Пусковые режимы асинхронного двигателя в составе электропривода

Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором небольшой и средней мощности обычно осуществляется при полном напряжении (прямой пуск).

Иногда пуск двигателей с короткозамкнутым ротором с целью ограничения тока или момента осуществляется при напряжении, пониженном с помощью дополнительных резисторов или реакторов, включаемых в цепь статора, или же посредством тиристорного регулятора напряжения.

Снижение пускового тока осуществляют также переключением соединения статорных обмоток – пуск осуществляется при соединении Y, а затем соединяют статорные обмотки в Δ.

Пуск двигателей с фазным ротором осуществляется посредством пускового резистора R_р, включаемого в цепь ротора двигателя (рис.15). Число пусковых ступеней резистора и величина их сопротивлений определяются условиями пуска электропривода.

Рис.15 Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором

Частотное управление асинхронным электроприводом

Регулирование частоты вращения ротора асинхронного двигателя основано на уравнении частоты вращения магнитного поля статора

,

где f₁ – частота питающего напряжения, p – число пар полюсов.

При этом следует учитывать, что кроме частоты питающего напряжения следует менять также и его величину. При постоянном напряжении регулирование величины f₁ вверх от номинального значения приведет к падению магнитного потока статора, т.е. к падению вращающего момента. Регулирование вниз от номинального значения приведет к снижению индуктивного сопротивления и увеличению тока статора. В этом случае двигатель будет работать в режиме глубокого насыщения магнитопровода, что обеспечит высокий уровень потерь в стали.

При частотном управлении оперируют относительными значениями напряжения U^* и частоты f^*

,

где U_j, f_j – мгновенные значения напряжения и частоты; U_н, f_н – номинальные значения.

Характеристики асинхронного электропривода при частотном управлении

Пренебрегая активным сопротивлением, для сохранения значения критического момента требуется изменять напряжение и частоту по закону

.

Такой закон частотного управления называется пропорциональным. При этом получают механические характеристики (сплошные линии на рис.16)

Рис.16 Механические характеристики асинхронного двигателя при частотном управлении

В машинах малой мощности влияние активного сопротивления при использовании пропорционального закона управления сказывается на механической характеристике (пунктирные линии на рис.23).

Для учета активного сопротивления следует пользователься законом пропорционального регулирования с Ir - компенсацией.

.

Закон М.П. Костенко

В ряде случаев не требуется поддерживать мгновенное значение момента, равное критическому. В этом случае пользуются соотношением M_j/M_к=const и пользуются следующей формулой (закон М.П. Костенко)

,

где M_c^*=M_c/M_н – относительное значение статического момента при данной частоте вращения.

При использовании закона М.П. Костенко для M_c^* =1 при превышении значения f^*= 1 дальше меняется только частота при постоянном значении U^* =1, поскольку невозможно превысить значение напряжения источника питания. В этом случае электропривод работает в режиме постоянства мощности и получают механические характеристики, показанные на рис.17

Рис.17 Механические характеристики асинхронного двигателя