Пуск і реверс асинхронних двигунів - студопедія
При включенні асинхронного двигуна в мережу трифазного змінного струму, пусковий струм IП = (5 ÷ 7) Iном. Таке збільшення струму досягається за рахунок великої частоти магнітного поля статора при нерухомому роторі, які мають ковзання S = 1. Велика частота магнітного поля статора індукує велику ЕРС в ланцюзі ротора, яка створює великий пусковий струм ротора. При збільшенні частоти обертання ротора зменшується ковзання, падає ЕРС і струм в ланцюзі ротора.
Прямий пуск асинхронного двигуна допустимо, якщо потужність двигуна менше потужності джерела живлення. Якщо потужності двигуна і живильної мережі сумірні, то необхідно використовувати засоби для зменшення пускового струму.
Двигун з фазним ротором (рис.6.11) забезпечується трифазним пусковим реостатом ПР. який, під час пуску двигуна, підключається в ланцюг ротора. При цьому опір фаз ротора збільшується на величину опорів пускового реостата, підключених до кожної фази ротора. При досягненні двигуном достатньої частоти обертання пусковий реостат виводиться, і ротор стає короткозамкненим.
Рис.7.11. Електрична схема пуску асинхронного двигуна за допомогою пускового реостата
На ріс.6.12 зображені механічні характеристики пуску асинхронного двигуна з фазним ротором за допомогою пускового реостата.
Ріс.6.12. Механічні характеристики пуску асинхронного двигуна з фазним ротором за допомогою пускового реостата
Пуск двигуна починається з точки 1 з пусковим моментом Мп і відбувається за влучним висловом 1 - 2 при повністю введеному опорі реостата. як
тільки двигун набере обертів (точка 2), зменшують опір реостата і двигун переходить в режим, відповідний другий характеристиці (точка 3). При цьому частота обертання двигуна збільшується за влучним висловом 3 - 4. Далі знову зменшується опір пускового реостата до його закорочення, частота обертання двигуна переходить на характеристику 5 - 6 і двигун набуває номінальну частоту обертання при номінальному моменті обертання.
Пуск в хід асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором здійснюється безпосереднім включенням в мережу з використанням засобів зменшення пускового струму.
На рис.6.13 зображена схема пуску асинхронного двигуна з допомогою реактора. Трифазний реактор має елементи з реактивними опорами в кожній фазі. Реактор включається тільки в момент пуску двигуна, при цьому рубильник S2 вимикається, а рубильник S1 включає двигун в мережу.
Пусковий струм при цьому плавно зростає до значення IП = 2Iном. двигун збільшує оберти. При досягненні номінальних оборотів рубильник S2 включається.
На ріс.6.14 зображена схема автотрансформаторного пуску асинхронного двигуна.
Рис.6.13. Схема пуску асинхронного двигуна з допомогою реактора.
Ріс.6.14. Схема автотрансформаторного пуску асинхронного двигуна.
У момент пуску двигуна включається рубильник S1 і поступово збільшують напругу на двигуні, використовуючи трифазний автотрансформатор АТ. Після того як ротор двигуна розкрутиться, через автотрансформатор АТ подають повне напруга мережі і включають рубильник S2.
На ріс.6.15 зображена схема асинхронного двигуна з перемиканням з зірки на трикутник.
Пуск із зірки на трикутник здійснюється в разі, коли під час пуску двигуна його навантаження не перевищує 40% номінальної потужності двигуна, крім того, подібне перемикання вимагає, щоб напруга на фазной обмотці відповідало лінійній напрузі мережі.
Ріс.6.15. Схема асинхронного двигуна з перемиканням з зірки на трикутник
Це означає, що якщо лінійна напруга мережі 380В. двигун підключають до мережі зіркою, а, якщо лінійна напруга мережі 220В. то двигун слід підключати трикутником. У першому і в другому випадку на обмотку фаз подається напруга 220В.
При пуску двигуна рубильником S1 подключют мережу, а перемикач S2 встановлюється в положення "Пуск". Пусковий струм при цьому зменшується в три рази. Двигун набирає обертів і при номінальних оборотах перемикач S2 встановлюється в положення "Робота".
На ріс.6.16 зображена блок-схема пристрою сімісторного пуску асинхронного двигуна.
Ріс.6.16. Блок-схема пристрою сімісторного пуску асинхронного двигуна
Сімістори включаються в кожну фазу напруги і використовують позитивний і негативний напівперіоди змінного струму. Відкриття сімісторов здійснюється з блоку управління БУ шляхом подачі електричних
Іпульс струму на електроди. При знятті напруги з керуючих електродів, двигун відключається від мережі. Зміщуючи по фазі кут імпульсу струму управління можна змінювати опір сімісторов або напруга на двигуні, а, отже, і крутний момент, ніж здійснювати плавний пуск двигуна.
На ріс.6.17 зображена схема пуску однофазного асинхронного двигуна, що має дві статорні обмотки, магнітні осі яких розташовуються під кутом в 90 °.
Ріс.6.17. Пуск однофазного асинхронного двигуна
Такі машини мають невелику потужність до (1 ÷ 2) кіловат, їх особливість відсутність пускового моменту Мп. Для запуску двигуна необхідні пускові пристрої, до яких можна віднести елементи, що мають реактивні опору, наприклад конденсатор або котушку індуктивності. На схемі таким пусковим пристроєм є конденсатор С. який, під час пуску двигуна, включається ключем S2 в положення "Пуск". При досягненні двигуном номінальних оборотів конденсатор вимикається (положення "Робота").
На ріс.6.18 зображена схема пуску трифазного асинхронного двигуна від однофазної мережі. При пуску двигуна ключ S2 замикається на конденсатор С. При досягненні двигуном номінальних оборотів, ключ S2 розмикається.
Реверсом називають зміну напрямку обертання електричної машини.
Напрямок обертання асинхронного двигуна залежить від порядку проходження фаз напруги живлення.
Ріс.6.18. Схема пуску трифазного асинхронного двигуна від однофазної мережі
На ріс.6.19 зображені векторні діаграми прямого і зворотного проходження фаз статорних обмоток, з'єднаних зіркою, а також вказані напрямки обертання електричної машини.
Ріс.6.19. Векторні діаграми прямого і зворотного проходження фаз
напруги живлення, що пояснюють реверс асинхронного двигуна
Існує кілька способів управління пуском, реверсом і зупинкою асинхронних двигунів.
На ріс.6.20 зображені схеми керування асинхронним двигуном за допомогою перемикача S і магнітного пускача МП. Реверс і зупинка двигуна при управлінні магнітним пускачем здійснюється кнопками "Вперед", "Назад" і "Стоп", які керують контакторами В і Н. які мають силові контакти і контакти ланцюга керування, які здійснюють блокування одночасного включення контакторів.
Ріс.6.20. Схеми управління асинхронним двигуном за допомогою перемикача і магнітного пускача
Асинхронні двигуни великої потужності зупиняють електроторможеніем методами протівовоключенія і рекуперації. При гальмуванні противовключением проводиться перемикання двох фаз статора, змінюється напрямок обертання магнітного поля статора, ковзання стає більше одиниці, і ротор двигуна зупиняється. Рекуперативне гальмування виробляється при перекладі двигуна в генераторний режим. При цьому частота обертання ротора стає більше частоти обертового поля статора, ковзання стає менше нуля, відбувається гальмування і зупинка машини.
6.5. Регулювання частоти обертання трифазного асинхронного двигуна
Частота обертання ротора асинхронного двигуна визначається з виразу:
де - частота обертання магнітного поля статора в хвилину,
- частота миттєвих струмів в обмотках статора в секунду,
- кількість пар полюсів статора.
Виходячи з виразу (6.16), регулювання частоти обертання асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором можливо шляхом зміни частоти струму, ковзання, і кількості пар полюсів статора.
Регулювання частоти струму в обмотках статора двигуна може здійснюватися тиристорним регулятором частоти, конструкція якого досить складна. При цьому відбувається плавне регулювання частоти обертання магнітного поля статора.
Регулювання ковзання проводиться шляхом зміни напруги, що підводиться в ланцюзі статора за допомогою трифазного автотрансформатора, або сімісторного регулятора, схеми яких наведені вище.
Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна шляхом зміни кількості пар полюсів статора, є ступінчастим. Так, якщо, то кількість обмоток статора дорівнює шести. На кожну фазу припадає по дві обмотки. При послідовному з'єднанні зіркою двох обмоток, з'єднаних згідно (ріс.6.21), отримаємо четирёхполюсное магнітне поле з кількістю пар полюсів, яке будуть обертатися з чатоти в хвилину, або в два рази менше, ніж у двополюсного магнітного поля з кількістю пар полюсів, у якого частота обертання магнітного поля статора в хвилину.
Ріс.6.21. Схема послідовного з'єднання обмоток статора асинхронного двигуна, з'єднаних зіркою, і утворюють четирёхполюсное магнітне поле
На ріс.6.22 зображена схема паралельного з'єднання статорних обмоток, підключених зустрічно подвійною зіркою. Перемикання секцій фазних обмоток із зірки на подвійну зірку відбувається при постійних значеннях обертового максимального моменту і пускового моменту.
Ріс.6.22. Схема паралельного з'єднання обмоток статора асинхронного двигуна, з'єднаних подвійною зіркою, і утворюють двухполюсное магнітне поле
Механічні характеристики преключения фазних обмоток приведені на ріс.6.23.
Ріс.6.23. Механічні характеристики асинхронного двигуна із ступінчастим регулюванням частоти обертання
Для регулювання частоти обертання асинхронних двигунів з фазним ротором застосовується спосіб реостатного регулювання ковзання ротора шляхом зміни активного опору його фазних обмоток.