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 U _1н до певного значення U ₁. Але оскільки обертовий момент АД є пропорційним квадрату напруги живлення, це неодмінно призведе до зменшення його пускового М _п, номінального М _н та максимального М _max моментів. Отже, навіть приймаючи заходи щодо зменшення I _1п, пуск АД доцільніше здійснювати у холостому режимі.

При пуску АД з КЗР потужністю до 5 кВт заходи щодо зменшення I _п, як правило, не вживають, тобто здійснюють так званий прямий пуск двигуна.

Для зменшення I _1п більш потужних двигунів послідовно із статорними обмотками вмикають активні або реактивні (реактори) опори, як показано на рис. 4.14. Під час пуску контакти комутуючих пристроїв Q ₁ та Q ₃ замкнені, а пристрою Q ₂ – розімкнені. Після розгону ротора до певної швидкості пускові опори відключають. Для цього контакти пристрою Q ₂ замикають, а Q ₃ – розмикають.

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 cosj мережі. Крім цього, при вилученні із кола пускових опорів напруга на статорних обмотках двигуна стрибкоподібно збільшується до U _1н. 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 U _1н. Після збільшення напруги до U _1н (Q ₁ та Q ₃ замкнені, Q ₂ – розімкнений), тобто розгону ротору до робочої частоти обертання, автотрансформатор відключають – Q ₂ замикають, Q ₃ розмикають.

У двигунів, які працюють при з’єднанні статорних обмоток у трикутник, пусковий струм зменшують шляхом зміни схеми з’єднання цих обмоток (рис. 4.16).

Перед включенням живлення – замиканням контактів пристрою Q ₁, ножі рубильника Q ₂ ставлять у положення П. У такому положенні ножів Q ₂ 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 U _1н.

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 М _п, 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.

Так, якщо в АД загального призначення, де h» a, переріз пазу має вигляд близький до кола (рис. 4.17, а), то у глабокопазних двигунів він може бути доволі різним (рис. 4.17, б). Фази ротора, які розташовані у пазах (заливають сплавом алюмінію) разом з замикаючими кільцями, тут більше нагадують колесо водяного млина чи гребне колесо пароплава, ніж біляче колесо. У окремих видів двигунів з підвищеним пусковим моментом роторні обмотки можуть бути виконані у вигляді двох білячих коліс, які розташовані одне в одному.

Суть “глибокого пазу” полягає у наступному. У першу мить пуску, коли частота струму в обмотці ротора приблизно дорівнює частоті струму в обмотках статора (f ₂ » f ₁), 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.

Дата добавления: 2014-01-04