Початок роботи асинхронного електродвигуна

Трифазні асинхронні електродвигуни: механізм самозапуску та методи запуску

Трифазний асинхронний електродвигун здатний до самозапуску. Коли джерело живлення під'єднується до статора трифазного асинхронного електродвигуна, генерується обертове магнітне поле. Це обертове магнітне поле взаємодіє з ротором, що призводить до його обертання та початку роботи електродвигуна. У момент запуску слайд двигуна дорівнює 1, а початкова стрімкість значно висока.

Роль стартера у трифазному асинхронному електродвигуні простягається за межі лише запуску. Він виконує дві основні функції:

1. Обмеження стрімкості: він зменшує значну початкову стрімкість, яка, якщо не контролювати, може завдати шкоди обмоткам двигуна, перегріти електричні компоненти та спричинити падіння напруги в системі живлення.

2. Захист: він надає важливі захисти від перенавантажень, які виникають, коли двигун відтягує надмірну стрімкість через механічні навантаження або аномальні умови роботи, а також від ситуацій з пониженням напруги, де падіння напруги живлення може призвести до неефективної роботи двигуна або навіть зупинки.

Існує два фундаментальних підходи до запуску трифазного асинхронного електродвигуна. Один метод полягає у безпосередньому підключення двигуна до повної напруги живлення. Інший підхід передбачає застосування зниженої напруги до двигуна при запуску. Варто звернути увагу, що момент, створений асинхронним електродвигуном, пропорційний квадрату застосованої напруги. На практиці, двигун генерує значно більший момент, коли запускається на повній напрузі, порівняно з запуском при зниженій напрузі.

Для клітинних асинхронних двигунів, які широко використовуються в промислових та комерційних застосуваннях, існують три основні методи запуску:

Методи запуску асинхронних двигунів
Прямий запуск

Метод прямого запуску (DOL) для асинхронних двигунів відомий своєю простотою та економічністю. Згідно з цим підходом, двигун безпосередньо підключається до повної напруги живлення. Цей простий метод зазвичай використовується для маленьких двигунів з потужністю до 5 кВт. Використовуючи DOL-стартер для цих менших двигунів, можна мінімізувати можливі коливання напруги живлення, забезпечуючи стабільну роботу електричної системи.

Стартер зі зміною зірка-трикутник

Стартер зі зміною зірка-трикутник є одним з найпоширеніших та найбільш прийнятих методів запуску трифазних асинхронних двигунів. У нормальних умовах роботи обмотки статора двигуна конфігуруються в трикутниковому з'єднанні. Однак, під час фази запуску, обмотки спочатку підключаються в зірчастому з'єднанні. Це зірчасте з'єднання знижує напругу, прикладену до кожного обмотки, таким чином, обмежуючи початкову стрімкість. Після того, як двигун набуде достатньої швидкості, обмотки переключаються на трикутникове з'єднання, дозволяючи двигуну працювати на повній номінальній продуктивності.

Автотрансформаторний стартер

Автотрансформатори можуть використовуватися як у зірчастому, так і у трикутниковому з'єднанні. Їх головна функція у контексті запуску асинхронних двигунів полягає у обмеженні початкової стрімкості. За допомогою налаштування коефіцієнта витоків автотрансформатора, можна знизити напругу, прикладену до двигуна під час запуску. Це контролюване зниження напруги допомагає знизити високий впливний струм, що виникає, коли двигун вперше живлиться, захищаючи як двигун, так і електричну систему живлення.

Прямий запуск, стартер зі зміною зірка-трикутник та автотрансформаторний стартер спеціально розроблені для клітинних роторних асинхронних двигунів, які широко використовуються в різних промислових та комерційних застосуваннях завдяки своїй надійній конструкції та надійній роботі.

Метод запуску асинхронного двигуна з кільцевими контактами

Для асинхронних двигунів з кільцевими контактами процес запуску включає підключення повної напруги живлення до стартера. Унікальна конструкція двигунів з кільцевими контактами, з їхніми зовнішніми роторними цепями, дозволяє додатковий контроль під час запуску. Схема підключення стартера асинхронного двигуна з кільцевими контактами надає візуальне представлення про те, як взаємодіють різні компоненти, щоб забезпечити процес запуску, що дозволяє краще зрозуміти його роботу та механізми керування.

При запуску асинхронного двигуна з кільцевими контактами, спочатку повне опорне опорується в цепі ротора. Це ефективно зменшує струм, що відтягується статором, мінімізуючи впливний струм, який інакше міг би створити навантаження на електричну систему та сам двигун. Як тільки електричне живлення активує двигун, ротор починає обертатися.

По мірі прискорення двигуна, опори ротора послідовно зменшуються на етапах. Це поступове вилучення опорів тщательно координується зі зростанням обертальної швидкості двигуна. Таким чином, двигун може плавно набирати швидкість, підтримуючи оптимальні характеристики моменту.

Коли двигун досягає номінальної повної навантаження швидкості, всі опори запуску повністю вилучаються з цепи. У цей момент кільцеві контакти короткозамикуються. Це короткозамикання дозволяє двигуну працювати з максимальною ефективністю, оскільки виключає додаткову опору, яка була необхідна лише під час фази запуску, дозволяючи двигуну надавати свою повну номінальну продуктивність.