Стартиране на асинхронни двигатели
Двигателят стартира при приплъзванеs= 1, докато ЕМПE2s=sE2 е максимално, а съпротивлениетоR2Σ/sе минимално. Следователно стартът е придружен от рязък скок в токовете на ротора и статора. Важен показател е продължителността на старта, която зависи от степента на превишаване на въртящия момент над момента на съпротивление. Необходимото начално условие еMn>gt;MC в началния момент.
Директният старт се състои в директното свързване на намотките на статора към мрежата и се осъществява с помощта на полупроводников или магнитен стартер. Използва се за ИМ с ротор с катерица. Кратността на стартовия токIp/Inom е висока и възлиза на 5¸7, но поради сравнително бързото стартиране намотките нямат време да се прегреят. Недостатъкът на директния старт е, че началният въртящ моментMp е относително нисък и не винаги е възможно IM да се стартира под товар. Друг недостатък е, че големият пусков ток причинява намаляване на мрежовото напрежение (при ниска мощност). Следователно мощността на ИМ при директен старт е ограничена от мощността на разпределителната мрежа и обикновено не надвишава 50 kW.
Стартиране при ниско напрежение на статора се използва за мощни ИМ с короткозатворен ротор, както и за ИМ със средна мощност в мрежи с ниска мощност. Намаляването на напрежението на статора може да се постигне по следните начини:
(реактори) или реостати (което е по-лошо поради допълнителни загуби);
 |
| Ориз. 28.1. Включване в статорната веригаZd (а); превключване на намотките според схемата - (b) |
б) превключване към началния час на статоранамотки от работната верига към стартовата верига (фиг. 28.1,b); в) свързване на двигателя към мрежата чрез понижаващ трансформатор (но това е по-скъпо).
Стартирането чрез включване на допълнителни съпротивления в статорната верига се извършва по следния начин (фиг. 28.1,a). Преди стартиране се отварят контактите на превключвателяQF1 (стартер), след което AD се включва в мрежата. След ускоряване на кръвното налягане контактитеQF1 се затварят. При пускане част от мрежовото напрежение пада при съпротивлениятаZd, което намалява напрежението и тока на намотките на статора.
Започнете с превключване на намотките според схемата - (фиг. 28.2,b) започва според изкуствена характеристика. При достигане на точкаa1 намотките на статора преминават в работно положение (превключвателQF1 на фиг. 3.26,bсе премества в горно положение). Това съответства на хоризонтален скок отa1 до точкаa2, след което представителната точка се движи по естествената характеристика в точкаa3. Този метод намалява напрежението и тока на намотките на статора с коефициент и линейния ток с коефициент 3. Стартовият момент се намалява с коефициент 3 (въртящият момент е пропорционален на квадратаU1f), критичното приплъзване се запазва (фиг. 28.2).
Недостатъкът на методите за стартиране при ниско напрежение е намаляването на началния и максималния въртящ момент, които са пропорционални на квадрата на фазовото напрежение. Следователно, тези методи се използват с малък стартов въртящ моментMC на вала.
| Фиг.28.2. Механични характеристики на вериги за превключване на намотките и |
Пускането на двигатели с фазов ротор се извършва с пусково съпротивлениеRp, въведено в роторната верига (Rd на фиг. 3.18). С ускоряването на кръвното наляганеRd намалява. На фиг. 3.28,a Rd намалява на стъпки чрез последователно затваряне на контактаK1,K2,K3, и диаграмата на фиг. 3.28,bви позволява плавно да промените средната стойностRd.av =Rd,
къдетоton е времето за включване на тиристораVS1;ТК – период на превключване.
 |
| Фиг.28.3. Стартиране на ИМ с фазов ротор:а –стъпаловиден;b –импулсно управлениеRe |
На фиг.28.3,bBU - тиристорен контролен блок;L– индуктивност, изглаждаща изправения ток на ротора. На фиг. 3.29 показва семейство от три изкуствени (I3, I2, I1) и естествени Е механични характеристики.
 |
Увеличаването наRd (R2Σ =R2 +Re) води до увеличаване на критичното приплъзванеsK, запазвайки максималния моментMmax непроменен. Например, при свързване към ротора на степенRI (фиг.28.3,а) реостатRd (контактитеK3 са отворени, аK2 са затворени), ще получим изкуствена характеристика I1. Допълнително свързване на етапиRII иRIII дава характеристики I2, I3 (фиг.28.4). Стартът на IM започва с въвеждането на трите стъпалаRd в роторната верига (контактитеK1,K2,K3 са отворени), което съответства на началната точка P на характеристика I3.
Характеристиката I3 с начален въртящ моментMp =Mmax се получава с общото съпротивление на стартовия реостатRd =RI + +RII +RIII:
Rn =Rd = ,
къдетоsK е критичното приплъзване на характеристика Е.
Въвеждането наRd при стартиране осигурява намаляване на стартовия ток и в същото време получаване на максимален стартов въртящ момент. ВисочинаMсе обяснява с факта, че намаляването на тока се компенсира с увеличаване на cosφ2 (M=SMФmI2cosφ2).
При стартиране работната точка се премества от точка P по характеристика I3 наляво нагоре, което намалява моментаM. За да не паднеMпод зададената стойностMmin, когато работната точка премине в точка1, е необходимо да се затворят контактитеK1 на пусковия реостат, т.е. изходRIII. Рязкото намаляване на стартовото съпротивлениеR=RI +RII предизвиква скок в токовете и въртящия моментM, т.е. мигновен хоризонтален преход на работната точка от точка1към точка2на характеристика I2. Точката2трябва да бъде точката на максимален въртящ моментMmax, което се осигурява от правилното изчисляване на съпротивленията на стъпалото. За всяка изкуствена характеристика е вярно
къдетоRdiе общото допълнително съпротивление;sKi– критично приплъзване, съответстващо наRdi.
По подобен начинRI,RII се показват. Работната точка в началото се движи по траекторията П–1–2–3–4–5–6(фиг. 3.29) и спира в точката7. Този метод позволява стартиране с максимален начален въртящ момент, което е важно при трудни условия на стартиране.
Стартови двигатели с висок стартов въртящ момент. Тези двигатели включват двигатели с двойна клетка и роторни двигатели с дълбоки канали. Увеличаването на началния въртящ момент на тези ИМ се причинява от изместването на тока във външната зона на ротора по време на периода на стартиране, което е еквивалентно на увеличаване на активното съпротивление на ротора.
В заключение трябва да се добави, че с развитието на полупроводниковата технология е възможно да се намерят индустриални полупроводникови устройства, които позволяват плавен старт с ограничение на стартовия ток, в зависимост отвъзможности на захранващата мрежа.