Ограничения пускового тока с помощью активного или индуктивного сопротивления в статорной цепи асинхронного электродвигателя

При практическом применении систем электроприводов, особенно большой мощности, возникает необходимость в контроле пускового тока, чтобы он не превышал величины, допустимой по условиям падения напряжения в питающей сети. Для реализации этого в асинхронных электроприводах с КЗ ротором последовательно в цепь статора включают активные R или реактивные (пусковые реакторы) Х сопротивления. Это снижает величину питающего напряжения на статорной обмотке и, соответственно, снижает пусковой ток.

Схема с резистивным пуском:

Резистивный пуск1

Схема с реакторным пуском:

Реакторный пуск асинхронного двигателя

Также этот способ могут применять и для понижения пускового момента (плавный пуск) в электроприводах малой и средней мощности для снижения влияния ударов, возникающих при прямых пусках, в различных механических передачах. В данном способе пуска асинхронной машины напряжение на зажимах будет представлять собой функцию тока, и, с уменьшением пускового тока, напряжение будет расти.

Расчет моментов и токов для такой схемы включения индукционного (асинхронного) электродвигателя может производится по эквивалентной схеме замещения. Для общности рассмотрения будем считать, что подключено некоторое полное сопротивление Zд. Схема показана ниже:

Эквивалентная схема асинхронной машины при наличии добавочных сопротивлений в цепи статора1

Для упрощения расчетов обозначим сопротивление полного рабочего контура:

сопротивление полного рабочего контура

А намагничивающего:

сопротивление намагничивающего контура

Данные обозначения позволяют нам упростить расчетную схему:

Упрощенная расчетная схема асинхронного двигателя с добавочным сопротивлением в цепи статора

Цель последующих расчетов – это определение тока I2/.

Эквивалентное сопротивление намагничивающего контура примет вид:

Эквивалентное сопротивление намагничивающего контура

Ток в сопротивлении последовательном равен:

Ток в сопротивлении последовательном равен

Напряжение на общих зажимах намагничивающего контура и рабочего будет равно:

Напряжение на общих зажимах намагничивающего контура и рабочего

Ток в рабочем контуре:

Ток в рабочем контуре

Момент электромагнитный индукционного двигателя будет равен:

Момент электромагнитный индукционного двигателя

При практическом использовании выражения момента электромагнитного в него нужно подставить квадрат модуля тока рабочего контура и соответствующее значение скольжения. При включении в цепь статора активного сопротивления rд вместо общего Zд  общее выражение тока не поменяется, но в знаменателе будет стоять rд вместо Zд.

Механическая характеристика асинхронной машины при подключении в цепь статора добавочных активных или реактивных сопротивлений показана ниже:

Механическая характеристика асинхронной машины при подключении в цепь статора добавочных активных или реактивных сопротивлений

Где: 1 – характеристика при использовании активного добавочного сопротивления, 2 – реактивного, 3 – естественная характеристика асинхронной электрической машины.

Вид их напрямую зависит от величины добавочного сопротивления, но при всех условиях момент электрической машины при скорости вращения больше нуля будет больше, чем в случая постоянного напряжения на зажимах статора, обеспечивающего пусковой момент той же величины. Применение активных сопротивлений для понижения напряжения на статорной обмотке асинхронной машины при пуске несколько улучшает коэффициент мощности, но обуславливает большие потери энергии. Если применяются пусковые реакторы, то потери энергии снижаются, но ухудшается коэффициент мощности соответственно.

Величину пусковых сопротивлений определяют исходя из условия желаемого тока в цепи статора.

Допустим для пуска асинхронной машины необходимо иметь какой-то пусковой ток, который будет составлять какую-то часть α от номинального:

Определение пускового тока для асинхронного двигателя с КЗ ротором

Отсюда получаем полное сопротивление короткого замыкания:

полное сопротивление короткого замыкания

Расчетные формулы вытекают из фигур:

Расчетные формулы вытекают из фигур

На этой фигуре изображены треугольники короткого замыкания двигателя и два случая для преобразования  их для получения нужного значения Zки.

Необходимое активное или реактивное добавочное сопротивление будет равно:

активное или реактивное добавочное сопротивление

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подтвердите, что Вы не бот — выберите человечка с поднятой рукой: