Научная статья на тему 'Влияние отрицательных последствий прямого пуска асинхронного двигателя на двигатель, рабочий механизм и питающую сеть'

Влияние отрицательных последствий прямого пуска асинхронного двигателя на двигатель, рабочий механизм и питающую сеть Текст научной статьи по специальности «Энергетика»

CC BY
73
19
Поделиться
Журнал
Academy
Область наук
Ключевые слова
ПРЯМОЙ ПУСК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ / КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ РОТОР / ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ / ПЛАВНЫЙ ПУСК

Аннотация научной статьи по энергетике, автор научной работы — Пантель Олег Валентинович

В статье рассматривается влияние отрицательных последствий прямого пуска асинхронного двигателя (АД) на двигатель, рабочий механизм и питающую сеть. Описываются недостатки прямого пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, последствия действий данных факторов и преимущества использования устройств плавного пуска.

Похожие темы научных работ по энергетике , автор научной работы — Пантель Олег Валентинович,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Влияние отрицательных последствий прямого пуска асинхронного двигателя на двигатель, рабочий механизм и питающую сеть»

Влияние отрицательных последствий прямого пуска асинхронного двигателя на двигатель, рабочий механизм и питающую сеть Пантель О. В.

Пантель Олег Валентинович /Pantel Oleg Valentinovich - заведующий лабораторией электромеханики,

кафедра электрических сетей и систем,

Институт ядерной энергии и промышленности,

Севастопольский государственный университет, г. Севастополь

Аннотация: в статье рассматривается влияние отрицательных последствий прямого пуска асинхронного двигателя (АД) на двигатель, рабочий механизм и питающую сеть. Описываются недостатки прямого пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, последствия действий данных факторов и преимущества использования устройств плавного пуска.

Ключевые слова: прямой пуск асинхронного двигателя, короткозамкнутый ротор, электродвигатель, плавный пуск.

Прямой пуск - самый распространенный метод пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Двигатель подключается непосредственно к питающей сети через пускатель. При этом асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором развивает высокий пусковой крутящий момент с относительно малым временем разгона. Этот метод обычно используется для двигателей малой и средней мощности, которые достигают полной рабочей частоты вращения за короткое время.

К недостаткам прямого пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором можно отнести:

- высокое потребление тока и соответствующее падение напряжения, что может повредить другим частям системы, подключенным к сети;

- интенсивное ускорение, которое оказывает негативное влияние на компоненты механических передач (ремни, цепи, механические соединения и т. д.), сокращая срок их службы.

Электродвигатель - во время пуска на холостом ходу, когда происходит активное сопротивление его роторной цепи, начинает выделяться тепловая энергия, которая равна кинетической энергии маховых масс, которые приводятся в движение, а во время пуска под нагрузкой количество выделяемой электрической энергии увеличивается.

Выделение электрической энергии в любой цепи выбранного статора чаще всего несколько больше, чем в роторной. Во время частых пусков и во время довольно тяжелых условиях пуска, когда все маховые массы приводимых в движение механизмов большие, часто возникает опасность что электродвигатель перегреется. Количество пусков асинхронного двигателя за один час, допустимое по условиям его нагрева, будет больше, чем будет меньше номинальная мощность двигателя и соответственно, чем меньше соединение с его валом. Во время подачи полного напряжения на выбранный статор любой асинхронной машины имеют место два отрицательных фактора, а точнее: - колебательно затухающий характер данного пускового момента двигателя, - довольно большая кратность начального пускового тока двигателя [3, 4].

Последствия действий данных факторов.

Электродвигатель имеет значительный по величине пусковой ток, что приводит к сильным просадкам напряжения на питающих шинах выбранной подстанции (во время соизмеримой мощности двигателя и трансформатора), что может нарушить работу других потребителей и самого двигателя (торможение/пуска). Большой пусковой ток может вызвать также приличные термические перегрузки обмотки, в результате чего может появиться возможность ускорения старения всей изоляции, ее повреждение, в результате может образоваться межвитковое короткое замыкание. Чувствительным колебанием момента двигателя на самом начальном этапе пуска, которые могут быть выше 4-5 кратного значения заранее заданного (номинального) момента, могут создать лишние проблемы для работы данного механизма (любой кинематической цепи, вплоть до скручивания всех валов). Именно поэтому метод пуска электродвигателя, который напрямую подключен к сети, имеет три очень серьёзные недостатки - влияние на сеть, на сам двигатель и на технологический процесс.

Влияние на питающую сеть. Во время питания от автономных генераторов, особенно в самом конце линии электрических передач, падение напряжения на внутреннем сопротивлении выбранного источника питания и данной линии во время протеканий достаточно больших пусковых токов электродвигателя может привести к просадке напряжения в целой сети, что, конечно, отрицательно сказывается на работе любого другого подключенного к ней оборудования (терминалы релейной защиты, связь, компьютеры, контроллеры и другие), а сам электродвигатель имеет шанс не запуститься по причине уменьшения его момента пропорционально квадрату данной просадки напряжения.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Влияние на сам электродвигатель. Самые пиковые броски тока, которые происходят в переходном процессе пуска (от 6 до 10 по отношению к заданному (номинальному)), могут привести к значительным нагрузкам на всех проводниках, которые расположены в лобовой части обмотки электрического двигателя, что в результате приводит к ослаблению бандажирования обмотки, преждевременному выходу электродвигателя из рабочего состояния и постепенному нарушению изоляции по причине короткого замыкания всех витков обмотки [1].

Влияние на технологический процесс. Самые пиковые моменты переменного знака, которые развиваются электродвигателем во время пуска (от 4 до 5 кратные по отношению к заданному (номинальному)), могут привести к медленному повышению зазоров в механических соединениях между механизмом и электродвигателем, кроме этого, в другом ряде случаев вредно сказываются на всем технологическом процессе, где данные нагрузки крайне недопустимы (к примеру, магистральные конвейеры, когда осуществляется вытягивание приводного ремня, смесители и вентиляторы в случае опасности деформирования, системы транспортировки развешанных, поломка рабочих колес и насосов, хрупких или уложенных материалов во время их раскачивания, рассыпания или падения и тому подобное) [2].

Электродвигатель и преимущества плавного пуска.

Использование устройств плавного пуска дает возможность: устранить все рывки в механической части привода в момент останова и пуска электродвигателя; увеличить период службы электродвигателя; уменьшить вероятность перегрева электродвигателя; снизить ударные перегрузки с помощью уменьшения пусковых токов электродвигателя. Вместе с эффектом от плавного пуска данное устройство плавного пуска дает возможность уменьшить мгновенную активную используемую мощность, существенно уменьшить реактивную мощность, снизить шум, защитить электродвигатель, вибрацию и нагрев электродвигателя.

Литература

1. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным управлением. М.: Академия, 2006. 265 с.

2. Браславский И. Я., Ишматов З. Ш., Поляков В. Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод. М.: Академия, 2004. 256 с.

3. АметистоваЕ. В. Основы современной энергетики. М.: Издательский дом МЭИ, 2008. 632 с.

4. Бурман А. П. Строев В. А. Современная электроэнергетика. М.: Академия, 2004. 256 с.