Совместная работа асинхронного двигателя с нагрузкой на валу

На рис. 11.5 рассматривается совместная работа асинхронного двигателя с нагрузкой на валу. Нагрузочный механизм (рис. 11.5 а) соединяется с валом двигателя и при вращении создает момент сопротивления (момент нагрузки). При изменении нагрузки на валу автоматически изменяется частота вращения ротора, токи в обмотках ротора и статора и потребляемый из сети ток. Пусть двигатель работал с нагрузкой М_{нагр 1} в точке 1 (рис. 11.5 б). Если нагрузка на валу увеличится до значения М_{нагр 2}, рабочая точка переместится в точку 2. При этом частота вращения ротора снизится (n₂<n₁), а возрастет вращающий момент (М₂>М₁). Снижение частоты вращения ротора приводит к увеличению скольжения, увеличению токов в обмотках ротора и статора, т.е. к увеличению потребляемого из сети тока.

Рис. 11. 5

Пуск в ход асинхронного двигателя Прямое включение в сеть

Самым простым способом пуска асинхронных двигателей является прямое включение их в сеть. Однако при этом в момент пуска в цепи двигателя возникает большой пусковой ток, который значитель­но превышает номинальный. В маломощной сети этот ток может вызвать кратковременное понижение на­пряжения, что отражается на работе других потреби­телей энергии, включенных в эту сеть. Прямое включение в сеть допускается, если мощность двигателя не превышает 5% от мощности трансформатора, если от него питается и осветительная сеть. Если от трансформатора не питается осветительная сеть, то прямое включение в сеть можно применять для двигателей, мощность которых не превышает 25% от мощности трансформатора.

Пуск при пониженном напряжении

Для уменьшения пускового тока можно на время понизить напряжение на зажимах статора, включив для этого последовательно с его обмоткой трехфазное индуктивное сопротивление. При пуске замыкается рубильник Р₁ и к обмоткам статора пос­ледовательно подключаются индуктивности. Это зна­чительно уменьшает пусковой ток. Когда скорость двигателя приближается к номинальной, замыкается рубильник Р₂ — он закорачивает катушки индук­тивности, и статор включается на полное напряжение сети. Уменьшение пускового тока, вызванное пони­жением напряжения на статоре, вызывает уменьше­ние пускового момента, пропорционального квадрату напряжения на статоре. Например, при таком пуске уменьшение пускового тока в 2 раза будет сопровож­даться уменьшением пускового момента в 4 раза. Для понижения напряжения на статоре вместо индуктив­ных сопротивлений можно использовать активные сопротивления реостатов.

Рис. 11.6

Реостатный пуск асинхронных двигателей

Этот способ применяют при большой нагрузке на валу. Для реостатного пуска используют асинхронные двигатели с фазным ротором, в цепь ротора включается пусковой реостат. Реостатный пуск служит для увеличения пускового момента. Одновременно происходит уменьшение пускового тока двигателя. По мере разгона двигателя пусковой реостат выводится и после окончания пуска обмотка ротора оказывается замкнутой накоротко.

Рис. 11.7

Пуск переключением обмоток статора с треугольника на звезду

Понижение напряжения на статоре на время пус­ка можно осуществить также посредством временно­го переключения обмоток статора, нормально работающих при соединении треугольником, на соединение звездой. Практически такое переключение выполняется с помощью простого трехполюсного переключателя (рис. 11.8). Этот способ запуска может быть приме­нен для двигателя, обмотки статора которого при пи­тании от сети данного напряжения нормально долж­ны быть соединены треугольником.

Рис. 11.8