Пусковой ток. Типы и работа. Пусковые токи асинхронного двигателя.

Пусковым током является ток, необходимый для запуска любого из электрических либо электротехнических устройств. Его величина в разы превосходит номинальный ток, а потому этот параметр очень важно учитывать при выборе бытового и промышленного оборудования. Явным примером служит ситуация с разгоном автомобиля, когда он при наборе скорости потребляет больше топлива в сравнении с потреблением при обычном режиме движения по трассе. Так и электродвигатель требует большее количество тока для полноценного «разгона». Помимо того, подобные явления наблюдаются и в отношении другого электрооборудования: ламп, электрических магнитов. Процесс пуска в различных электрических устройствах определяется характеристиками их основных функциональных компонентов – намагниченных катушек, накаливающихся нитей и др. В большинстве случаев производители электрических установок и бытовых приборов делают ограничение для токов пуска, применяя для этого так называемое пусковое сопротивление.

Типы пускового тока

Как правило, пусковой ток не появляется на долгое время, а лишь на доли секунды. В то же время, по своему значению его величина может до нескольких раз превышать номинальные значения. Влияние на этот параметр оказывает тип применяемого электрооборудования. В качестве примеров можно указывать следующие типы установок:

• Погружные насосы имеют ток пуска, в 7-9 раз превышающий номинальный ток;
• Электромясорубка – в 7 крат;
• Буровой пресс и бетономешалки, бойлер, электрообогреватели, стиральная машина – пусковой ток превышает номинальный в 3,5 раз;
• Холодильник – в 3,33 раза;
• Микроволновая печь и инвертор – в 2 раза;
• Циркулярная пила – ток пуска превосходит номинальный в 1,32 раза.

Обычно этот параметр не указывается производителем и узнается лишь ориентировочно.

Принцип срабатывания

В момент запуска любого типа электродвигателя возникает пусковой ток. Его характеристики и свойства определяются, как правило, типом силовой установки, наличием нагрузок непосредственно на валу, схемой подключения и скоростью вращения. Возникновению тока пуска предшествует появление достаточно сильного магнитного поля в обмотке в момент запуска устройства, необходимого для раскрутки ротора и перевода его в мобильное положение. Именно поэтому значения пускового тока намного больше рабочих параметров.

Так, непосредственно в момент, когда включается мотор, на его обмотках присутствует небольшое сопротивление, что приводит к возрастанию тока при неизменном напряжении. Сразу же после раскрутки двигателя, в обмотке возникает индуктивное сопротивление и наблюдается стремление тока к номинальным значениям.

Сегодня электродвигатели широко применяются в самых разных промышленных секторах. Поэтому очень важно знать их пусковые параметры, чтобы правильно выбрать и применить электрические приводы. В качестве основных параметров, влияющих на пусковой ток, рассматриваются момент и скольжение на валу.

Таким образом, этот параметр несет определенную важность как для электрических двигателей, так и для источников питания. Так, к примеру, в батареях аккумуляторного типа параметры пускового тока указывают на высшие значения мощности, которые прибор способен выдавать без того, чтобы просаживалось напряжение, на короткий промежуток времени. Как правило, величина пускового тока зависит от емкости батареи и не в последнюю очередь от климатических условий.

Особенности применения

Чтобы правильно эксплуатировать электрический привод, следует учитывать его пусковые характеристики. Если же минусы пускового тока не будут нивелированы, есть риск возникновения довольно неприятных последствий. Так, к примеру, этот ток будет отрицательно влиять на другое электрооборудование, одновременно работающее с указываемым электрическим двигателем в пределах одной линии. Если значения тока пуска резко возрастут, это скорее всего приведет к моментальному падению в сети напряжения или же к поломке электрических установок.

С целью снижения нежелательного воздействия таких факторов, допускаются к применению специальные методы и приспособления. Их действие направлено на максимальное снижение пускового тока:

• Запуск электродвигателя производится в холостом режиме и только затем к агрегату прикладывается нагрузка, необходимая для его вывода в рабочий режим. Такой метод отлично подходит для вентиляционного и насосного оборудования, для которого возможно регулирование нагрузок.
• Выполнение подключения силовой установки с использованием схемы звезды-треугольника.
• Применение метода запуска через автоматический трансформатор, где предполагается плавная подача напряжения.
• Применение пусковых реактором или резисторных установок, ограничивающих величину пускового тока. В этом случае происходит трата тока, превышающего установленные значения, на выделение тепловой энергии непосредственно на гасящем резисторе.
• Установка регуляторов частоты – способствует уменьшению тока пуска двигателя, однако метод допустим к применению исключительно для силовых агрегатов, мощность которых не превышает 30 КВт. Электроустановки с большей мощностью, как правило, требуют использование более дорогостоящих регуляторов частоты.

Устройства, предназначенные для плавного пуска. Такие приборы минимизируют влияние пускового тока посредством фазового управления.

Электролаборатория (электротехническая лаборатория) в Москве проводит испытания электроустановок, необходимые для контроля и обеспечения надежной работы электрической сети и оборудования.

Как снизить пусковой ток однофазного асинхронного двигателя

Altarena.ru — технологии и ответы на вопросы » Детали

Опубликовано 21.05.2021

Содержание

1. Эффективные способы уменьшить пусковые токи электродвигателя
2. Новости
3. Полезные советы
4. Однофазное УПП TSG 2.2 230VAC для снижения пусковых токов при запуске двигателей, насосов, насосных станций.
5. Часто задаваемые вопросы:
6. Где купить?
7. Что такое пусковой ток двигателя?
8. Пусковой ток и его кратность
9. Как узнать пусковой ток?
10. Какой вред от пускового тока?
11. Как уменьшить пусковой ток асинхронного двигателя
12. Как снизить вред от пускового тока?
13. Время действия и величина пускового тока
14. Тепловое действие пускового тока
15. Реальные измерения тока
16. Скачать
17. Видео

Эффективные способы уменьшить пусковые токи электродвигателя

Новости

Полезные советы

ⓅПусковой ток относится к наиболее частым причинам повреждений электродвигателей. При подключении электропитания обмотки двигателя работают в режиме короткого замыкания – до начала вращения ротора потребляемый ток может превышать номинальный в 5 – 8 и более раз, в зависимости от модели электродвигателя. При включении напрямую, без устройств ограничения тока, возникает необходимость использования большего сечения проводников питания, более мощных коммутационных и защитных устройств по сравнению с необходимыми для работы мотора в номинальном режиме.

Частые включения неизбежно приводят к преждевременному износу питающей сети и изоляции обмоток двигателя, тем самым снижая срок эксплуатации оборудования, прямое включение мощных электродвигателей, чаще всего, вообще невозможно. Традиционные способы уменьшения пускового тока – включение через автотрансформатор, переключение обмоток трёхфазных двигателей звезда – треугольник, использование реактивного сопротивления катушек индуктивности, не всегда приводят к желаемому результату. Большую эффективность дают специально разработанные устройства плавного пуска, другое распространённое название – софтстарт.

Решение может быть реализовано с помощью основных принципов управления – изменением величины питающего напряжения или его частоты, иногда применяется комбинация обоих методов. Для изменения выходных характеристик устройств применяются мощные полупроводниковые компоненты, соответствующие всем требованиям регулирования: IGBT транзисторы, MOSFET – полевые транзисторы, симметричные тиристоры. В простейшем устройстве плавного пуска электродвигателя, используется изменение питающего напряжения в течение заданного настройками времени, до выхода двигателя на номинальную мощность. В большинстве случаев, применяется фазовое регулирование с понижением пускового момента. В более совершенных устройствах применяется частотный преобразователь, в момент запуска схема работает в режиме изменения напряжения и частоты – с линейной или квадратичной зависимостью. Некоторые модели используют векторный метод управления с регулировкой магнитного потока – что позволяет создавать постоянный пусковой момент на нагрузке. Такие регуляторы оснащены встроенным микропроцессором, получающим данные без дополнительных датчиков.

В случаях, когда для управления электродвигателем применяется отдельный частотный преобразователь Bosch VFC3610, мягкий пуск производиться с его помощью – такая возможность по умолчанию присутствует в любом преобразователе частоты и допускает установку требуемых параметров запуска. Использование частотных регуляторов EFC3610 только для обеспечения плавного старта не рационально – специализированные устройства имеют меньшую стоимость. Все электронные изделия для управления электродвигателями являются мощными источниками разнообразных помех, обязательно проникающих в сеть и должны эксплуатироваться совместно с фильтрами ЭМИ.

*Комментарий: редакция не несёт ответственности за содержание и мнения, изложенные в статьях со знаком Ⓟ.

Источник

Однофазное УПП TSG 2.2 230VAC для снижения пусковых токов при запуске двигателей, насосов, насосных станций.

Очень часто пользователи автономных генераторов электрической энергии сталкиваются с одной и той же проблемой, которую все описывают по-разному: «проседает» генератор, временно падает напряжение в сети, генератор глохнет во время пуска насосной станции и т. п. Если используемое оборудование исправно, то проблема, как правило, возникает при включении «мощных» механизмов, имеющих в своём составе асинхронный двигатель.

В бытовых насосных станциях чаще всего используются асинхронные двигатели. Соответственно в более производительные насосные станции устанавливаются более мощные электродвигатели.

Во избежание возникающих при пуске насосной станции процессов пагубных для механической и электрической части нужно использовать устройство плавного пуска (УПП), так называемый, софтстартер.

Чем более мощный электродвигатель приводит в действие насос, тем больший пусковой ток возникает при его запуске. Если поставить эксперимент и включать в сеть поочерёдно асинхронные двигатели и постоянно увеличивать их мощность, то можно заметить, что в момент пуска более мощных электродвигателей их влияние на параметры питающей сети растёт. Все более заметным становится падение напряжения в питающей сети, так лампы накаливания на мгновение светят менее ярко, чем обычно, лампы дневного света могут гаснуть и снова зажигаться, в чувствительной электронике может срабатывать защита от перепадов напряжения. Так на напряжение питающей сети оказывает действие пусковой ток асинхронного двигателя, который может превышать номинальный ток в 2-8 раз. Такие импульсные броски тока могут стать причиной выхода из строя другого оборудования, чувствительного к качеству питающего напряжения, и подключенного к той же фазе, что и двигатель.

В промышленности, где проблема пусковых токов стоит остро из-за использования мощных асинхронных двигателей давно используют различные методы, позволяющие уменьшить пусковые токи и нагрузку на всю энергосистему предприятия в целом. В бытовых условиях, обычно, доступно лишь однофазное напряжение, поэтому и асинхронные двигатели используются однофазные, их ещё называют конденсаторными.

Во избежание возникающих при пуске насосной станции процессов пагубных для механической и электрической части нужно использовать устройство плавного пуска (УПП), так называемый, софтстартер.

Устройства плавного пуска обеспечивают медленное увеличение напряжения, подаваемого на электродвигатель (насос) при его запуске, тем самым достигается плавный разгон электродвигателя и существенное снижение значений пускового тока и крутящего момента. На рисунке 1 представлены графики крутящего момента во времени, в зависимости от способа подключения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором к сети питания (с использование УПП и без).

Предлагаемые на рынке в огромном количестве устройства плавного пуска в большинстве своём рассчитаны на промышленность и, соответственно, на работу в трёхфазных сетях. Работать в однофазных сетях такие устройства не могут.

Но существует доступное решение – однофазное устройство плавного пуска TSG 2,2 230VAC, производимое австрийской фирмой TELE.

Устройство TSG 2,2 230VAC выполнено в промышленном компактном корпусе для монтажа на DIN-рейку, внешний вид устройства показан на рисунке 2:

Рисунок 2 – Внешний вид и габариты устройства плавного пуска TSG 2,2 230VAC
Техническая документация в формате pdf доступна по ссылке

Рисунок 3 – Схематичный вид лицевой панели устройства серии TSG

Устройство плавного пуска TSG активируется, когда переменное напряжение сети питания подаётся на выводы L1 и L3 (LED U ВКЛ). Напряжение на выходе Т1 увеличивается линейно в течение заданного времени до достижения максимального значения; на выходы T2 и T3 постоянно подаётся напряжение сети питания. Время, в течение которого происходит этот процесс можно плавно регулировать с помощью регулятора TON в диапазоне от 0 до 20 секунд. С увеличением напряжения увеличивается и момент вращения. Таким образом, происходит запуск двигателя с постоянным разгоном. По окончании цикла запуска, двигатель напрямую подключается к сети питания с помощью встроенного шунтирующего (байпас) контактора.

Принцип работы TSG 2,2 230VAC показан на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4 – Работа TSG 2,2 230VAC при положении регулятора Mon = 0

Рисунок 5 – Работа TSG 2,2 230VAC при не нулевом положении регулятора Mon

Примечательно, что данное устройство плавного пуска (УПП) разработано специально для пуска однофазных асинхронных электродвигателей, широко распространенных в быту. Рассмотрим подключение устройства TSG 2,2 230VAC на примере насосной станции с автоматическим включением по сигналу с датчика давления. Подключение схематически показано на рисунке 6. При использовании TSG 2,2 230VAC нет необходимости использовать дополнительное оборудование в цепи питания двигателя, шунтирующий контактор входит в состав устройства и находится внутри корпуса.

Выбирая устройство плавного пуска обязательно нужно учитывать следующие параметры:

Технические характеристики TSG 2,2 230VAC и TSG 2,2 400VAC представлены в таблице ниже:

УПП уменьшает механическую нагрузку на двигатель при его запуске и снижает пусковые токи

Зелёный LED ВКЛ: индикация напряжения питания

Жёлтый LED (100%) ВКЛ: выходное напряжение 100%, активизирован встроенный шунтирующий контактор (БАЙПАСС)

Самозатухающий пластиковый корпус, IP рейтинг IP40

Установка на DIN-рейку TS 35 в соответствии с EN 50022

Установочная позиция: любая

Ударопрочное подключение в соответствии с VBG 4 (требуется PZ1), IP рейтинг IP20

Момент затяжки: макс. 0.5Nm

Размеры контактов цепи управления:

230В

Редукторы, мотор-редукторы: ООО «Приводные технологии»

+7 (495) 369- 04- 89
+7 (910) 726- 725- 4
+375 (17) 272- 04- 08
+375 (29) 61- 787- 61
info@tech-privod.com

Редукторы, мотор-редукторы, редукторные механизмы:

червячные редукторы, цилиндрические редукторы, конические редукторы,

планетарные редукторы. Бытовая и промышленная приводная техника:

мини редукторы, электродвигатели, двигатели постоянного тока, DC моторы,
шаговые двигатели, устройства плавного пуска, частотные преобразователи.

Вариаторы, мотор-барабаны, редукторы для смесителей, сервоприводы.

о компании
Приводные Технологии — развивающаяся компания малого бизнеса, основным видом деятельности которой является производство, маркетинг и промоушинг, бытовой и промышленной, доступной и надежной приводной техники. Интеграция новейших технологий современного редукторостроения к отечественным условиям производства, — особенность наших технических решений, предлагаемых рынку. Современные запросы приводов стали более требовательны к механической передаточной части, к подводимому электрическому оборудованию, к последующим приводным муфтам и др. Наши предложения редукторных мини-моторов, редукторных узлов и силовых передаточных машин предназначены для эксплуатации в разных отраслях, для достижения различных целей, с любым набором требований и т. д. Помимо всего этого, имеется широкий выбор электрических устройств для оперативного контроля и регулирования режимов работы привода, — так называемая, область приводной электроники. подробнее
новости и статьи Мотор-редукторы Bauer Gear Motor GmbH 09.04.2014 На сегодняшний день из-за санкционных режимов поставка данной продукции невозможна, следует продумать варианты по подбору соответствующего аналога. Совершенная и качественная приводная техника немецкого производителя Bauer Gear Motor GmbH. широко … подробнее Мотор-редукторы Getriebebau NORD Drive Systems GmbH & Co. KG (Германия) 02.04.2013 На сегодняшний день из-за санкционных режимов поставка данной продукции возможна при запросе большой партии, при потребности в единичных экземплярах следует продумать варианты по подбору соответствующего аналога. Представляем продукцию одного из … подробнее Предлагаем электродвигатели со встроенным электромагнитным тормозом в кратчайшие сроки 09.08.2021 В связи с возрастающей тенденцией и согласно многочисленных рекомендаций предусматривать в устройствах и механизмах дополнительные меры безопасности, предлагаем асинхронные электродвигатели переменного тока, со встроенным электромагнитным тормозом … подробнее Электродвигатели и технические решения IP66 для наружного использования 05.05.2020 Проекты по автоматизации процессов не всегда заключены в закрытых сухих помещениях, иногда приводной механизм должен непрерывно функционировать на улице, постоянно соприкасаясь с осадками , в жару и в холод. Наружное применение привода всегда … подробнее ещё новости и статьи…		новое на сайте DC мотор редуктор 2DC15W-GN / 2GN20 ~ 180 (15 Ватт) 10 об/мин . .. 90 об/мин DC мини мотор редуктор 2DC15W-GN / 2GN20 ~ 180 (15 Ватт) — компактный электромеханический привод постоянного тока, вращательное усилие на конце выходного вала: 1,7 Нм ~ 5.0 Нм. Степень защиты IP44. Температура эксплуатации: -10С — + 40С. Влажность … Кубическо-шариковые винтовые домкраты DMD10 Максимальные статические нагрузки – 10kN; Размер винта – TR20x5; Передаточное число — 5:1 и 20:1; Ход за 1 оборот – 1.0 мм и 025 мм соответственно; Материал корпуса – ковкий чугун; Вес домкрата (без штока) – 6кг; Вес 100мм штока с защитной трубой – … Высокоэффективные винтовые домкраты DMT-1T 5:1, 10:1 и 20:1 Максимальные статические нагрузки – 1т.; Размер винта – TR24x5; Передаточное число — 5:1, 10:1 и 20:1; Ход за 1 оборот – 1.0 мм, 0.5 мм и 025 мм соответственно; Условное обозначение Размер винта Передаточное число Ход винта за 1 оборот Входная … Высокоэффективные винтовые домкраты DMT-0. 5T 5:1, 10:1 и 20:1 Максимальные статические нагрузки – 0.5т.; Размер винта – TR20x5; Передаточное число — 5:1 и 10:1; Ход за 1 оборот – 1.0 мм, 0.5 мм и 025 мм соответственно; Условное обозначение Размер винта Передаточное число Ход винта за 1 оборот Входная скорость …

* Копирование информации с сайта запрещено законом об авторском праве.

© 2022
Приводные технологии

Российская Федерация
+7 (495) 369-04-89
+7 (910) 726-725-4 (МТС) Смоленск

Республика Беларусь
+375 17 272-04-08 (т/ф) Минск
+375 29 61-787-61 (Velcom) Минск

tech-privod.com

Сайт работает на платформе Nestorclub.com

Чему равен пусковой ток асинхронного двигателя.

Пусковой ток

Полный ток нагрузки Ia, подаваемый на двигатель, рассчитывается по следующим формулам:

где
Ia: полный ток (А)
Pn: номинальная мощность (кВт)
U: междуфазное напряжение для 3-фазного двигателя и напряжение между зажимами для 1-фазного двигателя (В). 1-фазные двигатели могут подсоединяться на фазное или линейное напряжение
η: КПД, т.е. выходная мощность (кВт)/ входная мощность (кВт)
cos φ : коэффициент мощности, т.е. входная мощность (кВт)/входная мощность(кВА)

Сверхпереходный ток и уставка защиты

• Пиковое значение сверхпереходного тока может быть крайне высоким. Обычно это значение в 12-15 раз превышает среднеквадратическое номинальное значение Inm. Иногда это значение может в 25 раз превышать значение Inm.
• Выключатели, контакторы и термореле рассчитываются на пуски двигателей при крайне высоких сверхпереходных токах (сверхпереходное пиковое значение может в 19 раз превышать среднеквадратическое номинальное значение Inm).
• При внезапных срабатываниях защиты от сверхтоков при пуске это означает выход пускового тока за нормальные пределы. В результате могут достигаться предельные значения параметров распределительных устройств, срок службы может укорачиваться и даже некоторые устройства могут выходить из строя. Во избежание такой ситуации необходимо рассмотреть вопрос о повышении номинальных параметров распределительных устройств.
• Распределительные устройства рассчитываются на обеспечение защиты пускателей двигателей от КЗ. В зависимости от риска, таблицы показывают комбинации выключателя, контактора и термореле для обеспечения координации типа 1 или 2.

Пусковой ток двигателя

Хотя рынок предлагает двигатели с высоким КПД, на практике их пусковые токи приблизительно такие же, как у стандартных двигателей.

Применение пускателей с соединением треугольником, статических устройств для плавного пуска или регулируемых приводов позволяет снизить значение пускового тока (например, 4 Ia вместо 7,5 Ia).

Компенсация реактивной мощности (квар), подаваемой на асинхронные двигатели

Как правило, по техническим и финансовым соображениям выгоднее снижать ток, подаваемый на асинхронные двигатели. Это может обеспечиваться за счет применения конденсаторов, без влияния на выходную мощность двигателей.

Применение этого принципа для оптимизации работы асинхронных двигателей называется «повышением коэффициента мощности» или «компенсацией реактивной мощности».

Как обсуждается в Главе Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник , полная мощность (кВА), подаваемая на двигатель, может значительно снижаться путем использования параллельно подключенных конденсаторов. Снижение входной полной мощности означает соответствующее снижение входного тока (так как напряжение остается постоянным).

Компенсация реактивной мощности особенно рекомендуется для двигателей с длительными периодами работы при пониженной мощности.

Как указывается выше,

Поэтому, снижение входной полной мощности (кВА) приводит к увеличению (т. е. улучшению) значения cos φ.

Ток, подаваемый на двигатель, после компенсации реактивной мощности рассчитывается по формуле:

где: cos φ – коэффициент мощности до компенсации, cos φ’ – коэффициент мощности после компенсации, Ia – исходный ток.

Рис. A4
ниже показывает (в зависимости от номинальной мощности двигателя) стандартные значения тока для нескольких значений напряжения питания.

Рис. A4:

Номинальная мощность и токи

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 электродвигателей

В 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 1000 0 С. 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, 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 батареи

Аккумулятор не зря считается одним из важных элементов автомобиля. Его основная функция заключается в подаче напряжения на имеющееся электрооборудование. В основном это стартер, 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 18 0 С. 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.

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

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.

Приветствую вас, дорогие читатели. Прежде, чем разбираться с методиками подключения и характеристиками токов моторов асинхронного типа, не лишним будет вспомнить о том, что это такое.

Движком асинхронного типа зовут машину особого вида, которая преобразует энергию электричества в механическую. Главным рабочим принципом такого устройства считают вот какие свойства. Проходя по статорным обмоткам, переменный ток, состоящий из трех фаз, создает условия для появления вращающегося магнитного поля. Это поле и заставляет ротор вращаться.

Естественно, что при подключении двигателя надо учитывать все эти факторы, ведь вращение ротора будет производиться в ту сторону, в которую вращается магнитное поле. Частота вращения ротора, однако, ниже частоты вращения возбуждающего поля. По конструкции эти машины бывают самыми различными (то есть предназначенными для работы в разных условиях).

Как рабочие, так и пусковые характеристики таких устройств на много превосходят такие же показатели моторов однофазного типа.

Любой из таких моторов имеет две основные части – подвижную (роторную) и неподвижную (статорную). На обеих частях имеются обмотки. Разница между ними может быть лишь в типе обмотки ротора: она может иметь роторные кольца, либо быть короткозамкнутой. Подключение движков, имеющих короткозамкнутый ротор и мощность до двух сотен киловатт, производится напрямую к сети. Моторы же большей мощности необходимо подключать, сперва, к пониженному напряжению и лишь потом переключать на номинал (с целью снижения в несколько раз пускового тока).

Подключение асинхронного двигателя

Статорная обмотка практически любого такого устройства имеет шесть выводов (из них три – начала и три – концы). В зависимости от того, какова питающая сеть мотора, эти выводы соединяют либо в «звезду», либо в «треугольник». С этой целью корпус каждого мотора имеет коробку, в которой выведены начальные и конечные провода обмоток (они обозначаются, соответственно, С1, С2, С3 и С4, С5, С6).

Подключение звездой

Так называют метод соединения обмоток, при котором все три обмотки имеют одну общую точку (нейтраль). Линейное напряжение такого соединения выше фазного в 1,73 раза. Положительным качеством этого вида соединений считают малые токи пуска, хотя мощностные потери при этом довольно значительны.

Метод соединения в треугольник отличается тем, что при этом методе соединение выполняется таким образом, что конец одной обмотки становится началом следующей.

Подключение треугольником

При этом, соединении фазное и линейное напряжения одинаковы, следовательно, при линейном напряжении в 220 вольт, правильным соединением обмоток будет именно треугольник. Положительной стороной этого соединения является большая мощность, тогда как отрицательной – большие токи пуска.

Для выполнения реверса (смены направления вращения) трехфазного движка асинхронного типа, достаточно поменять местами выводы двух его фаз. На производстве это делается при помощи пары магнитных пускателей с зависимым включением.

Значительные величины токов пуска у асинхронных моторов являются весьма нежелательным явлением, потому как они могут привести к эффекту нехватки напряжения для других видов оборудования, подключенного к той же сети. Это стало причиной того, что подключая и налаживая двигатели этого типа, появляется задача минимизации токов пуска и повышения плавности запуска моторов методом использования специализированного оборудования. Наиболее эффективым типом таких приспособлений считаются софтстартеры и частотные преобразователи. Одним из наиболее ценных их качеств считают то, что они способны поддержать ток запуска мотора довольно долгое время (обычно больше минуты).

Помимо стандартного способа включения моторов асинхронного типа, существуют и методы включения их в питающую сеть, имеющую лишь одну фазу.

Конденсаторный пуск асинхронного двигателя

Для этого, в основном, применяют конденсаторный способ включения. Конденсатор может устанавливаться как один, так и пара (один пусковой, а второй рабочий). Пара кондеров ставится тогда, когда есть надобность в процессе пуска-работы менять емкость, что делают при помощи подключения-отключения одного из кондеров (пускового). Для этого, как правило, применяются емкости бумажного исполнения, поскольку они не имеют полярности, а при работе на переменном токе это очень важно.

Для расчета рабочего конденсатора существует следующая формула:

Пусковой конденсатор должен иметь емкость в пару-тройку раз большую емкости рабочего и рабочее напряжение в полтора раза превышающее напряжение питания.

Пусковой и рабочий конденсаторы соединяют параллельно, причем так, что параллельно пусковому, включено шунтирующее сопротивление и одним концом пусковой кондер включается через ключ. При пуске двигателя ключ замыкают, поднимая ток запуска, затем, размыкают.

Однако, не нужно забывать, что к однофазной сети можно подключить далеко не каждый движок. Кроме того, мощность мотора в таком подключении будет составлять лишь 0.5-0.6 мощности трехфазного включения.

Пусковые токи асинхронного двигателя

Теперь приведу таблицу допустимых значений токов холостого хода трехфазных моторов:

Прежде, чем производить замеры тока на двигателях, их необходимо обкатать (опробовать на холостом ходу 30-60 минут — движки мощностью меньше 100 кВт и от 2 часов движки, чья мощность выше 100 кВт). Данная таблица носит справочный характер, следовательно, реальные данные могут расходиться с этими процентов на 10-20.

Токи пуска двигателя можно вычислить, применив следующую пару формул:

Iн=1000Рн/(Uн*cosф*√nн),

где Рн — номинал мощности мотора, Uн — номинал его напряжения, nн — номинал его КПД.

где Iн — номинал тока, а Кп — кратность постоянного тока к номиналу (обычно указана в паспорте мотора).

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад, если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Пусковой ток — что это? Кратность пускового тока электродвигателя. Формулы расчета

Прежде, чем разбираться с методиками подключения и характеристиками токов моторов асинхронного типа, не лишним будет вспомнить о том, что это такое.

Движком асинхронного типа зовут машину особого вида, которая преобразует энергию электричества в механическую. Главным рабочим принципом такого устройства считают вот какие свойства. Проходя по статорным обмоткам, переменный ток, состоящий из трех фаз, создает условия для появления вращающегося магнитного поля. Это поле и заставляет ротор вращаться.

Естественно, что при подключении двигателя надо учитывать все эти факторы, ведь вращение ротора будет производиться в ту сторону, в которую вращается магнитное поле. Частота вращения ротора, однако, ниже частоты вращения возбуждающего поля. По конструкции эти машины бывают самыми различными (то есть предназначенными для работы в разных условиях).

Как рабочие, так и пусковые характеристики таких устройств на много превосходят такие же показатели моторов однофазного типа.

Любой из таких моторов имеет две основные части – подвижную (роторную) и неподвижную (статорную). На обеих частях имеются обмотки. Разница между ними может быть лишь в типе обмотки ротора: она может иметь роторные кольца, либо быть короткозамкнутой.

Подключение движков, имеющих короткозамкнутый ротор и мощность до двух сотен киловатт, производится напрямую к сети. Моторы же большей мощности необходимо подключать, сперва, к пониженному напряжению и лишь потом переключать на номинал (с целью снижения в несколько раз пускового тока).

Содержание

1. Подключение асинхронного двигателя
2. Подключение звездой
3. Подключение треугольником
4. Конденсаторный пуск асинхронного двигателя
5. Пусковые токи
6. Расчет тока электродвигателя
7. Расчет пускового тока асинхронного электродвигателя
8. Какой ток потребляет двигатель из сети при пуске и работе

Подключение асинхронного двигателя

Статорная обмотка практически любого такого устройства имеет шесть выводов (из них три – начала и три – концы). В зависимости от того, какова питающая сеть мотора, эти выводы соединяют либо в «звезду», либо в «треугольник». С этой целью корпус каждого мотора имеет коробку, в которой выведены начальные и конечные провода обмоток (они обозначаются, соответственно, С1, С2, С3 и С4, С5, С6).

Подключение звездой

Так называют метод соединения обмоток, при котором все три обмотки имеют одну общую точку (нейтраль). Линейное напряжение такого соединения выше фазного в 1,73 раза. Положительным качеством этого вида соединений считают малые токи пуска, хотя мощностные потери при этом довольно значительны.

Метод соединения в треугольник отличается тем, что при этом методе соединение выполняется таким образом, что конец одной обмотки становится началом следующей.

Подключение треугольником

При этом, соединении фазное и линейное напряжения одинаковы, следовательно, при линейном напряжении в 220 вольт, правильным соединением обмоток будет именно треугольник. Положительной стороной этого соединения является большая мощность, тогда как отрицательной – большие токи пуска.

Для выполнения реверса (смены направления вращения) трехфазного движка асинхронного типа, достаточно поменять местами выводы двух его фаз. На производстве это делается при помощи пары магнитных пускателей с зависимым включением.

Значительные величины токов пуска у асинхронных моторов являются весьма нежелательным явлением, потому как они могут привести к эффекту нехватки напряжения для других видов оборудования, подключенного к той же сети. Это стало причиной того, что подключая и налаживая двигатели этого типа, появляется задача минимизации токов пуска и повышения плавности запуска моторов методом использования специализированного оборудования.

Наиболее эффективным типом таких приспособлений считаются софтстартеры и частотные преобразователи. Одним из наиболее ценных их качеств считают то, что они способны поддержать ток запуска мотора довольно долгое время (обычно больше минуты).

Помимо стандартного способа включения моторов асинхронного типа, существуют и методы включения их в питающую сеть, имеющую лишь одну фазу.

Конденсаторный пуск асинхронного двигателя

Для этого, в основном, применяют конденсаторный способ включения. Конденсатор может устанавливаться как один, так и пара (один пусковой, а второй рабочий). Пара кондеров ставится тогда, когда есть надобность в процессе пуска-работы менять емкость, что делают при помощи подключения-отключения одного из кондеров (пускового). Для этого, как правило, применяются емкости бумажного исполнения, поскольку они не имеют полярности, а при работе на переменном токе это очень важно.

Для расчета рабочего конденсатора существует следующая формула:

Ср=4800(i/u).

Пусковой конденсатор должен иметь емкость в пару-тройку раз большую емкости рабочего и рабочее напряжение в полтора раза превышающее напряжение питания.

Пусковой и рабочий конденсаторы соединяют параллельно, причем так, что параллельно пусковому, включено шунтирующее сопротивление и одним концом пусковой кондер включается через ключ. При пуске двигателя ключ замыкают, поднимая ток запуска, затем, размыкают.

Однако, не нужно забывать, что к однофазной сети можно подключить далеко не каждый движок. Кроме того, мощность мотора в таком подключении будет составлять лишь 0.5-0.6 мощности трехфазного включения.

Пусковые токи

Чтобы генератор служил вам как можно дольше, нужно правильно подобрать его мощность. А чтобы правильно подобрать мощность генератора, необходимо не только учесть номинальные мощности всех потребителей электроэнергии в сети, но и их пусковые токи.

Что же это такое? Официальное определение гласит, что это ток, потребляемый из сети электродвигателем при его пуске, который может во много раз превосходить номинальный ток двигателя.

На самом же деле такие токи возникают при включении всех электроприборов, просто у большинства из них они длятся всего несколько миллисекунд, тогда как у электродвигателей это время может достигать 7 секунд.

Не будем вдаваться в подробности изложения причин возникновения пусковых токов. Проведем простую аналогию — каждый автомобилист знает, что при разгоне автомобиль потребляет больше топлива, чем во время движения по трассе с постоянной скоростью. Так же и электродвигатель потребляет больше электричества в момент «разгона».

Часто пусковые токи производители ограничивают тем или иным способом, например, с помощью пусковых сопротивлений. Это снижает кратность превышения номинального значения мощности, но увеличивает длительность импульса.

В таблице, приведенной ниже, указаны примерные значения кратности и продолжительности пусковых токов для разных типов потребителей энергии.

Как мы видим из таблицы, пусковым током лампочки запросто можно пренебречь, в то время как про холодильник или кондиционер забывать никак нельзя.

Некоторые электростанции способны выдерживать 5- и даже 7-кратные перегрузки в течение нескольких секунд, однако все равно это не лучшим образом скажется на их сроке службы. Всегда учитывайте запас мощности при выборе электростанции.

Расчет тока электродвигателя

Как сделать, этот непонятный расчёт тока электродвигателя. Каждый уважающий себя электромонтёр, робота которого связана с обслуживанием электрических, машин просто обязан это знать. Я в своё время тоже помню, что меня это очень сильно интересовало, когда меня перевили с одного цеха в другой. А конкретно именно работать электромонтёром.

Перед этим я уже немного затрагивал темы электродвигателей, когда писал о том как запустить асинхронные двигателей, и когда писал какие бывают номиналы электродвигателей.

Ну а теперь приступим конкретно к самому расчёту. Допустим: у вас есть трёхфазный асинхронный электродвигателей переменного тока, номинальная мощность, которого составляет 25 кВт, и вам хочется узнать какой же у него будет номинальный ток.

Для этого существует специальная формула:

Iн = 1000Pн /√3•(ηн • Uн • cosφн),

Где Pн – это мощность электродвигателя; измеряется в кВт

Uн – это напряжение, при котором работает электродвигатель; В

ηн – это коэффициент полезного действия, обычно это значение 0.9

ну и cosφн – это коэффициент мощности двигателя, обычно 0.8.

Последние два значения обычно пишутся на заводской бирке, хотя они у всех двигателей практически одинаковые. Но все же нужно брать данные именно с заводской бирки на двигателе.

Вот как на этой картинке все значения видны, а ток нет. Только если КПД написан 81%, то для расчёта нужно брать 0.81.

Теперь подставим значения Iн = 1000•25/√3 • (0.9 • 380 • 0.8) = 52.81 А

Тем, кто не помнит, сколько будет √3, напоминаю – это будет 1,732

Вот и всё, все расчёты закончены. Всё очень легко и просто. По моему образцу вы можете легко рассчитать номинальный ток электродвигателя, вам всего лишь нужно подставить своих данных.

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.

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

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.

Iн = Pн/(√3Uн х сosφ), кА

где Pн — номинальная мощность двигателя, кВт, Uн — напряжение в сети, кВ (0,38 кВ). Коэффициент мощности (сosφ) — паспортные значения двигателя.

Паспорт электрического двигателя.

Если не известен коэффициент мощности двигателя, то номинальный его ток с малой погрешностью определяется по отношению «два ампера на киловатт», т.е. если номинальная мощность двигателя 10 кВт, то потребляемый им из сети ток будет приблизительно равен 20 А.

Для упомянутого на рисунке двигателя это отношение также выполняется (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Более верные величины тока при применении данного отношения получаются при мощностях электродвигателей от 3 кВт.

При холостом ходе электродвигателя из сети потребляется маленький ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки увеличивается и ток. С увеличением тока повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя, и возникает опасность выхода из строя электродвигателя.

При пуске из сети электрическим двигателем потребляется пусковой ток Iпуск, который в 3 — 8 раз выше номинального. Характеристика изменения тока представлена на графике.

Характеристика изменения тока, потребляемого электродвигателем из сети (а), и влияние большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Подлинную величину пускового тока для электродвигателя определяют зная величину кратности пускового тока — Iпуск/Iном. Кратность пускового тока — техническая характеристика двигателя, ее известна из каталогов. Пусковой ток рассчитывается согласно формуле: I пуск = Iх. х (Iпуск/Iном).

Понимание истинной величины пускового тока необходимо для подбора плавких предохранителей, проверки включения электромагнитных расцепителей во время пуска двигателя, при подборе автоматических выключателей и для высчитывания величины падения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в сети.

Если взять электросопротивление проводов, проложенных от источника до электродвигателя, равным 0,5 Ом, номинальный ток Iн=15 А, а пусковой ток Iп равным пятикратному от номинального, потери напряжения в проводах во время пуска составят 0,5 х 75 + 0,5 х 75 = 75 В.

На клеммах электродвигателя, а также и на клеммах рядом работающих электродвигателей напряжение будет 220 — 75 = 145 В. Это понижение напряжения вызывает торможение работающих электродвигателей, что влечет за собой еще большее повышение тока в сети и выход из строя предохранителей.

В электрических лампах в моменты запуска электродвигателей уменьшается накал (лампы «мигают»). Поэтому при включении электродвигателей стремятся уменьшить пусковые токи .

Для понижения пускового тока используется схема пуска электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Схема пуска электрического электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Имеет принципиальное значение то, что далеко не каждый двигатель возможно включать по этой схеме. Широко распространенные асинхронные двигатели с рабочим напряжением 220/380 В, в том числе и двигатель, показанный на рисунке 1 при включении по этой схеме выйдут из строя.

Для понижения пускового тока электродвигателей энергично употребляют специальные процессорные устройства плавного пуска (софт-стартеры).

Какой ток потребляет двигатель из сети при пуске и работе

В паспорте электрического двигателя указан ток при номинальной нагрузке на валу. Если, например, указано 13,8/8 А, то это означает, что при включении двигателя в сеть 220 В и при номинальной нагрузке ток, потребляемый из сети, будет равен 13,8 А. При включении в сеть 380 В из сети будет потребляться ток 8 А, то есть справедливо равенство мощностей: √ 3 х 380 х 8 = √ 3 х 220 х 13,8.

Зная номинальную мощность двигателя (из паспорта) можно определить его номинальный ток. При включении двигателя в трехфазную сеть 380 В номинальный ток можно посчитать по следующей формуле:

I н = P н/ ( √3 U н х η х с osφ).

где P н — номинальная мощность двигателя в кВт, U н — напряжение в сети, в кВ (0,38 кВ). Коэффициент полезного действия ( η) и коэффициент мощности (с osφ) — паспортные значения двигателя, которые написаны на щитке в виде металлической таблички. См. также — Какие паспортные данные указываются на щитке асинхронного двигателя.

Паспорт электрического двигателя. Номинальная мощность 1,5 кВ, номинальный ток при напряжении 380 В — 3,4 А.

Если не известны к.п.д. и коэффициент мощности двигателя, например, при отсутствии на двигателе паспорта-таблички, то номинальный его ток с небольшой погрешностью можно определить по соотношению «два ампера на киловатт», т.е. если номинальная мощность двигателя 10 кВт, то потребляемый им ток будет примерно равен 20 А.

Для указанного на рисунке двигателя это соотношение тоже выполняется (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Более точные значения токов при использовании данного соотношения получаются при мощностях двигателей от 3 кВт.

При холостом ходе электродвигателя из сети потребляется незначительный ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки увеличивается и потребляемый ток. С увеличением тока повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка приводит к тому, что увеличенный ток вызывает перегрей обмоток двигателя, и возникает опасность обугливания изоляции (сгорания электродвигателя).

В момент пуска из сети электрическим двигателем потребляется так называемый пусковой ток. который может быть в 3 — 8 раз больше номинального. Характер изменения тока представлен на графике.

Характер изменения тока, потребляемого двигателем из сети (а), и влияние большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Точное значение пускового тока для каждого конкретного двигателя можно определить зная значение кратности пускового тока — I пуск/ I ном. Кратность пускового тока — одна из технических характеристик двигателя, которую можно найти в каталогах. Пусковой ток определяется по следующей формуле: I пуск = I н х ( I пуск/ I ном). Например, при номинальном токе двигателя 20 А и кратности пускового тока — 6, пусковой ток равен 20 х 6 = 120 А.

Знание реальной величины пускового тока нужно для выбора плавких предохранителей, проверке срабатывания электромагнитных расцепителей во время пуска двигателя при выборе автоматических выключателей и для определения величины снижения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток, на который сеть обычно не рассчитана, вызывает значительные снижения напряжения в сети.

Если принять сопротивление проводов, идущих от источника до двигателя, равным 0,5 Ом, номинальный ток I н=15 А, а пусковой ток равным пятикратному от номинального, то потери напряжения в проводах в момент пуска составят 0,5 х 75 + 0,5 х 75 = 75 В.

На зажимах двигателя, а также и на зажимах рядом работающих электродвигателей будет 220 — 75 = 145 В. Такое снижение напряжения может вызвать торможение работающих двигателей, что повлечет за собой еще большее увеличение тока в сети и перегорание предохранителей.

В электрических лампах в моменты пуска двигателей уменьшается накал (лампы «мигают»). Поэтому при пуске электродвигателей стремятся уменьшить пусковые токи.

Для уменьшения пускового тока может использоваться схема пуска двигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник. При этом фазное напряжение уменьшится в √ З раз и соответственно ограничивается пусковой ток. После достижения ротором некоторой скорости обмотки статора переключаются в схему треугольника и напряжение ни них становится равным номинальному. Переключение обычно производится автоматически с использованием реле времени или тока.

Схема пуска электрического двигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник

Важно понимать, что не далеко каждый двигатель можно подключать по этой схеме. Наиболее распространенные асинхронные двигатели с рабочим напряжение 380/200 В, в том числе и двигатель, показанный на рисунке 1 при включении по данной схеме выйдут из строя.

Пуск асинхронного двигателя | Электротехника

Пусковые свойства двигателей.

При пуске ротор двигателя, преодолевая момент нагрузки и момент инерции, разгоняется от частоты вращения  п =  0 до п . Скольжение при этом меняется от s_п = 1 до s. При пуске должны выполняться два основных требования: вращающий момент должен бить больше момента сопротивления (М_вр>М_с) и пусковой ток I_п должен быть по возможности небольшим.

В зависимости от конструкции ротора (короткозамкнутый или фазный), мощности двигателя, характера нагрузки возможны различные способы пуска: прямой пуск, пуск с использованием дополнительных сопротивлений, пуск при пониженном напряжении и др. Ниже различные способы пуска рассматриваются более подробно.

Прямой пуск.

Пуск двигателя непосредственным включением на напряжение сети обмотки статора называется прямым пуском. Схема прямого пуска приведена на рис. 3.22. При включении рубильника в первый момент скольжение s = l, а приведенный ток в роторе и равный ему ток статора

, (3. 37)

максимальны (см.п.3.19 при s=1). По мере разгона ротора скольжение уменьшается и поэтому в конце пуска ток значительно меньше, чем в первый момент. В серийных двигателях при прямом пуске кратность пускового тока k_I = I_П / I_1НОМ = ( 5,…,7), причем большее значение относится к двигателям большей мощности.

Рис. 3.22

Значение пускового момента находится из (3.23) при s = 1:

,(3.38)

Из рис. 3.18 видно, что пусковой момент близок к номинальному и значительно меньше критического. Для серийных двигателей кратность пускового момента          М_П/ М_НОМ = (1.0,…,1.8).

Приведенные данные показывают, что при прямом пуске в сети, питающей двигатель, возникает бросок тока, который может вызвать настолько значительное падение напряжение, что другие двигатели, питающиеся от этой сети, могут остановиться.

С другой стороны, из-за небольшого пускового момента при пуске под нагрузкой двигатель может не преодолеть момент сопротивления на валу и не тронется с места. В силу указанных недостатков прямой пуск можно применять только у двигателей малой и средней мощности (примерно до 50 кВт).

Пуск двигателей с улучшенными пусковыми свойствами.

Улучшение пусковых свойств асинхронных двигателей достигается использованием эффекта вытеснения тока в роторе за счет специальной конструкции беличьей клетки. Эффект вытеснения тока состоит в следующем: потокосцепление и индуктивное сопротивление X₂ проводников в пазу ротора тем выше, чем ближе ко дну паза они расположены (рис.3.23). Также X₂ прямо пропорционально частоте тока ротора.

Следовательно, при пуске двигателя, когда  s=1  и   f₂ = f₁ = 50 Гц , индуктивное сопротивление X₂ = max  и под влиянием этого ток вытесняется в наружный слой паза. Плотность тока j по координате h распределяется по кривой, показанной на рис.3.24. В результате ток в основном проходит по наружному сечению проводника, т.е. по значительно меньшему сечению стержня, и, следовательно, активное сопротивление обмотки ротора R₂ намного больше, чем при нормальной работе. За счет этого уменьшается пусковой ток и увеличивается пусковой момент М_П (см. (3.37), (3.38) ).

По мере разгона двигателя скольжение и частота тока ротора падает и к концу пуска достигает 1 – 4 Гц. При такой частоте индуктивное сопротивление мало и ток распределяется равномерно по всему сечению проводника. При сильно выраженном эффекте вытеснения тока становится возможным прямой пуск при меньших бросках тока и больших пусковых моментах.

К двигателям с улучшенными пусковыми свойствами относятся двигатели, имеющие роторы с глубоким пазом, с двойной беличьей клеткой и некоторые другие.

Рис.3.23                                                          Рис. 3.24

Двигатели с глубокими пазами.

Как показано на рис.3.25, паз ротора выполнен в виде узкой щели, глубина которой примерно в 10 раз больше, чем ее ширина. В эти пазы-щели укладывается обмотка в виде узких медных полос. Распределение магнитного потока показывает, что индуктивность и индуктивное сопротивление в нижней части  проводника значительно больше, чем в верхней части.

Рис.3.25

Поэтому при пуске ток вытесняется в верхнюю часть стержня и активное сопротивление значительно увеличивается. По мере разгона  двигателя скольжение уменьшается, и плотность тока по сечению становится почти одинаковой.

В целях увеличения эффекта вытеснения тока глубокие пазы выполняются не только в виде щели, но и трапецеидальной формы. В этом случае глубина паза несколько меньше, чем при прямоугольной форме.

Двигатели с двойной клеткой.

В таких двигателях обмотки ротора выполняются в виде двух клеток (рис.3.26): во внешних пазах 1 размещается обмотка из латунных проводников, во внутренних 2 – обмотка из медных проводников.

Рис.3.26

Таким образом, внешняя обмотка имеет большее активное сопротивление, чем внутренняя. При пуске внешняя обмотка сцепляется с очень слабым магнитным потоком, а внутренняя – сравнительно сильным полем. В результате ток вытесняется во внешнюю клетку, а во внутренней тока почти нет.

По мере разгона двигателя ток из внешней клетки переходит во внутреннюю и при s =s_НОМ протекает в основном по внутренней клетке. Ток во внешней клетке при этом сравнительно небольшой.

Результирующий пусковой момент, складывающийся из моментов от двух клеток, значительно больше, чем у двигателей нормальной конструкции, и несколько больше, чем у двигателей с глубоким пазом. Однако следует иметь в виду, что стоимость двигателей с двойной клеткой ротора выше.

Пуск переключением обмотки статора.

Если при нормальной работе двигателя фазы статора соединены в треугольник, то, как показано на рис.3.27, при пуске первоначально они соединяются в звезду.

Рис.3.27

Для этого сначала включается выключатель Q, а затем переключатель S ставится в нижнее положение Пуск. В таком положении концы фаз Х, Y, Z соединены между собой, т. е. фазы соединены звездой. При этом напряжение на фазе в √3 раз меньше линейного.

В результате линейный ток при пуске в 3 раза меньше, чем при соединении треугольником. При разгоне ротора в конце пуска переключатель S переводится  в верхнее положение и, как видно из рис. 3.27, фазы статора пересоединяются в треугольник.

Недостатком этого способа является то, что пусковой момент также уменьшается в 3 раза, так как момент пропорционален квадрату фазного напряжения, которое в √3 раз меньше при соединении фаз звездой. Поэтому такой способ применим при небольшом нагрузочном моменте и только для двигателей, нормально работающих при соединении обмоток статора в треугольник.

Пуск при включении добавочных  резисторов в цепь статора.(рис. 3.28)

Рис.3.28

Перед пуском  выключатель (пускатель) находится в разомкнутом состоянии и замыкается выключатель Q₁.

При этом в цепь статора включены добавочные резисторы R_ДОБ. В результате обмотка статора питается пониженным напряжением U_1n = U_1НОМ – I_nR_ДОБ. После разгона двигателя замыкается выключатель Q₂ и обмотка статора включается на номинальное напряжение U_1НОМ. Подбором R_ДОБ можно ограничить пусковой ток до допустимого.

Следует иметь в виду, что момент при пуске, пропорциональный U²_1П, будет меньше и составляет (U_1П / U_1НОМ)² номинального. Важно отметить, что при этом способе пуска значительны потери в сопротивлении R_ДОБ (R_ДОБI²_1n). Можно вместо резисторов R_ДОБ включить катушки с индуктивным сопротивлением Х_ДОБ, близким к R_ДОБ.

Применение катушек позволяет уменьшить потери в пусковом сопротивлении.

Автотрансформаторный пуск.

Кроме указанных способов можно применить так называемый автотрансформаторный пуск.

Соответствующая схема показана на рис.3.29.

Рис.3.29    

Перед пуском переключатель S устанавливается в положение 1, а затем включается автотрансформатор и статор питается пониженным напряжением U_1П. Двигатель разгоняется при пониженном напряжении и в конце разгона переключатель S переводится в положение 2 и статор питается номинальным напряжением U_1ном.

Если коэффициент трансформации понижающего трансформатора n, тогда ток I на его входе будет в n раз меньше. Кроме того, пусковой ток будет также в n раз меньше, т.е. ток при пуске в сети будет в n² раз меньше, чем при непосредственном пуске.

Этот способ, хотя и лучше рассмотренных в п.3.14.7, но значительно дороже.

Пуск двигателя с фазным ротором.

Пуск двигателя с фазным ротором осуществляется путем включения пускового реостата в цепь ротора, как это показано на рис. 3.30.

Начала фаз обмоток ротора присоединяются к контактным кольцам и через щетки подключаются к пусковому реостату с сопротивлением Rp.

Приведенное к обмотке статора сопротивление пускового реостата Rp рассчитывается так, чтобы пусковой момент был максимальный, т.е. равен критическому. Так как при пуске скольжение  s_П = 1, то  s_П = 1 =  s_К , равенство М_П = М _Пmaх  = М_К будет обеспечено. Тогда

.

Пуск двигателя происходит по кривой, показанной на рис.3.31. В момент пуска  рабочая точка на механической характеристике находится в положении а, а при разгоне двигателя она перемещается по кривой 1, соответствующей полностью включенному реостату.

При моменте, соответствующем точке е , включается первая ступень реостата и момент скачком увеличивается до точки b – рабочая точка двигателя переходит на кривую 2; в момент времени, соответствующей точке d, выключается вторая   ступень реостата, рабочая точка скачком переходит в точку с и двигатель выходит на естественную характеристику 3 и затем в точку f. Реостат закорачивается, обмотка ротора замыкается накоротко, а щетки отводятся от колец.

Таким образом, фазный ротор позволяет пускать в ход асинхронные двигатели большой мощности при ограниченном пусковом токе. Однако этот способ пуска связан со значительными потерями в пусковом реостате.

Кроме того, двигатель с фазным ротором дороже двигателя с короткозамкнутым ротором. Поэтому двигатель с фазным ротором применяется лишь при больших мощностях и высоких требованиях к приводу.

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 звезда-треугольник 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.

Основные сведения о пусковых (пусковых) токах и статье NEC 430.52

Основные сведения о пусковых (пусковых) токах и статье NEC 430.52

Национальный электротехнический кодекс 2017 г.

Автор: Stan Turkel | 05 марта 2019 г.

Пусковой ток, также называемый «током с заблокированным ротором», представляет собой чрезмерный ток, протекающий внутри двигателя и его проводников в течение первых нескольких моментов после включения (включения) двигателя. Это потребление тока иногда называют «током заторможенного ротора», потому что ток, необходимый при запуске, чтобы начать вращение невращающегося обесточенного вала двигателя, очень похож на экстремальное потребление тока в моменты, когда двигатель перегружен до предела. В обоих случаях потребляемый ток таков, что требуется, когда двигатель пытается преодолеть холостой вал двигателя.

Устройства перегрузки по току, защищающие двигатель и его схемы, должны выдерживать этот кратковременный , но экстремальный всплеск тока, обеспечивая при этом соответствующую защиту от замыканий на землю и условий перегрузки двигателя.

Это может быть прекрасной чертой для ходьбы.

Пусковой ток двигателя является необходимым условием перегрузки

Итак, что такое пусковой ток двигателя? При первом включении двигателя переменного тока в цепи, питающей двигатель, возникает чрезмерный ток, значительно превышающий уровни тока, указанные на паспортной табличке двигателя. Высокое сопротивление часто встречается при запуске двигателя из статического (холостого) положения, и для начала вращения вала двигателя необходимо чрезмерное потребление тока.

Часто во время начального полупериода электрического тока при запуске двигателя (Примечание: полупериод в электрической системе с частотой 60 Гц равен 1/120 секунды продолжительности времени) пусковые токи достигают уровней В 20 раз больше, чем обычные уровни тока, возникающие при нормальной рабочей скорости двигателя. После этого начального броска тока двигатель начинает вращаться. В этот момент начальный пусковой ток спадает, уменьшаясь до уровня тока, равного 4-8-кратному нормальному рабочему току для этого двигателя. Этот уменьшенный, но все же сильно завышенный ток поддерживается лишь кратковременно, поскольку двигатель быстро достигает полной рабочей скорости, после чего ток падает до своего нормального рабочего уровня.

Пусковой ток и компоненты двигателя

При рассмотрении пускового тока полезно понять, что происходит внутри асинхронного двигателя переменного тока при первом включении. Мы знаем, что обмотки статора находятся под напряжением сразу после подачи питания. Переменный ток (AC), подаваемый на эту обмотку, создает переменное магнитное поле, а затем индуцирует это поле в роторе.

Разница в магнитных полях между обмоткой статора (стационарная группа медных обмоток в двигателе) и обмоткой ротора (обмотка вращающегося вала) вносит наибольший вклад в начальный пусковой ток при запуске. Как только ротор начинает вращаться, а затем догоняет магнитное поле статора, разница между двумя полями уменьшается, и пусковой ток падает пропорционально.

Конечно, мы знаем, что стандартный асинхронный двигатель переменного тока всегда испытывает скольжение примерно на градусов; два магнитных поля никогда полностью не синхронизируются, поскольку ротор всегда в некоторой степени отстает от поля обмотки статора. Это «скольжение» двигателя определяется как процентов от скольжения , а конечный крутящий момент, передаваемый валом двигателя, является результатом магнитной силы, индуцированной на валу двигателя, за вычетом этого скольжения.

Защита цепей двигателя

Национальный электротехнический кодекс требует нескольких уровней защиты при установке систем управления двигателем. Эта защита необходима для цепи питания двигателя ( защита от короткого замыкания и замыкания на землю ), ответвленной цепи двигателя ( защита от короткого замыкания и замыкания на землю ), а также для защиты двигателя от перегрузки, где ток течет к двигатель измеряется на каждой отдельной фазе цепи, питающей этот узел двигателя.

Понимание потенциального пускового тока двигателя (пусковой ток), в дополнение к номинальному напряжению двигателя, номинальной мощности (л.с.) и номинальному току при полной нагрузке (FLA), в сочетании с NEC, дает нам информация, необходимая для правильного подбора защиты от перегрузки по току/перегрузке для данного двигателя.

Хотя мы хотим, чтобы OCPD (устройство защиты от перегрузки по току), , будь то автоматический выключатель или предохранитель , обеспечивало максимальную защиту от короткого замыкания и перегрузки, нам также нужно игнорировать эти защитные устройства, в течение короткого периода времени, неизбежный пусковой ток, возникающий при запуске двигателя.

Автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени и предохранители с задержкой срабатывания, доступные для использования с разрешения, приведенного в 430.52 NEC, делают возможной эту защиту от короткого замыкания на землю в сочетании с защитой от перегрузки . Как автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени, так и предохранитель с выдержкой времени рассчитаны на то, чтобы выдерживать эти огромные пусковые токи в течение нескольких сотых долей секунды, необходимых для прохождения начального запуска двигателя. Выключатели с обратнозависимой выдержкой времени достигают этого за счет использования атрибута, называемого «кривой срабатывания», который, по существу, позволяет экстремальному, преувеличенному току оставаться на выключателе в течение до полсекунды или дольше, при этом все еще выполняя мгновенное отключение контактов выключателя, когда обнаружено прямое протекание тока короткого замыкания на землю.

Увеличение тока предохранителя или автоматического выключателя в диапазоне от 225 % до 400 % номинального тока цепи, доступное в Таблице 430. 52, мало что делает для сопротивления вышеупомянутому пусковому току. Однако , это позволило увеличить размер устройства перегрузки по току (автоматического выключателя или предохранителя), но поддерживает цепь в течение нескольких секунд сразу после начального пускового тока, поскольку ток спадает и снижается до нормального рабочего тока.

Встроенные свойства задержки, присутствующие в этих двух типах устройств максимального тока, в сочетании с увеличением размера, разрешенным для этих же устройств (разрешенным в T430.52), позволяют ответвленной цепи двигателя выдерживать мгновенная бомбардировка экстремальными пусковыми токами, возникающими при запуске двигателя.

Следующее руководство поможет вам сделать правильный выбор защиты CB.

Для стандартной защиты от короткого замыкания с помощью автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени мы используем следующее:

1. Используйте таблицы с 430.247 по 430.250 для определения FLC двигателя. (Обратите внимание, что мы не используем информацию с паспортной таблички двигателя).
2. Из таблицы 430.52 находим правильное максимальное значение уставки для стандартной защиты от короткого замыкания
3. Умножаем FLC двигателя на значение в таблице 430.52
4. Мы округляем ближайший стандартный рейтинг, указанный в Таблице 240.6(A).

В соответствии с разделом Кодекса 430.52(C)(1)(c) мы находим исключение из разрешений, предоставленных для определения параметров автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени, указанных в Таблице 430.52. Читаем: Если номинал автоматического выключателя, определенный T430.52, недостаточен для пускового тока (пускового тока), испытываемого двигателем, электрику разрешается увеличить размер автоматического выключателя еще больше, до максимального 400% для нагрузок, которые не превышают 100 ампер. И максимум до 300% для нагрузок, которые больше 100 ампер.

Плавкие предохранители, используемые вместо автоматических выключателей

Что касается предохранителей, выбранных в качестве устройства максимального тока, вместо автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени, мы по-прежнему используем Таблицу 430.52 для начального выбора, но существуют дополнительные и более строгие правила, которые существуют для увеличения размеров этих предохранителей за пределами Таблицы. , чтобы преодолеть пусковой ток. Эти дополнительные правила и ограничения приведены в разделе Кодекса 430.52(C)(1).

Руководство по пусковым и рабочим токам и номинальным значениям двигателей

Предостережение : Следующая статья основана на таблицах, стандартах и ​​номенклатуре Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA). Это несколько отличается от индийской и европейской практики. Обозначения классов применимы только к двигателям, совместимым с NEMA, которые используются только в США. Однако логика и схема расчетов везде одинаковы. Следовательно, читатель предостерегается следовать только логической последовательности вычислений.

Пусковой ток двигателя

Когда типичные асинхронные двигатели подаются под напряжение, в двигатель поступает гораздо больший ток, чем обычный рабочий ток, чтобы создать магнитное поле, окружающее двигатель, и преодолеть недостаток углового момента двигателя. и его нагрузка. Когда скорость двигателя увеличивается до скорости скольжения, потребляемый ток уменьшается, чтобы соответствовать (1) току, требуемому при подаваемом напряжении для питания нагрузки, и (2) потерям на ветер и трение в двигателе, а также в системе нагрузки и трансмиссии. Двигатель, работающий на скорости скольжения и выдающий номинальную мощность в лошадиных силах в качестве нагрузки, должен потреблять ток, указанный на паспортной табличке, и этот ток должен удовлетворять уравнению 9.0006

Мощность = ( напряжение X ток X коэффициент мощности X КПД двигателя X √ 3 ) / 746

коэффициент мощности от 80 до 90 процентов. Меньшие типовые асинхронные двигатели имеют КПД при полной нагрузке примерно 92%, тогда как КПД больших типовых асинхронных двигателей при полной нагрузке составляет примерно 97,5%.

Поскольку производится много типов асинхронных двигателей, пусковой ток от отдельного двигателя важен при проектировании системы электропитания для этого двигателя. Для этого на заводской табличке каждого двигателя имеется кодовая буква, указывающая номинальную стартовую нагрузку двигателя в киловольтамперах/л.с. Таблица этих кодовых букв и их значений в приблизительных кВА и лошадиных силах показана в следующей таблице.

Использование этих значений, ток INRUSH для специфического двигателя может быть рассчитано как

I _INRUSH = (

I _Inrush = (

I _Inrush = (

I _Inrush = (

I _Inrush = (

I _{. 1000 ) / ( √3 X Напряжение )}

Пример этого расчета для двигателя мощностью 50 л.с. с кодовой буквой G, работающего при напряжении 460 В, показан ниже. постоянные нагрузки в кВА предъявляют к системе электроснабжения чрезвычайные требования по сравнению с требованиями к постоянным нагрузкам в киловаттах. Для их пуска система защиты от перегрузки по току должна допускать протекание пускового тока, также называемого током заблокированного ротора, в течение нормального периода пуска, а затем перегрузочный ток при работе двигателя должен быть ограничен примерно номинальным током при полной нагрузке, указанным на паспортной табличке. Если продолжительность тока заторможенного ротора слишком велика, двигатель будет перегреваться из-за накопления тепла I2R, а если длительное потребление тока двигателем слишком велико, двигатель также будет перегреваться из-за нагрева I2R. Национальный электротехнический кодекс устанавливает ограничения как на пусковой ток, так и на рабочий ток, а также предоставляет методологию для определения номинального тока и мощности выключателя двигателя.

В таблице 430-152 Национальных электротехнических норм и правил приведены максимальные настройки устройств перегрузки по току перед ответвленной цепью двигателя, и части этой таблицы воспроизведены ниже

Рабочий ток двигателя                                                        

Следующие рисунки иллюстрируют расчеты во время их работы, необходимые для определенных типов двигателей, чтобы обеспечить их защиту при проектировании электрических цепей.

Таблица токов полной нагрузки для трехфазных асинхронных двигателей (часть таблицы 430-150 NEC).

Calculating Motor Branch-Circuit Overcurrent Protection and Wire Size

Статья 430-52 Национального электротехнического кодекса определяет, что минимальный размер ответвленной цепи двигателя должен быть рассчитан на 125 процентов от тока полной нагрузки двигателя, указанного в таблице 430-150 для двигателей, которые работают в непрерывном режиме, а Раздел 430-32 требует чтобы номинал отключения при длительной перегрузке не превышал 115 % тока двигателя, указанного на паспортной табличке, если на двигателе не указано иное. Обратите внимание, что значения срабатывания защиты от перегрузки по току ответвленной цепи (долговременная часть термомагнитного срабатывания автоматического выключателя и ток кривой плавления предохранителя) изменены согласно таблице 430-22b для двигателей, которые не работают непрерывно.

Это показано на примере задачи. Рассмотрим показанную схему.

A 40 л.с., 460 В, 3 фазы, кодовая буква G, эксплуатационный коэффициент 1,0 планируется для работы от 460 В, 3 фазы системы. Ампер на заводской табличке 50А. Двигатель рассчитан на непрерывный режим работы и постоянную нагрузку. Решить минимальные размеры элементов ответвленной цепи?

1. Возьмите ток полной нагрузки двигателя из таблицы 430-150 как 52 А, что выше значения, указанного на паспортной табличке.

2. Определите сечение провода: 125 % от 52 А = 65 А.

3. Определите настройку выключателя с обратнозависимой выдержкой времени: 250 % от 52 А = 130 А, следующий стандартный номинал — 150 А.

4. Определить номинал тепловых перегрузок: 115 % от 50 А (ток на паспортной табличке) = 57,5 ​​А

5. Определить номинальный ток разъединителя: 115 % от 52 А = 59,8 А

6. Определить номинал контроллера HP: 40 HP (такой же, как HP на паспортной табличке двигателя)

Завершенная схема будет выглядеть следующим образом.

NEC Классы крутящего момента и характеристики

Excerpts from EC&M’s Electrical Calculations Handbook, by John M Paschal, Jr: Опубликовано McGraw-Hill, 2001.

Падение напряжения из-за запуска асинхронного двигателя – нарушение напряжения

Пусковой ток двигателя : Пуск асинхронного двигателя при полном напряжении (также известный как пуск от сети или прямой пуск от сети) приводит к нежелательному эффекту потребления в пять-десять и более раз тока полной нагрузки двигателя. Обычно этот пусковой ток асинхронного двигателя сохраняется до тех пор, пока двигатель не достигнет скорости, близкой к его синхронной скорости (номинальной скорости). Асинхронные двигатели в пусковых условиях имеют чрезвычайно низкий коэффициент мощности около 10-30%. Сочетание большого пускового тока и низкого коэффициента мощности приведет к большому падению напряжения на полном сопротивлении системы. В этой статье приведен калькулятор пускового тока трехфазного двигателя.

Большое падение напряжения, создаваемое пуском асинхронного двигателя, может вызвать два основных типа проблем:

1. Сам пусковой двигатель может не разогнаться до номинальной полной скорости из-за низкого напряжения на шине. Помните, что пусковой момент асинхронного двигателя зависит от квадрата приложенного напряжения.
2. Падение напряжения, вызванное запуском асинхронного двигателя, может привести к тусклому освещению, отключению контакторов, отключению частотно-регулируемых приводов и т. д.

Провал напряжения – среднеквадратичное значение

Электрическая эквивалентная схема асинхронного двигателя

Чтобы понять, почему запуск асинхронного двигателя вызывает провалы напряжения и высокий пусковой ток, важно понимать эквивалентную схему асинхронного двигателя. Общее представление эквивалентной схемы асинхронного двигателя представлено на рисунке ниже.

Модель асинхронного двигателя

Эквивалентная схема пофазного асинхронного двигателя в нормальном установившемся режиме показана выше. Вот основные импедансы и сопротивления для понимания:

R _S = Сопротивление статора ω

x _S = Импеданс статора ω

R _C = Устойчивость к потерю ядер ω

x _M = Magnetizing ormavence ω

x _M = Magnetizing ormaved rom

x _M = Magnetizing rom. относительно статора Ω

X _r = полное сопротивление ротора относительно статора Ω

S = скольжение, которое представляет собой отношение разности между синхронной скоростью (n _s ) и скоростью вращения ротора (n _m ) к синхронная скорость. Скольжение = (n _s – n _m )/ n _s

Сопротивление потерь в сердечнике и импеданс намагничивания двигателя будут намного больше, чем импеданс ротора во время пусковых условий, поэтому мы можем его игнорировать. Эквивалентная схема для асинхронного двигателя после модификации будет выглядеть следующим образом:

Упрощенная модель асинхронного двигателя

Данные паспортной таблички двигателя

Расчет падения напряжения при пуске двигателя трансформатор, как показано. Х _t — реактивное сопротивление утечки трансформатора, а X _LR — реактивное сопротивление двигателя с заторможенным ротором. Поскольку обмотки многих двигателей соединены треугольником, важно преобразовать реактивное сопротивление в эквивалентное ему соединение звездой. Это значение также можно рассчитать, используя KVA с заторможенным ротором. Анализ пускового тока двигателя предполагает сбалансированные условия, поэтому используются только импедансы прямой последовательности. Импеданс системы электроснабжения определяется как X ₁ .

Минимальное напряжение при пуске двигателя можно рассчитать с помощью:

Пусковой ток двигателя можно рассчитать, используя:

Расчет коэффициента пусковой мощности двигателя

Для оценки пускового коэффициента мощности двигателя необходимо включить резистивную составляющую импеданса заторможенного ротора.

Коэффициент мощности, рассчитанный выше, представляет собой коэффициент мощности двигателя с заторможенным ротором или коэффициент мощности при пуске двигателя. Стандартный пусковой коэффициент мощности двигателя составляет 10–30 %.

Если значение полного сопротивления сети (X ₁ ) и реактивного сопротивления утечки трансформатора (X _t ) недоступно, приблизительный пусковой коэффициент мощности можно рассчитать, используя:

Используя кодовую букву NEMA для оценки падения напряжения и Starting Current

Часто полное сопротивление сети невозможно рассчитать. Проект может находиться на стадии проектирования или просто информации может не быть. В этих случаях для оценки пускового тока двигателя с заблокированным ротором можно использовать кодовую букву NEMA, выбитую на двигателе.

Аналогичным образом можно рассчитать падение напряжения при пуске двигателя. Полное сопротивление трансформатора, питающего двигатель, обычно доступно, и эту информацию можно использовать для расчета пускового напряжения.

, где LRA означает ток двигателя с заблокированным ротором.

Кодовая буква NEMA

Следующий калькулятор можно использовать для расчета пускового падения напряжения и пускового тока двигателя с использованием предположения о бесконечном источнике . Для расчета пускового тока асинхронного двигателя используются фактические данные с паспортной таблички двигателя и данные об импедансе системы.

Если кодовая буква NEMA неизвестна, но известен пусковой ток двигателя, то с помощью приведенного выше уравнения пускового тока можно получить приблизительную кодовую букву NEMA.

Влияние мощности короткого замыкания сети на просадку пускового напряжения двигателя

В приведенном выше обсуждении импедансом источника сети пренебрегается. Обычно это нормально, особенно если на стороне питания трансформатора есть трансформатор. В импедансе источника преобладает импеданс трансформатора, и пренебрежение импедансом сетевого источника обычно приводит лишь к незначительным ошибкам.

Если полное сопротивление источника высокое (слабая система электроснабжения или генератор) или когда двигатель питается напрямую от сети, включение импеданса источника даст более точные величины падения напряжения.

Мощность трехфазного короткого замыкания на клеммах двигателя можно рассчитать, используя:

Падение напряжения при пуске двигателя можно рассчитать, используя:

Где,

Используйте этот калькулятор для расчета двигателя пусковое падение напряжения с учетом импеданса источника питания .

Если кодовая буква NEMA неизвестна, но известен пусковой ток двигателя, то с помощью приведенного выше уравнения пускового тока можно получить приблизительную кодовую букву NEMA.

Дополнительные показания:

Полное сопротивление трансформатора: Почему полное сопротивление указано в процентах?

Расчет импеданса источника в энергосистеме

Компоненты последовательности

Ссылка: Основы качества электроэнергии, Surya Santoso

мощность — Пусковой ток асинхронного двигателя

спросил
7 лет, 1 месяц назад

Изменено
1 год, 6 месяцев назад

Просмотрено
79 тысяч раз

\$\начало группы\$

Как рассчитать пусковой ток асинхронного двигателя, если у меня есть мощность в киловаттах и ​​напряжение? Я искал формулы, но я запутался.

Я рассчитал ток полной нагрузки, разделив мощность на напряжение (p=VI). Я также не уверен в расчете тока полной нагрузки.

Также я знаю, что ток пускового двигателя выше, чем ток полной нагрузки, это правильно?

мощность ток двигатель асинхронный двигатель

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Невозможно рассчитать пусковой ток или ток блокировки ротора (LRA) без дополнительной информации!

Однофазный или трехфазный? Конструкция двигателя NEMA B, C или D?

Что значит академическое образование? Напряжение 15В при мощности 132кВт для асинхронного двигателя бессмысленно. Вы просто не умеете составлять числа. Вы также используете \$P = V\I\$, то есть мощность постоянного тока.

Вам лучше поискать паспортную табличку двигателя и исходить оттуда.

Возьмем трехфазный асинхронный двигатель мощностью 150 л.с., 1789 об/мин, 460 В, конструкция B, код G. Таким образом, номинальный ток составляет 163 А с коэффициентом мощности 0,897 и КПД 96,2%.

Код G дает вам кВА с заблокированным ротором на основе л.с. КВА с заблокированным ротором позволит вам рассчитать LRA. Код G = 5.6 до 6.3, но не включая его. Худший случай = 6,3.

$$150л.с. \x 6,3 = 945 кВА$$

$$ S = \sqrt {3}\ V_{Line}\ I_{Line} $$
$$ I_{Line} = \frac {S} {\sqrt {3}\ V_{Line}} = \frac {945 кВА} {\sqrt {3} \times 460V} = 1,186A $$

LRA будет между 1102 А и < 1186 А против 163 А или от 676% до 728% от тока полной нагрузки.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Вам необходимо проверить спецификацию двигателя. Номер, который вы ищете, называется Locked Rotor Amps (LRA).

Этот номер обычно указан на табличке с техническими характеристиками, прикрепленной к двигателю, вместе с напряжением, частотой и рабочим током.

Как бы то ни было, ток LRA часто НЕ связан напрямую с рабочим током. Два разных двигателя с одинаковыми характеристиками могут иметь совершенно разные пусковые токи.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Пусковой ток зависит от типа пуска двигателя.

• Прямое подключение к сети от 5 до 9 раз больше тока двигателя.
• S D звезда треугольник 4 раза
• Устройство плавного пуска от 2 до 4
• Регулятор частоты вращения от 0 до I

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Если у вас нет спецификаций для фактического двигателя, лучший способ оценить пусковой ток и ток при полной нагрузке — просмотреть опубликованные спецификации аналогичного двигателя. Пусковой ток обычно намного выше тока полной нагрузки, до 600%, а иногда и выше.

\$\конечная группа\$

6

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Однофазные асинхронные двигатели | Двигатели переменного тока

Трехфазный двигатель может работать от однофазного источника питания. Однако он не запустится самостоятельно. Его можно запускать вручную в любом направлении, набирая скорость за несколько секунд. Он будет развивать только 2/3 номинальной мощности 3-φ, потому что одна обмотка не используется.

3-фазный двигатель работает от 1-фазной мощности, но не запускается

Одна катушка однофазного двигателя магнитное поле, а пульсирующее поле, достигающее максимальной интенсивности при 0° и 180° эл.

Однофазный статор создает невращающееся пульсирующее магнитное поле вращения на 0° (рисунок выше-а) и 180° (рисунок д). Когда вектора поворачиваются на 90° и -90°, они компенсируются на рисунке c.

При углах 45° и -45° (рис. b) они частично складываются по оси +x и компенсируются по оси y. Аналогичная ситуация существует на рисунке d. Сумма этих двух векторов представляет собой вектор, стационарный в пространстве, но меняющий полярность во времени. Таким образом, пусковой момент не создается.

Однако, если ротор вращается вперед со скоростью, немного меньшей синхронной скорости, он будет развивать максимальный крутящий момент при 10% проскальзывании по отношению к вектору прямого вращения. Меньший крутящий момент будет развиваться выше или ниже 10% скольжения.

Проскальзывание ротора составляет 200–10 % относительно вектора магнитного поля, вращающегося в противоположных направлениях. Небольшой крутящий момент (см. кривую крутящего момента в зависимости от скольжения), кроме двухчастотной пульсации, возникает из-за вращения вектора в противоположных направлениях. Таким образом, однофазная катушка будет развивать крутящий момент после запуска ротора.

Если ротор запустить в обратном направлении, он разовьет такой же большой крутящий момент, когда приблизится к скорости вектора обратного вращения.

Однофазные асинхронные двигатели имеют медную или алюминиевую короткозамкнутую клетку, встроенную в цилиндр из стальных пластин, типичный для многофазных асинхронных двигателей.

Двигатель с постоянно разделенным конденсатором

Одним из способов решения проблемы однофазного двигателя является создание двухфазного двигателя, получающего двухфазное питание от однофазного. Для этого требуется двигатель с двумя обмотками, разнесенными на 90 ° электрический, питаемый двумя фазами тока, смещенными во времени 90 ° . Это называется двигателем с постоянно разделенным конденсатором.

Асинхронный двигатель с постоянно разделенными конденсаторами

В этом типе двигателя наблюдается повышенная величина тока и сдвиг времени назад по мере того, как двигатель достигает скорости, с пульсациями крутящего момента на полной скорости. Решение состоит в том, чтобы конденсатор (сопротивление) был небольшим, чтобы минимизировать потери.

Потери меньше, чем для двигателя с расщепленными полюсами. Эта конфигурация двигателя хорошо работает до 1/4 лошадиных сил (200 Вт), хотя обычно применяется к двигателям меньшего размера. Направление двигателя легко изменить, включив конденсатор последовательно с другой обмоткой. Этот тип двигателя может быть адаптирован для использования в качестве серводвигателя, описанного в другом месте этой главы.

Однофазный асинхронный двигатель со встроенными обмотками статора

Однофазные асинхронные двигатели могут иметь катушки, встроенные в статор для двигателей большего размера. Тем не менее, меньшие размеры используют менее сложные для создания сосредоточенных обмоток с выступающими полюсами.

Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

На приведенном ниже рисунке для запуска однофазного асинхронного двигателя через вспомогательную обмотку можно использовать конденсатор большей емкости, если он отключается центробежным выключателем, как только двигатель набирает скорость. Кроме того, вспомогательная обмотка может состоять из гораздо большего количества витков более толстого провода, чем используется в двигателе с расщепленной фазой сопротивления, чтобы смягчить чрезмерное повышение температуры.

В результате для тяжелых нагрузок, таких как компрессоры кондиционера, доступен больший пусковой крутящий момент. Эта конфигурация двигателя работает настолько хорошо, что доступна в размерах с несколькими лошадиными силами (несколько киловатт).

Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

Вариант двигателя с пусковым конденсатором (рис. крутящий момент, но оставьте конденсатор меньшего номинала после пуска, чтобы улучшить рабочие характеристики и не потреблять чрезмерный ток. Дополнительная сложность двигателя с конденсаторным приводом оправдана для двигателей большего размера.

Асинхронный двигатель с конденсатором электролитические конденсаторы. Такие электролитические конденсаторы, рассчитанные на переменный ток, имеют настолько высокие потери, что их можно использовать только в повторно-кратковременном режиме (1 секунда включена, 60 секунд выключена), например при запуске двигателя.

Конденсатор для работы двигателя не должен быть электролитическим, а полимерным с меньшими потерями.

Сопротивление асинхронного двигателя с расщепленной фазой

Если во вспомогательной обмотке намного меньше витков, меньший провод расположен под углом 90 ° к основной обмотке, он может запустить однофазный асинхронный двигатель. При более низкой индуктивности и более высоком сопротивлении ток будет испытывать меньший фазовый сдвиг, чем основная обмотка.

Можно получить около 30 ° разности фаз. Эта катушка создает умеренный пусковой момент, который отключается центробежным выключателем на 3/4 синхронной скорости. Эта простая схема (без конденсатора) хорошо подходит для двигателей мощностью до 1/3 лошадиных сил (250 Вт), приводящих в движение легко запускаемые нагрузки.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой сопротивления

Этот двигатель имеет больший пусковой момент, чем двигатель с расщепленными полюсами (следующий раздел), но не настолько, как двухфазный двигатель, собранный из тех же деталей . Плотность тока во вспомогательной обмотке во время пуска настолько высока, что последующее быстрое повышение температуры исключает частые повторные пуски или медленные пусковые нагрузки.

Корректор коэффициента мощности Nola

Франк Нола из НАСА предложил корректор коэффициента мощности для повышения эффективности асинхронных двигателей переменного тока в середине 19-го века.70-е годы. Он основан на предположении, что асинхронные двигатели неэффективны при меньшей нагрузке, чем полная. Эта неэффективность коррелирует с низким коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности меньше единицы из-за тока намагничивания, необходимого статору. Этот фиксированный ток составляет большую долю от общего тока двигателя по мере уменьшения нагрузки двигателя. При малой нагрузке полный ток намагничивания не требуется. Его можно уменьшить, уменьшив приложенное напряжение, улучшив коэффициент мощности и эффективность.

Корректор коэффициента мощности определяет коэффициент мощности и снижает напряжение двигателя, тем самым восстанавливая более высокий коэффициент мощности и уменьшая потери.

Поскольку однофазные двигатели примерно в 2-4 раза менее эффективны, чем трехфазные двигатели, для двигателей 1-φ существует потенциальная экономия энергии. Для полностью нагруженного двигателя нет экономии, поскольку требуется весь ток намагничивания статора.

Напряжение нельзя уменьшить. Но есть потенциальная экономия от менее чем полностью загруженного двигателя. Двигатель с номинальным напряжением 117 В переменного тока рассчитан на работу при напряжении от 127 до 104 В переменного тока. Это означает, что он не полностью загружен при работе от напряжения выше 104 В переменного тока, например, холодильник на 117 В переменного тока.

Регулятор коэффициента мощности может безопасно понизить напряжение сети до 104–110 В переменного тока. Чем выше начальное линейное напряжение, тем больше возможная экономия. Конечно, если энергетическая компания поставляет напряжение ближе к 110 В переменного тока, двигатель будет работать более эффективно без каких-либо дополнительных устройств.

Любой однофазный асинхронный двигатель, практически не работающий, с 25% FLC или менее, является кандидатом на PFC. Тем не менее, он должен работать большое количество часов в год. И чем больше времени он простаивает, как в лесопильном станке, пробивном прессе или конвейере, тем больше вероятность того, что контроллер окупится за несколько лет эксплуатации.

Платить за него должно быть в три раза легче, чем за более эффективный 3-φ-двигатель. Стоимость PFC не может быть возмещена для двигателя, работающего всего несколько часов в день.

Резюме: Однофазные асинхронные двигатели

• Однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно без вспомогательной обмотки статора, приводимой в действие противофазным током около 90 ° .