Пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей

уменьшается только в раз. Поэтому при одинаковых значения токов сети при автотрансформаторном пуске пусковой момент будет больше. Однако это преимущество автотрансформаторного пуска достигается за счет значительного усложнения и удорожания пусковой аппаратуры.

Пуск двигателей переключением «звезда  треугольник» возможен в двигателях (при выведенных всех шести концах обмотки статора), предназначенных работать по схеме соединения обмоток статора в «треугольник» и приводящих в ход механизмы с малыми пусковыми моментами.

Если на период пуска обмотку статора переключить на схему «звезда», а питающее напряжение оставить тем же, что и при схеме «треугольник», то напряжение на фазу уменьшится в . В уменьшится и фазный ток, а электромагнитный момент – в три раза, так как . В период пуска уменьшится в три раза (по сравнению со схемой «треугольник») и линейный ток. Работа двигателей в схеме «звезда» выгодна до нагрузок, не превышающих 4050 % от номинальной: КПД и коэффициент мощности заметно повышаются.

Схема пуска переключением «звезда  треугольник» приведена   на рис 4.6. В момент переключения обмотку статора на короткое время отсоединяют от сети, а затем снова присоединяют к ней.

Это приводит к появлению свободных составляющих магнитного потока, сопровождающихся значительными всплесками тока, превышающими номинальное значение. Способ широко применялся при пуске низковольтных двигателей, но при повышении мощности сетей потерял свое значение и сейчас применяется редко.

4.4              Пуск асинхронных двигателей с фазным ротором

Двигатели с фазным ротором применяются значительно реже, чем двигатели с короткозамкнутым ротором. Их использование обосновано в следующих случаях:

когда двигатели с короткозамкнутым ротором неприемлемы по условиям регулирования частоты вращения;

когда статический момент сопротивления на валу при пуске велик и поэтому асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором  с пуском при пониженном напряжении неприемлем, а прямой пуск такого двигателя недопустим по условиям воздействия больших пусковых токов на сеть;

когда приводимые в движение массы настолько велики, что выделяемая во вторичной цепи двигателя тепловая энергия вызывает недопустимый нагрев короткозамкнутой обмотки ротора.

Включение в цепь фазного ротора добавочного активного сопротивления не только снижает пусковые токи, но и увеличивает пусковой момент. Первое непосредственно вытекает из уравнения пускового тока (по Г-образной схеме замещения):

,                       

второе  из параграфа 4.2: по мере увеличения активного сопротивления роторной цепи максимум кривой перемещается в сторону бόльших значений скольжения, сохраняя неизменной величину.

Схема пуска с введением в цепь ротора добавочного сопротивления (реостата) представлена на рис. 4.7, а, а диаграмма изменения тока и частоты вращения – на рис. 5.7, б. С добавочным сопротивлением ротор двигателя разгоняется под действием момента, изменяющегося по кривой 4, показанной на рис. 5.8. По мере увеличения частоты вращения вращающий момент уменьшается и может стать меньше некоторого момента . Поэтому при достижении двигателем момента , соответствующего точке а кривой 4, часть сопротивления пускового реостата выводят, замыкая контактор К3, что приводит к уве-личению тока статорной обмотки (рис. 5.7, б). Вращающий момент при этом мгновенно возрастает до , а затем при увеличении частоты вращения изменяется по характеристике 3, соответствующей сопротивлению реостата . При разгоне до точки б, соответствующей тому же моменту , выводят вторую ступень сопротивления реостата, и двигатель переходит работать на характеристику 2, соответствующую . 

Таким образом, при постепенном (ступенчатом) уменьшении пускового сопротивления пусковой момент изменяется от до , а частота вращения возрастает по ломаной кривой, показанной на рис. 4.7, б или рис. 4.8 жирными линиями. В конце пуска пусковой реостат полностью выводят контактором К1, обмотка ротора замыкается накоротко, и двигатель переходит на работу по естественной характеристике 1, разгоняясь до частоты вращения, соответствующей моменту нагрузки на валу двигателя (точка Р). Ток статорной обмотки и частота вращения достигают установившихся значений (рис. 4.7, б), соответствующих моменту  на валу двигателя. 

              Увеличение пускового момента при увеличении сопротивления роторной цепи можно показать с помощью векторной диаграммы (рис. 4.9). При ток роторной цепи велик, но отстает от ЭДС на сравнительно большой угол . Активная составляющая тока, определяющая момент, не велика и равняется . При включении сопротивления , ток и угол уменьшаются. Активная же составляющая тока и вместе с нею момент увеличиваются.

Таким образом, включив реостат в цепь ротора, можно осуществить пуск двигателя при и резко уменьшить пусковой ток.

В ряде случаев при пуске двигателей с фазным ротором в цепь ротора последовательно или параллельно включают индуктивное сопротивление (реактор). Он выполняет роль автоматического регулятора тока ротора. В начальный момент пуска, когда частота тока в роторе  , индуктивное сопротивление реактора велико и ограничивает величину пускового тока. По мере разгона ротора уменьшается его ЭДС , но одновременно уменьшаются частота и результирующее индуктивное сопротивление цепи ротора, в результате чего ток ротора уменьшается медленнее, чем при включении пускового реостата без реактора. При уменьшении индуктивного сопротивления реактора возрастает . Электромагнитный момент при этих условиях также изменяется медленнее и в начале разгона его значение может быть выше, чем без реактора.

ТЕСТ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

ТЕМА: ПУСК В ХОД ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.              НЕНАГРУЖЕННЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ ПРИ ОБРЫВЕ ОДНОЙ ФАЗЫ ПУСКОВОГО РЕОСТАТА ВО ВРЕМЯ ПУСКА

а)   пускается и достигает скорости близкой к синхронной;

б)   разгоняется примерно до половины синхронной скорости;

в)   разгоняется примерно до трети синхронной скорости;

г)   не  пускается.

(Эталон: б)

2.              СПОСОБЫ ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ:

а)   прямой;

б)   пониженным напряжением;

в)   повышенным напряжением;

г)   реакторный;

д)   автотрансформаторный;

е)   изменением схемы звезда-треугольник;

ж)   изменением схемы треугольник-звезда;

(Эталон: а, б, г, д, е)

3.              ВЫРАЖЕНИЕ, ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЕ ПУСКОВОЙ ТОК ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПРЯМОМ ПУСКЕ:

а)   ;

б)   ;

в)   ;

г)   .

(Эталон: б)

4.              ОСНОВНОЙ НЕДОСТАТОК ПРЯМОГО ПУСКА МОЩНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ:

а)   большой пусковой ток, понижающий напряжение в сети;

б)   двигатель не запускается под нагрузкой;

в)   большой пусковой ток, большие потери мощности в обмотке статора и сильный нагрев обмотки;

г)   большой пусковой ток и значительные потери мощности в питающей сети;

д)   очень большой пусковой момент, возможно повреждение рабочего механизма.

(Эталон: а)

5.              ПУСКОВОЙ МОМЕНТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ БУДЕТ НАИБОЛЬШИМ ПРИ _______ ПУСКЕ.

а)   автотрансформаторном;

б)   реостатном;

в)   переключении обмотки статора с Y на ∆;

г)   реакторном;

д)   прямом.

(Эталон: д)

4.              ЗНАЧЕНИЕ ПУСКОВОГО ТОКА ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПРЯМОМ ПУСКЕ:

а)   (1-2);

б)   (3-4);

в)   (4-7);

г)   (10-15);

(Эталон: в)

5.              СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ПУСКОВОГО ТОКА, С СОХРАНЕНИЕМ ВЫСОКИХ ПУСКОВЫХ МОМЕНТОВ:

а)   снижение напряжения сети;

б)   включение в цепь ротора добавочных сопротивлений;

в)   изменение конструкции роторных обмоток.

(Эталон: б, в)

6.              СПОСОБ ДОСТИЖЕНИЯ ПОВЫШЕННОГО ПУСКОВОГО МОМЕНТА В АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛИ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ:

а)   увеличение активного сопротивления ротора;

б)   уменьшение активного сопротивления ротора;

в)   введение добавочного сопротивления в цепь статора.

(Эталон: б)

7.              НЕДОСТАТКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПОВЫШЕННЫМ ПУСКОВЫМ МОМЕНТОМ:

а)   уменьшается пусковой момент;

б)   увеличивается пусковой момент;

в)   увеличивается потребляемая мощность;

г)   увеличивается скольжение.

(Эталон: а)

8.              ПРИЧИНА ИЗГОТОВЛЕНИЯ УГЛУБЛЕННОГО ПАЗА РОТОРА КОРОТКОЗАМКНУТОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ:

а)   качественная заливка пазов алюминием;

б)   повышение пускового момента двигателя;

в)   увеличение сечения стержней ротора, чтобы уменьшить сопротивление обмотки ротора и электрические потери;

г)   увеличения сечения стержней ротора, чтобы увеличить механическую прочность обмотки ротора.

(Эталон: б)

9.              ЯВЛЕНИЕ ИЗПОЛЬЗУЕМОЕ В ДВУХКЛЕТОЧНЫХ И ГЛУБОКОПАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ УЛУЧШАЮЩЕЕ ПУСКОВЫЕ СВОЙСТВА:

а)   насыщение стали;

б)   уменьшение проводимости;

в)   уменьшение частоты;

г)   вытеснение тока.

(Эталон: г)

10.              ПУСКОВАЯ ОБМОТКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ДВУХКЛЕТОЧНЫМ РОТОРОМ – ЭТО…

а) 1;

б) 2.

(Эталон: а)