2.13. Пуск вход асинхронных двигателей

Чтобы ротор двигателя при пуске пришел во вращение, пусковой момент двигателя должен превышать статический момент и моменты инерции вращающихся частей

. (2.54)

В ряде случаев (при пуске дробилок, компрессоров и т.д.) требуется значительный пусковой момент, равный номинальному или превышающий его. Основными показателями, характеризующими пусковые свойства двигателя являются величина пускового момента М_пус и величина пускового тока I_пус. Величины М_пус и I_пус определяются при U=U_ном и скольжении s=1 и часто выражаются в долях соответствующих номинальных величин k_пМ=M_пус/M_ном и k_пI=I_пус/I_ном.

В начале пуска при скольжениях s1 частота вращения магнитного поля относительно ротора nn_1. Поэтому в обмотке ротора наводится большая ЭДС и возникает ток, величина которого в несколько раз превышает ток при работе двигателя в номинальном режиме. Появление большого тока в роторе вызывает появление большого тока в статоре, этот ток и называют пусковым. Значение пускового тока у мощных двигателей получается недопустимо большим, что может привести к колебаниям напряжения в питающей сети. Поэтому при пуске двигателей часто приходится решать две противоположные задачи - увеличения электромагнитного момента с одновременным ограничением пускового тока. Из уравнений 2.44 и 2.49 при s=1 следует, что улучшение пусковых свойств ТАД, то есть одновременное увеличение М_пус и уменьшение I_пус можно получить только за счет увеличения активного сопротивления роторной цепи r₂’. Однако увеличение r₂’ целесообразно только во время пуска, при работе в установившемся режиме повышенное значение r₂’ вызовет возрастание потерь и снижение КПД двигателя. Увеличение активного сопротивления в цепи ротора при пуске применяется у двигателей с фазным ротором и у короткозамкнутых двигателей со специальной конструкцией пазов ротора.

Пуск двигателей малой и средней мощности осуществляется непосредственным подключением к сети (прямой пуск).

Пуск мощных ТАД, у которых нагрузка на валу близка к номинальной осуществляется двумя способами:

для двигателя с фазным ротором – включением в цепь ротора пускового реостата;

для двигателей с короткозамкнутым ротором – специальной конструкцией обмотки и магнитопровода ротора.

2.13.1. Прямой пуск тад

В настоящее время электрические системы имеют достаточную мощность, и пуск двигателей прямым включением в сеть получил преобладающее значение. При прямом пуске обмотка статора непосредственно, без дополнительных устройств подсоединяется к сети (рис.2.13).

У Тад с короткозамкнутым ротором кратность пускового тока равна k_пI=4-7. Продолжительность прямого пуска составляет доли секунд у двигателей малой мощности и до единиц секунд у двигателей средней мощности. По мере разгона ротора скольжение уменьшается, значит, уменьшается ЭДС, что приводит к уменьшению тока в роторе и статоре. Пуск считается законченным, когда ротор начинает вращаться с установившейся скоростью, а потребляемый ток определяется статическим моментом на валу. Обычно этот ток не превышает номинального значения. Если пуски двигателя осуществляются редко, то несмотря на большие начальные пусковые токи, обмотка статора не успевает нагреться выше допустимых температур.

Рис.2.13. Схема прямого пуска ТАД с короткозамкнутым ротором

Ограничения на применение прямого пуска обычно накладывает сеть. Если в сети от пусковых токов, включаемого двигателя, возникают колебания напряжения, превышающие 10-15%, то для такого двигателя прямой пуск использовать не рекомендуется.