|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Про запуск трифазного двигуна від однофазної мережі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни У статті розглядаються негативні сторони запуску трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором від однофазної мережі змінного струму шляхом перемикання його обмоток статора із зірки на трикутник, наводяться схеми пуску, що виключають ці недоліки. [1] пропонується запускати потужні (2...7 кВт) і високошвидкісні (3000 об/хв і більше) трифазні електродвигуни (ЕД) від однофазної мережі перемиканням його обмоток статора з зірки на трикутник. Причому нормальною робочою сполукою обмоток є з'єднання трикутником. Тобто в замітці йдеться про пуск серійних трифазних асинхронних ЕД, розрахованих на напругу 220/380 В. Пропонований спосіб пуску, згідно з існуючою класифікацією, відноситься до способів пуску при зниженій напрузі і, як відомо, основна мета такого пуску - зниження пускового струму ЕД, т.к. останній в момент включення до мережі працює практично в режимі короткого замикання. Пуск ЕД при зниженій напрузі застосовують при обмеженій потужності мережі. Крім зазначеної емпіричної формули [2], за якою визначають можливість прямого пуску ЕД, існують також наступні обмеження по потужності двигунів, що запускаються безпосередньо від мережі. При живленні ЕД від трансформатора, який працює на суто силову мережу, гранична потужність двигуна повинна становити 20% потужності трансформатора при частих пусках і 30% при рідкісних. У випадках роботи трансформатора на змішане навантаження (силова та освітлювальна) гранична потужність ЕД становить 4% потужності трансформатора при частих пусках і 8% при рідкісних. При живленні ЕД електростанції малої потужності - 12% потужності електростанції. Таким чином, ЕД, які виходять за межі цих обмежень, необхідно запускати при зниженій напрузі, що пропонується автором нотатки [1], шляхом перемикання обмоток ЕД з зірки на трикутник. Однак за цим способом пуску крім [2] необхідно висловити такі міркування. 1. Асинхронні ЕД при промисловій частоті не можуть мати частоту обертання більше 3000 об/хв, як зазначає автор [1]: n1=60f1/p=60Ч50=3000 об/мин, де р – число пар полюсів машини. Тільки асинхронні ЕД подвійного харчування, про які автор цієї статті передбачає розповісти в майбутньому, дозволяють подвоїти швидкість обертання асинхронних ЕД, а саме: отримати додатково нестандартну синхронну швидкість обертання 2000 об/хв і 6000 об/хв при промисловій частоті 50 Гц. Тому, що має на увазі автор [1], коли пише про запуск ЕД на 3000 об/хв і більше, важко сказати. 2. Практична реалізація пропонованого їм відомого способу пуску передбачає наявність у ЕД шести вивідних кінців. Оскільки ЕД найпоширенішої серії 4А потужністю 0,06...0,37 та 0,55...11 кВт мають три висновки (С1, С2, С3) при з'єднанні обмоток зіркою або трикутником [3], то "наші умільці" як відчували, і будуть відчувати серйозні труднощі із запуску трифазних ЕД цієї серії зазначеного автором [1] діапазону потужностей (2...7 кВт), т.к. для них використовувати пропоноване перемикання статора обмоток із зірки на трикутник неможливо. Якщо доторкнутися до асинхронних ЕД нової уніфікованої серії АІ [4], розробленої свого часу спільно з країнами Інтерелектро, яка відповідала перспективному рівню розвитку світового електромашинобудування, то і тут спостерігається подібна картина: ЕД потужністю від 0,55 до 11 кВт виконані на напруги 220, 380 і 660 при поєднанні фаз в трикутник або зірку з трьома вивідними кінцями (С1, С2, С3). Таким чином, і тут запропоноване рішення використати неможливо. Візьмемо тепер ЕД загального призначення старішої серії А2 і А02, яка була розроблена в 1957-1959 роках. і мала дев'ять габаритів, то ці ЕД до п'ятого габариту включно (0,8...13 кВт) також виготовлялися з трьома вивідними кінцями (С1, С2, C3) на напругу 220, 380, 660 при схемі з'єднання обмотки трикутник або зірка [4]. Таким чином, ця серія під пропоноване рішення автора [1] не підходить. Отже, пропоноване рішення щодо пуску трифазних ЕД потужністю 2...7 кВт від однофазної мережі перемиканням його обмоток із зірки на трикутник може мати дуже і дуже обмежене застосування (для ЕД, які виконані на спеціальне замовлення споживача з шістьма вивідними кінцями) або необхідне розбирання ЕД, що, звісно, небажано. 3. З технічної літератури сорокарічної давності [5] відомо, що способи пуску перемиканням обмоток із зірки на трикутник, зміною числа пар полюсів практичного застосування майже не мають, а застосовують переважно реакторний або автотрансформаторний пуск. Як зазначається в [6], недоліком пуску ЕД перемиканням його обмоток із зірки на трикутник у порівнянні з реакторним або автотрансформаторним є той факт, що при пускових перемиканнях ланцюга обмоток ЕД розриваються, а це призводить до виникнення комутаційних перенапруг, що, природно, знижує надійність роботи ЕД та комутаційних апаратів. Крім того, при перемиканнях мають місце значні поштовхи в механічній частині ЕД, особливо коли пуск здійснюється під навантаженням. У [7] пояснюються причини спрацьовування захисту ЕД при перемиканнях із зірки на трикутник. Справа в тому, що при такому перемиканні часто виникає кидок струму в ланцюзі живлення ЕД, який може перевищувати значення звичайного пускового струму в 2,88 рази. Цей кидок струму і призводить до спрацьовування захисту ланцюга живлення ЕД. Щоб уникнути подібного, пропонується спосіб безрозривного перемикання з зірки на трикутник. В цьому випадку кидок пускового струму в момент перемикання не перевищує значення пускового струму при прямому запуску ЕД. На рис.1 показана схема безрозривного перемикання обмоток трифазного асинхронного ЕД із зірки на трикутник. У таблиці наведено послідовність перемикання контактів комутаційної апаратури даної схеми.
Як видно з принципової схеми, вона відносно складна, вимагає чотири магнітні пускачі і три пускові резистори.
4. Автор нотатки [1] пропонує однофазне включення ЕД при з'єднанні його обмоток "голим" трикутником у робочому режимі і тільки. Як відомо, використання потужності габариту у разі складе 50...60% і корисна потужність ЕД виявиться приблизно 1...3,5 кВт для зазначеного автором [1] діапазону потужностей 2...7 кВт, тобто. вона значно знижується, у своїй магнітне полі ЕД стає еліптичним. Для еліптичного поля характерна мінливість миттєвої швидкості обертання просторового вектора результуючої магніторушійної сили і, відповідно, магнітного поля ЕД, що може стати причиною виникнення вібрацій, особливо при малих моментах інерції ротора, що характерно для швидкохідних ЕД, для яких, власне, і пропонується автором 1] використовувати спосіб пуску перемиканням обмоток (3000 об/хв і більше). Еліптичне поле передбачає наявність в ЕД прямого (крутного) моменту та зворотного (гальмівного). Наявність зворотного моменту призводить до погіршення робочих характеристик в однофазному режимі, а саме: двигун має значно гірші значення ККД та коефіцієнта потужності. З метою покращення енергетичних показників ЕД під час роботи в однофазному режимі, кращого використання потужності габариту необхідно їх експлуатувати з робочим конденсатором, наприклад, як показано в [2]. І тут використання потужності габариту досягає 80...100%, а значення коефіцієнта потужності наближається до одиниці. Це означає, що ЕД практично не споживає реактивну енергію з мережі, в результаті режим роботи лінії живлення полегшується, а її пропускна здатність збільшується. На рис.2 показано автотрансформаторну схему пуску трифазного ЕД в однофазному режимі. Схема містить звичайний лабораторний автотрансформатор (ЛАТР), наприклад дев'ятиамперний, який дозволяє плавно запускати ЕД потужністю приблизно до 2...3 кВт. За наявності шести висновків обмотки статора ЕД дві з них - А і включають зустрічно. Змінюючи місцями кінці обмотки З, можна змінювати напрямок обертання ЕД.
Перед включенням ЕД в мережу двигун ЛАТР встановлюють в крайнє нижнє положення, потім включають пакетний вимикач А1 і плавно збільшують напругу на ЕД переміщенням двигуна вгору, встановлюючи номінальну напругу на двигуні, навіть якщо воно знижено в мережі. Схема дозволяє також у певних межах регулювати частоту обертання ЕД зміною величини напруги з його затискачах. Використання потужності габариту для даної схеми становить 80...94%, коефіцієнт потужності близький до одиниці, пусковий момент приблизно втричі більший у порівнянні з іншими схемами. За наявності лише трьох висновків обмотки статора С1, С2, С3 двигуна, останній висновками С1 і С3 приєднується до вихідних клем 1 і 2 ЛАТР (див. рис.2). Автотрансформатор можна включити і послідовно в ланцюг ЕД, як показано на рис.3, для випадку, наприклад, коли ЕД має тільки три вивідні затискачі С1, С2, С3. У цьому випадку він перетворюється на регульований дросель (індуктивний опір). Перед пуском рухомий контакт ЛАТРа виставляють крайнє праве становище, тобто. всю його обмотку включають послідовно з ЕД. У міру розгону останнього обмотку ЛАТР поступово виводять з роботи, пересуваючи рухомий контакт в крайнє ліве положення, як показано на рис.3 пунктиром. У цьому пуск ЕД закінчується.
Природно, для схеми, показаної на рис.3, замість ЛАТР можна використовувати лабораторний повзунковий дротяний резистор (реостат), наприклад, типу РСП на 7 Ом і струм 7 ... 10 А, що цілком достатньо і набагато дешевше для ЕД потужністю до 2 ...З кВт в однофазному режимі. При цьому рухомий контакт (повзунок) для надійності необхідно з'єднати з одним із крайніх висновків. Запускаючи ЕД реостатом, слід мати на увазі, що реостат потрібно виводити з роботи плавно і до кінця, не затримуючи його повзунок у проміжних положеннях, що необхідно для виключення перегріву і можливого виходу з ладу. Замість регульованого дротяного резистора можна використовувати і нерегульований, при цьому після закінчення пуску ЕД його необхідно шунтувати пакетним вимикачем SА2. Здійснити пуск ЕД при зниженій напрузі можна за допомогою простих вольтододаткових пристроїв [8]. На рис.4 показана схема такого включення шляхом використання двох вольтододаткових трансформаторів, в якості яких обрані звичайні понижуючі трансформатори типу ВЗГ-0,25 потужністю 250 Вт, напругою 220/36 В і струмом вторинної (прохідної) обмотки 6,1 А (називаються в побуті "котельники"). Можливе використання одного (або двох) трансформатора типу ОСМ-О4 потужністю 400 Вт, який має дві вторинні обмотки, що дає можливість використовувати їх при послідовному включенні в якості прохідних.
Відповідні обмотки кожного із трансформаторів ВТ1 та ВТ2 включені зустрічно. При цьому їх вторинні обмотки включені послідовно та згідно, а первинні - паралельно та згідно. У результаті ЕД подається знижена напруга близько 150 В і кидок пускового струму, відповідно, буде знижений. З метою виключення комутаційних перенапруг при перемиканнях первинні обмотки шунтовані резистором R1 потужністю 50 Вт. Перед пуском ЕД замикають контакти вимикача SА2 та розмикають контакти вимикача SА3. Вмикання двигуна здійснюють пакетним вимикачем SА1. Після розгону останнього контакти SА2 розмикають, а SА3 замикають, тим самим підключаючи ЕД безпосередньо до мережі без розриву ланцюга його живлення. При цьому первинні обмотки трансформаторів виявляються відключеними від мережі, а вторинні шунтовані контактами вимикача SАЗ і в роботі не беруть участь. Бажано роботу вимикачів SА2 та SАЗ синхронізувати: при включенні SА2 повинен розмикатися SА3 та, навпаки, при відключенні SА2 повинен замикатися SАЗ. Запустити ЕД плавно при зниженій напрузі мережі можна за допомогою електронного регулятора напруги, наприклад, як показано на рис.5. Як ключовий елемент у схемі використовується транзистор VТ1 типу П416, ГТЗ11І, КТЗ61, який працює в лавинному режимі. Резистори R1, R3, R5-R7 типу МЛТ.
Конденсатори С1-C3 типів БМ, МБМ, К73-11 на 400 підбирають при налагодженні в межах 0,1 ... 1,0 мкф. Резистор R2 підстроювальний, його налаштовують отримання мінімальної потужності в навантаженні при найбільшому значенні R4. Діоди VD1VD4 типу Д226Б або будь-яка відповідна діодна збірка, наприклад типу КЦ405І. Симистор VS1 вибирається за потужністю ЕД класу, що запускається, не нижче четвертого, наприклад ТС 106-10-4, ТС112-10-4 і їм подібні. Після закінчення процесу запуску ЕД симістор VS1 можна вивести з роботи, шунтувавши його вимикачем. Пропоную схему (рис.6) плавного перемикання обмоток ЕД із зірки на трикутник за допомогою трифазного регульованого автотрансформатора типу РНТ з відкритим нулем, яка може бути використана для пуску як трифазних, так і однофазних ЕД. Ця схема, як і всі наведені вище, усуває недоліки контактних схем перемикання через відсутність розривів в ланцюгу обмоток статора ЕД.
Вона працює в такий спосіб. Перед пуском трифазного ЕД рухомі контакти автотрансформатора РНТ встановлюють крайнє нижнє положення. В цьому випадку, як видно з рис.6, обмотки ЕД будуть з'єднані зіркою. Потім за допомогою комутаційного апарату подають напругу на клеми А, В, двигуна, який запускається при зниженому в 1,73 разів напрузі мережі. Після розгону ЕД рухливі контакти автотрансформатора РНТ плавно переводять у крайнє верхнє положення, що призводить до плавного переходу від з'єднання обмоток ЕД зіркою до їх з'єднання трикутником і, відповідно, до збільшення напруги на обмотках в 1,73 разів, тобто. до номінального робочого напруження, у якому здійснюється робота ЭД. Подібним чином запускають ЕД від однофазної мережі підключенням його до неї клемами і С, а клему А з'єднують з клемою за допомогою робочого конденсатора. Після закінчення пуску обмотки автотрансформатора можна вимкнути триполюсним пакетним вимикачем. Замість трифазного автотрансформатора РНТ можна використовувати три однофазні типи ЛАТР, за умови синхронного переміщення всіх трьох рухомих контактів кожного з них. Запуск усіх ЕД за наведеними схемами здійснюється в режимі холостого ходу або з вентиляторним навантаженням на валу, за наявності пускового конденсатора в ланцюзі двигуна, який на схемах не показаний. Висновки 1. Пропонований автором [1] спосіб запуску трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором від однофазної мережі змінного струму шляхом перемикання його обмоток статора з зірки на трикутник, зазначеного діапазону потужностей (2...7 кВт), за рідкісним винятком, практично неможливий, так як двигуни цих потужностей випускаються з трьома вивідними кінцями – С1, С2, C3. 2. Перемикання обмоток статора двигуна із зірки на трикутник у процесі пуску контактним комутаційним апаратом має такі негативні сторони, які суттєво обмежують його застосування на практиці: 2.1. Наявність комутаційних перенапруг при перемиканнях через розрив ланцюгів обмоток статора двигуна при пуску, що знижує надійність роботи двигуна та комутаційної апаратури. 2.2. Можливе спрацювання захисту двигуна при перемиканнях через великий пусковий струм, який може перевищувати звичайний пусковий в 2,88 рази. 2.3. Наявність механічних поштовхів на валу двигуна при перемиканнях, що знижує надійність електроприводу. 3. У робочому режимі можливе виникнення вібрацій, особливо при малих моментах інерції ротора, що притаманно швидкохідних двигунів (за рахунок наявності еліптичного магнітного поля, яке обумовлено відсутністю робочого конденсатора в ланцюгу двигуна). 4. Двигун має в робочому режимі найгірші робочі характеристики та низькі енергетичні показники. 5. Для виключення зазначених недоліків двигун у робочому режимі слід експлуатувати за наявності робочого конденсатора, а запуск від малопотужних мереж здійснювати шляхом плавної або ступінчастої зміни напруги (струму) у його ланцюгу без розриву ланцюгів статора обмоток. література:
Автор: А.Г. Зизюк
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ До 2030 року кожен п'ятий автомобіль у Японії буде безпілотним ▪ Всі найдорожчі компанії світу – зі сфери ІТ ▪ Гра з іншими дітьми впливає вивчення мови ▪ Ноутбук WeWi Sol із сонячною панеллю
▪ розділ сайту Історії з життя радіоаматорів. Добірка статей ▪ стаття Новий рецепт пального. Поради моделісту ▪ стаття Що таке червоне зміщення галактик? Детальна відповідь ▪ стаття Бочковий вузол. Поради туристу ▪ стаття Штемпельна фарба. Прості рецепти та поради ▪ стаття Простий KB приймач. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page