Moment obrotowy silnika indukcyjnego
Moment obrotowy, jaki powstaje na wale silnika indukcyjnego w warunkach zerowej prędkości obrotowej wirnika (gdy wirnik jest jeszcze nieruchomy) oraz prąd powstający w uzwojeniach stojana nazywany jest momentem rozruchowym silnika indukcyjnego.
Moment początkowy jest czasem nazywany również momentem początkowym lub momentem początkowym. W tym przypadku przyjmuje się, że napięcie i częstotliwość napięcia zasilającego są zbliżone do nominalnych, a uzwojenia są podłączone prawidłowo. W znamionowym trybie pracy ten silnik będzie działał dokładnie tak, jak tego oczekiwali twórcy.
Wartość liczbowa momentu rozruchowego
Moment rozruchowy oblicza się według powyższego wzoru. W paszporcie silnika elektrycznego (paszport dostarcza producent) wskazana jest wielokrotność początkowego momentu obrotowego.
Zazwyczaj wielkość wzrostu mieści się w przedziale od 1,5 do 6, w zależności od typu silnika. A wybierając silnik elektryczny do swoich potrzeb, ważne jest, aby moment rozruchowy był większy niż moment statyczny planowanego obciążenia projektowego na wale.Jeśli ten warunek nie zostanie spełniony, silnik po prostu nie będzie w stanie rozwinąć roboczego momentu obrotowego przy twoim obciążeniu, to znaczy nie będzie w stanie normalnie się uruchomić i przyspieszyć do prędkości znamionowej.
Spójrzmy na inny wzór na znalezienie początkowego momentu obrotowego. Przyda ci się to do obliczeń teoretycznych. Tutaj wystarczy znać moc wału w kilowatach i prędkość nominalną - wszystkie te dane są podane na tabliczce znamionowej (na tabliczce znamionowej). Moc znamionowa P2, znamionowa prędkość obrotowa F1. Oto więc ta formuła:
Poniższy wzór służy do znalezienia P2. Należy tu wziąć pod uwagę poślizg, prąd rozruchowy i napięcie zasilania, które są podane na tabliczce znamionowej. Jak widać, wszystko jest dość proste. Ze wzoru jasno wynika, że moment rozruchowy można zasadniczo zwiększyć na dwa sposoby: zwiększając prąd rozruchowy lub zwiększając napięcie zasilania.
Spróbujmy jednak pójść najprościej i obliczyć wartości momentu rozruchowego dla trzech silników serii AIR. Wykorzystamy parametry początkowego zestawu momentu obrotowego i wartości momentu nominalnego, czyli użyjemy pierwszego wzoru. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli:
typ silnika Moment znamionowy, Nm Stosunek momentu rozruchowego do momentu znamionowego Moment rozruchowy, Nm AIRM132M2 36 2,5 90 AIR180S2 72 2 144 AIR180M2 97 2,4 232,8
Rola momentu rozruchowego silnika indukcyjnego (prąd rozruchowy)
Często silniki są podłączone bezpośrednio do sieci, wykonując przełączanie za pomocą rozrusznika magnetycznego: napięcie sieciowe jest przykładane do uzwojeń, na stojanie powstaje wirujące pole magnetyczne, a sprzęt zaczyna działać.
W takim przypadku prąd rozruchowy w momencie rozruchu jest nieunikniony i przekracza prąd znamionowy 5-7 razy, a czas trwania przekroczenia zależy od mocy silnika i mocy obciążenia: silniki o większej mocy uruchamiają się dłużej, ich stojan uzwojenia przyjmują dłuższe przeciążenie prądem.
Silniki małej mocy (do 3 kW) z łatwością wytrzymują te przepięcia, a sieć z łatwością wytrzymuje te niewielkie, krótkotrwałe przepięcia, ponieważ sieć zawsze ma pewną rezerwę mocy. Dlatego małe pompy i wentylatory, maszyny do cięcia metalu i domowe urządzenia elektryczne są zwykle włączane bezpośrednio, bez obawy o przeciążenia prądowe. Z reguły uzwojenia stojana silników tego typu urządzeń są połączone zgodnie ze schematem „gwiazdy” opartym na napięcie trójfazowe od 380 woltów lub „trójkąt” — do 220 woltów.
Jeśli masz do czynienia z mocnym silnikiem o mocy 10 kW lub większej, nie możesz bezpośrednio podłączyć takiego silnika do sieci. Prąd rozruchowy w momencie rozruchu musi być ograniczony, w przeciwnym razie sieć ulegnie znacznemu przeciążeniu, co może doprowadzić do niebezpiecznego „nienormalnego spadku napięcia”.
Przerwij obecne ścieżki ograniczające
Najłatwiejszym sposobem ograniczenia prądu rozruchowego jest rozpoczęcie od obniżonego napięcia. Uzwojenia po prostu przełączają się z trójkąta na gwiazdę podczas rozruchu, a następnie z powrotem na trójkąt, gdy silnik nabierze pewnej prędkości.Przełączanie odbywa się kilka sekund po starcie za pomocą np. przekaźnika czasowego.
Przy takim rozwiązaniu początkowy moment obrotowy również maleje, a zależność jest kwadratowa: przy spadku napięcia będzie to 1,72 razy, moment obrotowy zmniejszy się 3 razy. Z tego powodu rozruch przy obniżonym napięciu jest odpowiedni do zastosowań, w których rozruch jest możliwy przy minimalnym obciążeniu wału silnika indukcyjnego (na przykład uruchamianie piły).
Ciężkie obciążenia, takie jak przenośnik taśmowy, wymagają innego sposobu ograniczenia prądu rozruchowego. Tutaj bardziej odpowiednia jest metoda reostatu, która pozwala zmniejszyć prąd rozruchowy bez zmniejszania momentu obrotowego.
Ta metoda jest bardzo odpowiednia dla silników asynchronicznych z uzwojonym wirnikiem, gdzie reostat jest dogodnie włączony w obwód uzwojenia wirnika, a prąd roboczy jest regulowany etapami, uzyskuje się bardzo płynny start. Za pomocą reostatu można natychmiast wyregulować prędkość roboczą silnika (nie tylko w momencie rozruchu).
Ale najskuteczniejszy sposób bezpiecznego uruchamiania silników asynchronicznych dopiero się zaczyna przetwornica częstotliwości… Napięcie i częstotliwość są automatycznie dostosowywane przez samą przetwornicę, tworząc optymalne warunki dla silnika. Obroty są stabilne, a porażenia prądem są zasadniczo wykluczone.