Реостатный пуск двигателей с фазным ротором

Асинхронные двигатели с фазным ротором (АД с ФР) пускают в ход с помощью резисторов, включаемых в цепь ротора, что позволяет уменьшить пусковой ток и увеличить пусковой момент двигателя (рис.14.5).

Для пуска двигателя включают линейный контактор КЛ, через контакты которого обмотка статора двигателя подключается к питающей сети «напрямую». Контакты КУ1 и КУ2 контакторов ускорения при пуске должны быть разомкнуты. Тем самым последовательно в каждую из трех фазных обмоток ротора вводятся обе ступени добавочных (пусковых) резисторов R и R.

Рис. 14.5 Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором

Пусковые резисторы увеличивают общее (эквивалентное) сопротивление цепей фазных обмоток ротора, что (см. выше) приводит, с одной стороны, к уменьшению пускового тока, с другой – к увеличению пускового момента.

Когда двигатель разгонится до скорости 30-40% номинальной, отключают первую ступень R, для чего замыкают контакты КУ1.

Двигатель с броском тока продолжает разгоняться, и при скорости 60-70% номинальной отключают вторую ступень R, для чего замыкают контакты КУ2.

Двигатель после отключения резисторов R и R продолжает разгоняться до номинальной скорости.

Отключение резисторов можно производить вручную – при помощи контроллеров, или полуавтоматически – при помощи более сложных по устройству магнитных станций. Следует отметить, что, кроме указанных достоинств – увеличенный пусковой момент, меньший пусковой ток, двигатели специального исполнения имеют существенные недостатки:

1. более сложное устройство обмоток роторов;

2. наличие щеточного устройства у двигателей с фазным ротором, снижающее надежность двигателя;

3. худшие эксплуатационные характеристики: меньшие значения коэффициента полезного действия и коэффициента мощности.

На судах из перечисленных выше типов двигателей специального исполнения ограниченное применение нашли двигатели с двумя клетками на роторе – в электроприводах грузовых лебедок ( суда польской постройки типа «Муром» ), и более широкое применение – двигатели с фазным ротором. Их применяют на многих сериях судов в электроприводах грузовых кранов и брашпилей.

Рассмотрим пуск двигателя с фазным ротором

Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются при большом статическом моменте на валу, когда асинхронный двигатель с короткозамкнутым (к.з.) ротором не может, при пониженном напряжении, развить достаточный пусковой момент.

(14-2)

–сложный коэффициент ( +АД –Ген );

–скорость вращения магнитного поля статора, не зависит от сопротивления цепи ротора и следовательно скорость вращения магнитного поля статора не изменяется при изменении сопротивления цепи ротора от нулевого значения для естественной механической характеристики (ЕМХ)до максимального значения(Рис 14.6).

Рис 14.6 Механические характеристики АД с фазным ротором при разных значениях сопротивления в цепи ротора ()

Включением активного сопротивления в цепь ротора уменьшают толчки пускового тока и регулируют . Различные добавочные сопротивления в цепи ротора() позволяют получить семейство механических характеристик с общей скоростью вращающегося магнитного поля статора– , независящей от сопротивления в цепи ротора.

Критический момент двигателя (14-2) независит от активного сопротивления в цепи ротора (на рис. 14.6 величинане изменяется при увеличении). С увеличениемв цепи ротора увеличивается только критическое скольжение и уменьшается критическая скорость, а критический момент не изменяется.

(14-3)

при

Пусковой момент увеличивается до критического (максимального) моментапри выполнении условия:

,

тогда критическая скорость становится равной нулю .

При дальнейшем увеличении сопротивления в цепи ротора критическая скорость принимает отрицательные значения, а пусковой моментначинает уменьшаться (рис. 14.6).

На механических характеристиках АД при разных сопротивлениях ротора наблюдается одно и то же максимальное (критическое) значение момента (рис. 14.6).

По сравнению с двигателями постоянного тока асинхронные двигатели при прочих равных условиях дольше разгонятся до рабочей скорости и имеют меньший пусковой момент.

Уравнение (14-5) для соответствует неподвижному ротору с сопротивлениямии, в котором (роторе) создается токпо действием ЭДСтак как

(14-5)

В начале пуска имеет наименьшее значение из-за большого индуктивного сопротивления, так как частота тока ротора имееет максимальное значение (при пуске). А момент двигателя пропорционален активной составляющей тока ротораи(так как активная составляющая мала). Большой пусковой ток не опасен для АД так как пусковой токсодержит большую реактивную составляющую из-за большого индуктивного сопротивления ротора.В начале пуска прииндуктивное сопротивление ротора имеет максимальное значение.

для АД нормального исполнения

–для АД специального исполнения

Рис.14.7 Схема замещения фазы асинхронного двигателя

Рис. 14.8 Электромеханическая I(M) и механические характеристики(M) асинхронного двигателя при при разных значениях сопротивления цепи ротора, – пусковой момент двигателя с повышенным скольжением