Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Электрические машины

Пуск асинхронных двигателей - Электрические машины

Оглавление
Электрические машины
Основные электромагнитные схемы электрических машин
Устройство многофазных обмоток
Магнитное поле и МДС многофазных обмоток
Электродвижущие силы, индуктируемые в обмотке
Асинхронные машины
Явления в асинхронной машине при неподвижном роторе
Явления в асинхронной машине при вращающемся роторе
Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма
Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
Механическая характеристика асинхронной машины
Статическая устойчивость асинхронной машины
Экспериментальное исследование асинхронных двигателей
Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами
Пуск асинхронных двигателей
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
Несимметричные режимы работы асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели
Генераторный режим асинхронной машины
Трансформаторный режим асинхронной машины
Синхронные машины
Магнитное поле синхронной машины при холостом ходе
Расчет магнитной цепи синхронной машины при хх
Магнитное поле синхронной машины при нагрузке
Приведение МДС обмотки статора к МДС возбуждения
Уравнения напряжений и векторные диаграммы
Уравнения векторные диаграммы с учетом насыщения
Работа на автономную нагрузку
Параллельная работа синхронных машин
Включение генератора в сеть
Регулирование активной мощности синхронной машины
Регулирование реактивной мощности синхронной машины
Угловая характеристика синхронной машины
Статическая устойчивость синхронной машины
U-образные характеристики
Синхронные двигатели
Синхронные компенсаторы
Несимметричные режимы синхронных генераторов
Внезапное трехфазное кз синхронного генератора
Качания и динамическая устойчивость синхронной машины
Машины постоянного тока
ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент
Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке
Коммутация
Генераторы постоянного тока
Характеристики генераторов с самовозбуждением
Параллельная работа генераторов постоянного тока
Двигатели постоянного тока
Характеристики двигателя постоянного тока
Регулирование частоты вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работа любого асинхронного двигателя начинается с его пуска. Процесс пуска является переходным процессом. Однако его анализ можно выполнить с помощью статических характеристик  и , соответствующих установившимся режимам работы двигателя при различных скольжениях. Это обусловлено быстрым затуханием свободных составляющих токов двигателя. Вынужденные составляющие могут быть рассчитаны по схеме замещения (рис. 4.8). При  ток двигателя определяется его сопротивлением короткого замыкания. Величина этого сопротивления в относительных единицах , поэтому начальный пусковой ток составляет . По мере разгона двигателя ток медленно уменьшается (рис. 4.24). Для успешного пуска двигателя начальный пусковой момент  должен быть больше внешнего . В начале разгона момент двигателя несколько уменьшается до величины , а затем растет до .
При пуске мощных двигателей большой пусковой ток может вызвать значительное снижение напряжения сети  и тем самым ухудшить или даже полностью нарушить нормальную работу смежных электроприемников.


Пуск асинхронных двигателей

Повышенный пусковой ток представляет опасность и для самого двигателя вследствие увеличения электродинамических усилий в лобовых частях обмотки статора и повышения температуры обмоток. При частых или затяжных пусках температура обмоток может превысить допустимые пределы.
Современные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором проектируются с таким расчетом, чтобы они выдерживали прямой пуск от мощной сети. Если напряжение сети при пуске снижается более чем на 10-15%, то применяют реакторный либо автотрансформаторный пуск.

Реакторный пуск

Реакторный пуск

Схема реакторного пуска представлена на рис. 4.25. После разгона двигателя реактор шунтируется выключателем . Величина индуктивного сопротивления реактора выбирается так, чтобы пусковой ток двигателя  снизился в  раза по сравнению с пусковым током  при прямом пуске от сети,
.
При этом пусковой момент двигателя согласно (4.8) снижается в  раз:
.
Поэтому реакторный пуск применяется только в тех случаях, когда условия пуска не являются тяжелыми (пуск на холостом ходу или при малой нагрузке).

Автотрансформаторный пуск

При автотрансформаторном пуске (рис. 4.26) требуется три выключателя. На первом этапе пуска включаются выключатели  и . На двигатель подается пониженное напряжение, определяемое коэффициентом трансформации  автотрансформатора (АТ):

,
при этом пусковой момент двигателя снижается в  раз:
.


Автотрансформаторный пуск

Во столько же раз снизится потребляемый из сети ток . Действительно, согласно балансу мощностей на входе и выходе автотрансформатора имеем
.
Отсюда получаем
.
Таким образом, при автотрансформаторном пуске потребляемый ток сети  и пусковой момент двигателя  снижаются одинаково, что является преимуществом автотрансформаторной схемы перед реакторной. Однако это преимущество достигается ценой значительного удорожания и усложнения схемы. Поэтому автотрансформаторный пуск применяется при тяжелых условиях пуска для мощных двигателей.
На заключительном этапе автотрансформаторного пуска перед замыканием выключателя  следует во избежание короткого замыкания автотрансформатора отключить выключатель .

Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором

Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором

Для особо тяжелых условий пуска в электроприводах малой и средней мощности применяются асинхронные двигатели с фазным ротором. В этих двигателях задача снижения пусковых токов и повышения пускового момента решается путем ввода в цепь ротора пускового реостата (рис. 4.27, а).
Двигатель пускается с полностью введенным пусковым реостатом. При этом пусковой момент , а пусковой ток . После достижения скольжения  замыкается контактор  и часть сопротивления пускового реостата закорачивается. Двигатель переходит на характеристику 2 (рис. 4.27, б). Разгон продолжается вновь с повышенным моментом. При  закорачивается вторая ступень пускового реостата, и двигатель работает на характеристике 3. После закорачивания последней ступени пускового реостата двигатель переходит на естественную характеристику 4. Пусковые характеристики асинхронного двигателя при реостатном пуске наиболее благоприятны, так как высокие значения моментов достигаются при невысоких значениях пусковых токов. Однако двигатели с фазным ротором дороже двигателей с короткозамкнутым ротором и требуют дополнительной пуско-регулировочной аппаратуры.



 
« Электрические аппараты и оборудование выше 1000В
электрические сети