- •4.1.3. Ковзання та фізичні процеси в трифазному асинхронному двигуні.
- •4.1.4. Втрати потужності і коефіцієнт корисної дії асинхронного двигуна.
- •4.1.5. Обертальний момент, механічна та робочі характеристики асинхронного двигуна.
- •4.1.6. Паспортні характеристики трифазних асинхронних двигунів.
- •4.1.7. Приклад спрощеного розрахунку механічної характеристики асинхронного двигуна.
- •4.1.8. Схеми увімкнення, розмітка затискачів статорних обмоток та реверс ротору трифазного асинхронного двигуна.
- •4.1.9. Пуск трифазних асинхронних двигунів.
- •4.1.9.1. Пуск двигуна з короткозамкненим ротором.
- •4.1.9.2. Пуск двигуна з фазним ротором
4.1.9. Пуск трифазних асинхронних двигунів.
4.1.9.1. Пуск двигуна з короткозамкненим ротором.
Із закону Ома випливає, що для зменшення струму у статорних обмотках двигуна, зокрема пускового струму, необхідно зменшити напругу живлення від U1н до певного значення U1. Але оскільки обертовий момент АД є пропорційним квадрату напруги живлення, це неодмінно призведе до зменшення його пускового Мп, номінального Мн та максимального Мmax моментів. Отже, навіть приймаючи заходи щодо зменшення 1п, пуск АД доцільніше здійснювати у холостому режимі.
При пуску АД з КЗР потужністю до 5 кВт заходи щодо зменшення п, як правило, не вживають, тобто здійснюють так званий прямий пуск двигуна.
Рис.
4.14. Пуск двигуна з вико- ристанням опорів
у колі статора
Це найбільш поширений спосіб зменшення пускових струмів АД. Але у разі застосування для пуску двигуна активних опорів мають місце суттєві втрати енергії, а використання реакторів негативно впливає на cos мережі. Крім цього, при вилученні із кола пускових опорів напруга на статорних обмотках двигуна стрибкоподібно збільшується до U1н. Це призводить до швидкого збільшення обертального моменту і, відповідно, частоти обертання ротору, що не завжди припустимо для робочої машини.
Для плавного збільшення напруги живлення статорних обмоток застосовують так званий автотрансформаторний пуск двигуна. Тут у коло статорних обмоток вмикають трифазний автотрансформатор (рис. 4.15), або будь-який інший пристрій, який дозволяє регулювати напругу в діапазоні від 0 до U1н. Після збільшення напруги до U1н (Q1 та Q3 замкнені, Q2 – розімкнений), тобто розгону ротору до робочої частоти обертання, автотрансформатор відключають – Q2 замикають, Q3 розмикають.
Рис.
4.15. Автотрансформаторний пуск двигуна
Перед включенням живлення – замиканням контактів пристрою Q1, ножі рубильника Q2 ставлять у положення П. У такому положенні ножів Q2 обмотки двигуна з’єднані у зірку і оскільки напруга на фазу в раз менша за номінальну, то пусковий струм зменшується майже у 3 рази. Після розгону ротора ножі рубильника ставлять у положення Р – статорні обмотки переключають на схему трикутник, що призводить до збільшення напруги живлення двигуна до U1н.
Оскільки при такому способі пуску пусковий момент двигуна зменшується майже утричі, то його застосовують тільки там, де двигун запускають майже у холостому режимі, наприклад для привода вентилятора.
Якщо пусковий момент АД з КЗР малий і є недостатнім для приводу у рух робочої машини, то збільшити його неможливо. У таких випадках для приводу робочої машини потрібен інший двигун, або двигун більшої потужності, який, відповідно, має більший Мп, або спеціальний двигун з підвищеним пусковим моментом.
Двигуни з підвищеним пусковим моментом відрізняються від АД з КЗР загального призначення тим, що тут глибина паза h роторної обмотки значно перебільшує його ширину а (рис. 4.17). Звідси випливає друга назва двигунів з підвищеним пусковим моментом – глибокопазні.
Рис.
4.16. Пуск двигуна з переключенням схеми
з’єднання статорних обмоток з зірки
(Y)
на трикутник
() а
б а Рис.
.4.17. Перерізи пазів роторної обмотки
асинхронних двигунів загального
призначення (а) та двигунів з покращеним
пусковим моментом (б)
Суть “глибокого пазу” полягає у наступному. У першу мить пуску, коли частота струму в обмотці ротора приблизно дорівнює частоті струму в обмотках статора (f2 f1), густина струму у поверхневих шарах фаз роторної обмотки значно більша ніж у глибинних. Оскільки при цьому перерізи фаз використовуються не повністю, то активний опір роторної обмотки фактично збільшується і, отже, збільшується пусковий момент двигуна. Після розгону ротора густина струму по перерізу фази роторної обмотки стає майже однаковою. Цим ефектом обумовлена третя назва двигунів з підвищеним пусковим моментом – двигуни з витисканням струму.