Podczas pracy z różnymi urządzeniami elektrycznymi dość często pojawia się pytanie, co to jest prąd rozruchowy. W najprostszej wersji odpowiedzi będzie to prąd wymagany podczas uruchamiania silnika elektrycznego lub innego urządzenia. Jego wartość może być kilkakrotnie wyższa niż wartość nominalna wymagana przy normalnej stabilnej pracy. Tak więc, aby obrócić wirnik, silnik elektryczny musi zużyć znacznie więcej energii w porównaniu do pracy ze stałą prędkością. Zredukować prądy rozruchowe możliwe za pomocą specjalnych systemów zaślepiających i softstartów.

Prądy rozruchowe silników elektrycznych

W każdym urządzeniu, urządzeniu lub mechanizmie zachodzą procesy zwane procesami wyzwalającymi. Jest to szczególnie widoczne na początku ruchu, gdy konieczne jest ruszenie. W tej chwili początkowe pchnięcie wymaga znacznie więcej wysiłku niż przy dalszym działaniu tego mechanizmu.

Wpływają dokładnie na te same zjawiska urządzenia elektryczne - silniki elektryczne, elektromagnesy, lampy i inne. Obecność procesów rozruchowych w każdym z nich zależy od stanu elementów roboczych. Na przykład żarowe żarówki tradycyjnej żarówki w stanie zimnym mają rezystancję znacznie niższą niż po podgrzaniu do 1000 0 С. wskaźnik spada do 50 omów. Dlatego przy wysokim prądzie rozruchowym żarówki czasami się wypalają. Od ogólnego wypalenia ratuje je opór, który wzrasta wraz z ogrzewaniem. Stopniowo sięga stała wartość i pomaga ograniczyć prąd roboczy do pożądanej wartości.

Wpływ prądów rozruchowych w pełni wpływa na wszystkie typy silników elektrycznych, szeroko stosowanych w wielu dziedzinach. Aby właściwie obsługiwać napędy elektryczne, musisz znać ich charakterystykę rozruchową. Istnieją dwa główne parametry, które wpływają na prąd rozruchowy. Przesuw jest połączeniem między prędkością wirnika a prędkością elektryczną pole magnetyczne. Zmniejszony poślizg występuje od 1 do minimum w miarę zwiększania prędkości. Początkowy moment obrotowy to drugi parametr określający stopień obciążenia mechanicznego wału. Obciążenie to ma maksymalną wartość w momencie uruchomienia i staje się nominalne po całkowitym przyspieszeniu mechanizmu.

Funkcje do rozważenia asynchroniczne silniki elektrycznektóre przy uruchomieniu stają się ekwiwalentem transformatora klatkowego uzwojenie wtórne. Ma bardzo mały opór, więc wartość prądu rozruchowego podczas skoku może osiągnąć wiele przekroczeń w porównaniu z wartością nominalną. W procesie dalszego dostarczania prądu do uzwojeń rdzeń wirnika zaczyna stopniowo się nasycać polem magnetycznym. Istnieje pole elektromagnetyczne indukcji własnej, pod wpływem którego indukcyjny obwód zaczyna rosnąć. Wraz z początkiem obrotu wirnika zmniejsza się współczynnik poślizgu, czyli rozpoczyna się faza przyspieszenia silnika. Wraz ze wzrostem rezystancji prąd rozruchowy spada do standardowych wskaźników.

Podczas pracy może wystąpić problem związany ze zwiększonymi prądami rozruchowymi. Przyczyną ich występowania jest najczęściej przegrzanie silników elektrycznych, przeciążonych energia elektryczna z sieci w momencie uruchomienia, a także udarowe obciążenia mechaniczne w podłączonych urządzeniach i mechanizmach, takich jak skrzynie biegów i inne. Aby rozwiązać ten problem, zapewniono specjalne urządzenia reprezentowane przez przetwornice częstotliwości i softstarty. Są one wybierane z uwzględnieniem cech działania konkretnego silnika elektrycznego. Na przykład są one stosowane głównie w urządzeniach podłączonych do wentylatorów. Z ich pomocą prąd rozruchowy jest ograniczony do dwóch wartości znamionowych. Jest to całkowicie normalny wskaźnik, ponieważ podczas normalnego rozruchu prąd przekracza wartość znamionową 5–10 razy. Ograniczenie to osiąga się ze względu na zmienione napięcie w uzwojeniach.

Konwencjonalne silniki prądu przemiennego są szeroko stosowane w produkcji przemysłowej ze względu na ich bardzo prostą konstrukcję i niski koszt. Ich poważną wadą jest ciężki start, co znacznie ułatwiają przetwornice częstotliwości. Najcenniejszą jakością tych urządzeń jest zdolność do utrzymywania prądu rozruchowego przez jedną minutę lub dłużej. Najnowocześniejsze urządzenia pozwalają nie tylko regulować start, ale także optymalizować go zgodnie z wcześniej określonymi właściwościami operacyjnymi.

Prąd rozruchowy akumulatora

Akumulator nie jest na próżno uważany za jeden z ważnych elementów samochodu. Jego główną funkcją jest dostarczanie napięcia do istniejących urządzeń elektrycznych. Jest to głównie rozrusznik, oświetlenie i inne urządzenia. Aby skutecznie rozwiązać ten problem, akumulator musi nie tylko gromadzić się, ale także długo utrzymywać ładunek.

Jednym z głównych parametrów akumulatora jest prąd rozruchowy. Wartość ta odpowiada parametrom prądu płynącego w rozruszniku w momencie jego uruchomienia. Prąd rozruchowy jest bezpośrednio związany z trybem pracy samochodu. Jeśli pojazd jest używany bardzo często, szczególnie w niskich temperaturach, w tym przypadku akumulator musi mieć wysoki prąd rozruchowy. Jego nominalny parametr jest zwykle zgodny z mocą wyjściową zasilacza przez 30 sekund w temperaturze minus 18 0 C. Pojawia się w momencie, gdy kluczyk przekręci się w stacyjce i rozrusznik zacznie działać. Aktualna wartość jest mierzona w amperach.

Prądy rozruchowe mogą być zupełnie inne dla akumulatorów o identycznym wyglądzie i podstawowych cechach. Na ten czynnik istotny wpływ mają właściwości fizyczne materiałów do produkcji oraz cechy konstrukcyjne każdego produktu. Na przykład wzrost prądu można zaobserwować, jeśli płytki ołowiowe staną się porowate, ich liczba wzrośnie, użyty zostanie kwas ortofosforowy. Przeszacowana wartość prądu nie wpływa niekorzystnie na sprzęt, pomaga jedynie zwiększyć niezawodność rozruchu.

Całkowity prąd obciążenia Ia dostarczony do silnika jest obliczany przy użyciu następujących wzorów:

gdzie
Ia: całkowity prąd (A)
Pn: moc znamionowa (kW)
U: napięcie międzyfazowe dla silnika 3-fazowego i napięcie między zaciskami dla silnika 1-fazowego (V). Silniki 1-fazowe można podłączyć do napięcia fazowego lub sieciowego
η: wydajność, tj. moc wyjściowa (kW) / moc wejściowa (kW)
cos φ: współczynnik mocy, tj. moc wejściowa (kW) / moc wejściowa (kVA)

Ustawienie prądu pozakądowego i ochrony

• Wartość szczytowa prądu przejściowego może być bardzo wysoka. Zazwyczaj wartość ta jest 12–15 razy większa od wartości nominalnej skutecznej Inm. Czasami ta wartość może być 25 razy większa niż wartość Inm.
• Przełączniki, styczniki i przekaźniki termiczne są zaprojektowane do uruchamiania silników przy ekstremalnie wysokich prądach przejściowych (dodatkowa przejściowa wartość szczytowa może być 19 razy wyższa od wartości znamionowej skutecznej Inm).
• Jeżeli zabezpieczenie nadprądowe zadziała nagle podczas rozruchu, oznacza to, że prąd rozruchowy przekracza normalne wartości graniczne. W rezultacie można osiągnąć wartości graniczne. rozdzielnice, żywotność może ulec skróceniu, a nawet niektóre urządzenia mogą ulec awarii. Aby uniknąć takiej sytuacji, należy rozważyć zwiększenie parametrów nominalnych rozdzielnic.
• Rozdzielnice są zaprojektowane w celu zapewnienia ochrony rozruszników silnika przed zwarciem. W zależności od ryzyka tabele przedstawiają kombinacje wyłącznika, stycznika i przekaźnika termicznego, aby zapewnić koordynację typu 1 lub 2.

Prąd rozruchowy silnika

Chociaż rynek oferuje silniki o wysokiej sprawności, w praktyce ich prądy rozruchowe są w przybliżeniu takie same jak silniki standardowe.

Zastosowanie rozruszników trójkątnych, statycznych softstarterów lub napędów o zmiennej prędkości może zmniejszyć prąd rozruchowy (np. 4 Ia zamiast 7,5 Ia).

Kompensacja mocy biernej (kvar) dostarczanej do silników indukcyjnych

Z reguły ze względów technicznych i finansowych bardziej opłacalne jest ograniczenie prądu dostarczanego do silników asynchronicznych. Można to osiągnąć poprzez zastosowanie kondensatorów, bez wpływu na moc wyjściową silników.

Zastosowanie tej zasady do optymalizacji pracy silników indukcyjnych nazywa się „rosnącym współczynnikiem mocy” lub „kompensacją reaktywna moc».

Jak omówiono w rozdziale Kompensacja mocy biernej i filtrowanie harmonicznych, moc pozorna (kVA) dostarczana do silnika może zostać znacznie zmniejszona poprzez zastosowanie kondensatorów połączonych równolegle. Spadek mocy pozornej na wejściu oznacza odpowiedni spadek prądu wejściowego (ponieważ napięcie pozostaje stałe).

Kompensacja mocy biernej jest szczególnie zalecana w przypadku silników o długich okresach pracy przy zmniejszonej mocy.

Jak wspomniano powyżej

Dlatego spadek mocy pozornej wejściowej (kVA) prowadzi do wzrostu (tj. Poprawy) wartości cos φ.

Prąd dostarczany do silnika po kompensacji mocy biernej jest obliczany według wzoru:

gdzie: cos φ jest współczynnikiem mocy przed kompensacją, cos φ is jest współczynnikiem mocy po kompensacji, Ia jest prądem początkowym.

Figa. A4 poniżej pokazuje (w zależności od mocy znamionowej silnika) standardowe wartości prądu dla kilku wartości napięcia zasilania.

Figa. A4: Moc znamionowa i prądy

Pozdrowienia, drodzy czytelnicy. Przed zrozumieniem metod łączenia i charakterystyk prądów silnika typ asynchroniczny, przypomnienie sobie, co to jest, nie będzie zbyteczne.

Silnik typu asynchronicznego to samochód specjalnego rodzaju, który przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. Te właściwości są uważane za główną zasadę działania takiego urządzenia. Przepływający przez uzwojenia stojana prąd przemienny składający się z trzech faz stwarza warunki do pojawienia się wirującego pola magnetycznego. To pole również sprawia wirnik obracać się.

Oczywiście przy podłączaniu silnika należy wziąć pod uwagę wszystkie te czynniki, ponieważ wirnik obraca się w kierunku, w którym obraca się pole magnetyczne. Prędkość wirnika jest jednak niższa niż częstotliwość rotacji pola ekscytującego. Z założenia maszyny te są bardzo różne (tj. Zaprojektowane do pracy w różnych warunkach).

Zarówno charakterystyka pracy, jak i rozruchu takich urządzeń jest znacznie wyższa niż w przypadku silników jednofazowych.

Każdy z tych silników ma dwie główne części - ruchomą (wirnik) i nieruchomą (stojan). Obie części mają uzwojenia. Różnica między nimi może dotyczyć tylko rodzaju uzwojenia wirnika: może mieć pierścienie wirnika lub może być zwarta. Silniki z wirnikiem klatkowym i mocą do dwustu kilowatów są podłączone bezpośrednio do sieci. Silniki o większej mocy należy najpierw podłączyć do obniżonego napięcia, a dopiero potem przełączyć na wartość nominalną (w celu kilkakrotnego zmniejszenia prądu rozruchowego).

Podłączenie silnika indukcyjnego

Uzwojenie stojana prawie każdego takiego urządzenia ma sześć przewodów (z których trzy to początek, a trzy to końce). W zależności od zasilania sieciowego silnika wyjścia te są podłączone albo do „gwiazdy”, albo do „trójkąta”. W tym celu korpus każdego silnika ma skrzynkę, w której wyprowadzane są początkowe i końcowe druty uzwojeń (są one oznaczone odpowiednio C1, C2, C3 i C4, C5, C6).

Połączenie w gwiazdę

Tak zwana metoda łączenia uzwojeń, w której wszystkie trzy uzwojenia mają jeden wspólny punkt (neutralny). Napięcie liniowe takiego związku jest 1,73 razy wyższe niż napięcie fazowe. Pozytywną jakość tego rodzaju połączenia uważa się za niskie prądy rozruchowe, chociaż straty mocy w tym przypadku są dość znaczne.

Metoda łączenia w trójkąt różni się tym, że w tej metodzie połączenie jest wykonywane tak, że koniec jednego uzwojenia staje się początkiem następnego.

Połączenie trójkątne

W takim przypadku połączenia napięcia fazowego i napięcia linii są takie same, dlatego przy napięciu liniowym wynoszącym 220 woltów trójkąt będzie prawidłowym połączeniem uzwojeń. Pozytywną stroną tego połączenia jest duża moc, podczas gdy ujemną stroną są wysokie prądy rozruchowe.

Dla odwrócić (zmiana kierunku obrotu) trójfazowego silnika asynchronicznego wystarczy wymienić wyjścia jego dwóch faz. W produkcji odbywa się to za pomocą pary rozruszniki magnetyczne z zależnym włączeniem.

Znaczące prądy rozruchowe dla silników indukcyjnych są bardzo niepożądane, ponieważ mogą prowadzić do efektu braku napięcia dla innych rodzajów urządzeń podłączonych do tej samej sieci. Stało się tak dlatego, że łącząc i ustawiając silniki tego typu, powstaje zadanie zminimalizowania prądów rozruchowych i zwiększenia płynności rozruchu silników za pomocą specjalistycznego sprzętu. Najbardziej skutecznym rodzajem takich urządzeń są softstarty i przetworniki częstotliwości. Jedną z ich najcenniejszych cech jest to, że są w stanie utrzymać prąd rozruchu silnika przez dość długi czas (zwykle dłużej niż minutę).

Oprócz standardowej metody włączania silników typu asynchronicznego istnieją również metody włączenia ich do sieci zasilającej, która ma tylko jedną fazę.

Silnik indukcyjny rozruchu kondensatora

W tym celu zasadniczo stosuje się metodę przełączania kondensatora. Kondensator można zainstalować albo jeden, albo parę (jeden startowy, a drugi działający). Para kondensatorów jest umieszczana, gdy zachodzi potrzeba zmiany wydajności podczas procesu rozruchu, co odbywa się poprzez podłączenie-odłączenie jednego z kondensatorów (uruchomienie). W tym celu z reguły stosuje się pojemniki na papierze, ponieważ nie mają polaryzacji i podczas pracy prąd przemienny to jest bardzo ważne.

Aby obliczyć pracujący kondensator, istnieje następujący wzór:

Kondensator rozruchowy musi mieć pojemność kilka razy większą niż pojemność robocza i napięcie robocze półtora razy większe niż napięcie zasilające.

Kondensatory rozruchowe i robocze są połączone równolegle, dzięki czemu równolegle do rozruchu włączana jest rezystancja bocznikowa, a jeden koniec przewodu rozruchowego jest włączany za pomocą klucza. Podczas uruchamiania silnika kluczyk jest zamknięty, zwiększając prąd rozruchowy, a następnie otwarty.

Jednak nie zapominaj o tym sieć jednofazowa nie każdy silnik można podłączyć. Ponadto moc silnika w takim połączeniu będzie wynosić tylko 0,5-0,6 mocy włączenia trójfazowego.

Asynchroniczne prądy rozruchowe silnika

Teraz podam tabelę dopuszczalnych prądów jałowych silników trójfazowych:

Przed wykonaniem pomiarów prądu na silnikach należy je docierać (testowane na jałowy 30-60 minut - silniki o mocy mniejszej niż 100 kW i od 2 godzin silniki o mocy powyżej 100 kW). Ta tabela ma wyłącznie charakter informacyjny, dlatego rzeczywiste dane mogą różnić się od tych wartości procentowych o 10-20.

Prądy rozruchowe silnika można obliczyć za pomocą następującej pary wzorów:

In \u003d 1000 Pn / (Un * cosph * √nn),

gdzie Rn jest mocą znamionową silnika, Un jest wartością nominalną jego napięcia, nn jest wartością nominalną jego sprawności.

gdzie In oznacza bieżącą ocenę, a Kp jest wielokrotnością prąd stały do wartości nominalnej (zwykle wskazanej w paszporcie samochodowym).

Napisz komentarze, uzupełnienia do artykułu, może coś przeoczyłem. Spójrz na to, będę zadowolony, jeśli znajdziesz coś jeszcze przydatnego w moim. Wszystkiego najlepszego.