СПОСОБЫ ПУСКА АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

С изобретением электродвигателя человечество вышло на новый технологический виток развития. Однако по мере усложнения конструкции силовых агрегатов и наращивания мощности, стали возникать вопросы в стиле, как обеспечить пуск асинхронного двигателя, чтобы он прослужил долго? В этой обзорной статье мы дадим ответ на этот вопрос, плюс, рассмотрим асинхронные двигатели в целом: сферу их применения, технические особенности.

Начнем с общих моментов. Двигатели асинхронного типа применяются повсеместно начиная от бытовых приборов вроде холодильников и пылесосов, и заканчивая установками, которые трудятся на предприятиях промышленного сектора. Конвейеры, насосы, системы удаления дыма, вентиляции, горновые подъемники – во всех этих механизмах ключевым звеном выступает электроустановка асинхронного типа. 

Несмотря на внушительный объем агрегатов, работающих в мире, а это около 300 млн единиц, около 10% моторов от этого числа регулярно выходят из строя из-за неправильной эксплуатации. Проблема частых поломок затрагивает запуск асинхронного двигателя, а точнее, ошибки при его организации. Нужно понимать, что сложность момента пуска тесно связана с мощностью установки. Чем выше это значение, тем сложнее обеспечить старт так, чтобы он был плавным и одновременно достаточно мощным для быстрого набора паспортных оборотов.

Помним, что есть номинальные и пусковые токи. Номинальное значение – это величина, с которой агрегат работает при достижении режимных значений. Пусковой ток – значение, необходимое только для раскрутки стартера. Пусковые показатели превышают номинальные в 10 и более раз.

Выбирая пусковое устройство электродвигателя, учитывайте, что однофазные асинхронные двигатели менее требовательны к стартовым токам.

Типы пуска, особенности срабатывания

Первым делом обозначим подходы к набору режимной скорости. По технико-механической градации различают три версии схем для обеспечения первоначального импульса:

1. Прямой пуск.

2. Запуск при помощи схемы «звезда-треугольник».

3. Старт с использованием устройств плавного пуска.

Рассмотрим каждое из решений в мельчайших подробностях.

Прямой импульс

На заре изобретения асинхронных агрегатов, такой дилеммы, как способы пуска трехфазного асинхронного двигателя не существовало, так как двигатели стартовали напрямую. Примечательно то, что и сегодня прямой пуск остается востребованным и популярным методом. Это наиболее простая, с точки зрения технической реализации схема, не требует дополнительных финансовых затрат, так как для ее наладки достаточно иметь базовый набор проводов.

И все же прямой старт имеет свои ограничения. Он применим только для моторов малой мощности, так как имеет ряд технических недостатков, обусловленных электрическими и механическими ограничениями.

Изучая способы пуска асинхронного двигателя, подключенного напрямую, можно заметить, что при первоначальном импульсе происходит большой скачок тока. Этот импульс приводит к понижению напряжения всей сети, что сказывается негативно на качестве работы других механизмов и может привести к срабатыванию защитных автоматов. Ситуация усугубляется при затяжном пуске, который обычно сопряжен с высокой мощностью установки. Период длительного старта повышает нагрузку в 6-8 раз. В итоге кабель перегревается, как и обмотки мотора. Одним словом, такие «мучительные» манипуляции серьёзно снижают эксплуатационный ресурс электродвигателя.

Помимо электрических, прямой пуск имеет и механические проблемы. Стартовый импульс приводит к рывку, который передается приводным ремням, подшипникам, креплениям и другим важным элементам конструкции. Под удар попадает не только трёхфазный асинхронный электродвигатель, но и все вспомогательные узлы, без которых даже полностью исправный мотор не способен работать на 100%. Простой в течение суток на крупном предприятии приравнивается к многомиллионным убыткам, поэтому подключать высокооборотистые установки к сети напрямую крайне не рекомендуется!

Пуск с помощью схемы звезда-треугольник

Продолжая разбирать способы пуска асинхронных двигателей, мы добрались до второго рубежа. Пуск, при котором задействуется особая схема разводки обмоток, способствует снижению механической нагрузки при начальном рывке. Секрет заключается в ограничении значения первичного импульса. Способ хороший и действенный, но не идеальный.

Недостатки

1. Для подключения «звезда-треугольник» требуется 6 клемм, которые есть не у каждой модели двигателя.

2. Требуется минимум 3- контактора, которые ощутимо увеличивают габариты и стоимость двигателя.

3. Необходимо протянуть два кабеля от установки к пункту управления. Если пункт управления располагается далеко, это потребует приличных финансовых вложений.

Ну и самый главный недостаток схемного старта заключается в остановке ротора. Он прекращает свою работу так же как и в случае прямого соединения, то есть, резко.

Все выше рассмотренные виды пуска асинхронного двигателя считаются компромиссными, так как наряду с плюсами имеют немало минусов, ограничивающих, то функционал, то мощность, то период эксплуатации. Остается рассмотреть третий, наиболее интересный и современный подход к организации запуска электромотора.

Плавный запуск электродвигателя: особенности, сильные стороны

С технической точки зрения, плавный пуск асинхронного двигателя – это система, которая может быть организована посредством электронного, механического или гибридного электромеханического узла. Главным достоинством использования этого подхода считается мягкий разгон ротора без рывков, и такое же мягкое торможение.

Если оценивать глобально, то пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором через узел «смягчения», оказывает положительное влияние на всю электросеть, которая не испытывает перегрузок, просадок, скачков. Стабильность повышается, а вместе с ней продлевается эксплуатационный период дорогостоящего оборудования.

В настоящее время применяются специализированные устройства плавного пуска двигателя и преобразователи частоты. Преобразователи частоты стоят дороже, плюс, добавляют в сеть синусоидные искажения, но зато существенно расширяют функционал двигателя посредством смены частоты тока.