При пуску двигуна в хід повинні по можливості задовольнятися наступні основні вимоги: процес пуску повинен бути простим і здійснюватися без складних пускових пристроїв, пусковий момент повинен бути досить великим, а пускові струми - по можливості малими. Іноді до цих вимог додаються й інші, обумовлені особливостями конкретних приводів, в яких використовуються двигуни: необхідність плавного пуску, найбільшого пускового моменту і ін. Практично використовуються наступні способи пуску: безпосереднє підключення обмотки статора до мережі (прямий пуск); зниження напруги, що підводиться до обмотки статора при пуску; підключення до обмотці ротора пускового реостата.
Прямий пуск застосовується для пуску асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором. Двигуни цього типу малої і середньої потужності зазвичай проектують так, щоб при безпосередньому підключенні обмотки статора до мережі виникають пускові струми не створювали надмірних електродинамічних зусиль і перевищень температури, небезпечних з точки зору механічної і термічної міцності основних елементів машини. Однак при прямому пуску двигунів великої потужності, особливо при підключенні їх до недостатньо потужним електричних мереж, можуть виникати надмірно великі падіння напруги (понад 10-15%). В цьому випадку прямий пуск для двигунів з короткозамкненим ротором не застосовуються і пускають їх при зниженій напрузі.
Прямий пуск асинхронного двигуна широко застосовують в техніці. Недоліками його є великий пусковий струм і порівняно невеликий пусковий момент.
Пуск при зниженій напрузі застосовується для пуску асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором великої потужності, а також для двигунів середньої потужності при недостатньо потужних електричних мережах. Зниження напруги здійснюється наступними способами:
перемиканням обмотки статора при пуску з робочою схеми «трикутник» на пускову схему «зірка». В цьому випадку фазна напруга, що подається на обмотку статора, зменшується в? З раз, що зумовлює зменшення фазних струмів в? З раз і лінійних струмів в 3 рази. Після закінчення процесу пуску і розгону двигуна до номінальної частоти обертання обмотку статора перемикають назад на схему «трикутник»;
включенням в ланцюг обмотки статора на період пуску додаткових резисторів або реакторів. При цьому на зазначених апаратах створюються деякі падіння напруги? U, пропорційні пусковому току, внаслідок чого до обмотці статора буде докладено знижена напруга U1 -? U. У міру збільшення частоти обертання ротора двигуна зменшується е. д. з, індукована в обмотці ротора, а отже, і пусковий струм. В результаті цього зменшується падіння напруги? U і автоматично зростає прикладена до двигуна напруга;
підключенням двигуна до мережі через понижуючий автотрансформатор. Останній може мати кілька ступенів, які в процесі пуску двигуна перемикаються відповідною апаратурою.
Недоліком всіх зазначених способів є значне зменшення пускового і максимального моментів двигуна, які пропорційні квадрату прикладеної напруги. Тому вони можуть застосовуватися тільки при пуску двигуна без навантаження.
Пуск за допомогою пускового реостата застосовується для двигунів 1 з фазним ротором (рис. 265, а). Пусковий реостат 2 зазвичай має чотири - шість ступенів, що дозволяє в процесі пуску поступово зменшувати пусковий опір Rп, підтримуючи високе значення пускового моменту на весь час, розгону двигуна. При пуску попередньо встановлюють пусковий реостат в положення, при якому він має максимальне
Мал. 265. Схема включення асинхронного двигуна з пусковим реостатом (а) і механічні характеристики двигуна при пуску (б)
опір Rп4 = Rп max. після чого підключають обмотку статора до мережі трифазного струму. При цьому двигун пускається за влучним висловом 4 (рис. 265, б) і розвиває на початку пуску крутний момент Mпmax.
У міру збільшення частоти обертання ротора крутний момент двигуна, як видно з його механічної характеристики, зменшується і може стати менше у якійсь точці Mп min. Тому при зменшенні крутного моменту до Mп min частина опору пускового реостата виводять. При цьому крутний момент двигуна зростає до Mп max. а потім зі збільшенням частоти обертання буде змінюватися за влучним висловом 3, отриманої при опорі пускового реостата Rп3 Таким чином, в процесі пуску двигуна опір пускового реостата поступово (ступенями) зменшують і крутний момент двигуна змінюється в межах від Mп max до Mп min по ламаній кривій, показаної на рис. 265, б жирною лінією. В кінці пуску пусковий реостат повністю виводять, обмотка ротора двигуна замикається накоротко і двигун переходить на роботу по природній характеристиці 1. Окремі ступені пускового реостата в процесі розгону двигуна можуть виключатися вручну або автоматично. Таким чином, шляхом включення реостата в ланцюг обмотки ротора можна здійснити пуск двигуна при Mп. Mп max і різко зменшити пусковий струм. Недоліком цього способу є відносна складність пуску, виникнення втрат енергії в пусковому реостате і необхідність застосування більш складних і дорогих двигунів з фазним ротором. Крім того, ці двигуни мають дещо гірші робочі характеристики, ніж двигуни з короткозамкненим ротором такої ж потужності (криві. І cos? 1 йдуть у них нижче). У зв'язку з цим двигуни з фазним ротором застосовують тільки при важких умовах пуску (коли необхідно розвивати максимально можливий пусковий момент), при малій потужності електричної мережі або при необхідності плавного регулювання частоти обертання. Способи регулювання швидкості обертання ротора випливають з формули: n2 = (1-S) n1 = (1-S) 60 f / p Отже, її можна регулювати, змінюючи частоту f напруги живлення, число пар полюсів ри величину ковзання s. Останнє при заданих значеннях моменту на валу М і частоти f можна змінювати шляхом включення в ланцюг додаткового активного опору-тивления. Розглянемо більш докладно ці способи. 1. Регулювання шляхом зміни частоти живлячої напруги здійснюють включенням в ланцюг перетворювача частоти, до якого повинен бути підключений асинхронний двигун. На основі напівпровідників створені надійні статистичні перетворювачі ча-простоти. Частотний спосіб регулювання швидкості є вельми перспективним, т. К. Він забезпечує глибоке, плавне і економічне регулювання частоти обертання. Однак для його виконання потрібен спеціальний джерело живлення забезпечує U / f = const. В якості такого джерела використовують синхронні генератори з приводом від двигуна постійного струму. Останнім часом для частотного регулювання розроблені статичні джерела живлення на транзисторах і тиристорах. 2. Регулювання шляхом зміни числа пар полюсовпозволяет отримати ступеневу зміна частоти вра-щенія.Ето економічний і порівняно простий спосіб не дає можливість плавно регулювати швидкість. Якщо потрібно отримати три або чотири швидкості, то на статорі розташовують ще одну обмотку, при перемиканні якої можна отримати ще дві швидкості. Асинхронні двигуни з перемиканням числа полюсів називаються багатошвидкісними. Багатошвидкісні двигуни мають такі недоліки: великі габарити і масу в порівнянні з двигунами нормального виконання, а отже, і більшу вартість. Крім того, регулювання здійснюється великими ступенями; наприклад, при частоті 50 Гц частота обертання поля при перемиканні змінюється відносно 3000: 1500: 1000: 750. 3. Регулювання частоти обертання зміною скольженіядостігается шляхом, включення в ланцюг ротора додаткового активного опору, тому може бути використано тільки для двигунів з фазовим ротором. При включенні в ланцюг ротора додаткових активних опорів змінюється форма механічного-ської характеристики двигуна. Тому в ланцюг цієї обмотки за допомогою контактних кілець і щіток включають регулювальний реостат, за допомогою якого плавно змінюють опір обмотки, ковзання і швидкість двигуна. Реостат, службовець для цього ланцюга, називається регулюючим або пускорегулюючим. Цей спосіб регулювання дозволяє плавно изме-нять швидкість обертання в широких межах, тому він набув найбільшого поширення. Недостат-ками його є великі втрати енергії в регулювальному реостате, (при ковзанні S = 0,5 половина енергії, що передається в ротор обертовим магнітним полем, витрачається на непотрібний нагрів ротора і регулювального реостата, крім того, наявність кілець і щіток ускладнює експлуатацію машини і різко знижує її надійність), тому його використовують зазвичай при короткочасних режимах роботи двигуна (при пуску).Схожі статті