Пуск синхронных двигателей

Пуск синхронного двигателя непосредственным включением в сеть невозможен,, так как ротор из-за своей значительной инер­ции не может быть сразу увлечен вращающимся полем статора, частота вращения которого устанавливается мгновенно. В ре­зультате устойчивая магнитная связь между статором и ротором не возникает. Для пуска синхронного двигателя приходится применять специальные способы, сущность которых состоит в предварительном приведении ротора во вращение до синхронной или близкой к ней частоте, при которой между статором и рото­ром устанавливается устойчивая магнитная связь.

-о

В настоящее время практическое применение имеет способ пуска, получивший название асинхронного. Этот способ пуска возможен при наличии в полюсных наконечниках ротора пуско­вой обмотки (клетки), аналогичной успокоительной обмотке син­хронного генератора (см. рис. 21.7). Схема включения двигателя при этом способе пуска приведена на рис. 22.3, а. Невозбужден­ный синхронный двигатель включают в сеть. Возникшее при этом вращающееся магнитное поле статора наводит в стержнях пуско­вой клетки ЭДС, которые создают токи /2. Взаимодействие этих токов с полем статора вызывает появление на стержнях пусковой клетки электромагнитных сил /%,„. Под действием этих сил ротор приводится во вращение (рис. 22.3,6). После разгона ротора до

Рис. 22.3. Асинхронный пуск синхронного двигателя

частоты вращения, близкой к синхронной (n2≈0,95n1), обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тока. Обра­зующийся при этом синхронный момент [см. (21.10)] втягивает ротор двигателя в синхронизм. После этого пусковая обмотка двигателя выполняет функцию успокоительной обмотки, огра­ничивая качания ротора (см. § 21.4).

Чем меньше нагрузка на валу двигателя, тем легче его вхож­дение в синхронизм. Явнополюсные двигатели малой мощности, пускаемые без нагрузки на валу, иногда входят в синхронизм лишь за счет реактивного момента, т. е. даже без включения обмотки возбуждения.

С увеличением нагрузочного момента на валу вхождение дви­гателя в синхронизм затрудняется. Наибольший нагрузочный мо­мент, при котором ротор синхронного двигателя еще втягивается в синхронизм, называют моментом входа двигателя в синхро­низм Мш. Величина асинхронного момента Ма при частоте вра­щения n2≈0,95n1, зависит от активного сопротивления пусковой клетки, т. е. от сечения стержней и удельного электрического со- противления металл,а, из которого они изготовлены (см. рис. 13.6).

Следует обратить внимание, что выбор сопротивления пуско­вой клетки r''2, соответствующего значительному пусковому мо­менту M''п, способствует уменьшению момента входа в синхро­низм (М''вх) и, наоборот, при сопротивлении r2, соответствующем небольшому пусковому моменту (М'п), момент входа в синхро­низм увеличивается (М'вх > М''вх) (рис. 22.4).

Рис. 22.4. Асинхронные моменты при пуске синхрон­ного двигателя: Ма — основной момент; А)д—дополнительный момент; Мт — момент входа в синхронизм

В процессе асинхронного пуска обмотку возбуждения нельзя оставлять разомкнутой, так как магнитный поток статора, пере­секающий ее в начальный период пуска с синхронной скоростью, наводит в ней ЭДС. Вследствие большого числа витков обмотки возбуждения эта ЭДС достигает значений, опасных как для це­лости изоляции самой обмотки, так и для обслуживающего пер­сонала. Для предотвращения этого обмотку возбуждения на пе­риод разгона ротора замыкают на активное сопротивление r, примерно в десять раз большее сопротивления обмотки возбуж­дения. Переключение зажимов И1 и И2 обмотки возбуждения с сопротивления г на зажимы возбудителя осуществляют переклю­чателем Я (см. рис. 22.3, а).

Замыкание накоротко обмотки возбуждения на время пуска двигателя нежелательно, так как при этом обмотка ротора об­разует однофазный замкнутый контур, взаимодействие которого с вращающимся полем статора также создает дополнительный асинхронный момент Мд. Однако при частоте вращения, равной половине синхронной, этот момент становится тормозящим (рис. 22.4) и создает «провал» в характеристике пускового (асин­хронного) момента (пунктирная кривая). Это заметно ухудшает пусковые свойства синхронного двигателя.

При асинхронном пуске синхронного двигателя возникает зна­чительный пусковой ток. Поэтому пуск синхронных двигателей непосредственным включением в сеть на номинальное напряже- ние применяют при достаточной мощности сети, способной вы­держивать без заметного падения напряжения броски пускового тока пяти- или семикратного значения (по сравнению с номи­нальным током). Если же мощность сети недостаточна, то можно применить пуск двигателя при пониженном напряжении (см. § 15.2): автотрансформаторный или реакторный.

Date: 2015-09-05; view: 682; Нарушение авторских прав