Основные характеристики пуска

Основными показателями, характеризующими пусковые свойства асинхронного двигателя, являются начальный пусковой момент М_п и начальный пусковой ток 1_п. Величины М_п и 1_п определяются при U₁ = U_1ном и скольжении s = 1. Часто они выражаются в долях соответствующих номинальных величин: М_п /М_ном = k_пми 1_п /1_ном = k_пI.

Для того чтобы ротор двигателя при пуске пришел во вращение, необходимо, чтобы момент М_пбыл больше нагрузочного момента сопротивления М_с. При прочих равных условиях чем больше будет разность М_п - М_с, тем быстрее развернется двигатель. Обычно М_п > М_ном, а k_пм >1. С увеличением М_ппусковые свойства двигателя улучшаются.

При скольжениях s≈1 в обмотке ротора асинхронного двигателя наводится большая ЭДС, вследствие чего 1_п в несколько раз превышает свое номинальное значение, что может вызвать при пуске колебания напряжения в питающей сети. Колебания напряжения в сети вредно отражаются на работе подключенных к ней потребителей (уменьшение накала ламп, снижение максимального момента двигателей и т. д.). Поэтому чем меньше будет 1_п, тем лучше будут пусковые свойства двигателя.

Принимая в (3.2) и (3.3) скольжение s = 1, имеем,

. (5.1)

(5.2)

Из (5.1) и (5.2) следует, что улучшение пусковых свойств асинхронных двигателей, т. е. одновременное увеличение М_пи уменьшение 1_п, можно получить только за счет увеличения активного сопротивления роторной цепи r₂'.Однако сильное увеличение активного сопротивления ротора r₂' целесообразно только на период пуска, так как при работе повышенные значения r₂' вызывают возрастание потерь в обмотке ротора и снижение КПД двигателя.

Увеличение активного сопротивления ротора при пуске используется в асинхронных двигателях с фазным ротором и двигателях со специальными пазами на роторе.

Рассмотрим применяемые для трехфазных асинхронных двигателей способы пуска.

Прямой пуск

Рис. 5.1. Схема прямого пуска асинхронного короткозамкнутого двигателя

Прямой пуск благодаря своей простоте является основным способом пуска короткозамкнутых трехфазных асинхронных двигателей. При прямом пуске обмотка статора непосредственно, без всяких пусковых устройств, подключается к сети (рис. 5.1). Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором обычно проектируют так, чтобы при прямом пуске k_пм≈1,0–1,3 и k_пI = 4–7. Прямой пуск протекает быстро. Его продолжительность составляет доли секунды у двигателей небольшой мощности и несколько секунд у более мощных двигателей. При пуске скорость ротора постепенно увеличивается, а его скольжение и ЭДС уменьшаются, вследствие чего происходит снижениетоков в роторе и статоре. Пуск закончится, когда скорость ротора и токи достигнут установившихся значений, определяемых нагрузочным статическим моментом на валу. Обычно эти токи не превышают номинальных значений. Если пуски происходят редко, то, несмотря на большие начальные токи, обмотки не успевают нагреваться выше допустимых температур. Крепления обмоток рассчитывают так, чтобы они могли выдерживать электродинамические усилия между проводниками, возникающие при пуске, следовательно, все асинхронные двигатели рассчитываются так, что они могут выдерживать прямой пуск.

Ограничение для применения прямого пуска обычно накладывает сеть. Если в сети от пусковых токов включаемого двигателя возникают большие падения напряжения,превышающие 10—15%, то этот двигатель прямым пуском в данную сеть включать не рекомендуется. Необходимо принять меры, уменьшающие пусковой ток.

При частых включениях двигателя, исходя из допустимого нагрева обмоток статора, число прямых пусков ограничивается.