Что такое кратность пускового момента двигателя

Пусковой момент асинхронного двигателя

Вращающий момент, развиваемый на валу асинхронного электродвигателя в условиях нулевой скорости вращения ротора (когда ротор еще неподвижен) и установившегося в обмотках статора тока, — называется пусковым моментом асинхронного двигателя.

Пусковой момент иногда называют еще моментом трогания или начальным моментом. При этом подразумевается, что напряжение и частота питающего напряжения приближены к номиналу, причем соединение обмоток выполнено правильно. В номинальном режиме работы данный двигатель будет работать именно так, как предполагали разработчики.

Численное значение пускового момента

Пусковой момент вычисляется по приведенной формуле. В паспорте электродвигателя (паспорт предоставляется производителем) указана кратность пускового момента.

Обычно значение величины кратности лежит в пределах от 1,5 до 6, в зависимости от типа двигателя. И при выборе электродвигателя для своих нужд, важно убедиться, что пусковой момент окажется больше статического момента планируемой проектной нагрузки на валу. Если это условие не соблюсти, то двигатель попросту не сможет развить рабочий момент при вашей нагрузке, то есть не сможет нормально стартонуть и разогнаться до номинальных оборотов.

Давайте рассмотрим еще одну формулу для нахождения пускового момента. Она будет вам полезной для теоретических расчетов. Здесь достаточно знать мощность на валу в киловаттах и номинальные обороты, — все эти данные указаны на табличке (на шильдике). P2-номинальная мощность, F1-номинальные обороты. Итак, вот эта формула:

Для нахождения P2 применяют следующую формулу. Здесь необходимо учесть скольжение, пусковой ток и напряжение питания, все эти данные указаны на шильдике. Как видите, все довольно просто. Из формулы очевидно, что пусковой момент в принципе можно повысить двумя путями: увеличением стартового тока или повышением питающего напряжения.

Попробуем, однако, пойти наиболее простым путем, и рассчитаем значения пусковых моментов для трех двигателей серии АИР. Воспользуемся параметрами кратности пускового момента и величинами номинального момента, то есть пользоваться будем самой первой формулой. Результаты расчетов приведены в таблице:

Тип двигателя Номинальный момент, Нм Отношение пускового момента к номинальному моменту Пусковой момент, Нм
АИРМ132М2 36 2,5 90
АИР180 S2 72 2 144
АИР180М2 97 2,4 232,8

Роль пускового момента асинхронного электродвигателя (пусковой ток)

Часто двигатели включают напрямую в сеть, осуществляя коммутацию магнитным пускателем: на обмотки подается линейное напряжение, создается вращающееся магнитное поле статора, оборудование начинает работать.

Бросок тока в момент старта в данном случае неизбежен, и он превышает номинальный ток в 5-7 раз, причем длительность превышения зависит от мощности двигателя и от мощности нагрузки: более мощные двигатели стартуют дольше, их обмотки статора дольше принимают токовую перегрузку.

Маломощные двигатели (до 3 кВт) легко переносят данные броски, и сеть так же легко выдерживает эти незначительные кратковременные всплески мощности, ибо у сети всегда есть некоторый мощностный резерв. Вот почему небольшие насосы и вентиляторы, станки и бытовые электроприборы обычно включают напрямую, не заботясь особо о токовых перегрузках. Как правило обмотки статоров двигателей оборудования такого рода соединяются по схеме «звезда» из расчета на трехфазное напряжение 380 вольт или «треугольник» — для 220 вольт.

Если же вы имеете дело с мощным двигателем на 10 и более кВт, то включать напрямую такой двигатель в сеть нельзя. Бросок тока в момент пуска необходимо ограничить, иначе сеть испытает значительную перегрузку, что может привести к опасной «нештатной просадке напряжения».

Читайте также:  Газель крайслер двигатель где датчик температуры

Пути ограничения пускового тока

Наиболее простой способ ограничения пускового тока — пуск при пониженном напряжении. Обмотки просто переключаются с треугольника на звезду в момент пуска, а затем, когда двигатель набрал какие-то обороты — обратно на треугольник. Переключение осуществляется через несколько секунд после старта с помощью реле времени, например.

В таком решении пусковой момент также понижается, причем зависимость квадратичная: при снижении напряжения в будет в 1,72 раза, момент снизится в 3 раза. По этой причине пуск при пониженном напряжении подходит для такого оборудования, где пуск возможен с минимальной нагрузкой на валу асинхронного двигателя (например пуск многопильного станка).

Мощным нагрузкам, например ленточному конвейеру, необходим другой способ ограничения пускового тока. Здесь лучше подойдет реостатный метод, позволяющий снизить пусковой ток без уменьшения крутящего момента.

Такой способ очень подходит асинхронным двигателям с фазным ротором, где реостат удобно включается в цепь обмотки ротора, и регулировка рабочего тока осуществляется ступенчато, получается очень плавный пуск. С помощью реостата тут же можно регулировать и рабочую скорость двигателя (не только в момент запуска).

Но наиболее эффективным способом безопасного пуска асинхронных двигателей является все же пуск посредством частотного преобразователя. Величину напряжения и частоту регулирует сам преобразователь автоматически, создавая оптимальные условия двигателю. Обороты получаются стабильными, при этом броски тока принципиально исключены.

Источник

Что такое пусковой ток двигателя

Если взять любой технический паспорт к двигателю, то там кроме рабочего тока, мощности, оборотов, типа соединения полюсов и напряжения можно найти такой параметр как пусковой ток. В этой статье я хочу подробно остановиться именно на этом параметре и рассказать, что это такое и каким образом можно измерить пусковой ток у реального двигателя. Итак, начнем.

Пусковой ток и его кратность

Итак, для начала давайте дадим определение. Пусковой ток — это ток, потребляемый электродвигателем в момент его запуска (раскручивания). В большинстве случаев этот ток больше рабочего в 6-8 раз. Величина, показывающая во сколько раз больше пусковой ток, называется кратностью и записывается как коэффициент:

Получается, если известен коэффициент, то пусковой ток найти крайне легко по этой формуле:

Примечание. Пожалуйста, не путайте номинальный и рабочий токи. Номинальный — это такой ток, при котором двигатель способен работать продолжительное время и ограничивается только температурным нагревом статора. А рабочий — это реальный ток, протекающий по обмоткам в процессе работы агрегата и он всегда равен или несколько меньше номинального тока.

Кратность пусковых токов имеет прямую зависимость от мощности самого движка и от того сколько пар полюсов в нем реализовано. То есть при меньшей мощности будет меньший пусковой ток. А в случае с парами полюсов, чем их меньше, тем пусковой ток больше.

Получается, что, наибольшим пусковым током обладают двигатели с оборотами 3000 об/мин, двумя полюсами и мощностью более 10 кВт (7-9 крат от номинала).

Почему так происходит

Все дело в том, что потребление тока и инерционный момент при запуске зависит от конструктивных особенностей двигателя и от того, каким образом произведена намотка обмоток.

Мало полюсов – это минимальное сопротивление обмоток. Такое низкое сопротивление – это автоматически большой ток. А еще высокооборотистым движкам для полного выхода на рабочие параметры необходимо больше времени, а это автоматически тяжелый пуск.

Читайте также:  Что лучше 8 или 16 клапанный двигатель гранта лифтбек

Если сказать более грамотным языком, то в статичном положении любой двигатель имеет степень скольжения равной S = 1. Во время цикла раскручивания этот параметр стремится к нулю, но никогда его не достигает, так как в двигателе присутствуют потери, и скорость вращения ротора никогда не достигнет скорости вращения электромагнитного поля статора (поэтому двигатель и асинхронный).

Помимо этого сердечник ротора проходит стадию насыщения магнитным полем, в результате этого возрастает ЭДС самоиндукции и индукционное сопротивление и ток уменьшается.

Как выяснить величину пускового тока

Если информации по кратности пускового тока конкретного двигателя недоступна, то его можно измерить следующими способами:

1. Первый способ , самый точный, но при этом требуется много оборудования. Для этого подключаем шунт и с помощью осциллографа смотрим осциллограмму на шунте в момент пуска двигателя. Затем максимальное амплитудное значение делим на корень из 2 (получаем действующее значение), затем по закону Ома производим расчет. Клещами измеряем рабочий ток и умножаем полученное значение на разницу токов на экране осциллографа. Данный способ хорош всем.

2. Второй способ . Для этого подаем на двигатель напряжение ниже номинального в 5 – 10 раз и производим измерение тока. Зачем нужно использовать пониженное сопротивление. Да все для того. чтобы зафиксировать ротор, то есть не допустить его перегрева. Полученное значение тока просто пересчитываем и получаем пусковой. Именно такой способ применяют сами производители и получают табличные значения.

3. Третий способ . Измеряем пусковой ток токоизмерительными клещами. Это самый простой вариант измерения, но при этом наиболее грубый, так как во время такого измерения клещи не учитывают всех переходных процессов, протекающих при запуске, да и сам прибор довольно инерционный. Но они хорошо подходят для измерений, когда запускаются двигатели с повышенным моментом инерции (вентиляторы, насосы с большими крыльчатками и т.д.), когда пусковой момент длится больше 10 секунд.

Хочу так же отметить, что реальный пусковой ток всегда будет несколько меньше табличного значения, потому что ток КЗ реальной сети всегда меньше бесконечности и провода сети обладают своим сопротивлением в процессе запуска двигателя на них падает напряжение (до 50 %). Учитывая эти ограничения, пусковой ток будет меньше расчетного, а длительность разгона всегда больше.

На этом моменте я хочу закончить сегодняшний материал, а в следующем я обязательно расскажу какой вред несет пусковой ток, как его уменьшить и как нивелировать негативное воздействие пускового тока, так что подписывайтесь, чтобы не пропустить следующие выпуски и ставьте лайки если материал вам понравился!

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Кратность — пусковой момент

Кратность пускового момента выбирается из каталога на двигатели. За расчетное значение Ммакс принимается максимальная величина момента только в тех положениях переключающего устройства, в которых оно может остановиться. [1]

Кратностью пускового момента называют отношение Кп — м Мп / Мном. Для асинхронных двигателей мощностью 0 6 — 100 кВт ГОСТом установлен Кп. Достоинством прямого пуска является простота, а отсюда — высокая надежность. [2]

Получение кратностей пускового момента , больших регламентированных ГОСТом, обычно нежелательно, так как это связано либо с увеличением активного сопротивления ротора ( см. 4.58), либо с изменением конструкции ротора ( см. § 4.11), что ухудшает энергетические показатели двигателя. [3]

Читайте также:  Какое масло для двухтактных двигателей лить в дизель

Получение кратностей пускового момента , больших регламентированных ГОСТом, обычно нежелательно, так как это связано либо с увеличением активного сопротивления ротора ( см. 5.58), либо с изменением конструкции ротора ( см. § 5.11), что ухудшает энергетические показатели двигателя. [5]

Получение кратностей пускового момента больших , чем это регламентировано ГОСТом, обычно нежелательно, так как связано либо с увеличением активного сопротивления ротора [ ( см. ( 4 — 66) ], либо с изменением конструкции ротора ( см. § 4 — 11), что ухудшает энергетические показатели двигателя. [7]

Затем определяют кратность пускового момента Мп / Л1цом и кратность пускового тока / ш / Лном. [8]

Характер зависимости кратности пускового момента от параметров электродвигателей в значительной мере определяется способом их возбуждения. [9]

МНОЫ называется кратностью пускового момента . [11]

Двигатели с кратностью пускового момента 1 8 — 2 следует считать пригодными для привода станков-качалок. [12]

Таким образом, кратность пускового момента прямо пропорциональна квадрату подведенного напряжения и практически обратно пропорциональна кубу частоты. Ui / 1) пусковой момент электродвигателя возрастает. На этом свойстве асинхронных электродвигателей основан их частотный пуск, который иногда используют, например, на гидроэлектростанциях. [13]

Таким образом, кратность пускового момента прямо пропорциональна квадрату подведенного напряжения и практически обратно пропорциональна кубу частоты. [14]

Полином, полученный для кратности пускового момента , целесообразно использовать только для оценки степени влияния на величину kn относительных параметров схемы замещения и номинального скольжения, так как расчет по точным выражениям ( см. § 6.3) достаточно прост. [15]

Источник

Пусковой момент электродвигателя

Пусковой момент асинхронного электродвигателя сопровождается переходом ротора из состояния покоя во вращение. Данный момент зависит от особенностей конструкции самого электродвигателя и ротора.

Пуск электродвигателя

  • Во время пускового момента электродвигателя уравновешивается сила сопротивления на валу. Во время пуска происходит максимальный затрат электроэнергии, который идет не только на преодоление тормозного момента вала, но и на компенсацию потерь в асинхронном электромоторе, а также на сообщение всеми движущими звеньями кинетической энергии. Соответственно пусковой момент – это развитие повышенного вращающего момента.
  • Асинхронный электродвигатель с фазным ротором развивает вращение, соответствующее скольжению sп= 1, что в свою очередь зависит от активного сопротивления резисторов, изначально введенных в цепь самого ротора.
  • Причем пусковой момент трехфазного электродвигателя с наличием фазного ротора зависит от скольжения при активном сопротивлении непосредственно в сети ротора и схемы включения резисторов, замыкающих контактов для ускорения в цепь самого ротора.
  • Расчет пускового момента производится с использованием специальных формул. Если начальный пусковой момент электродвигателя относительно мал, он может оказаться недостаточным для пуска производственных агрегатов и последующего ускорения, что в свою очередь может вызвать нагрев обмотки и понижению напряжения в питающей сети. Данные обстоятельства исключают использование таких электродвигателей с наличием фазного ротора с большой силой пускового тока для привода мощных производственных механизмов.
  • При введении в цепь ротора регулируемых резисторов, которые относятся к пусковым, значительно снижается пусковой ток и одновременно увеличивается пусковой момент. Но дальнейшее увеличение сопротивления приводит к ослаблению начального пускового момента электродвигателя и точка максимального момента выйдет в повышенную область скольжения, что исключит разгон мотора до номинальной скорости.

Поддержание оптимальной скорости пускового момента электродвигателя

При постепенном уменьшении активного сопротивления пусковых резисторов можно поддерживать оптимальный вращающий момент электродвигателя в момент пуска. Допустимое изменение данных параметров должны рассчитать специалисты с соответствующим уровнем образования и опытом. Тогда все пиковые моменты пуска будут полностью исключены.

Источник

Adblock
detector