飞轮最终获得的动能为 1/2 Jω 2 ,其角速度为 ω。
2. 用 10 Nm 的力拖一个阻力矩为 10 Nm 的负载。
负载的速度没有变化,电机克服阻力所做的功与电机拖动飞轮所做的功相等。
如果电机的功率越大,启动时间越长,飞轮的转速可以达到所需值。如果电机功率越大,启动时间越长,阻力为 10 Nm 的负载的转速仍然不会增加。
带有储能飞轮的设备
带有储能飞轮的设备,如冲床和剪板机,依靠飞轮储存的动能或动量,在速度突变时产生巨大的冲力来实现冲切。
电动机拖动带有储能飞轮的设备时,遇到的不是阻力很大,而是惯量很大。
- 阻力很大,需要高转矩电动机,例如拉力机。
- 惯量很大,需要电机的加速时间足够长。
剪板机和冲床的启动过程
剪板机和冲床等设备在恒速运行期间,动力只需要克服摩擦力做功,负荷很轻。
在启动加速运行期间,这是一个飞轮动能积累的过程,此过程的转矩大小与加速时间有关。
如果使用星/三角启动,只需要延迟切换时间足够长,电机就可以在 Y 接期间完成启动过程。
异步电机在零速启动瞬间转矩最小,然后转矩随着速度增加而增加。当异步电机的转速达到额定速度的三分之一时,其转矩已经远远大于额定转矩,启动电流也大大降低。只要延长启动时间,Y 接完成启动就没有问题。
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