ЕЛЕКТРОТЕХНІКА У БУДІВНИЦТВІ

Пуск синхронного двигуна

Для самостійного пуску (без розгінного двигуна) у роторі СД укладається спеціальна короткозамкнена пускова обмотка по типу білячої клітки. Її елемен­ти показані на рис. 12.11,в. Вона складається із стежнів 1, які укладаються в пе­редбачені для цього пази, полюсних наконечників і двох замикаючих кілець 2, якими по торцях ротора стрижні з'єднуються між собою. Стрижні виготовляють з латуні, алюмінієвої бронзи та інших сплавів з підвищеним питомим опором. Іноді обходяться без пускової обмотки, але в цьому випадку полюсні наконеч­ники роблять суцільними. По торцях вони електрично з'єднуються накладками, що утворюють короткозамкнений контур, який виконує роль пускової клітки. У швидкохідних двигунах з неявнополюсним ротором функції білячої клітки ви­конують поверхневі шари масивного циліндричного осердя ротора. При цьому СД пускається в хід за способом асинхронного пуску. Схема такого пуску по­дана на рис. 12.12,а.

а б

Рис.12.12 - Схеми асинхронного пуску СД: а - з пусковим реостатом; б - з підключеним збудником

Статор двигуна 1 включається в мережу трифазного струму на повну на­пругу (прямий пуск) або на знижену напругу, якщо необхідно зменшити вплив пускового струму. Обертове магнітне поле статора індуктує у пусковій корот - козамкненій обмотці 2 ЕРС і струм, який взаємодіє з полем і створює обертовий момент. Ротор приходить в обертання, як і в АД. За рахунок асинхронного мо­менту він досягає швидкості обертання, при якій ковзання звичайно не переви­щує 0,05. Виконання пускової обмотки із збільшеним активним опором дозво­ляє одержати достатній пусковий момент. На час розгону ротора до зазначеного ковзання (s = 0,05) обмотка збудження 3 замикається на зовнішній опір Rn, який повинен бути в 10 - 15 разів більшим за її власний. Це необхідно тому, що обер­тове поле індуктує також в обмотці збудження ЕРС, яка в початковий момент пуску може виявитися значною, небезпечною для ізоляції обмотки і для персо­налу. Після досягнення ротором швидкості, близької до синхронної (s ~ 0,05), обмотка збудження перемикається на живлення постійним струмом від збудни­ка. При цьому, крім асинхронного моменту, пропорційного ковзанню, з'явля­ється синхронний момент від взаємодії струму якоря з постійним магнітним полем ротора, який залежить від струму збудження (ЕРС Е0) і кута 0.

Внаслідок ковзання кут 0 безупинно змінюється і в проміжки часу, коли 0 < 0 < 180°, синхронний момент, додаючись до асинхронного, прискорює ро­тор, і ковзання зменшується. При досягненні s = 0 двигун після деяких хитань біля синхронної швидкості входить у синхронізм і продовжує працювати як синхронний. Кут 0 при цьому більший за нуль і менший за 90°. В робочому режимі струм і ЕРС пускової обмотки дорівнюють нулю, дорівнює нулю і її асинхронний момент, оскільки ротор обертається з синхронною швидкістю. Однак при змінах навантаження, коли відбувається зміна кута 0 і кута між осями полів 0/p, пускова клітка позитивно впливає, зменшуючи хитання рото­ра біля нового положення, що відповідає навантаженню, яке змінилося.

Використовують також асинхронний пуск СД з наглухо підключеним збудником. Схема такого пуску показана на рис. 12.12,б. У цьому випадку об­
мотка збудження 3 підключається до якоря збудника 4 (змонтованого на одно­му валу з ротором СД) з самого початку пуску. В міру розгону двигун збуджу­ється і по досягненні швидкості, близької до синхронної, входить у синхронізм.

Асинхронному пуску СД властиві ті ж недоліки, що й пуску асинхронних короткозамкнених двигунів, головним з яких є великий пусковий струм. Для обмеження пускового струму великих двигунів прибігають до зниження на час пуску напруги, яка подається на статор, за допомогою реакторів (індуктивних опорів), що включаються послідовно до кола статора (реакторний пуск) або за допомогою автотрансформаторів (автотрансформаторний пуск). Керування пу­ском СД у сучасних установках звичайно автоматизують.