Способы пуска асинхронного двигателя
а — реакторный; б — автотрансформаторный
При пуске двигателя в ход по возможности должны удовлетворяться следующие основные требования: процесс пуска должен быть простым и осуществляться без сложных пусковых устройств; пусковой момент должен быть достаточно большим, а пусковые токи – по возможности малыми.
Практически используют следующие способы пуска:
– непосредственное подключение обмотки статора к сети (прямой пуск);
– понижение напряжения, подводимого к обмотке статора при пуске;
– подключение к обмотке ротора пускового реостата.
Условием пуска двигателя является неравенство Мп>Мст ; если это условие выполняется, то при включении двигателя в сеть ротор приходит в движение и разгоняется до установившегося режима. При пуске ( ω2= 0, S= 1) ток в роторе достигает наибольшего значения. Соответственно велики пусковые токи и в обмотке статора, электродинамические усилия, действующие на обмотку, токовые перегрузки в питающей сети.
В момент пуска в ход n2=0, т.е. скольжение S=1. Т.к. токи в обмотках ротора и статора зависят от скольжения и возрастают при его увеличении, пусковой ток двигателя в 5 ÷ 8 раз больше его номинального тока
Iпуск=(5÷8)Iн.
Из-за большой частоты ЭДС ротора асинхронные двигатели имеют ограниченный пусковой момент
Mпуск=(0,8÷1,8)Mн.
Для пуска в ход двигателя необходимо, чтобы развиваемый им пусковой момент превышая момент нагрузки на валу. В зависимости от мощности источников питания и условий пуска используют разные способы пуска, которые преследуют цели: уменьшение пускового тока и увеличение пускового момента.
У асинхронных двигателей малой мощности и специальных двигателей с повышенным критическим скольжением обычно кратность пускового тока Кiп ≤ 6 и допускается непосредственное включение двигателя в сеть. Если Кiп > 6 или требуется более сильно ограничить пусковой ток, то приходится применять специальные способы пуска. У двигателей с короткозамкнутым ротором это в основном способы пуска при пониженном напряжении питания.
Прямое включение в сеть
Это самый простой и самый дешевый способ пуска двигателей с кз ротором. На двигатель вручную или с помощью дистанционного управления подается номинальное напряжение. Прямое включение в сеть допускается, если мощность двигателя не превышает 5% от мощности трансформатора, если от него питается и осветительная сеть. Ограничение по мощности объясняется бросками тока в момент пуска, что приводит к снижению напряжения на зажимах вторичных обмоток трансформатора. При непосредственном включении двигателя в сеть в момент пуска электродвигатель потребляет из сети ток (пусковой ток) в 5—7 раз больше номинального, что приводит к резкому понижению напряжения в сети. Особенно при пуске мощных двигателей напряжение снижается значительно, что вредно отражается на работе других потребителей. Поэтому прямой пуск применим для двигателей малой мощности, до 30 кВт.
Если от трансформатора не питается осветительная сеть, то прямое включение в сеть можно применять для двигателей, мощность которых не превышает 25% от мощности трансформатора.
Д
вигатели
обычно пускаются с помощью электромагнитного
выключателя К (магнитного пускателя)
по схеме, изображенной на рисунке1, а, и
разгоняются они автоматически по
естественной механической характеристике
М (рисунок 1, б) от точки П,
соответствующей начальному моменту
пуска, до точки Р, соответствующей
работе двигателя при M = МС.
Ускорение при любой частоте n2
определяется разностью абсцисс кривых
M и МС. Если в начальный момент
пуска МП < МС, то двигатель
разогнаться не сможет.
Для двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью 0,6 – 100 кВт кратность пускового момента kП = Mп / Mн = 1,0 ÷ 2,0; мощностью 100 – 1000 кВт – kП = 0,7 ÷1,0.
Недостатком данного способа пуска является большой бросок пускового тока, кратность пускового тока kI = I1 П / I 1Н = 5 ÷ 7.
Несмотря на указанный недостаток, пуск двигателя путем непосредственного подключения обмотки статора к сети весьма широко применяется благодаря простоте операций пуска и хорошим технико-экономическим свойствам двигателя с короткозамкнутым ротором.