Пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей

2.5. Пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей

         2.5.1. Общие замечания

При пуске в ход АД должны соблюдаться следующие требования.

1. Пусковой момент АД должен быть достаточно большим и превосходить нагрузочный момент на валу.

2. Пусковой ток не должен превышать значений, при которых возможно повреждения машины и режима питающей сети.

3.Схемы пуска должны быть простыми.

Существует три способа пуска в ход АД.

Рекомендуемые материалы

1. Прямой пуск – непосредственное подключение АД к сети.

2. Понижение напряжения, подведенного к обмотке статора.

3. Включение в цепь обмотки ротора пускового реостата. Данный способ может быть реализован лишь для двигателей с фазным ротором.

2.5.2. Прямой пуск

Современные АД проектируются таким образом, чтобы по значению действующих при пуске электродинамических усилий на обмотке и по условиям нагрева обмоток они допускали прямой пуск. Поэтому прямой пуск АД всегда возможен при наличии мощной сети, в которой пусковые токи вызывают падение напряжения не более 10…15%. Таким образом, этот пуск является нормальным способом пуска. Если по условиям режима сети прямой пуск недопустим, то прибегают к пуску при пониженном напряжении.

         Существует три способа пуска при пониженном напряжении.

1. Реакторный пуск.

2. Автотрансформаторный пуск.

3. Пуск переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

2.5.3. Реакторный пуск

Реакторный пуск (рис. 2.20) осуществляется следующим образом:

а) включается выключатель Q1, в результате чего АД подключается к сети через реактор и АД приходит во вращение;

б) по мере разбега АД до определенной частоты вращения, включается выключатель Q2. В результате чего реактор шунтируется и АД подключается непосредственно к сети.

         При прямом пуске ток сети ,

где U₁ – напряжение сети,  – полное сопротивление короткого замыкания.

При реакторном пуске ток сети ,  – индуктивное сопротивление реактора. Следовательно, при реакторном пуске пусковой ток в сети уменьшается в отношении

.

         В том же отношении уменьшается напряжение, подводимое к двигателю. Так как , то пусковой момент при реакторном пуске станет меньше, по сравнению с пусковым моментом при прямом пуске в отношение , что является определенным недостатком.

2.5.4. Автотрансформаторный пуск асинхронных двигателей

Данный режим осуществляется следующим образом (рис. 2.21):

а) замыкаются рубильники Q1 и  Q2, при этом АД подключается к сети через автотрансформатор (АТ) и двигатель приводится во вращение под действием напряжения ;

б) по мере разбега АД до определенной частоты вращения рубильник Q1 размыкается и двигатель подключается к сети через часть обмотки АТ, которые представляют в данном случае реактор;

в) включается Q3 и АД непосредственно подключается к сети.

         На первом этапе , где  -коэффициент трансформации АТ.

,  . Таким образом, пусковой ток в сети уменьшается в  раз. При этом начальный пусковой момент уменьшается в  раз. В отличие от реакторного пуска здесь пусковой ток и начальный пусковой момент уменьшаются в одинаковое число раз. Поэтому АД развивает такой же пусковой момент, но при меньшем пусковом токе .

2.5.5. Пуск переключением со звезды на треугольник (У – Д)

Нормальная схема соединения обмоток статора треугольник – Д (рис. 2.22) .

         На время пуска обмотка соединяется в звезду.

;  ;  .

Таким образом, данный пуск аналогичен автотрансформаторному с .

2.5.6. Реостатный пуск АД с фазным

                ротором

АД с фазным ротором применяются реже, чем с короткозамкнутым. Их применение может быть более предпочтительным в следующих случаях.

1. Когда АД с короткозамкнутым ротором неприменимы по условиям регулирования частоты вращения.

2. Когда прямой пуск АД с короткозамкнтым ротором недопустим по условиям воздействия больших пусковых токов на сеть, а пуск при пониженном напряжении не обеспечивает надлежащего пускового момента.

Рекомендуем посмотреть лекцию "25 Система работы классного руководителя".

3. Когда во вращение приводятся большие массы и процесс пуска затягивается, что приводит к выделению большого количества тепловой энергии во вторичной цепи и перегреву обмотки ротора.

АД с фазным ротором пускаются включением в цепь ротора пускового реостата (рис. 2.23). Эти реостаты могут быть с проволочными, чугунными элементами и жидкостными. Для кратковременной работы металлические реостаты погружаются в бак с трансформаторным маслом. Они могут иметь 4…6 ступеней. Причем переключение ступеней осуществляется вручную или автоматически с помощью контакторов.

         Рассмотрим пуск АД с фазным ротором с помощью проволочного трехступенчатого реостата управляемого контакторами.              Перед началом пуска щетки располагаются на контактных кольцах и в цепь ротора включены последовательно , а контакты  контакторов разомкнуты.

         Предположим, что сопротивления ступеней реостатов такое, что в процессе пуска  изменяется от  до . В момент включения  АД, когда в цепь ротора включены три ступени () двигатель развивает  и разбегается по характеристике 3 (рис. 2.24,а). Скольжение уменьшается. При достижении скольжением величины , замыкаются контакты  и момент становится равным . В цепи ротора остаются две

 ступени (), что вызывает увеличение момента от  до  и двигатель переходит на характеристику 2. По этой характеристике он достигает значения , после чего замыкаются контакты  и т.д. После замыкания  обмотка ротора оказывается замкнутой накоротко, и двигатель переходит на естественную характеристику 0, по которой разбегается до номинального скольжения , соответствующего моменту .

     На рис. 2.24,б показано изменение вторичного тока в процессе пуска.