Возможен ли пуск двигателя при снижении напряжения

Пуск асинхронного двигателя при пониженном напряжении на обмотке статора

date image2015-03-07
views image4793

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Ограничение пусковых токов асинхронных двигателей путем понижения напряжения применяется в том случае, если пуск осуществляется без нагрузки.

В соответствии с формулой пусковой ток пропорционален подведенному напряжению . Уменьшение напряжения вызывает соответствующее уменьшение пускового тока.

Для уменьшения пусковых токов применяют схемы пуска при пониженном напряжении:

1. включением резисторов в цепь обмотки статора (рис. 9.13, а);

2. включением индуктивных сопротивлений в цепь обмотка статора (рис. 9.13, б);

3. включением обмотки статора через автотрансформатор (рис.9.13, в);

4. переключением обмотки статора со способа соединения фазных обмоток статора ( ) «звезда» на «треугольник» (рис. 14.9 г).

Рис.14.9 Схемы пуска асинхронного двигателя при пониженном напряжении

В схеме на рис. 14.9, а при пуске замкнуты контакты линейного контактора КЛ, поэтому обмотка статора подключается к питающей сети через пусковые токоограничивающие резисторы СП. После того, как двигатель наберет обороты, а пусковой ток уменьшится до безопасных значений (обычно 2…2,5 номинального), схема управления замыкает контакты второго контактора – ускорения КУ, при этом двигатель подключается к сети «напрямую».

В схеме на рис. 14.9б для ограничения пусковых токов последовательно с обмоткой статора включены токоограничивающие рабочие обмотки дросселя насыщения Др. Его обмотка управления ОУ питается постоянным током через понижающий трансформатор Тр и выпрямитель Вп.

При пуске индуктивное сопротивление рабочих обмоток дросселя должно быть максимальным, поэтому ток в обмотке управления ОУ должен быть минимальным. Для этого ползунок резистора поста управления ПУ должен находиться в крайнем правом положении.

После пуска ток в обмотке управления ОУ постепенно увеличивают, для чего перемещают ползунок ПУ влево. Индуктивное сопротивление рабочих обмоток постепенно уменьшается.

Когда ползунок ПУ перемещен влево до упора, пуск закончен. При таком положении ползунка индуктивное сопротивление рабочих обмоток дросселя практически равно нулю, что равнозначно прямому подключению обмотки статора к питающей сети.

В схеме на рис. 14.9в использованы два контактора – регулировочный КЛ1 и линейный КЛ2, а также автотрансформатор АТр.. При пуске включается контактор КЛ1, при замыкании нижних контактов которого образуется нулевая точка «звезды» трех фазных обмоток автотрансформатора, а через верхние контакты подается питание питающей сети на верхние выводы этих обмоток.

В момент пуска ползунки автотрансформатора должны находиться в крайнем нижнем положении, при этом обмотка статора асинхронного двигателя закорочена через нижние контакты КЛ1, т.е. напряжение на ней равно нулю. Поэтому скорость ротора также равна нулю, ротор неподвижен.

Для пуска ползунки автотрансформатора постепенно перемещают вверх, при этом напряжение, снимаемое с обмоток автотрансформатора и подаваемое на обмотку статора, также постепенно увеличивается. Поэтому скорость двигателя увеличивается.

Пуск закончен, если ползунки автотрансформатора перемещены в крайнее верхнее положение. Когда на обмотку статора подается полное напряжение питающей сети, автотрансформатор не нужен.

В этот момент времени включается линейный контактор КЛ2 и отключается регулировочный КЛ1. При замыкании контактов КЛ2 обмотка статора двигателя подключается к питающей сети «напрямую», а при размыкании контактов КЛ1 автотрансформатор отключается от обмотки статора двигателя (он уже выполнил свою роль).

В схеме на рис. 14.9г использован линейный контактор КЛ и переключатель «звезда»-«треугольник» П. Для пуска включают линейный контактор КЛ, через замыкающиеся контакты которого напряжение питающей сети подается на верхние выводы обмотки статора двигателя АД. После этого переводят переключатель в нижнее положение «звезда». При этом нижние выводы обмотки статора соединяются вместе, в нулевую точку, обмотка статора соединена «звездой» и на статор двигателя подаётся фазное напряжение. В результате преключения с треугольника на звезду пуск приизводится при пониженном напряжении, что спообствует уменьшению пускового тока.

После того, как двигатель наберет обороты и перестанет увеличивать скорость, переключатель переводят в верхнее положение «треугольник». Двигатель с броском тока переключается со «звезды» на «треугольник», после чего разгоняется на «треугольнике» до скорости, зависящей от статического момента механизма.

Этот способ нашёл самое широкое применение на судах ввиду его простоты (не требуются резисторы, индуктивные сопротивления или автотранс­форматоры) и эффективности — пусковой ток уменьшается в 3 раза.

Все 4 рассмотренные выше схемы пуска при пониженном напряжении имеют один и тот же принципиальный недостаток: резкое уменьшение пускового момента двигателя, поскольку электромагнитный момент двигателя пропорционален квадрату напряжения.

Источник

Пуск при пониженном напряжении

Пуск при пониженном напряжении применяется в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором большой мощности, а также для двигателей средней мощности при недостаточно мощных электрических сетях.

Понижение напряжения достигают:

1) Переключением обмотки статора при пуске с нормальной схемы «треугольник» на пусковую схему «звезда».

В двигателях имеющих статорную обмотку соединённую по схеме “треугольник”, можно на время пуска эту обмотку включить на схему “звезда”.

В этом случае фазовое напряжение, подаваемое на обмотку статора, уменьшается в √3 раз, что обусловливает уменьшение фазовых токов в √3 раз и линейных токов в 3 раза. По окончании процесса пуска и разгона двигателя до номинальной скорости обмотку статора переключают обратно на “треугольник”. Такое переключение можно выполнить с помощью простого трёхполюсного переключателя или применить схему автоматизированного переключения. Недостатком этого способа является значительное снижение пускового момента (в 3 раза) поэтому его можно использовать только в тех случаях когда двигатель запускается только на холостом ходу. Кроме того этот способ применим только для двигателей имеющих рабочую схему “треугольник”.

2) Пуск с помощью активных или индуктивных сопротивлений

Этот осуществляется включением в цепь обмотки статора на период пуска добавочных активных или реактивных сопротивлений

При этом на указанных сопротивлениях создаются некоторые падения напряжения U, пропорциональные пусковому току, вследствие чего к обмотке статора будет приложено пониженное напряжение. По мере разгона двигателя уменьшается э. д. с., индуктированная в обмотке ротора, а следовательно, и пусковой ток. В результате этого уменьшается падение напряжения на указанных .сопротивлениях и возрастает приложенное к двигателю напряжение. Таким образом, при рассматриваемом способе пуска напряжение, приложенное к двигателю, автоматически растет по мере разгона ротора;

3) Подключением двигателя к сети через понижающий автотрансформатор.

Автотрансформаторный пуск, применяемая в тех случаях, когда момент сопротивления механизма при пуске значителен. Автотрансформатор может иметь несколько ступеней, которые в процессе пуска двигателя переключаются соответствующей аппаратурой. Преимуществом этой схемы в сравнении с другими пусками является больший пусковой момент при одинаковой степени снижения пускового тока Здесь вначале включаются контакторы Л и К, на зажимы АД подается пониженное .напряжение U2 автотрансформатора, и двигатель разгоняется. Затем контактор К отключается и АД оказывается включенным в сеть через индуктивное сопротивление части обмотки автотрансформатора. По истечении заданного промежутка времени включается шунтирующий контактор ШК и на двигатель подается полное напряжение сети U1

Недостатком всех указанных способов является значительное уменьшение пускового и максимального моментов двигателя, которые пропорциональны квадрату приложенного напряжения. Поэтому они могут применяться только при пуске двигателей без нагрузки.

Источник

РАЗДЕЛ 4. РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, номинальная мощность которого P, включен в сеть на номинальное напряжение Uн частотой f=50 Гц. Определить номинальный Iн и пусковой Iп токи; номинальный Mн, пусковой Mп и максимальный Mкр моменты; полные потери мощности в двигателе при номинальной нагрузке ∆Pн. Как изменится пусковой момент двигателя при снижении напряжения на его зажимах на 15% и возможен ли пуск двигателя при этих условиях с номинальной нагрузкой? Построить механическую характеристику двигателя.

Данные для расчета асинхронного двигателя приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Данные для расчета асинхронного двигателя.

Номинальное напряжение (Uн) 220 В
Номинальная мощность (P2н) 10 кВт
Номинальное скольжение (Sн) 4%
Номинальный коэффициент полезного действия (ηн) 0,845
Номинальный коэффициент мощности (cosφн) 0,89
Число пар полюсов (p)
Кратность максимального момента 2,2
Линейная частота (f) 50 Гц
Кратность пускового момента 1,5
Кратность пускового тока

Находим потребляемую из сети мощность:

кВт. (4.1)

Определяем номинальный и пусковой токи:

А; (4.2)

А. (4.3)

Находим синхронную частоту вращения магнитного поля:

об/мин. (4.4)

Определяем номинальную частоту вращения ротора:

об/мин. (4.5)

Находим номинальный момент:

Н∙м. (4.6)

Определяем максимальный (критический) и пусковой моменты:

Н∙м. (4.7)

Н∙м. (4.8)

Находим полные потери при номинальной нагрузке:

кВт. (4.9)

Определяем изменение пускового момента при снижении напряжения на 15%:

Н∙м, (4.10)

Поэтому запуск двигателя возможен.

Рассчитаем и построим механические характеристики двигателя M=f(S) и n2=f(M).

Задаваясь скольжением S от 0 до 1, рассчитаем вращающий момент и частоту вращения двигателя в соответствии с уравнениями:

, (4.11)

, (4.12)

где Sкр – скольжение, при котором двигатель развивает максимальный момент.

Критическое скольжение находим по формуле:

(4.13)

Н ·м (4.14)

об/мин. (4.15)

Данные для построения механических характеристик асинхронного двигателя приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Расчетные данные для построения механических характеристик.

S n2, об/мин М, Н∙м
0,2 0,4 0,6 0,8 Sкр=0,166 71,55 51,8 37,52 29,2 23,54 72,98

По данным таблицы 5 строим механические характеристики.

Заключение

В результате проделанной работы выполнил задания по расчету и анализу линейных электрических цепей.

Для решения данных задач используются законы Ома, Кирхгофа, как простой так и в комплексной форме, методы узловых и потенциальных контурных токов.

Во всех задачах были найдены токи в ветвях схем, напряжение на всех участках, потенциалы всех узлов. Кроме этого была произведена проверка результатов при помощи балансов мощностей. Также были построены графики изменения потенциалов вдоль внешних контуров схем. Все вычисления произведены с точностью трех значащих цифр после запятой.

Список использованной литературы

1. Бессонов, Л.А. Сборник задач по теоретическим основам электротехники [Текст] : учебное пособие / ред. Л. А. Бессонов. — 4-е изд., перераб. и испр. — М. : Высшая школа, 2003. — 527 с.

2. Касаткин, А.С. Электротехника [Текст] : учеб. для вузов / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. — 7-е изд., стер. — М. : Высшая школа, 2003. — 542 с.

3. Тихонов, Ю.Б. Общая электротехника и электроника [Текст] : учебное пособие / Ю. Б. Тихонов, Г. М. Третьяк ; СибАДИ, Кафедра АППиЭ. — Омск : СибАДИ, 2012. — 372 с.

4. Касаткин А.С. Электротехника: Учеб.для вузов / А.С.Касаткин , М.В. Немцов.-9-е изд., стер.-М.: Издательский центр «Академия»,2005.-544с.

Список использованной литературы

5. Бессонов, Л.А. Сборник задач по теоретическим основам электротехники [Текст] : учебное пособие / ред. Л. А. Бессонов. — 4-е изд., перераб. и испр. — М. : Высшая школа, 2003. — 527 с.

6. Касаткин, А.С. Электротехника [Текст] : учеб. для вузов / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. — 7-е изд., стер. — М. : Высшая школа, 2003. — 542 с.

7. Тихонов, Ю.Б. Общая электротехника и электроника [Текст] : учебное пособие / Ю. Б. Тихонов, Г. М. Третьяк ; СибАДИ, Кафедра АППиЭ. — Омск : СибАДИ, 2012. — 372 с.

Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 101 ; Нарушение авторских прав

Источник

Поделиться с друзьями
Электрика и электроника