Чому дорівнює пусковий струм асинхронного двигуна. Пусковий струм

Повний струм навантаження Ia, що подається на двигун, розраховується за такими формулами:

де
Ia: повний струм (А)
Pn: номінальна потужність (КВт)
U: міжфазова напруга для 3-фазного двигуна і напруга між затискачами для 1-фазного двигуна (В). 1-фазні двигуни можуть приєднуватися на фазну або лінійна напруга
η: ККД, тобто вихідна потужність (кВт) / споживання енергії (кВт)
cos φ: коефіцієнт потужності, тобто вхідна потужність (кВт) / споживання енергії (кВА)

Сверхпереходний ток і уставка захисту

• Пікове значення сверхпереходного струму може бути вкрай високим. Зазвичай це значення в 12-15 разів перевищує середньоквадратичне номінальне значення Inm. Іноді це значення може в 25 разів перевищувати значення Inm.
• Вимикачі, контактори і термореле розраховуються на пуски двигунів при вкрай високих сверхпереходних токах (сверхпереходное пікове значення може в 19 разів перевищувати среднеквадратическое номінальне значення Inm).
• При раптових спрацьовування захисту від надструмів при пуску це означає вихід пускового струму за нормальні межі. В результаті можуть досягатися граничні значення параметрів розподільних пристроїв, термін служби може зменшуватися і навіть деякі пристрої можуть виходити з ладу. Щоб уникнути такої ситуації необхідно розглянути питання про підвищення номінальних параметрів розподільних пристроїв.
• Розподільні пристрої розраховуються на забезпечення захисту пускачів двигунів від КЗ. Залежно від ризику, таблиці показують комбінації вимикача, контактора і термореле для забезпечення координації типу 1 або 2.

Пусковий струм двигуна

Хоча ринок пропонує двигуни з високим ККД, на практиці їх пускові струми приблизно такі ж, як у стандартних двигунів.

Застосування пускачів з з'єднанням трикутником, статичних пристроїв для плавного пуску або регульованих приводів дозволяє знизити значення пускового струму (наприклад, 4 Ia замість 7,5 Ia).

Компенсація реактивної потужності (квар), яка подається на асинхронні двигуни

Як правило, з технічних та фінансових міркувань вигідніше знижувати струм, що подається на асинхронні двигуни. Це може забезпечуватися за рахунок застосування конденсаторів, без впливу на вихідну потужність двигунів.

Застосування цього принципу для оптимізації роботи асинхронних двигунів називається «підвищенням коефіцієнта потужності» або «компенсацією реактивної потужності».

Як обговорюється в Главі Компенсація реактивної потужності і фільтрація гармонік, повна потужність (кВА), що подається на двигун, може значно знижуватися шляхом використання паралельно підключених конденсаторів. Зниження вхідний повної потужності означає відповідне зниження вхідного струму (так як напруга залишається постійним).

Компенсація реактивної потужності особливо рекомендується для двигунів з тривалими періодами роботи при зниженій потужності.

Як вказується вище,

Тому, зниження вхідної повної потужності (кВА) призводить до збільшення (тобто поліпшення) значення cos φ.

Струм, що подається на двигун, після компенсації реактивної потужності розраховується за формулою:

де: cos φ - коефіцієнт потужності до компенсації, cos φ '- коефіцієнт потужності після компенсації, Ia - вихідний струм.

Мал. A4 нижче показує (в залежності від номінальної потужності двигуна) стандартні значення струму для кількох значень напруги харчування.

Мал. A4: Номінальна потужність і струми

При роботі з різними електротехнічними пристроями досить часто виникає питання, що таке пусковий струм. У найпростішому варіанті відповіді це буде такий струм, який потребен при запуску електродвигуна або іншого пристрою. Його значення може в кілька разів перевищувати номінальну, що вимагається в нормальному стійкому режимі роботи. Таким чином, для того щоб розкрутити ротор, електродвигун повинен докласти набагато більше енергії в порівнянні з роботою при постійному числі обертів. Знизити пускові струми можна за допомогою спеціальних систем гасіння і пристроїв плавного пуску.

Пускові струми електродвигунів

В кожному приладі, пристрої або механізмі виникають процеси, звані пусковими. Це особливо помітно при початку руху, коли необхідно рушити з місця. У цей момент для початкового поштовху потрібно значно більше зусиль, ніж при подальшій роботі даного механізму.

Точно такі ж явища зачіпають і електричні пристрої - електродвигуни, електромагніти, лампи та інші. Наявність пускових процесів в кожному з них залежать від того, в якому стані знаходяться робочі елементи. Наприклад, нитка розжарення звичайної лампочки в холодному стані має опір, значно меншим, ніж при нагріванні в робочому режимі до 1000 0 С. Тобто, у лампи, потужністю 100 Вт опір нитки під час роботи складе близько 490 Ом, а в вимкненому стані цей показник знижується до 50 Ом. Тому при високому пусковому струмі лампочки іноді перегорають. Від загального перегорання їх рятує опір, зростаюче при нагріванні. Поступово воно досягає постійного значення і сприяє обмеженню робочого струму до потрібної величини.

Вплив пускових струмів в повній мірі зачіпає всі види електродвигунів, широко застосовуються в багатьох областях. Для того щоб правильно експлуатувати електроприводи потрібно знати їхні пускові характеристики. Існує два основних параметри, що впливають на пусковий струм. Ковзання є сполучною ланкою між частотою обертання ротора і швидкістю обертання електро магнітного поля. Зниження ковзання відбувається від 1 до мінімуму під час набору швидкості. Пусковий момент є другим параметром, що визначає ступінь механічного навантаження на валу. Це навантаження має максимальне значення в момент пуску і стає номінальною після того, як стався повний розгін механізму.

Слід враховувати особливості асинхронних електродвигунів, які під час пуску стають еквівалентні трансформатору з короткозамкненою вторинною обмоткою. Вона володіє зовсім невеликим опором, тому величина пускового струму при стрибку може досягти багаторазового перевищення в порівнянні з номіналом. В процесі подальшої подачі струму в обмотки, сердечник ротора починає по наростаючій насичуватися магнітним полем. Виникає ЕРС самоіндукції, під дією якої починає зростати індуктивний опір ланцюга. З початком обертання ротора відбувається зниження коефіцієнта ковзання, тобто настає фаза розгону двигуна. При зростанні опору пусковий струм знижується до нормативних показників.

В процесі експлуатації може виникнути проблема, пов'язана зі збільшеними пусковими струмами. Причиною їх виникнення, найчастіше, стає перегрів електродвигунів, перевантажені електричні сіті в момент пуску, а також ударні механічні навантаження в підключених пристроях і механізмах, таких як редуктори і інші. Для вирішення цієї проблеми передбачені спеціальні прилади, представлені частотними перетворювачами і пристроями плавного пуску. Вони вибираються з урахуванням особливостей експлуатації того чи іншого електродвигуна. Наприклад, використовуються в основному для агрегатів, з'єднаних з вентиляторами. З їх допомогою досягається обмеження пускового струму до двох номіналів. Це цілком нормальний показник, оскільки під час звичайного пуску струм перевищує номінальне значення в 5-10 разів. Обмеження досягається за рахунок зміненого напруги в обмотках.

Звичайні двигуни змінного струму набули широкого поширення в промисловому виробництві, Завдяки дуже простої конструкції і низької вартості. Їх серйозним недоліком вважається важкий запуск, який істотно полегшується частотними перетворювачами. Найбільш цінною якістю цих пристроїв є здатність до підтримки пускового струму протягом однієї хвилини і більше. Найсучасніші прилади дозволяють не тільки регулювати пуск, а й оптимізувати його по заздалегідь встановленим експлуатаційними характеристиками.

Пусковий струм акумуляторної батареї

Акумулятор не дарма вважається одним з важливих елементів автомобіля. Його основна функція полягає в подачі напруги на наявне електрообладнання. В основному це стартер, освітлення та інші пристрої. Для того щоб успішно вирішувати цю задачу, в акумуляторі має відбуватися не тільки накопичення, але і збереження заряду протягом тривалого часу.

Одним з основних параметрів батареї є пусковий струм. Дана величина відповідає параметрам струму, який протікає в стартері в момент його пуску. Пусковий струм безпосередньо пов'язаний з режимом роботи автомобіля. Якщо транспортний засіб експлуатується дуже часто, особливо в холодних умовах, в цьому випадку батарея повинна мати великий пусковий струм. Його номінальний параметр зазвичай знаходиться у відповідності з потужністю джерела живлення, що видається протягом 30 секунд при температурі мінус 18 0 С. Він з'являється в той момент, коли ключ повертається в замку запалювання і починає працювати стартер. Вимірювання струмового значення проводиться в амперах.

Пускові струми можуть бути абсолютно різними у акумуляторів, однакових за своїм зовнішнім виглядом і основними характеристиками. На цей фактор істотний вплив роблять фізичні властивості матеріалів для виготовлення та конструктивні особливості кожного виробу. Наприклад, зростання струму може спостерігатися, якщо свинцеві пластини стають пористими, підвищується їх кількість, використовується ортофосфорна кислота. Завищена величина струму не робить негативного впливу на обладнання, вона лише сприяє підвищенню надійності пуску.

Струм, який потрібен для запуску електродвигуна, називається пусковим. Як правило, пускові струми електродвигунів в кілька разів більші, ніж струми, необхідні для роботи в нормально-стійкому режимі.

Малюнок 1. Асинхронний електродвигун Великий пусковий струм асинхронного електродвигуна необхідний для того, щоб розкрутити ротор з місця, для чого потрібно докласти набагато більше енергії, ніж для подальшої підтримки постійного числа його оборотів. Варто відзначити, що, незважаючи на зовсім інший принцип дії, однофазні двигуни постійного струму також характеризуються великими значеннями пускових струмів.

Високі пускові струми електродвигунів - небажане явище, оскільки вони можуть приводити до короткочасної нестачі енергії для іншого підключеного до мережі обладнання (падіння напруги). Тому при підключенні і налагодження двигунів змінного струму (найбільш поширених в промисловості) завжди стоїть завдання мінімізувати значення пускових струмів, а також підвищити плавність пуску двигуна за рахунок застосування спеціального додаткового обладнання. Такі заходи також дозволяють знизити рівень витрат на пуск електродвигуна (застосовувати проводи меншого перерізу, стабілізатори та дизельні електростанції меншої потужності, ін.).

Однією з найбільш ефективних категорій пристроїв, що полегшують важкі умови пуску, є софтстартери і частотні перетворювачі. Особливо цінним вважається їх властивість підтримувати пусковий струм двигунів змінного струму протягом тривалого періоду - більше хвилини. Також пусковий струм асинхронного електродвигуна можна зменшити за рахунок впровадження зовнішнього опору в обмотку ротора.

Розрахунок пускового струму асинхронного електродвигуна

Розрахунок пускового струму електродвигуна може знадобитися для того, щоб підібрати відповідні автоматичні вимикачі, Здатні захистити лінію включення даного електродвигуна, а також для того, щоб підібрати відповідне за параметрами додаткове обладнання (генератори, ін.).

Розрахунок пускового струму електродвигуна здійснюється в кілька етапів:

визначення номінального струму трифазного електродвигуна змінного струму згідно з формулою: Iн \u003d 1000Pн / (Uн * cosφ * √ηн). Рн тут - номінальна потужність двигуна, Uн виступає номінальною напругою, А ηн - номінальним коефіцієнтом корисної дії. Cosφ - це номінальний коефіцієнт потужності електромотора. Всі ці дані можна знайти в технічній документації по двигуну.

Розрахунок величини пускового струму за формулою Iпуск \u003d Iн * Кпуск. Тут Iн - номінальна величина струму, а Кпуск виступає кратністю постійного струму до номінального значення, яка також повинна вказуватися в технічній документації до електродвигуна.

Точно знаючи пускові струми електродвигунів, можна правильно підібрати автоматичні вимикачі, які будуть захищати лінію включення.

Вітаю вас, дорогі читачі. Перш, ніж розбиратися з методиками підключення і характеристиками струмів моторів асинхронного типу, Не зайвим буде згадати про те, що це таке.

Двигуном асинхронного типу звуть машину особливого виду, яка перетворює енергію електрики в механічну. Головним робочим принципом такого пристрою вважають ось які риси. Проходячи по статорні обмотки, змінний струм, що складається з трьох фаз, створює умови для появи магнітного поля. Це поле і змушує ротор обертатися.

Природно, що при підключенні двигуна треба враховувати всі ці чинники, адже обертання ротора буде проводитися в ту сторону, в яку обертається магнітне поле. Частота обертання ротора, однак, нижче частоти обертання збудливого поля. За конструкцією ці машини бувають найрізноманітнішими (тобто призначеними для роботи в різних умовах).

Як робочі, так і пускові характеристики таких пристроїв на багато перевершують такі ж показники моторів однофазного типу.

Будь-який з таких моторів має дві основні частини - рухливу (роторну) і нерухому (статорних). На обох частинах є обмотки. Різниця між ними може бути лише в типі обмотки ротора: вона може мати роторні кільця, або бути короткозамкненою. Підключення двигунів, що мають короткозамкнений ротор і потужність до двох сотень кіловат, проводиться безпосередньо до мережі. Мотори ж більшої потужності необхідно підключати, спершу, до зниженого напрузі і лише потім перемикати на номінал (з метою зниження в кілька разів пускового струму).

Підключення асинхронного двигуна

Статорна обмотка практично будь-якого такого пристрою має шість висновків (з них три - початку і три - кінці). Залежно від того, яка живить мережу мотора, ці висновки з'єднують або в «зірку», або в «трикутник». З цією метою корпус кожного мотора має коробку, в якій виведені початкові і кінцеві дроти обмоток (вони позначаються, відповідно, С1, С2, С3 і С4, С5, С6).

підключення зіркою

Так називають метод з'єднання обмоток, при якому всі три обмотки мають одну спільну точку (нейтраль). Лінійна напруга такого з'єднання вище фазного в 1,73 рази. Позитивною якістю цього виду з'єднань вважають малі струми пуску, хоча показники потужності втрати при цьому досить значні.

Метод з'єднання в трикутник відрізняється тим, що при цьому методі з'єднання виконується таким чином, що кінець однієї обмотки стає початком наступної.

підключення трикутником

При цьому, з'єднанні фазное і лінійне напруги однакові, отже, при лінійній напрузі в 220 вольт, правильним з'єднанням обмоток буде саме трикутник. Позитивною стороною цього з'єднання є велика потужність, тоді як негативною - великі струми пуску.

для виконання реверсу (Зміни напрямку обертання) трифазного движка асинхронного типу, досить поміняти місцями висновки двох його фаз. На виробництві це робиться за допомогою пари магнітних пускачів з залежним включенням.

Значні величини струмів пуску у асинхронних двигунів є вельми небажаним явищем, тому як вони можуть привести до ефекту нестачі напруги для інших видів обладнання, підключеного до тієї ж мережі. Це стало причиною того, що підключаючи і налагоджуючи двигуни цього типу, з'являється задача мінімізації струмів пуску і підвищення плавності запуску двигунів методом використання спеціалізованого обладнання. Найбільш ефективний типом таких пристосувань вважаються софтстартери і частотні перетворювачі. Одним з найбільш цінних їх якостей вважають те, що вони здатні підтримати струм запуску мотора досить довгий час (зазвичай більше хвилини).

Крім стандартного способу включення моторів асинхронного типу, існують і методи включення їх в мережу живлення, що має лише одну фазу.

Конденсаторний пуск асинхронного двигуна

Для цього, в основному, застосовують конденсаторний спосіб включення. Конденсатор може встановлюватися як один, так і пара (один пусковий, а другий робочий). Пара кондерів ставиться тоді, коли є потреба в процесі пуску-роботи міняти ємність, що роблять за допомогою підключення-відключення одного з кондерів (пускового). Для цього, як правило, застосовуються ємності паперового виконання, оскільки вони не мають полярності, а при роботі на змінному струмі це дуже важливо.

Для розрахунку робочого конденсатора існує наступна формула:

Пусковий конденсатор повинен мати ємність в пару-трійку разів більшу ємності робочого і робоча напруга в півтора рази перевищує напруга живлення.

Пусковий і робочий конденсатори з'єднують паралельно, причому так, що паралельно пусковому, включено шунтуючі опір і одним кінцем пусковий кондер включається через ключ. При пуску двигуна ключ замикають, піднімаючи ток запуску, потім, розмикають.

Однак, не потрібно забувати, що до однофазної мережі можна підключити далеко не кожен движок. Крім того, потужність мотора в такому підключенні становитиме лише 0.5-0.6 потужності трифазного включення.

Пускові струми асинхронного двигуна

Тепер приведу таблицю допустимих значень струмів холостого ходу трифазних моторів:

Перш, ніж проводити виміри струму на двигунах, їх необхідно обкатати (випробувати на холостому ході 30-60 хвилин - движки потужністю менше 100 кВт і від 2 год движки, чия потужність вище 100 кВт). Дана таблиця носить довідковий характер, отже, реальні дані можуть розходитися з цими відсотків на 10-20.

Токи пуску двигуна можна обчислити, застосувавши таку пару формул:

Iн \u003d 1000Рн / (Uн * cosф * √nн),

де Рн - номінал потужності мотора, Uн - номінал його напруги, nн - номінал його ККД.

де Iн - номінал струму, а Кп - кратність постійного струму до номіналу (зазвичай вказана в паспорті мотора).

Пишіть коментарі, доповнення до статті, може я щось пропустив. Ви можете подивитися на, буду радий, якщо ви знайдете на моєму ще що-небудь корисне. Всього найкращого.