Автотрансформаторный пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Автотрансформаторный пуск осуществляется в следующем порядке. Сначала через автотрансформатор на статор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором подается пониженное напряжение. При этом пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, измеренный на выходе автотрансформатора, уменьшается в К раз, где К — коэффициент трансформации автотрансформатора. Что же касается тока на входе автотрансформатора, то он уменьшается в К² раз по сравнению с пусковым током при прямом включении двигателя в сеть. Дело в том, что в понижающем автотрансформаторе первичный ток меньше вторичного в К раз и поэтому уменьшение пускового тока при автотрансформаторном пуске составляет К² раз.

Таким образом, при автотрансформаторном пуске момент и ток асинхронного двигателя с короткозамкнутым роторомуменьшаются в одинаковое число раз.

После достижения ротора двигателя определенной частоты вращения выключатель отключается, и двигатель получает питание через часть обмотки автотрансформатора, который в этом случае работает как реактор. Затем включается следующий выключатель, в результате чего двигатель получает полное напряжение.

Пусковые автотрансформаторы рассчитываются на кратковременную работу. Согласно ГОСТ 3211—46, пусковые автотрансформаторы должны иметь ответвления, соответствующие величинам вторичного напряжения 45, 36 и 27%. В каждом конкретном случае выбирается подходящая ступень напряжения.

Как и предыдущие способы пуска при пониженном напряжении, автотрансформаторный способ пуска сопровождается уменьшением пускового момента, так как значение последнего прямо пропорционально квадрату напряжения. С точки зрения уменьшения пускового тока автотрансформаторный способ пуска лучше реакторного, но некоторая сложность пусковой операции и повышенная стоимость пусковой аппаратуры (понижающий автотрансформатор и переключающая аппаратура) несколько ограничивают применение этого способа пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

3.2.6 Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при изменении частоты питающей сети f₁

Этот способ позволяет плавно изменять угловую частоту вращения ротора в наиболее широком диапазоне и, следовательно, позволяет уменьшить пусковые токи. Для его осуществления требуется, чтобы асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором получал питание от отдельного источника. В качестве такого источника могут быть использованы электромеханические или статические преобразователи частоты. В связи с развитием полупроводниковой техники в настоящее время наиболее предпочтительными являются полупроводниковые статические преобразователи.

При частотном пуске одновременно с изменением частоты f₁ приходится по определенному закону изменять и подводимое к обмотке статора напряжение U₁. Это обусловлено определенными требованиями, предъявляемыми к механическим характеристикам асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Максимальный момент двигателя приближенно (пренебрегая сопротивлением r₁) определяется по формуле:

(3.5)

где К_Д — постоянный коэффициент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Отношение моментов М_mах при двух значениях частоты будет равно:

(3.6)

где индексы (1) и (2) относятся к различным угловым частотам вращения.

В общем виде закон изменения U₁ при регулировании частоты f₁:

(3.7)

Если при пуске требуется, чтобы М_mах на механических характеристиках при любой частоте f₁ оставался неизменным (пуск с постоянным моментом), то получим

(3.8)

или

(3.9)

Откуда следует, что для осуществления пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым роторомс постоянным моментом необходимо подводимое к обмотке статора напряжение изменять пропорционально его частоте.

При осуществлении закона регулирования (3.9) основной магнитный поток машины при различных значениях частоты f₁ практически остается неизменным, т. е.

(3.10)

При частотном пуске асинхронного двигателя с короткозамкнутым роторомего энергетические характеристики остаются практически неизменными. Поэтому этот способ пуска является экономичным. Недостатками частотного пуска являются громоздкость и высокая стоимость источника питания.