Зміст лекції

1. Пуск асинхронних двигунів з фазним ротором

Пуск асинхронного двигуна супроводжується перехідним процесом, пов’язаним з переходом ротора зі стану спокою в стан рівномірного обертання, при якому момент двигуна врівноважує момент сил опору на валі машини. При пуску має місце підвищене споживання електричної ене­ргії з живильної мережі, затрачуване не тільки на подолання прикладеного до вала гальмового моменту і покриття втрат у самій асинхронній машині, але також на повідомлення ланкам виро­бничого агрегату, що рухаються, певної кінетичної енергії. Тому при пуску асинхронний двигун повинен розвинути підвищений обертовий момент:

де мс - момент опорів на валу двигуна; J - сумарний момент інерції всіх ланок виробничого агрегату, що рухаються, приведений до вала двигуна.

Пускові властивості асинхронного двигуна залежать від особливостей його конструкції, зок­рема від пристрою ротора.

Рисунок 1 - Пуск трифазного асинхронного двигуна з фазним ронгором: а) графіки залежності обертового моменту від ковзання при різних активних опорах резисторів у колі ротора; б) схема включення резисторів і замикаючих контактів прискорення у коло ротора.

Для асинхронного двигуна з фазним ро­тором початковий пу­сковий момент, що від­повідає ковзанню sп= 1, залежить від ак­тивних опорів регульо­ваних резисторів, вве­дених у коло ротора (рис. 1 а, б). При замкнених контактах прискорення КІ, К2, що відповідає пуску асин­хронного двигуна із за­мкнутими накоротко контактними кільцями, початковий пусковий момент Мп1 = (0,5 ... 1,0) Мном , а початковий пусковий струм Іп = (5 ... 7)Іном і більше. Малий початковий пусковий момент часто виявляється недостатнім для приведення в дію виробничого агрегату і наступного його прискорення. Значний пусковий струм викликає підвищене нагрівання обмоток двигуна, обмежуючи цим частоту його включень, а в малопотуж­них мережах приводить до тимчасового зниження напруги, що небажано для роботи інших приєд­наних приймачів. Ці обставини є причиною, що виключає використання асинхронних двигунів із великим пусковим струмом для приводу робочих машин.

Введення в коло фазного ротора регульованих резисторів, що називаються пусковими, не тіль­ки знижує пусковий струм, але одночасно збільшує пусковий момент, що може досягти макси­мального моменту Ммах (рис. l а, крива 3), якщо критичне ковзання:

де R’д - активний опір резистора, що знаходиться у фазі обмотки ротора, приведений до фази обмотки статора.

Подальше збільшення активного опору пускового резистора недоцільно, тому що воно приво­дить до ослаблення пускового моменту і виходу точки максимального моменту в область ков­зання s > 1, що виключає можливість розгону ротора.

Необхідний активний опір резисторів визначають виходячи з вимог пуску, що може бути легким, коли Мп = (0,1... 0,4) Мном, нормальним, якщо Мп = (0,5 ...0,75)Мном, і важким при Мп > Мном.

Д

Рисунок 2 - Пускові характеристики трифазного асинхронного двигуна з фазним двигуном

ля підтримки досить великого обертаючого моменту в процесі розгону виробничого агрега­ту з метою скорочення тривалості перехідного процесу й зниження нагрівання двигуна варто поступово зменшувати активний опір пускових резисто­рів. Допустиме значення моменту в процесі розгону M(t) визначається електричними й механічними умовами, що лімітують піковий момент М1 < 0,85 Ммах, момент пере­ключення М2 > Мс (рис. 2), а також прискорення виро­бничого агрегату. Ступінчасте переключення пускових резисторів здійснюється в моменти часу t1, t2, коли в про­цесі розгону обертовий момент М стає рівним моменту переключення М2. Завдяки цьому протягом усього пуску всі пікові моменти виходять однаковими і всі моменти пе­реключення рівними між собою.

Оскільки обертаючий момент і струм асинхронного дви­гуна взаємно зв'язані, то можна при розгоні двигуна уста­новити піковий струм І1 = ( 1,5..,2,5) Іном і струм переклю­чення І2, що забезпечує момент переключення М2 > М.

Відключення асинхронних двигунів із фазним ротором від мережі живлення виконують завжди при колі ротора, замкненому накоротко, щоб уникнути появи перенапруг у фазах обмотки ста­тора. Останні можуть перевищити номінальну напругу цих фаз у 3 ... 4 рази, якщо коло ротора в момент відключення двигуна виявиться розімкненим.