Начертите схему пуска асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени и объясните принцип ее действия.

Пуск
двигателя с фазным ротором осуществляется
с введен­ными резисторами в цепи
ротора. Резисторы в цепи ротора слу­жат
для ограничения токов в процессе пуска.
По мере разгона двигателя для поддержания
ускорения при­вода резисторы выводятся.
Когда пуск закончится, резисторы
полностью шунтируются, и двигатель
перейдет работать на есте­ственную
механическую характеристику.

На
рисунке приведена схема асинхронного
двигателя с фаз­ным ротором, в которой
с помощью релейно-контакторной аппаратуры
осуществляется пуск двигателя в две
ступени, причем напряже­ние подается
одновременно на силовые цепи и цепи
управления с помощью автоматического
выключателя QF.

Управление
двигателем осуществляется в функции
времени. При подаче напряжения в цепь
управления реле времени КТ1, КТ2 срабатывают
и размыкают свои контакты. Далее
нажимает­ся кнопка SB1.
Это приводит к срабатыванию контактора
КМЗ и пуску двигателя с резисторами,
введенными в цепи ротора, так как
контакторы КМ1 и КМ2 питания не получают.
При включе­нии контактора КМЗ реле
КТ1 теряет питание и замыкает свой
контакт в цепи контактора КМ1 через
промежуток времени, рав­ный выдержке
времени реле КТ1. По истечении указанного
вре­мени включается контактор КМ1,
который своим замыкающим контактом
шунтирует первую секцию пускового
резистора R.
Одновременно с ним размыкающий контакт
КМ1 в цепи реле КТ2 размыкается.. Реле
времени КТ2 теряет питание и с выдержкой
времени замыкает свой контакт в цепи
контакто­ра КМ2. Последний срабатывает
и своим замыкающим контактом шунтирует
вторую секцию пускового резисто­ра
в цепи ротора.

Для защиты двигателя от перегрузки и
работы на двух фазах служит тепловое
реле КК.

5. Перечислите, с
   помощью каких электрических аппаратов
   осуществляется максимально-токовая
   защита ЭП. Приведите соответствующие
   схемы их включения.

Максимально-токовая
защита
предназначена для мгновенного отключения
установки при возникновении сверхтока.
Она выполняется с помощью:

Плавкого предохранителя.

Предохранитель
характеризуется следующими параметрами:

1 Ток
плавкой вставки Iпл.вст.

2
Номинальный ток предохранителя I_н.п.

Iн.п.≥Iпл.вст.

Условия
выбора предохранителя.

1)
Iпл.вст.
≥ I_н.

2)
Iпл.вст.
≥ I_п / λ

где I_п
– пусковой ток двигателя,

λ
– коэффициент кратковременной перегрузки
λ =1,6 ÷ 2,5.

Iпл.вст.-выбирается
большим из условий 1 и 2.

Достоинство: дешевый.

Недостатки: однократность действия;
ступенчатое изменение уставки.

Автоматического выключателя с электромагнитным или комбинированным расцепителем

Автоматический
выключатель характеризуется следующими
параметрами:

Iн. р.-
номинальный ток расцепителя.

Iср.р.-ток
срабатывания расцепителя.

Условия
выбора автоматического выключателя.

1)
Iн.р.≥Iн.

2)
Iср.р≥1,25I_п.

Iср.р
=Кто∙Iн.р.

где Кто
–кратность токовой отсечки (Кто
=3,7,10,12,14)

Достоинство: многократность действия;
расширенные функциональные возможности.

Недостаток: дорого.

Релейно-контакторные схемы управления асинхронного двигателя с фазным ротором и синхронного двигателя. РКС-АДФР-НР

Подробнее

Нужна консультация?

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос

Задать вопрос

• Состав
• Лабораторные работы
• Описание
• Технические характеристики

1. Модули:
   • питания;
   • реле времени;
   • пусковой дроссель;
   • релейно-контакторная схема;
   • пусковое сопротивление.
2. Электромашинный агрегат (асинхронный двигатель с фазным ротором, маховик, энкодер).
3. Каркас.
4. Комплект силовых кабелей и соединительных проводов.
5. Техническое описание.
6. Методические указания к проведению лабораторных работ.

1. Монтаж и наладка схемы тепловой защиты асинхронного электродвигателя.
2. Монтаж и наладка схемы максимальной токовой защиты асинхронного электродвигателя.
3. Изучение схемы управления прямого пуска асинхронного электродвигателя.
4. Изучение схемы управления прямого пуска и реверса асинхронного электродвигателя.
5. Изучение схемы управления прямого пуска и динамического торможения в функции времени асинхронного электродвигателя.
6. Изучение схемы управления прямого пуска и динамического торможения в функции скорости асинхронного электродвигателя.
7. Изучение схемы управления прямого пуска синхронного электродвигателя.
8. Изучение схемы управления дроссельного пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором.
9. Изучение схемы управления пуска в функции времени асинхронного электродвигателя с фазным ротором.

Описание

Лабораторный стенд позволяет проводить лабораторные работы по изучению релейно-контакторных схем управления пуска и торможения асинхронного электродвигателя с фазным и короткозамкнутым ротором, пуска синхронного двигателя, исследованию защит различного типа.

Настольное исполнение

Стенд содержит каркас с модулями. Устанавливается на столы заказчика

Ручное управление

Все эксперименты и работы выполняют в ручном режиме, без использования компьютера

Пусконаладка не обязательна

Подключение стенда по схеме не составит труда

Технические характеристики

Способы пуска трехфазных асинхронных двигателей

Асинхронный двигатель похож на многофазный трансформатор, вторичная обмотка которого замкнута накоротко. Таким образом, при нормальном напряжении питания, как и в трансформаторах, начальный ток, потребляемый первичной обмоткой, кратковременно очень велик. В отличие от двигателей постоянного тока большой ток при пуске обусловлен отсутствием противо-ЭДС. Если асинхронный двигатель включается напрямую от источника питания, он потребляет в 5–7 раз больше тока полной нагрузки и развивает крутящий момент, который всего в 1,5–2,5 раза превышает крутящий момент полной нагрузки. Этот большой пусковой ток вызывает большое падение напряжения в линии, что может повлиять на работу других устройств, подключенных к той же линии. Следовательно, не рекомендуется запускать асинхронные двигатели более высокой мощности (как правило, выше 25 кВт) непосредственно от сети.
Различные методы запуска асинхронных двигателей описаны ниже.

Пускатели прямого пуска (DOL)

Небольшие трехфазные асинхронные двигатели можно запускать напрямую от сети, что означает, что номинальная мощность напрямую подается на двигатель. Но, как упоминалось выше, здесь пусковой ток будет очень большим, обычно в 5-7 раз больше номинального тока. Пусковой крутящий момент, вероятно, будет в 1,5–2,5 раза больше крутящего момента при полной нагрузке. Асинхронные двигатели можно запускать непосредственно от сети с помощью пускателя DOL, который обычно состоит из контактора и защитного оборудования двигателя, такого как автоматический выключатель. Пускатель DOL состоит из контактора с катушкой, которым можно управлять с помощью кнопок пуска и останова. При нажатии кнопки пуска на контактор подается питание, и он одновременно замыкает все три фазы двигателя на фазы питания. Кнопка останова обесточивает контактор и отключает все три фазы, чтобы остановить двигатель.
Чтобы избежать чрезмерного падения напряжения в линии питания из-за большого пускового тока, для двигателей мощностью менее 5 кВт обычно используется пускатель DOL.

Пуск двигателей с короткозамкнутым ротором

Пусковой ток в двигателях с короткозамкнутым ротором регулируется путем подачи на статор пониженного напряжения. Эти методы иногда называют методами пониженного напряжения для пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором . Для этого используются следующие методы:

1. С помощью первичных резисторов
2. Автотрансформатор
3. Переключатели звезда-треугольник

1. Использование первичных резисторов:

Очевидно, назначение первичных резисторов состоит в том, чтобы понизить некоторое напряжение и подать пониженное напряжение на статор. Учтите, пусковое напряжение снижено на 50%. Тогда по закону Ома (V=I/Z) пусковой ток также уменьшится на такой же процент. Из уравнения крутящего момента трехфазного асинхронного двигателя пусковой крутящий момент приблизительно пропорционален квадрату приложенного напряжения. Это означает, что если приложенное напряжение составляет 50 % от номинального значения, пусковой момент будет составлять только 25 % от его нормального значения напряжения. Этот метод обычно используется для плавный пуск малых асинхронных двигателей . Не рекомендуется использовать тип пуска с первичными резисторами для двигателей с высокими требованиями к пусковому моменту.
Резисторы обычно выбираются таким образом, чтобы к двигателю можно было приложить 70 % номинального напряжения. В момент пуска последовательно с обмоткой статора включается полное сопротивление, которое постепенно уменьшается по мере увеличения скорости двигателя. Когда двигатель достигает соответствующей скорости, сопротивления отключаются от цепи, а фазы статора напрямую подключаются к линиям питания.

2. Автотрансформаторы:

Автотрансформаторы также известны как автостартеры. Их можно использовать как для двигателей с короткозамкнутым ротором, соединенных звездой, так и с соединением треугольником. По сути, это трехфазный понижающий трансформатор с различными ответвлениями, которые позволяют пользователю запускать двигатель, скажем, при 50%, 65% или 80% сетевого напряжения. При автотрансформаторном пуске ток, потребляемый от линии питания, всегда меньше тока двигателя на величину, равную коэффициенту трансформации. Например, когда двигатель запускается при отводе 65 %, приложенное к двигателю напряжение будет составлять 65 % от линейного напряжения, а приложенный ток будет составлять 65 % от начального значения линейного напряжения, а линейный ток будет составлять 65 %. % от 65 % (т. е. 42 %) начального значения сетевого напряжения. Эта разница между линейным током и током двигателя обусловлена ​​действием трансформатора. Внутренние соединения автостартера показаны на рисунке. При пуске переключатель находится в положении «пуск», и на статор подается пониженное напряжение (которое выбирается отводом). Когда двигатель набирает соответствующую скорость, скажем, до 80% от его номинальной скорости, автотрансформатор автоматически отключается от цепи, когда переключатель переходит в положение «Работа».
Переключатель, переводящий соединение из положения пуска в положение работы, может быть воздушного прерывателя (малые двигатели) или масляного типа (большие двигатели). Предусмотрены также условия для отсутствия напряжения и перегрузки со схемами выдержки времени на автостартере.

3. Пускатель звезда-треугольник:

Этот метод используется в двигателях, которые предназначены для работы на статоре, соединенном треугольником. Двухпозиционный переключатель используется для соединения обмотки статора в звезду при запуске и в треугольник при работе на нормальной скорости. Когда обмотка статора соединена звездой, напряжение на каждой фазе двигателя будет уменьшено в 1/(кв. 3) по сравнению с обмоткой, соединенной треугольником. Пусковой крутящий момент будет в 1/3 раза больше, чем для обмотки, соединенной треугольником. Следовательно, пускатель со звездой-треугольником эквивалентен автотрансформатору с коэффициентом 1/(кв. 3) или пониженным напряжением на 58 %.

Пуск двигателей с контактными кольцами

Двигатели с контактными кольцами запускаются при полном сетевом напряжении, так как внешнее сопротивление может быть легко добавлено в цепь ротора с помощью контактных колец. Реостат, соединенный звездой, соединен последовательно с ротором через контактные кольца, как показано на рис. Введение сопротивления в ток ротора уменьшит пусковой ток в роторе (и, следовательно, в статоре). Кроме того, он улучшает коэффициент мощности и увеличивает крутящий момент. Подключенный реостат может быть ручным или автоматическим.
Поскольку введение дополнительного сопротивления в ротор улучшает пусковой момент, двигатели с контактными кольцами могут запускаться под нагрузкой.
Введенное внешнее сопротивление предназначено только для пуска и постепенно отключается по мере того, как двигатель набирает скорость.

Методы пуска трехфазных асинхронных двигателей

В этой статье мы изучим различных метода пуска , используемых для запуска трехфазных асинхронных двигателей.

А трехфазный асинхронный двигатель — тип асинхронного двигателя переменного тока. Это наиболее распространенный электродвигатель в промышленности для привода механических нагрузок. Когда асинхронный двигатель запускается, он потребляет большой пусковой ток, известный как пусковой ток двигателя.

Высокий пусковой ток вызывает множество проблем в системе электроснабжения, таких как падение напряжения в сети и т. д. Падение напряжения в системе влияет на работу других электроприборов, подключенных к той же линии. Следовательно, нам необходимо адаптировать некоторые методы запуска асинхронных двигателей, чтобы уменьшить пусковой ток двигателя до его допустимого диапазона тока.

Существует два типа трехфазных асинхронных двигателей.

1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
2. Асинхронный двигатель с контактным кольцом

В этой статье мы обсудим методы запуска обоих типов асинхронных двигателей.

Методы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Для пуска трехфазного асинхронного двигателя были разработаны следующие методы пуска:

• Пускатель прямого пуска (D.O.L.)
• Пускатель звезда-треугольник
• Пускатель с автотрансформатором
• Устройство плавного пуска
• Преобразователь частоты (VFD)

Пускатель прямого пуска

Как его название подразумевает, когда трехфазное электропитание напрямую подается на асинхронный двигатель, этот метод запуска двигателя называется прямым пускателем или D. O.L. Стартер. На следующем рисунке показана принципиальная схема прямого пускателя.

Однако при этом способе пуска двигателя пусковой ток не снижается, т. е. он очень велик, обычно в 5-7 раз превышает номинальный ток. Цепь пускателя прямого действия состоит из предохранителей или автоматических выключателей, контакторов и реле защиты от перегрузки.

Как и в случае линейных пускателей, здесь не предусмотрено управление пусковым током. Следовательно, этот метод обычно используется для асинхронного двигателя мощностью менее 5 кВт.

Стартер с сопротивлением статора

Метод пуска с сопротивлением статора представляет собой тип пуска с пониженным напряжением. Когда мы запускаем асинхронный двигатель, ротор потребляет большой ток, потому что в начале скольжение равно единице. Ток двигателя уменьшается по мере того, как двигатель разгоняется и достигает полной скорости. Если мы добавим сопротивление в ряд с сопротивлением статора, общее сопротивление будет препятствовать току, и, таким образом, пусковой ток двигателя уменьшится.

В этом способе при пуске подключаем внешнее сопротивление последовательно с каждой фазой обмотки статора. Падение напряжения происходит на внешнем сопротивлении, и поэтому напряжение на клеммах двигателя уменьшается. Пониженное напряжение статора приводит к меньшему току статора. Теперь сопротивление статора ступенчато отключается от цепи статора при разгоне двигателя. Когда двигатель достигает полной скорости, внешние сопротивления полностью отключаются, и статор получает полное номинальное напряжение на клеммах двигателя.

Ниже перечислены недостатки этого метода.

1. Потери мощности во внешних сопротивлениях происходят в виде тепла.
2. Пониженное напряжение вызывает медленное ускорение двигателя.

Пускатель «звезда-треугольник»

Метод пуска «звезда-треугольник» представляет собой разновидность пуска при пониженном напряжении. Пускатель звезда-треугольник является наиболее часто используемым методом пуска асинхронных двигателей. Этот метод используется для двигателей, предназначенных для работы со статорами, соединенными треугольником. Принципиальная схема Пускатель звезда-треугольник показан на следующем рисунке.

В этом методе обмотка статора двигателя соединяется звездой в период пуска и треугольником в нормальном рабочем состоянии.

Когда двигатель запускается в звезду, напряжение питания становится 57,7 % от нормального напряжения и, следовательно, пусковой ток двигателя уменьшается. Как только двигатель достигает примерно 80% своей нормальной скорости, он переключается на соединение треугольником.

Переключатель с двойным проходом (в настоящее время подрядчики) используется для изменения соединения со звезды на треугольник.

В режиме «звезда» крутящий момент составляет одну треть полного крутящего момента двигателя.

Автотрансформаторный пускатель

Это также тип пуска с пониженным напряжением. Метод пуска трехфазного асинхронного двигателя, в котором используется автотрансформатор для уменьшения пускового тока двигателя, называется автотрансформаторный пуск 9. 0005 . Автотрансформаторный пускатель в равной степени может использоваться для пуска как трехфазных асинхронных двигателей, соединенных треугольником, так и звездой. Принципиальная схема автотрансформаторного пускателя показана на следующем рисунке.

Здесь в качестве автотрансформатора используется трехфазный понижающий трансформатор , имеющий разные ответвления для получения разных напряжений. Автотрансформаторный пускатель обычно имеет три ступени напряжения: 50 %, 65 % и 80 %. Чем больше ступеней напряжения возможно, тем плавнее разгон двигателя. Двигатель запускается при более низком отводе напряжения, а отвод переключается на более высокий с ускорением двигателя.

В этом методе при пуске на двигатель через автотрансформатор подается пониженное напряжение питания. Как только двигатель достигает скорости около 80% от номинальной скорости, автотрансформатор автоматически отключается от цепи закорачивающим контактором, и двигатель работает на полном напряжении питания. Он имеет все функции защиты двигателя, такие как защита от перенапряжения и перегрузки.

Обратите внимание, что пусковой момент двигателя пропорционален квадрату напряжения. Таким образом, пусковой момент двигателя уменьшается при более низком напряжении, и автотрансформаторные пускатели подходят для пуска нагрузки, требующей низкого пускового момента.

Автотрансформаторный пускатель имеет следующие преимущества.

1. Низкие потери мощности
2. Низкий пусковой ток
3. Подходит для двигателей мощностью до 25 л.с., в зависимости от мощности системы электропитания электронный стартер напряжения. Схема силовой цепи устройства плавного пуска приведена ниже.

   Снижает напряжение при запуске двигателя и увеличивает напряжение при разгоне двигателя до полной скорости. Таким образом, с помощью устройства плавного пуска. можно регулировать напряжение от нуля до полного сетевого напряжения. Изменение угла открытия тиристора регулирует выходное напряжение, подаваемое на статор. Устройство плавного пуска снижает рывки двигателя и приводимого оборудования во время пуска и, следовательно, повышает надежность.

   Преобразователь частоты (ЧРП)

   Блок-схема ЧРП приведена ниже.

   ЧРП можно использовать в качестве пускателя двигателя, а также для управления скоростью асинхронного двигателя. ЧРП — это усовершенствованное устройство плавного пуска, которое регулирует скорость двигателя путем изменения частоты. Напряжение также изменяется пропорционально изменению частоты с помощью ШИМ-инвертора, чтобы поддерживать постоянный поток в двигателе.

   Методы пуска асинхронного двигателя с контактным кольцом

   Существует четыре метода запуска асинхронного двигателя с контактными кольцами.

   • Прямой пуск (D.O.L.)
   • Пуск с сопротивлением статора
   • Пуск с автотрансформатором
   • Пуск с сопротивлением ротора

   Первые три метода — 9020 1 прямой пуск, пуск с сопротивлением статора и автотрансформатор пусковые такие же, как мы обсуждали выше для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Метод запуска с сопротивлением ротора можно использовать только для асинхронных двигателей с контактными кольцами.

   Пускатель с сопротивлением ротора

   Метод пуска с сопротивлением ротора применим только для асинхронных двигателей с контактными кольцами. Потому что в этом методе мы вносим некоторое внешнее сопротивление в цепь ротора, что возможно только в случае фазного ротора. На следующем рисунке показана принципиальная схема пускателя сопротивления ротора.

   В пускателе сопротивления ротора внешний резистор, соединенный звездой, соединен последовательно с ротором двигателя через контактные кольца и щетки. При пуске двигателя полное внешнее сопротивление, подключенное к цепи ротора, значительно снижает пусковой ток. Это сопротивление постепенно отключается от цепи по мере увеличения скорости. Как только двигатель достигает своей нормальной скорости, внешний резистор полностью удаляется, и теперь двигатель работает как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.