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:
Схема с реакторным пуском:
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:
Для упрощения расчетов обозначим сопротивление полного рабочего контура:
А намагничивающего:
Данные обозначения позволяют нам упростить расчетную схему:
Цель последующих расчетов – это определение тока I2/.
Эквивалентное сопротивление намагничивающего контура примет вид:
Ток в сопротивлении последовательном равен:
Напряжение на общих зажимах намагничивающего контура и рабочего будет равно:
Ток в рабочем контуре:
Момент электромагнитный индукционного двигателя будет равен:
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:
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:
Отсюда получаем полное сопротивление короткого замыкания:
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:
