3.2 Пуск асинхронных двигателей в ход

У АД сравнительно большая кратность пускового тока и небольшая пускового момента . Частые пуски могут вызвать перегрев ЭД, а при большой мощности могут привести к провалам напряжения в судовой сети и к опрокидыванию других ЭД меньшей мощности, работающих с полной загрузкой. Стремление уменьшить пусковые токи и сохранив или увеличив пусковой момент, привело к применению специальных методов пуска.

Способы пуска электроприводов с АД с короткозамкнутой (к.з.) обмоткой. Наиболее приемлемым в части простоты является прямой пуск. Однако значительные пусковые токи ограничивают его применение Решение задачи ограничения пускового тока и повышения пускового момента дано Доливо-Добровольским, который предложил трехфазный двигатель с двумя к.з. обмотками на роторе. Но при этом удорожался ЭД.

В настоящее время на судах применяют следующие способы пуска:

1. Прямой пуск.

2. Включением активных или реактивных сопротивлений в цепи статора.

3. Переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

4. С помощью автотрансформатора.

При прямом пуске (рисунок 3.5) кратность пускового тока , пусковой ток и момент зависят от типа двигателя, его мощности и скорости. Так у АД при 750 об/мин I_пуск в 1,2-1,5 раза меньше, чем при 3000 об/мин, в такой же пропорции уменьшается и пусковой момент.

Рисунок 3.5 – Элементарная схема пуска асинхронного двигателя с помощью магнитного пускателя

Для двигателей небольшой мощности пуск чаще всего осуществляют с помощью магнитного пускателя. КЛ выполняет функцию нулевой и минимальной защиты. РТ – тепловые реле защищают от перегрузки. ПР – от КЗ.

Прямой пуск многоскоростных двигателей с переключением числа пар полюсов обмотки статора обеспечивает снижение пускового тока на первых ступенях.

Однако это не уменьшает его величину на последней ступени, хотя продолжительность разгона на данной ступени в значительной степени сокращается. Ограничение пускового тока у многоскоростных АД может быть гарантировано только тогда, когда будет обеспечена выдержка времени при переключении от одной скорости к другой.

Пуск АД путем пониженного напряжения. Для КЗ АД снижение напряжения осуществляется вводом либо активного или реактивного сопротивлений в цепь статора, либо автотрансформатором, либо переключением со звезды на треугольник. Как правило, пуск при пониженном напряжении осуществляется в функции времени.

При пуске с включением активных или реактивных сопротивлений в цепь статора напряжение на зажимах двигателя снижается в "а" раз, соответственно и ток в "а" раз, а момент в "а²" раз. Задаваясь "а" и считая можно определить

или , (3.17)

где - звезда.

При соединении треугольником эти величины будут в 3 раза меньше.

Пуск с помощью включения резисторов (рисунок 3.6). Включают "ПК", запитывается "В" и "РУ", которое обесточит "КУ". При нажатии "пуск" запитывается "КЛ", который замкнет силовую цепь через "СП". Двигатель разгоняется. Одновременно "КЛ" шунтирует "пуск" и обесточивает "РУ", которое с выдержкой времени подаст питание на "КУ", который зашунтирует "СП" и оборвет питание "КЛ" и "РУ" и зашунтирует "пуск". Двигатель включен на полное напряжение. Максимальную и нулевую защиту обеспечивает "КУ".

Рисунок 48 – Элементарная схема пуска асинхронного двигателя с помощью резисторов

Преимуществами пуска двигателя с активным сопротивлением в цепи статора являются:

-плавный разгон, т.к. по мере уменьшения пускового тока растет напряжение на зажимах двигателя и соответственно пусковой момент;

-относительно высокий , что особенно важно с точки зрения влияния величины пускового тока на провал напряжения генераторов (только поперечная реакция якоря).

-отсутствие пиков тока при включении пускового сопротивления.

Пуск АД через дроссель (рисунок 3.7). Изменением тока подмагничивания, составляющего 3-5% величины переменного тока можно в широких пределах изменять индуктивность дросселя. Двигатель должен выбираться с высоким пусковым и максимальным моментом.

Рисунок 3.7 – Схемы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при пониженном напряжении

При автотрансформаторном пуске АД вначале подается пониженное напряжение, а потом полное.

Схема (рисунок 3.8) работает аналогично резисторной. Отличие в том, что маятниковое реле РВЛ сблокировано с контактором КЛ. При срабатывании последнего происходит взвод реле времени РВЛ, которое через определенный промежуток времени срабатывает, подавая питание на КУ. Пусковой ток ограничивают, уменьшая подводимое к статору напряжение (0,55; 0,65; 0,8).

Рисунок3.8 – Схема пуска АД с короткозамкнутым ротором посредством включения через автотрансформатор

; ; (3.18)

Достоинством указанных схем является малый пусковой ток, простота, большое значение в период пуска с активными сопротивлениями.

Недостатки: громоздкость пусковых резисторов или автотрансформаторов, уменьшение пускового момента, потери энергии при пуске.

Переключение со звезды на треугольник. Оно обычно выполняется рубильником или контакторами. Двигатель запускается звездой (рисунок 3.9), а затем переключается на треугольник, по схеме которого работает далее. При этом линейный пусковой ток в 3 раза меньше рабочего номинального.

Рисунок 3.9 - Схема пуска АД с короткозамкнутым ротором посредством переключения обмоток статора со звезды на треугольник

Звезда .

(3.19)

.

При снижении напряжения любым методом пусковой момент двигателя уменьшается пропорционально квадрату напряжения (кроме "звезда – треугольник", где в 3 раза). Поэтому эти схемы применяются лишь для двигателей с легкими условиями пуска.

В электроприводах с тяжелыми условиями пуска для увеличения пускового момента применяют двигатели с повышенным скольжением, с двойной беличьей клеткой или с глубокими пазами на роторе.