7.4. Пуск асинхронных двигателей (трёхфазных и однофазных)

При включении асинхронного двигателя в сеть трехфазного переменного тока, пусковой ток IП = (5÷7)Iном. Такое увеличение тока достигается за счет большой частоты вращающегося магнитного поля статора при неподвижном роторе, имеющим скольжение S = 1. Большая частота магнитного поля статора индуктирует большую ЭДС в цепи ротора, которая создает большой пусковой ток ротора. При увеличении частоты вращения ротора уменьшается скольжение, падает ЭДС и ток в цепи ротора.

Прямой пуск асинхронного двигателя допустим, если мощность двигателя меньше мощности источника питания. Если мощности двигателя и питающей сети соизмеримы, то необходимо использовать средства для уменьшения пускового тока.

Двигатель с фазным ротором (рис.7.11) снабжается трёхфазным пусковым реостатом ПР, который, при пуске двигателя, подключается в цепь ротора. При этом сопротивление фаз ротора увеличивается на величину сопротивлений пускового реостата, подключенных к каждой фазе ротора. При достижении двигателем достаточной частоты вращения пусковой реостат выводится, и ротор становится короткозамкнутым.

Рис.7.11. Электрическая схема пуска асинхронного двигателя с помощью пускового реостата

На рис.7.12 изображены механические характеристики пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью с помощью пускового реостата.

Рис.7.12. Механические характеристики пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью с помощью пускового реостата

Пуск двигателя начинается с точки 1 с пусковым моментом Мп и происходит по характеристике 1 – 2 при полностью введённом сопротивлении реостата. Как только двигатель наберёт обороты (точка 2), уменьшают сопротивление реостата и двигатель переходит в режим, соответствующий второй характеристике (точка 3). При этом частота вращения двигателя увеличивается по характеристике 3 – 4. Далее опять уменьшается сопротивление пускового реостата до его закорачивания, частота вращения двигателя переходит на характеристику 5 – 6 и двигатель преобретает номинальную частоту вращения при номинальном моменте вращения.

Пуск в ход асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором осуществляется непосредственным включением в сеть с использованием средств уменьшения пускового тока.

На рис.7.13 изображена схема пуска асинхронного двигателя с помощью реактора. Трёхфазный реактор имеет элементы с реактивными сопротивлениями в каждой фазе. Реактор включается только в момент пуска двигателя, при этом рубильник S2 выключается, а рубильник S1 включает двигатель в сеть.

Пусковой ток при этом плавно возрастает до значения IП = 2Iном, двигатель увеличивает обороты. При достижении номинальных оборотов рубильник S2 включается.

На рис.7.14 изображена схема автотрансформаторного пуска асинхронного двигателя.

Рис.7.13. Схема пуска асинхронного двигателя с помощью реактора.

Рис.7.14. Схема автотрансформаторного пуска асинхронного двигателя.

В момент пуска двигателя включается рубильник S1 и постепенно увеличивают напряжение на двигателе, используя трехфазный автотрансформатор АТ. После того как ротор двигателя раскрутится, через автотрансформатор АТ подают полное напряжение сети и включают рубильник S2.

На рис.7.15 изображена схема асинхронного двигателя с переключением со звезды на треугольник.

Рис.7.15. Схема асинхронного двигателя с переключением со звезды на треугольник

Пуск со звезды на треугольник осуществляется в случае, когда при пуске двигателя его нагрузка не превышает 40% номинальной мощности двигателя, кроме того, подобное переключение требует, чтобы напряжение на фазной обмотке соответствовало линейному напряжению сети. Это значит, что если линейное напряжение сети 380В, двигатель подключают в сеть звездой, а, если линейное напряжение сети 220В, то двигатель следует подключать треугольником. В первом и во втором случае на обмотку фаз подается напряжение 220В.

При пуске двигателя рубильником S1 подключют сеть, а переключатель S2 устанавливается в положение “Пуск”. Пусковой ток при этом уменьшается в три раза. Двигатель набирает обороты и при номинальных оборотах переключатель S2 устанавливается в положение “Работа”.

На рис.7.16 изображена блок-схема устройства симисторного пуска

асинхронного двигателя.

Рис.7.16. Блок-схема устройства симисторного пуска асинхронного двигателя

Симисторы включаются в каждую фазу сетевого напряжения и используют положительный и отрицательный полупериоды переменного тока. Открытие симисторов осуществляется с блока управления БУ путем подачи электрических

ипульсов на управляющие электроды. При снятии напряжения с управляющих электродов, двигатель отключается от сети. Смещая по фазе угол импульса тока управления можно изменять сопротивление симисторов или напряжение на двигателе, а, следовательно, и вращающий момент, чем осуществлять плавный пуск двигателя.

На рис.7.17 изображена схема пуска однофазного асинхронного двигателя, имеющего две статорные обмотки, магнитные оси которых располагаются под углом в 90°.

Рис.7.17. Пуск однофазного асинхронного двигателя

Такие машины имеют небольшую мощность до (1÷2) киловатт, их особенность отсутствие пускового момента Мп. Для запуска двигателя необходимы пусковые устройства, к которым можно отнести элементы, имеющие реактивные сопротивления, например конденсатор или катушку индуктивности. На схеме таким пусковым устройством является конденсатор С, который, при пуске двигателя, включается ключом S2 в положение “Пуск”. При достижении двигателем номинальных оборотов конденсатор выключается (положение “Работа”).

На рис.7.18 изображена схема пуска трёхфазного асинхронного двигателя от однофазной сети. При пуске двигателя ключ S2 замыкается на конденсатор С. При достижении двигателем номинальных оборотов, ключ S2 размыкается.

Рис.7.18. Схема пуска трёхфазного асинхронного двигателя от однофазной сети