Способы пуска в ход асинхронного двигателя

Пуск Ад в основном осуществляется непосредственным подключением обмотки статора к сети. Такой метод пуска называется прямым. Следует отметить, что в начальный период пускового процесса скольжение s = 1, а поэтому пусковой ток ротора

имеет максимальное значение. По мере разгона АД скольжение уменьшается и ток I_2п ротора снижается. Таким же образом изменяется и ток I₁ статора (рис. 4.11). Кратность пускового тока этих асинхронных электродвигателей k_i = 4 ¸ 7. При неизменных значениях частоты и напряжения питающей сети магнитный поток статора Ф постоянен.

Рис.4.11. Механическая характеристика и характеристика тока статора АД с короткозамкнутым ротором.

Может показаться, что вследствие большого пускового тока АД развивает столь же большой пусковой момент. Однако в отличие от ЭД постоянного тока здесь на значение пускового момента влияет не только пусковой ток, но и значение соsj₂. В начале пуска, когда s = 1, из-за большого индуктивного сопротивления ротора значение cos j₂ минимальное, а затем по мере уменьшения скольжения оно возрастает. Поэтому вращающий момент, пропорциональный произведению этих значений, при пуске, несмотря на большой пусковой ток весьма мал (см. рис.4.11.). Затем вращающий момент постепенно возрастает, а после достижения ротором угловой скорости, соответствующей критическому скольжению, снова убывает. Кратность пускового момента современных нормальных асинхронных двигателей k_м = 1,0 ÷ 2,5.

По сравнению с ЭД постоянного тока короткозамкнутые АД обладают значительно худшими пусковыми свойствами: кратность пускового тока у них больше, а кратность пускового момента меньше. В частности, АД при прочих равных условиях разгоняются до рабочей угловой скорости значительно дольше, чем ЭД постоянного тока.

Пусковой ток из-за большого индуктивного сопротивления содержит большую реактивную составляющую, а поэтому не опасен для АД. Только при пуске очень мощных АД приходится считаться с большими электродинамическими силами в обмотках, возникающими при прохождении пускового тока. Тепловое действие пусковых токов незначительно ввиду их кратковременности. Однако они вызывают провалы напряжения в питающей сети из-за увеличивающейся при прохождении пускового тока потери напряжения.

Особенно нежелательны большие пусковые токи в судовых электроустановках, в которых мощности крупных Ад соизмеримы с мощностями синхронных генераторов, питающих судовую сеть. Синхронные генераторы при увеличении тока сильно снижают напряжение, что вредно сказывается на работе остальных потребителей, присоединенных к судовой сети. Ухудшающим фактором является также низкий коэффициент мощности АД при пуске, вследствие чего напряжение синхронных генераторов снижается и по этой причине. Регистр РФ разрешает прямой пуск только таких АД, которые вызывают снижение напряжения сети не более чем на 15% номинального. Поэтому максимальная мощность АД, допускающих прямой пуск, определяется мощностью судовой электростанции и способом регулирования напряжения судовых генераторов.

С целью уменьшения провалов напряжения на судах часто применяют искусственные методы пуска АД, снижающие пусковые токи до приемлемых значений. Необходимость использования этих методов устанавливают, анализируя работу судовой электростанции в различных режимах при внезапном пуске данного АД.

Пуск короткозамкнутых АД большой мощности основан на понижении напряжения в начальный период пускового процесса с последующей подачей полного его значения, когда ЭД достигнет номинальной угловой скорости. Для этого последовательно в цепь статора вводят реакторы (реакторный пуск), конденсаторно-реакторные пусковые устройства (реакторно-емкостной пуск) или же регулируют напряжение на зажимах статора с помощью автотрансформаторов. При пуске с пониженным напряжением уменьшают пусковой ток, а также в квадратичной зависимости от напряжения — пусковой момент. Соотношение между пусковыми моментами АД при прямом и искусственном способах пуска

М΄_п / М_п = (I΄_п/I)²

где I_п, М_п —пусковые соответственно ток и момент при прямом пуске; I΄_п, М΄_п – пусковые соответственно ток и момент при искусственном пуске.

Из полученного выражения следует, что при искусственном пуске по сравнению с прямым пуском пусковой момент уменьшается пропорционально квадрату уменьшения тока. Из-за снижения пускового момента пуск при пониженном напряжении можно использовать лишь для ЭП механизмов, у которых пусковой режим осуществляется на холостом ходу (центробежные насосы).

На судах широко применяется схема пуска методом переключения со «звезды» на «треугольник»

Рис.4.12. Схема переключения АД со схемы «звезда» на схему «треугольник

В начальный момент пуска переключатель QS устанавливают в положение «право». При этом фазные обмотки АД, которые в нормальном режиме работы соединены по схеме «треугольник», включают по схеме «звезда». Вследствие этого фазное напряжение уменьшается в √3 раз, а пусковой ток— в З раза по сравнению с этими же значениями при прямом пуске АД, соединенного по схеме «треугольник». После разгона до определенной угловой скорости переключатель QS устанавливают в положениё «лево», включая обмотки по схеме «треугольник». Для обычных АД с номинальным напряжением 380/220 В этот способ пригоден только при напряжении сети 220 В.

Иначе обстоит дело при искусственном пуске АД с фазным ротором, который осуществляют, включая резисторы в цепь обмотки ротора (рис.4.13.). При этом снижается пусковой ток и увеличивается соs j₂, а следовательно, увеличивается и пусковой момент АД. Последнее происходит до определенного значения пускового резистора — при слишком большом сопротивлении пусковой момент уменьшается из-за значительного снижения пускового тока. По мере разгона АД ток ротора и вращающий момент уменьшаются. Для ускорения процесса пуска пусковой резистор постепенно выключают из цепи ротора так же, как при пуске ЭД постоянного тока. При выключении каждой очередной ступени резистора контактами КМ1 и КМ2 происходит увеличение тока и момента. Определяя количество и значения ступеней резистора расчетом и координируя время скоростью разгоняющегося АД, можно получить плавный и быстрый разгон ЭП при допустимых толчках пускового тока.

В ряде случаев для упрощения схемы пуска и уменьшения числа ступеней пускового резистора при заданном числе искусственных пусковых характеристик отдельные ступени выключают не одновременно во всех трех фазах цепи ротора, а поочередно в каждой фазе. Такой способ будет называться пуском с несимметричными сопротивлениями.

Рис. 4.13. Пуск асинхронных двигателей с фазным ротором:

а — схема подключения резисторов в цепь ротора; б — характеристики тока статора; в — механические характеристики

Сравнивая пусковые свойства АД с фазными роторами и с короткозамкнутыми, можно установить значительное преимущество первых. Кратность пускового момента может быть доведена у них при помощи пускового резистора до кратности критического момента, следовательно, она гораздо больше, чем у короткозамкнутых АД. Вместе с тем, кратность пускового тока у них значительно меньше, чем у последних. Однако АД с фазными роторами сложнее по устройству и поэтому дороже, чем короткозамкнутые. В настоящее время на судах они применяются редко, в основном для привода мощных механизмов с тяжелыми условиями пуска.

Основное применение в судовых ЭП нашли асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, которые для большинства механизмов обеспечивают требуемые характеристики. В электроприводах палубных механизмов, а также в некоторых других с тяжелыми условиями пуска наряду с обычными АД широко применяются также и АД с улучшенными пусковыми свойствами.

Дата добавления: 2014-04-17; просмотров: 982; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!