Прямой пуск. Применяют для пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Двигатели обычно пускаются с помощью электромагнитного выключателя К (магнитного пускателя) по схеме, изображенной на рисунке 2.13, а, и разгоняются они автоматически по естественной механической характеристике М (рисунок 2.13, б) от точки П, соответствующей начальному моменту пуска, до точки Р, соответствующей работе двигателя при M = М С. Ускорение при любой частоте n 2 определяется разностью абсцисс кривых M и М С. Если в начальный момент пуска М П < М С, то двигатель разогнаться не сможет.

Рисунок 2.13 – Схема включения асинхронного двигателя при прямом пуске (а) и графики изменения момента двигателя, статического момента нагрузки М С и тока I 1 (б)

Для двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью 0,6 – 100 кВт кратность пускового момента k П = M п / M н = 1,0 ÷ 2,0; мощностью 100 – 1000 кВт – k П = 0,7 ÷1,0.

Недостатком данного способа пуска является большой бросок пускового тока, кратность пускового тока

k I = I 1П / I 1Н = 5 ÷ 7.

Несмотря на указанный недостаток, пуск двигателя путем непосредственного подключения обмотки статора к сети весьма широко применяется благодаря простоте операций пуска и хорошим технико-экономическим свойствам двигателя с короткозамкнутым ротором.

Пуск при пониженном напряжении. Такой пуск применяется для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором большой мощности, а также для двигателей средней мощности при недостаточно мощных электрических сетях. Понижение напряжения осуществляется путем переключения обмотки статора при пуске с рабочей схемы ∆ на пусковую схему Υ, что можно выполнить с помощью трехполюсного переключателя П (рисунок 2.14) или контактора.

При включении обмотки статора по схеме Y напряжение, подаваемое на фазы этой обмотки, уменьшается в раз, что обуславливает уменьшение фазных токов в раз и линейных токов в 3 раза по сравнению с пуском по схеме ∆. По окончанию процесса пуска и разгона двигателя обмотку статора переключают обратно на схему ∆.

Рисунок 2.14 – Схема пуска в ход короткозамкнутого асинхронного двигателя переключением со звезды на треугольник

Однако подобному способу пуска свойствен весьма серьезный недостаток: пусковой и вращающий моменты двигателя, пропорциональные квадрату напряжения сети, уменьшаются в 3 раза. Кроме того, при напряжении сети 380/220 В двигатели этого же напряжения подобным способом пускать в ход нельзя, так как обмотки их статора при работе должны быть соединены в звезду.

Таким образом пуск двигателя переключением обмотки статора с треугольника на звезду применяется только в том случае, если при данном напряжении сети обмотка статора двигателя нормально должна быть соединена по схеме треугольник.

Значительное уменьшение моментов M п и M макс при отмеченном способе пуска приводит к тому, что данный способ можно использовать только при пуске двигателей без нагрузки.

На рисунке 2.15 в качестве примера приведены механические характеристики двигателя при соединении обмотки статора по схемам Y и ∆.

Если рабочий механизм имеет характеристику M с, то осуществить пуск двигателя по схеме Y и наличии нагрузки невозможно.

Пуск с помощью реостата в цепи ротора. Рассматриваемый способ применяют только для пуска двигателей с фазным ротором. Схема включения двигателя при реостатном пуске и его пусковая диаграмма, графики I 1 = f (t), n 2 = f (t) представлены на рисунке 2.16.

Пусковой реостат обычно имеет три – шесть ступеней (рисунок 2.16, а, r пуск = r доб1 + r доб2 + r доб3), что позволяет в процессе пуска постепенно уменьшать пусковое сопротивление, поддерживая высокое значение пускового момента в период разгона двигателя.

В начале двигатель пускается по характеристике 4 (рисунок 2.16, б), соответствующей сопротивлению пускового реостата

r пуск = r доб1 + r доб2 + r доб3, и развивает вращающий момент M п.макс = M макс (точка П на диаграмме).

Величина r пуск может быть определена с помощью (2.46): приведенное сопротивление пускового реостата , действительное сопротивление пускового реостата:

. (2.52)

Включение сопротивления уменьшает также и пусковой ток двигателя, так как , а .

По мере увеличения частоты вращения n 2 вращающий момент M уменьшается и может стать меньше некоторого момента M п.мин. Поэтому при M = M п.мин часть сопротивления пускового реостата (r доб3) выводят, замыкая контактор К3. Вращающий момент при этом мгновенно возрастает до M п.макс, а затем с увеличением частоты вращения изменяется по характеристике 3, соответствующей сопротивлению реостата (r доб1 + r доб2). При дальнейшем уменьшении момента M до M п.мин сопротивление r доб2 выключается контактором К2 и двигатель переходит на характеристику 2, соответствующую сопротивлению r доб1. Таким образом, при ступенчатом уменьшении вращающий момент двигателя изменяется от M п.макс до M п.мин, а частота вращения n 2 возрастает по ломанной кривой, показанной на рисунке 2.16, б

Рисунок 2.16 – Схема включения асинхронного двигателя

при реостатном пуске (а), его пусковая диаграмма (б),

графики изменения частоты вращения и тока при пуске (в)

жирной линией. Процесс пуска продолжается до точки Р на диаграмме, в которой наступает равенство M = М С. Выключение отдельных ступеней пускового реостата в процессе разгона двигателя может осуществляться вручную или автоматически. Таким образом, включением в цепь ротора можно осуществить пуск двигателя при M п ≈ M макс и резко уменьшить при этом пусковой ток. На рисунке 2.16, в показан характер изменения тока I 1 и частоты вращения n 2 при пуске двигателя указанным способом. Ток также изменяется по ломанной кривой между двумя крайними значениями I 1макс и I 1мин.

Недостатком рассмотренного способа пуска асинхронных двигателей с фазным ротором является относительная его сложность. Кроме того, двигатели с фазным ротором имеют несколько худшие рабочие характеристики, чем двигатели с короткозамкнутым ротором такой же мощности (кривые η иcosφ2 проходят ниже). В связи с этим двигатели с фазным ротором применяют только при тяжелых условиях пуска (когда необходимо развивать максимально возможный пусковой момент), при малой мощности электрической сети или необходимости плавного регулирования частоты вращения.

Анализируя в целом данный способ пуска двигателей с фазным ротором, следует отметить, что введение в цепь ротора активного сопротивления (r ПУСК) целесообразно только до определенного предела. Если величина r ПУСК превысит этот предел, то пусковой момент M п уменьшится.

Реверс – это изменение направления вращения ротора. Для реверса необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора, что в трехфазных асинхронных двигателях достигается переменой мест двух любых проводов на клеммах трехфазной сети.

Дата добавления: 2015-12-07