Асинхронный двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором широко используется и обеспечивает большую мощность в промышленности, чем любое другое электрическое устройство. Однако есть одна проблема. Эти двигатели иногда трудно запустить из-за большого пускового тока (тока заблокированного ротора), который варьируется от примерно семикратного тока полной нагрузки для стандартного двигателя до двадцатикратного тока полной нагрузки для некоторых высокоэффективных двигателей.

Пусковой ток вызывает динамические напряжения в электрических распределительных системах. Запуск больших двигателей может вызвать переходное напряжение пониженного напряжения. Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в линии из-за полного сопротивления линии. Это особенно верно для более старых систем распределения электроэнергии, которые часто имеют перегруженные проводники и трансформаторы подстанции меньшего размера с плохим регулированием напряжения.

Пониженное напряжение в линии, хотя и временное, может вызвать неприятные условия, такие как уменьшение яркости, для более серьезных, таких как выпадение контакторов или реле. Известны случаи запуска генератора или автоматического переключения на альтернативный источник питания вследствие недостаточного напряжения из-за запуска больших двигателей через линию.

Ток заблокированного ротора в механическом выражении преобразуется в крутящий момент заблокированного ротора. Этот высокий пусковой момент вызывает механические нагрузки на компоненты привода или оборудование, что приводит к чрезмерному износу. Это также может привести к повреждениям муфт, подшипников и коробок передач.

Пускатели с пониженным напряжением являются наиболее популярным методом предотвращения тока заблокированного ротора. Эти устройства плавного пуска контролируют напряжение с момента, когда оно подается, до того момента, когда оно достигает номинального уровня линии, и на двигатель подается напряжение.

При выборе пускателя с пониженным напряжением инженеры должны учитывать несколько факторов: 

• Начальное напряжение, необходимое для отключения нагрузки. 
• Необходимое или разрешенное время ускорения. 
• Форма кривой линейного изменения напряжения, которая показывает, как изменяется напряжение и как оно увеличивается во время ускорения. 
• Потребность двигателя в текущей и ведомой нагрузке для крутящего момента. 
• Ограничения пускового тока и пускового момента из-за приводимых нагрузок. 
• Эффективность стартера и ее влияние на энергопотребление. 
• Электрические коды для установки и эксплуатации. 
• Условия окружающей среды на месте установки. 
• Штрафы за коммунальные услуги за превышение пикового спроса и условий пониженного напряжения для линий электропередачи.

 

Типы стартера

Различные типы устройств пониженного напряжения:

Автотрансформатор стартер использует три контакторов и автотрансформатор с выбираемыми кранами. Это позволяет: 

• Двухступенчатое напряжение, начиная с плавного ускорения и ограничения тока индуктивности трансформатора. 
• Гибкость выбора приложений. 
• Время разгона до 30 сек.

Ограничениями являются его высокая цена и большие размеры по сравнению с другими типами.

В первичном резисторе стартера используются контакторы и резисторы. Количество контакторов определяет ступеньки напряжения.

Низкая индуктивность цепи делает скачки напряжения скачкообразными. Большое падение напряжения на резисторе и тепловые потери снижают эффективность этого стартера. Нагревание обычно ограничивает ускорение до 5 сек.

Этот стартер предлагает хороший стартовый крутящий момент и относительно низкую стоимость. 

Частичная обмотка обычно используется для запуска с пониженным напряжением. Это линейный пускатель, который использует контакторы для подачи сетевого напряжения на часть обмотки двигателя во время ускорения. Это ограничено двигателями с девятью или двенадцатью проводами. Время начала ограничено 15 сек. Импеданс, который он добавляет в цепь, не влияет на пусковой момент. Эффективность стартера хорошая. Однако потребность в специальном двигателе и его грубое ускорение делают его наименее привлекательным выбором.

Уай-дельта является стартер полного напряжения , которое требует 6-свинцовый двигатель и контакторы. На обмотках двигателя, подключенных по краям, присутствует фазовое напряжение, а не напряжение полной линии. Эффективность это хорошо; пусковой ток и начальный крутящий момент уменьшены; но переход на полную линию не является плавным переходом.

Твердотельный стартер использует кремний-управляемые выпрямители (тиристоры), чтобы применить регулируемое напряжение для плавного пуска двигателя. Такие пускатели предлагают увеличенное время ускорения, кривые изменения напряжения, хорошую эффективность, регулируемые пределы тока или крутящего момента и множество защитных функций. Они предлагают плавный пуск и плавную остановку, электронную защиту от перегрузки, регулируемое повышение крутящего момента, позволяющее ломать свободные нагрузки при трении, и уменьшенный начальный крутящий момент, чтобы избежать механических нагрузок. Для других пускателей с пониженным напряжением требуются дополнительные отдельные устройства, чтобы предложить эти функции.

Инженеры должны быть осторожны при определении размера этих стартеров. SCR имеет определенный максимальный номинальный ток и не может выдерживать высокие уровни тока более нескольких миллисекунд или циклов. Таким образом, важно оценить необходимый номинальный ток пускателя при полной нагрузке для каждого конкретного применения.