Прямой пуск. На судах самым распространенным способом пуска АД является прямой пуск. При малом моменте сопротивления и малой инерционности исполнительного механизма скорость АД при прямом пуске быстро возрастает, и ток падает до установившихся значений. В этих условиях большой пусковой ток не представляет опасности для АД, так как при малой длительности пуска (менее одной секунды) и редких пусках он не вызывает перегрева обмоток.
В то же время прямой пуск АД не применяется в электроприводах с частыми пусками и в установках с редкими, но тяжелыми условиями пуска. В этих случаях требуется применение специальных средств увеличения пускового момента и уменьшения пускового тока.
Пуск переключением со звезды на треугольник. Улучшение условий пуска возможно либо изменением сопротивления в цепи обмотки ротора, либо уменьшением фазного напряжения. Одним из вариантов второго способа является пуск переключением со «звезды» на «треугольник», сущность которого заключается в следующем.
В момент пуска статорную обмотку двигателя, используемую в нормальном режиме работы по схеме «треугольник», включают с помощью переключателя на «звезду», а затем, когда ротор разгонится до некоторой скорости, переключают на «треугольник».
Сравнивая этот способ с прямым пуском по схеме «треугольник», можно видеть, что он дает меньшие броски тока. Действительно, если Uл – линейное напряжение сети, а Zк – полное сопротивление фазы обмотки двигателя, то при пуске «звездой» напряжение на зажимах фазы и пусковой линейный ток равны:
При пуске «треугольником» справедливы соотношения:
Отсюда видно, что:
C другой стороны, поскольку пусковой момент Мп пропорционален квадрату фазного напряжения, то для моментов можно записать:
где k – коэффициент пропорциональности.
Отсюда очевидно соотношение:
т.е. вращающий момент при пуске по схеме «звезда» также уменьшается в три раза по сравнению с пусковым моментом по схеме «треугольник».
Таким образом, при пуске по схеме «звезда» – «треугольник» за счет снижения подводимого к фазе обмотки статора напряжения уменьшается не только пусковой ток, но и пусковой момент. Это является серьезным недостатком данного способа, который, как и другие способы с понижением подводимого напряжения, применяют лишь при пуске двигателей с небольшим моментом сопротивления на валу.
Пуск АД с фазным ротором. Двигатели с фазным ротором применяются в тех случаях, когда требуется высокий пусковой момент при малом пусковом токе. Этот эффект в двигателе с фазным ротором достигается путем включения в цепь ротора добавочного активного сопротивления (реостата). Сущность физических процессов при увеличении активного сопротивления ротора была рассмотрена раньше (рис.2).
Схема включения в цепь ротора пусковых реостатов показана на рис.1(а). Семейство механических характеристик АД при различных сопротивлениях ротора и при представлены на рис.1(б).
Рис. 1 — Пуск АД с фазным ротором: а – схема пуска; б – механические характеристики
Пуск АД по схеме рис.1(а), осуществляется включением выключателя В при полностью введенном пусковом реостате. Его сопротивление подбирается таким образом, чтобы при пуске двигатель развивал максимально возможный момент. При этом механическая характеристика АД соответствует кривой 3, рис.1(б).
Если:
то двигатель разгоняется до тех пор пока нас- тупит равновесие между тормозным и вращающим моментами (точка С). Если теперь уменьшить добавочное сопротивление (вывести одну ступень пускового реостата), то механическая характеристика двигателя изменится и будет соответствовать кривой 2.
Поскольку электромагнитный вращающий момент возрос, то АД снова будет разгоняться до новой точки равновесия моментов (точка В) при меньшем скольжении s. Если теперь полностью вывести пусковой реостат, то двигатель перейдет на естественную механическую характеристику I. Точка «А» является точкой установившегося режима работы АД.
Обычно пусковой ток поддерживается, по возможности, постоянным и равным Iп = (1,5…2,5) .
Пусковые реостаты изготовляются трехфазными из металлической проволоки или ленты повышенного удельного сопротивления (нихром, фехраль).
Следует иметь в виду, что ступени пусковых реостатов рассчитаны на кратковременный режим работы и оставлять их включенными в цепь ротора на длительное время запрещается во избежание выхода из строя. К недостаткам АД с фазным ротором следует отнести их сложность и меньшую надежность по сравнению с короткозамкнутыми АД, а также неэкономичность пуска.
