Пуск должен осуществляться без сложных пусковых устройств;
На практике используют следующие способы пуска:
1. Прямой пуск.
Применяют для двигателей с КЗ ротором малой и средней мощности.
В момент пуска скорость вращения ротора равна нулю, т.е. двигатель находится в режиме короткого замыкания. При этом пусковой ток в 5 – 7 раз превышает номинальный. Бросок пускового тока оказывает неблагоприятное влияние на питающую сеть, особенно, когда ее мощность соизмерима с мощностью двигателя. Также недостатком прямого пуска является сравнительно небольшой пусковой момент.
2. Пуск при пониженном напряжении.
Применяют для асинхронных двигателей с КЗ ротором большой мощности, а также для двигателей средней мощности при недостаточно мощных электрических сетях.
Понижение напряжения может осуществляться следующими способами:
а) Переключение обмоток статора со звезды на треугольник.
Применяется для двигателей, у которых обмотка статора соединяется "треугольником". В момент пуска обмотки соединяются "звездой". При этом напряжение в фазе двигателя снижается в раз, а пусковой ток уменьшается в 3 раза. После разгона двигателя до номинальной скорости обмотку статора переключают на "треугольник".
Недостатками данного способа являются уменьшение пускового момента в 3 раза, а также коммутационные перенапряжения в обмотках двигателя, которые могут привести к пробою изоляции. Поэтому способ недопустим для высоковольтных двигателей.
б) Автотрансформаторный.
При пуске двигателя замыкают контактор К2 (К1 разомкнут). При этом напряжение, подаваемое на двигатель уменьшается в nАТраз. Пусковой ток уменьшается в раз.
После разгона двигателя К2 отключают и включают К1.
Недостатками данного способа пуска является уменьшение пускового момента в раз, а также необходимость наличия автотрансформатора, который используется только при пуске, что экономически не выгодно.
в) Реакторный
При разомкнутом контакторе К2 замыкают контактор К1. Ток из сети попадает в обмотку через реакторы, в которых происходит падение напряжения I1xp. В результате к обмотке статора подводится пониженное напряжение . После разгона двигателя до номинальной скорости замыкают контактор К2, и двигатель работает под номинальным напряжением.
Недостатком этого способа является снижение пускового момента в раз и меньшая выгодность с точки зрения пусковых токов и моментов, по сравнению с автотрансформаторным.
3. Пуск с помощью реостата в цепи ротора.
Применяется для двигателей с фазным ротором.
В цепь ротора включается добавочное сопротивление. Величина сопротивления подбирается таким образом, чтобы пусковой момент равнялся максимальному. По мере разгона двигателя сопротивление цепи ротора уменьшается путем замыкания контакторов К1-К3. После окончания разгона обмотка ротора замыкается накоротко и двигатель работает на естественной характеристике.
Достоинства:
- простота и низкая стоимость;
- максимально возможный пусковой момент.
Недостатки:
- значительные потери мощности в реостате. Поскольку реостаты рассчитаны на кратковременное протекание тока, включать их на длительное время запрещено.
20. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
Частота вращения асинхронного двигателя .
Следовательно, регулирование частоты вращения возможно тремя способами: изменением частоты f, числа полюсов р и скольжения S.
1. Частотное регулирование
Двигатель питается от преобразователя частоты. Для получения требуемой характеристики двигателя следует изменять не только частоту напряжения, но и значение напряжения.
Если необходимо регулировать частоту вращения при постоянном моменте нагрузки МС, для обеспечения устойчивой работы двигателя следует поддерживать соотношение
Для механизмов с вентиляторной нагрузкой MС = Kw2 и соотношение между напряжением и частотой имеет вид .
Если регулирование производится с постоянной мощностью .
Этот способ является наиболее экономичным и перспективным.
Достоинства:
- широкий диапазон регулирования;
- плавность регулирования;
- жесткая механическая характеристика при всех частотах;
- диапазон регулирования не зависит от нагрузки;
- высокая экономичность.
Недостаток:
- высокая стоимость преобразователя частоты.
2. Изменение числа пар полюсов
Для изменения числа пар полюсов используется две конструкции двигателей:
- с несколькими обмотками на статоре, уложенные в одни и те же пазы;
- с одной обмоткой, допускающий переключение ее секций для получения различного числа пар полюсов.
Такие двигатели называют многоскоростными.
Достоинства:
- простота реализации;
- высокая жесткость механических характеристик.
Недостатки:
- ступенчатое регулирование скорости;
- сравнительно низкий диапазон регулирования.
3. Изменение питающего напряжения
Осуществляется при помощи тиристорного регулятора напряжения (ТРН).
Применяется в основном для двигателей с вентиляторной нагрузкой и для микродвигателей при необходимости регулирования скорости в небольшом диапазоне.
4. Изменение активного сопротивления цепи ротора
Для двигателей с фазным ротором регулирование частоты вращения осуществляется путём изменения активного сопротивления в цепи ротора.
Достоинства:
- простота и низкая стоимость;
- плавность регулирования;
Недостатки:
- мягкая механическая характеристика при малых частотах вращения;
- малая экономичность (низкий КПД);
- диапазон регулирования зависит от нагрузки.
Вследствие больших потерь рассматриваемый способ регулирования применяется для двигателей небольшой и средней мощности в тех случаях, когда требуется небольшой диапазон регулирования скорости и непродолжительная работа на пониженных скоростях. Этот способ регулирования находит применение, например, в электроприводах различных подъемно-транспортных машин и механизмов.
21. Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками
Для увеличения пускового момента в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором применяют следующие способы:
1. Двигатели с двойной «беличьей» клеткой.
Имеют две короткозамкнутые обмотки: наружную (пусковую) имеющую стержни малого сечения с большим активным сопротивлением, и внутреннюю (рабочую) из стержней большего сечения с малым сопротивлением.
раз, а пусковой ток уменьшается в 3 раза. После разгона двигателя до номинальной скорости обмотку статора переключают на "треугольник".
раз.
. После разгона двигателя до номинальной скорости замыкают контактор К2, и двигатель работает под номинальным напряжением.
раз и меньшая выгодность с точки зрения пусковых токов и моментов, по сравнению с автотрансформаторным.
.
.
.
Для двигателей с фазным ротором регулирование частоты вращения осуществляется путём изменения активного сопротивления в цепи ротора.