Ток, который нужен для запуска электродвигателя, называется пусковым. Как правило, пусковые токи электродвигателей в несколько раз большие, чем токи, необходимые для работы в нормально-устойчивом режиме.
Рисунок 1. Асинхронный электродвигатель Большой пусковой ток асинхронного электродвигателя необходим для того, чтобы раскрутить ротор с места, для чего требуется приложить гораздо больше энергии, чем для дальнейшего поддержания постоянного числа его оборотов. Стоит отметить, что, несмотря на совсем другой принцип действия, однофазные двигатели постоянного тока также характеризуются большими значениями пусковых токов.
Высокие пусковые токи электродвигателей — нежелательное явление, поскольку они могут приводить к кратковременной нехватке энергии для другого подключенного к сети оборудования (падению напряжения). Поэтому при подключении и наладке двигателей переменного тока (наиболее распространенных в промышленности) всегда стоит задача минимизировать значения пусковых токов, а также повысить плавность пуска двигателя за счет применения специального дополнительного оборудования. Такие мероприятия также позволяют снизить уровень затрат на пуск электродвигателя (применять провода меньшего сечения, стабилизаторы и дизельные электростанции меньшей мощности, проч.).
Одной из наиболее эффективных категорий устройств, облегчающих тяжелые условия пуска, являются софтстартеры и частотные преобразователи. Особенно ценным считается их свойство поддерживать пусковой ток двигателей переменного тока в течение продолжительного периода — более минуты. Также пусковой ток асинхронного электродвигателя можно уменьшить за счет внедрения внешнего сопротивления в обмотку ротора.
Расчет пускового тока асинхронного электродвигателя
Рисунок 2. Асинхронный электродвигатель с частотным преобразователем Расчет пускового тока электродвигателя может потребоваться для того, чтобы подобрать подходящие автоматические выключатели, способные защитить линию включения данного электродвигателя, а также для того, чтобы подобрать подходящее по параметрам дополнительное оборудование (генераторы, проч.).
Расчет пускового тока электродвигателя осуществляется в несколько этапов:
Определение номинального тока трехфазного электродвигателя переменного тока согласно формуле: Iн=1000Pн/(Uн*cosφ*√ηн). Рн здесь — номинальная мощность двигателя, Uн выступает номинальным напряжением, а ηн — номинальным коэффициентом полезного действия. Cosφ — это номинальный коэффициент мощности электромотора. Все эти данные можно найти в технической документации по двигателю.
Расчет величины пускового тока по формуле Iпуск=Iн*Кпуск. Здесь Iн — номинальная величина тока, а Кпуск выступает кратностью постоянного тока к номинальному значению, которая также должна указываться в технической документации к электродвигателю.
Точно зная пусковые токи электродвигателей, можно правильно подобрать автоматические выключатели, которые будут защищать линию включения.
Cтраница 2
Для отстройки от влияния апериодических составляющих пусковых токов асинхронных двигателей защита от междуфазных коротких замыканий, реагирующая на полные токи, ускоряется до 0 1 - 0 15 сек. До такого же времени ускоряется и защита, реагирующая на токи нулевой последовательности для отстройки от токов нулевой последовательности, появляющихся из-за неодновременного включения фаз выключателей. Как правило, ускорение защиты после АПВ сочетается с ускорением защиты на некоторое время при любом дистанционном включении, позволяя осуществлять опробование исправного состояния присоединения без операций по изменении вручную уставок установленной защиты. [17]
В этом случае увеличивается также пусковой ток асинхронного двигателя. [18]
Почему по мере увеличения скорости вращения уменьшается пусковой ток асинхронного двигателя. [19]
Сложность выбора предохранителя заключается в том, что пусковой ток асинхронного двигателя в 5 - 10 раз превышает номинальный и по своей величине приближается к току короткого замыкания. При торможении противо-включением ток может быть еще больше. [20]
Для уменьшения колебаний напряжения в маломощных сетях, вызванных значительными пусковыми токами асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, применяется пуск двигателя с ограничивающим сопротивлением или реактором, включенными в цепь статора. [22]
Нередко токовая защита с чувствительностью, обеспечивающей ее действие при коротких замыканиях в конце линии, отходящей к потребителю, оказывается не отстроенной от пусковых токов асинхронных двигателей ( буровых механизмов) при их одновременном пуске. Обратное автоматическое включение трансформаторов, отключившихся от перегрузки, дает возможность потребителям немедленно восстановить технологический процесс с соблюдением намеченной заранее очередности пуска. [23]
Нередко токовая защита с чувствительностью, обеспечивающей ее действие в случаях коротких замыканий в конце линии, отходящей к потребителю, оказывается не отстроенной от пусковых токов асинхронных двигателей, приводящих в действие буровые механизмы при их одновременном пуске. Обратное АПВ трансформатора, отключившегося от перегрузки, дает возможность потребителям восстановить технологический процесс с соблюдением намеченной заранее очередности пуска. [24]
Ом; UBOM, SBOM-соответственно номинальные напряжение, кВ, обмотки высшего напряжения ( 6 - 10 кВ) и мощность, MB-А, трансформатора; & п-кратность пускового тока эквивалентного асинхронного двигателя ( в среднем йп5 5), которым представляется нагрузка трансформатора; 0 75-коэффициент, учитывающий загрузку трансформатора. [25]
Важным показателем асинхронного двигателя является величина тока, забираемого из сети во время его запуска. Пусковой ток асинхронного двигателя с фазным ротором значительно меньше, чем у такого же по мощности двигателя с короткозамкнутым ротором. [26]
Если аварийный ток короткого замыкания обычного трансформатора может достигать 25 - 30-кратных значений номинального тока, то у асинхронного двигателя ток в неподвижной короткозамкнутой роторной обмотке при подключении сгаторной обмотки под полное ( номинальное) напряжение не превышает обычно 5 - 7-кратных значений номинального тока. Поэтому пусковой ток асинхронного двигателя не является аварийным током. [27]
Так как в первоначальный момент пуска под полным налряжзниэи сети ( прямой пуск), когда еще ротор неподвижен после подачи напряжения на обмотку статора, асинхронный двигатель работает в режиме короткого эамыкааия, и поэтому в нем наблюдается бросок пускового токе. Поэтому стремятся уменьшить броски пусковых токов асинхронных двигателей, для этого используются различные способы лусха. [28]
Трансформаторные подстанции и сети современных машиностроительных заводов допускают прямой пуск короткозамкнутых электродвигателей этой мощности. По этой причине каких-либо методов ограничения пускового тока асинхронных двигателей металлорежущих станков обычно не применяют. [29]
Малые пусковые моменты могут быть недостаточными для трогания привода с места и ускорения; с другой стороны, большие токи статора и ротора резко ограничивают допустимую частоту пусков двигателей. Ниже будут рассмотрены средства для уменьшения чрезмерных пусковых токов асинхронных двигателей и одновременного увеличения пускового момента. [30]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Содержание:
При работе с различными электротехническими устройствами довольно часто возникает вопрос, что такое пусковой ток. В самом простом варианте ответа это будет такой ток, который потребен при запуске электродвигателя или другого устройства. Его значение может в несколько раз превышать номинальное, требующееся в нормальном устойчивом режиме работы. Таким образом, для того чтобы раскрутить ротор, электродвигатель должен приложить гораздо больше энергии по сравнению с работой при постоянном числе оборотов. Снизить пусковые токи можно с помощью специальных систем гашения и устройств плавного пуска. Пусковые токи электродвигателейВ каждом приборе, устройстве или механизме возникают процессы, называемые пусковыми. Это особенно заметно при начале движения, когда необходимо тронуться с места. В этот момент для первоначального толчка требуется значительно больше усилий, чем при дальнейшей работе данного механизма.
Точно такие же явления затрагивают и электрические устройства – электродвигатели, электромагниты, лампы и другие. Наличие пусковых процессов в каждом из них зависят от того, в каком состоянии находятся рабочие элементы. Например, нить накаливания обычной лампочки в холодном состоянии обладает сопротивлением, значительно меньшим, чем при нагревании в рабочем режиме до 10000С. То есть, у лампы, мощностью 100 Вт сопротивление нити во время работы составит около 490 Ом, а в выключенном состоянии этот показатель снижается до 50 Ом. Поэтому при высоком пусковом токе лампочки иногда перегорают. От всеобщего перегорания их спасает сопротивление, возрастающее при нагревании. Постепенно оно достигает постоянного значения и способствует ограничению рабочего тока до нужной величины.
Влияние пусковых токов в полной мере затрагивает все виды электродвигателей, широко применяющихся во многих областях. Для того чтобы правильно эксплуатировать электроприводы нужно знать их пусковые характеристики. Существует два основных параметра, оказывающих влияние на пусковой ток. Скольжение является связующим звеном между частотой вращения ротора и скоростью вращения электромагнитного поля. Снижение скольжения происходит от 1 до минимума по мере набора скорости. Пусковой момент является вторым параметром, определяющим степень механической нагрузки на валу. Эта нагрузка имеет максимальное значение в момент пуска и становится номинальной после того, как произошел полный разгон механизма. Следует учитывать особенности асинхронных электродвигателей, которые при пуске становятся эквивалентны трансформатору с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Она обладает совсем небольшим сопротивлением, поэтому величина пускового тока при скачке может достичь многократного превышения по сравнению с номиналом. В процессе дальнейшей подачи тока в обмотки, сердечник ротора начинает по нарастающей насыщаться магнитным полем. Возникает ЭДС самоиндукции, под действием которой начинает расти индуктивное сопротивление цепи. С началом вращения ротора происходит снижение коэффициента скольжения, то есть наступает фаза разгона двигателя. При росте сопротивления пусковой ток снижается до нормативных показателей.
В процессе эксплуатации может возникнуть проблема, связанная с увеличенными пусковыми токами. Причиной их возникновения, чаще всего, становится перегрев электродвигателей, перегруженные электрические сети в момент пуска, а также ударные механические нагрузки в подключенных устройствах и механизмах, таких как редукторы и другие. Для решения этой проблемы предусмотрены специальные приборы, представленные частотными преобразователями и устройствами плавного пуска. Они выбираются с учетом особенностей эксплуатации того или иного электродвигателя. Например, устройства плавного пуска используются в основном для агрегатов, соединенных с вентиляторами. С их помощью достигается ограничение пускового тока до двух номиналов. Это вполне нормальный показатель, поскольку во время обычного пуска ток превышает номинальное значение в 5-10 раз. Ограничение достигается за счет измененного напряжения в обмотках. Обычные двигатели переменного тока получили широкое распространение в промышленном производстве, благодаря очень простой конструкции и низкой стоимости. Их серьезным недостатком считается тяжелый запуск, который существенно облегчается частотными преобразователями. Наиболее ценным качеством этих устройств является способность к поддержке пускового тока в течение одной минуты и более. Самые современные приборы позволяют не только регулировать пуск, но и оптимизировать его по заранее установленным эксплуатационным характеристикам. Пусковой ток аккумуляторной батареиАккумулятор не зря считается одним из важных элементов автомобиля. Его основная функция заключается в подаче напряжения на имеющееся электрооборудование. В основном это стартер, автомагнитола, освещение и другие устройства. Для того чтобы успешно решать эту задачу, в аккумуляторе должно происходить не только накопление, но и сохранение заряда в течение длительного времени.
Одним из основных параметров батареи является пусковой ток. Данная величина соответствует параметрам тока, который протекает в стартере в момент его пуска. Пусковой ток непосредственно связан с режимом работы автомобиля. Если транспортное средство эксплуатируется очень часто, особенно в холодных условиях, в этом случае батарея должна иметь большой пусковой ток. Его номинальный параметр обычно находится в соответствии с мощностью источника питания, выдаваемой в течение 30 секунд при температуре минус 180С. Он появляется в тот момент, когда ключ поворачивается в замке зажигания и начинает работать стартер. Измерение токового значения производится в амперах. Пусковые токи могут быть совершенно разными у аккумуляторов, одинаковых по своему внешнему виду и основным характеристикам. На этот фактор существенное влияние оказывают физические свойства материалов для изготовления и конструктивные особенности каждого изделия. Например, возрастание тока может наблюдаться, если свинцовые пластины становятся пористыми, повышается их количество, используется ортофосфорная кислота. Завышенная величина тока не оказывает негативного влияния на оборудование, она лишь способствует повышению надежности пуска. |
electric-220.ru
Величина пускового тока, необходимого для приведения двигателя в действие, существенно (иногда в 8-10 раз) превышает показатели тока, который подается для работы в нормальном режиме. Результатом резкого роста потребления энергии становится падение напряжения в питающих электросетях, что может повлечь за собой:
Свести отрицательное воздействие к минимуму возможно, используя дополнительные устройства. Параметры вспомогательного оборудования определяют, исходя из значения пускового тока для данной модели двигателя.
Разобраться, как посчитать пусковой ток электродвигателя, можно самостоятельно, ознакомившись с технической документацией к агрегату и формулами для расчета. Сначала вам потребуется определить величину номинального тока (IH, зависит от типа двигателя). Для этого предусмотрены следующие формулы (все необходимые данные есть в техпаспорте к оборудованию):
Далее проводится собственно расчет значения пускового тока (IП) по формуле Кп (кратность постоянного тока к номинальному показателю, указана в техдокументации)*IH.
Проблема снижения пускового тока и более плавной подачи напряжения решается с помощью специального оборудования:
Грамотный подход к расчету значения пускового тока для электрического двигателя позволит вам получить точные результаты и подобрать наиболее эффективные средства защиты линии включения.
www.szemo.ru
При включении в работу любого устройства, механизма или прибора, в течение некоторого времени в них происходят процессы, которые называются нестационарными или пусковыми. Наиболее всем известные примеры из жизни – трогание с места, допустим, груженой тележки, поезда, вполне наглядно показывает, что первоначальный силовой толчок обычно требуется сильнее, чем усилия в дальнейшем.
Такие же явления происходят и в электрических устройствах: лампах, электродвигателях, электромагнитах и т.д. Пусковые процессы в этих устройствах зависят от состояния рабочих элементов: нити накаливания лампы, состояния намагниченности сердечника катушки электромагнита, степени ионизации межэлектродного промежутка в газоразрядных лампах и т.д. Для примера рассмотрим нить накаливания осветительной лампы. Хорошо известно, что в холодном состоянии она имеет значительно меньшее сопротивление, чем при еенагреве до 1000 град. в рабочем режиме. Попробуйте рассчитать сопротивлениенити накаливания для 100-ваттной лампочки – это примерно 490 Ом, а измеренное омметром в нерабочем состоянии это значение меньше 50 Ом. А вот теперь самое интересное – посчитайте пусковой ток, и вы поймете, почему горят лампочки при включении.
Оказывается, что при включении ток доходит до 4-5 А, а это составляет потребляемую мощность более 1 кВт. Так почему же 100-ваттные лампочки не горят «поголовно»? Да только потому, что, нагреваясь, нить лампочки оказываетрастущее сопротивление, которое в установившемся режиме становится постоянным, большим начального значения и ограничивает рабочий ток на уровне около 0,5 А.
Электродвигатели имеют широчайшее применение в технике, поэтому знание особенностей их пусковых характеристик имеет большое значение для правильной эксплуатации элетроприводов. Скольжение и момент на валу – основные, влияющие на пусковой ток, параметры. Первый связывает скорость вращения электромагнитного поля с частотой вращения ротора и уменьшается с набором скорости от 1 до минимального значения, а второй определяет механическую нагрузку на валу, максимальную в начале пуска и номинальную после полного разгона. Асинхронный электродвигатель в момент пуска эквивалентен трансформатору с закороченной вторичной обмоткой. Из-за ее малогосопротивления пусковой ток двигателя скачкообразно достигает десятикратного превышения от его номинального значения.
Подача тока в обмотки приводит к росту насыщения сердечника ротора магнитным полем, возникновению э.д.с. самоиндукции, что приводит к росту индуктивногосопротивления цепи. Ротор начинает вращаться, и коэффициент скольжения снижается, т.е. двигатель разгоняется. При этом пусковой ток с ростом сопротивления снижается до установившегося значения.
Проблемы, вызываемые протеканием увеличенных пусковых токов, возникаютиз-за перегрева электродвигателей, перегрузки электрических сетей в моментпуска, возникновения ударных механических нагрузок в подключенных механизмах, например, редукторы. Существует два класса устройств, решающих эти вопросы в современной технике – устройства плавного пуска и частотные преобразователи.
Их выбор – это инженерная задача с анализом многих эксплуатационныххарактеристик. Нагрузка в реальных условиях применения электродвигателей делится на две группы: насосно-вентиляторная и общепромышленная. Устройства плавного пуска применяют преимущественно для нагрузок вентиляторной группы. Такие регуляторы ограничивают пусковой ток на уровне не выше 2 номинальных значений, вместо 5-10 кратного при обычном пуске, путем изменения напряжения обмоток.
Наиболее широкое распространение в промышленности получили электродвигатели переменного тока. Однако их простота конструкции и дешевизна имеет обратную сторону – тяжелые условия пуска, которые облегчаются с помощью частотных преобразователей. Особенно ценно свойство частотныхпреобразователей поддерживать пусковой ток асинхронного двигателя в течениедлительного времени – минута и более. Лучшие образцы современных преобразователей представляют собой интеллектуальные устройства, выполняющие не просто регулирование процесса пуска, но и оптимизацию пуска по любому заданному эксплуатационному критерию: величина и постоянство пускового тока, скольжения, момента на валу, оптимального коэффициента мощности и т.д.
fb.ru
Дата публикации 10.02.2013 03:42
При включении в работу любого устройства, механизма или прибора, в течение некоторого времени в них происходят процессы, которые называются нестационарными или пусковыми. Наиболее всем известные примеры из жизни – трогание с места, допустим, груженой тележки, поезда, вполне наглядно показывает, что первоначальный силовой толчок обычно требуется сильнее, чем усилия в дальнейшем.
Такие же явления происходят и в электрических устройствах: лампах, электродвигателях, электромагнитах и т.д. Пусковые процессы в этих устройствах зависят от состояния рабочих элементов: нити накаливания лампы, состояния намагниченности сердечника катушки электромагнита, степени ионизации межэлектродного промежутка в газоразрядных лампах и т.д. Для примера рассмотрим нить накаливания осветительной лампы. Хорошо известно, что в холодном состоянии она имеет значительно меньшее сопротивление, чем при ее нагреве до 1000 град. в рабочем режиме. Попробуйте рассчитать сопротивление нити накаливания для 100-ваттной лампочки – это примерно 490 Ом, а измеренное омметром в нерабочем состоянии это значение меньше 50 Ом. А вот теперь самое интересное – посчитайте пусковой ток, и вы поймете, почему горят лампочки при включении.
Оказывается, что при включении ток доходит до 4-5 А, а это составляет потребляемую мощность более 1 кВт. Так почему же 100-ваттные лампочки не горят «поголовно»? Да только потому, что, нагреваясь, нить лампочки оказывает растущее сопротивление, которое в установившемся режиме становится постоянным, большим начального значения и ограничивает рабочий ток на уровне около 0,5 А.
Электродвигатели имеют широчайшее применение в технике, поэтому знание особенностей их пусковых характеристик имеет большое значение для правильной эксплуатации элетроприводов. Скольжение и момент на валу – основные, влияющие на пусковой ток, параметры. Первый связывает скорость вращения электромагнитного поля с частотой вращения ротора и уменьшается с набором скорости от 1 до минимального значения, а второй определяет механическую нагрузку на валу, максимальную в начале пуска и номинальную после полного разгона. Асинхронный электродвигатель в момент пуска эквивалентен трансформатору с закороченной вторичной обмоткой. Из-за ее малого сопротивления пусковой ток двигателя скачкообразно достигает десятикратного превышения от его номинального значения.
Подача тока в обмотки приводит к росту насыщения сердечника ротора магнитным полем, возникновению э.д.с. самоиндукции, что приводит к росту индуктивного сопротивления цепи. Ротор начинает вращаться, и коэффициент скольжения снижается, т.е. двигатель разгоняется. При этом пусковой ток с ростом сопротивления снижается до установившегося значения.
Проблемы, вызываемые протеканием увеличенных пусковых токов, возникают из-за перегрева электродвигателей, перегрузки электрических сетей в момент пуска, возникновения ударных механических нагрузок в подключенных механизмах, например, редукторы. Существует два класса устройств, решающих эти вопросы в современной технике – устройства плавного пуска и частотные преобразователи.
Их выбор – это инженерная задача с анализом многих эксплуатационных характеристик. Нагрузка в реальных условиях применения электродвигателей делится на две группы: насосно-вентиляторная и общепромышленная. Устройства плавного пуска применяют преимущественно для нагрузок вентиляторной группы. Такие регуляторы ограничивают пусковой ток на уровне не выше 2 номинальных значений, вместо 5-10 кратного при обычном пуске, путем изменения напряжения обмоток.
Наиболее широкое распространение в промышленности получили электродвигатели переменного тока. Однако их простота конструкции и дешевизна имеет обратную сторону – тяжелые условия пуска, которые облегчаются с помощью частотных преобразователей. Особенно ценно свойство частотных преобразователей поддерживать пусковой ток асинхронного двигателя в течение
длительного времени – минута и более. Лучшие образцы современных преобразователей представляют собой интеллектуальные устройства, выполняющие не просто регулирование процесса пуска, но и оптимизацию пуска по любому заданному эксплуатационному критерию: величина и постоянство пускового тока, скольжения, момента на валу, оптимального коэффициента мощности и т.д.
Опубликовано в Образование и наука
www.vigivanie.com
Cтраница 1
Пусковой ток асинхронного двигателя при пониженном напряжении ( ток пропорционален приложенному напряжению U): I. U ом / ( У но - 0 8, откуда l nyc 0 8 / i пуск 0 8 178 143 А. [1]
Пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамкнутой обмоткой ротора превышает номинальный ток. [2]
Поэтому пусковой ток асинхронного двигателя не является аварийным током. [3]
Поэтому пусковой ток асинхронного двигателя при закороченном роторе значительно превосходит его номинальный ток. [4]
Ограничение пускового тока асинхронных двигателей средней и большой мощностей обеспечивается пуском при сниженном напряжении на зажимах обмотки статора, что дает уменьшение пускового тока с одновременным снижением пускового момента и поэтому допустимо лишь в тех случаях, когда не требуется значительный пусковой момент. [6]
Для уменьшения пусковых токов асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором уменьшают напряжение, подводимое к обмоткам статора двигателя. [8]
Кроме того, кратковременные пусковые токи асинхронных двигателей, в которых преобладают составляющие реактивного тока, создают при значительном реактивном сопротивлении сети ( шинопро-воды, реакторы) снижение напряжения в сети, при котором нарушается нормальная работа действующих или самозапускающихся двигателей ( гл. [9]
Кроме того, кратковременные пусковые токи асинхронных двигателей, в которых преобладают составляющие реактивного тока, создают при значительном реактивном сопротивлении сети ( шинопроводы, реакторы) снижение напряжения, при котором нарушается нормальная работа работающих или самозапускаемых двигателей. [10]
Поэтому для ограничения пускового тока асинхронных двигателей в цепь ротора при пуске иногда вводят дополнительное сопротивление. Ясно, что если обмотка ротора выполнена в форме беличьего колеса, ни о каком введении дополнительного сопротивления не может быть и речи. [12]
Поэтому для ограничения пускового тока асинхронных двигателей в цепь ротора при пуске иногда вводят дополнительное сопротивление. Ясно, что если обмотка ротора выполнена в форме беличьего колеса, ни о каком введении дополнительного сопротивления не может быть и речи. [13]
Эти способы ограничения пускового тока асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором можно применять только в тех случаях, когда пуск осуществляется с небольшой нагрузкой на валу. [14]
Во сколько раз уменьшится пусковой ток асинхронного двигателя, если пуск производится путем переключения статорных обмоток со звезды на треугольник. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
