3 Способы запуска асинхронных двигателей
Основными показателями, характеризующими пусковые свойства асинхронного двигателя, являются начальный пусковой момент и начальный пусковой ток при номинальном напряжении и скольжении S=1. B этот момент в обмотке ротора фазного асинхронного двигателя наводится большая ЭДС, в следствии чего пусковой ток в несколько раз превышает номинальное значение и может вызвать колебания напряжения в сети.
Уменьшить пусковой ток и одновременно увеличить пусковой момент можно только за счет увеличения активного сопротивления обмотки ротора. Однако это целесообразно только на период пуска, т.к. при работе это вызывает возрастание потерь в обмотке ротора и снижения КПД двигателя.
Увеличение активного сопротивления ротора на время пуска используется в асинхронных двигателях с фазным ротором и двигателях со специальными клетками на роторе.
Пуск с помощью реостата в цепи ротора.
Данный способ пуска применяется для двигателей с фазным ротором. Для этого последовательно с обмоткой ротора подключают трехфазный пусковой реостат, соединенный в «звезду» и имеющий 3 -6 ступеней. Это позволяет постепенно уменьшать пусковое сопротивление, поддерживая высокий пусковой момент.
Рисунок 1
Когда двигатель достигает номинальной частоты вращения, пусковой реостат замыкают накоротко.
Недостатком такого пуска является его относительная сложность и применимость только для пуска двигателей с фазным ротором являющихся более дорогими, а, кроме того, имеющими худшие рабочие характеристики, чем двигатели с короткозамкнутым ротором. Поэтому двигатели с фазным ротором обычно применяют только при тяжелых условиях пуска, когда необходим максимальный пусковой момент.
Прямой пуск.
Этот способ пуска используется в основном для двигателей с короткозамкнутым ротором.
Рисунок 2
При этом обмотка статора непосредственно подключается к сети. Недостатком такого способа пуска является сравнительно небольшой пусковой момент и большой пусковой ток, который у промышленных двигателей в 5 -7 раз превышает номинальное значение. Этот способ пуска не применяется, если пусковые токи двигателя вызывают падение напряжения в сети более чем на 10 15 %. Поэтому прямой пуск применяют для двигателей малой и средней мощности.
Пуск при понижении напряжения.
Этот способ пуска применяют для асинхронных двигателей короткозамкнутым ротором большой и средний мощности. Для снижения подводимого к двигателю напряжения используют:
а) включение на период пуска в цепь обмотки статора активных добавочных сопротивлений (пуск через резисторы);
б) включение на период пуска в цепь статора реактивных сопротивлений (реакторов);
в) подключение двигателя в сеть в период пуска через понижающий автотрансформатор;
г) переключение обмотки статора с помощью переключателя с пусковой схемы «звезда» на номинальную схему «треугольник».
Рисунок 3
При пуске обмотка статора соединяется «звездой», благодаря чему фазное напряжение уменьшается в 3 раз, примерно во столько же уменьшается пусковой ток в фазе.
UЛ- линейное напряжение
Z - полное сопротивление фазы
А т.к. линейный ток «звезда» равен фазному то:
Если бы обмотка была соединена «треугольником», то линейный ток был бы
Таким образом, переключение на «звезду» уменьшает пусковой линейный ток в отношении
Недостатком такого пуска является значительное падение пускового и максимального моментов двигателя, которое пропорционально квадрату приложенного напряжения. Поэтому этот способ используют при пуске двигателя без нагрузки, или при незначительной нагрузке.