51. Пуск и реверсирование асинхронных двигателей. Регулирование частоты вращения.

Пуск.     Условием пуска двигателя является неравенство М_п>М_ст ; если это условие выполняется, то при включении двигателя в сеть ротор приходит в движение и разгоняется до установившегося режима. При пуске ( ω₂= 0, S= 1) ток в роторе достигает наибольшего значения (см. (2.15)). Соответственно велики пусковые токи и в обмотке статора, электродинамические усилия, действующие на обмотку, токовые перегрузки в питающей сети.    У асинхронных двигателей малой мощности и специальных двигателей с повышенным критическим скольжением обычно кратность пускового тока К_iп ≤ 6 и допускается непосредственное включение двигателя в сеть. Если К_iп > 6 или требуется более сильно ограничить пусковой ток, то приходится применять специальные способы пуска. У двигателей с короткозамкнутым ротором это в основном способы пуска при пониженном напряжении питания. По мере разгона ротора токи в обмотках уменьшаются и напряжение может быть повышено до номинального значения. Недостатком способов пуска при пониженном напряжении является то, что пропорционально квадрату фазного напряжения уменьшается пусковой момент (см. (2.22)).    У двигателей с рабочей схемой соединения обмоток статора в “треугольник” возможен пуск переключением со “звезды” на “треугольник”. Пуск происходит при соединении обмоток статора в “звезду”. Фазные напряжения и токи в раз, а линейный ток в √3 раза меньше, чем при прямом пуске на схеме “треугольник”. После разгона обмотки статора переключают на рабочую схему “треугольник”. Однако, как уже отмечалось, уменьшается и пусковой момент – в 3 раза.    У двигателей с контактными кольцами чаще применяется р е о с т а т н ы й способ пуска, основанный на изменении добавочного активного сопротивления – пускового реостата R, включаемого в цепь ротора (рис. 2.13,a).

Рис.2.13

Включение в цепь ротора активного сопротивления уменьшает ток в роторе и одновременно, как показано на рис. 2.13,б, увеличивает пусковой момент: при R_ПD>R_ПС>R_ПB>R_ПА пусковой момент М_пD>М_пC>М_пB>М_пA. Пуск осуществляют путем постепенного, обычно ступенчатого, уменьшения сопротивления R_п (жирные линии на рис. 2.13, б). Максимальное значение сопротивления R_п и его ступени ( R_пA, R_пB, R_пC, R_пD ) выбирают так, чтобы пики тока не превышали допустимых и пусковой момент М_п был больше момента сопротивления М_ст. Однако эти двигатели более сложные и дорогие и их целесообразно применять только при тяжелых условиях пуска, когда необходим максимальный пусковой момент и мала мощность питающей сети. Более современным способом пуска двигателя с контактными кольцами, основанным на изменении добавочного активного сопротивления в цепи ротора, является и м п у л ь с н ы й способ (рис. 2.14,а).

Рис.2.14

Пусковое сопротивление R_п подсоединяют последовательно к обмотке ротора через неуправляемый выпрямитель В. Периодическое подключение R_п производится силовым тиристором Т. Если тиристор Т включен, его сопротивление практически равно нулю, т.е. Rп шунтируется. Если тиристор Т отключен, его сопротивление существенно больше сопротивления R_п и можно считать, что цепь ротора по тиристору разомкнута, а замкнута через сопротивление R_п. Это можно представить как подключение к цепи ротора некоторого пускового сопротивления, среднее значение которого изменяется при изменении относительной продолжительности ε включения тиристора: R_п.cp = R_п (1- ε ) (рис.2.14.б), где ε =t_и /T_и.    Относительная продолжительность может изменяться от I до 0, соответственно, R_п.cp - от 0 до R_п. Семейство механических характеристик при различной скважности будет иметь такой же вид, что и при обычном реостатном пуске (см. рис. 2.13,6), причем характеристике R_пА=0 соответствует ε =1, характеристике R_пD=R_п соответствует ε =0.    Преимущества рассмотренного импульсного способа по сравнению с обычным реостатным заключается прежде всего в том, что пуск может быть плавным и что способ удобен для реализации автоматического пуска.

Реверсирование двигателя.      Изменение направления вращения ротора осуществляется изменением направления вращения поля статора. Для этого достаточно поменять местами выводы двух любых фаз.

 

Способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей:.

11.2. Регулирование частоты вращения изменением частоты тока в обмотках статора.

11.3. Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов обмотки статора.

11.4. Регулирование частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора.

11.6. Регулирование частоты вращения нарушением симметрии подводимого напряжения.