Rozběhový moment asynchronního motoru – užitečné informace od specialistů společnosti PTC Privod LLC

Bohužel používáte zastaralý prohlížeč. Aktualizujte svůj prohlížeč, abyste zlepšili výkon, kvalitu zobrazovaného materiálu a zlepšili zabezpečení.

Jedním z nejrozšířenějších typů v elektrotechnickém průmyslu jsou asynchronní elektromotory. Získaly si velkou oblibu a jsou široce používány ve srovnání s jinými typy motorů díky své jednoduchosti konstrukce, spolehlivosti a relativní levnosti. Asynchronní motory nacházejí uplatnění ve všech sférách národního hospodářství. Rozběhový moment asynchronního motoru je moment, který vzniká na hřídeli asynchronního elektromotoru, když je proud přiváděn do vinutí stacionárního statoru. Pokud se v odborné literatuře vyskytují pojmy „počáteční moment“, „počáteční rozběhový moment asynchronního motoru“ nebo „rozběhový moment“, hovoříme také o rozběhovém momentu. Je bezpodmínečně nutné zajistit správné připojení vinutí a rozumí se, že frekvence napájecího napětí, stejně jako samotné napětí, se bude blížit jmenovité hodnotě. Pouze v nominálním režimu bude asynchronní motor schopen pracovat přímo podle záměru inženýrů.

Rozběhový moment a jeho číselná hodnota

Rozběhový moment asynchronního motoru lze určit pomocí speciálního vzorce. Násobnost rozběhového momentu ke jmenovitému asynchronnímu motoru lze nalézt v pasu zařízení, takový dokument musí poskytnout výrobce. S těmito údaji lze velmi snadno vypočítat vzorec počátečního momentu pro asynchronní motor. V závislosti na modelu motoru se násobnost liší. Existují produkty, ve kterých se tento ukazatel pohybuje od 1,5 do 6. Při nákupu se musíte ujistit, že hodnota rozběhového momentu je větší než statický moment plánovaného konstrukčního zatížení hřídele. Pokud při výběru motoru zjistíte nesrovnalost, pak takové zařízení nebude schopno vyvinout požadovaný točivý moment a překonat požadované zatížení. Jednoduše nebude schopen správně nastartovat a poté zrychlit na jmenovitou rychlost. Maximální rozběhový moment asynchronního motoru musí odpovídat potřebám uživatele. Existuje další vzorec pro zjištění počátečního momentu. Měl by být použit při provádění teoretických výpočtů. Pro použití vzorce potřebujete znát jmenovité otáčky a výkon hřídele. Všechny tyto parametry jsou uvedeny na typovém štítku (údajovém štítku) zařízení. Ve vzorci je P2 jmenovitý výkon a F1 jmenovitá rychlost. Vzorec vypadá takto: Chcete-li najít P2, musíte použít samostatný vzorec. Zde závisí rozběhový moment asynchronního motoru na napětí. Důležité je zohlednit parametry skluzu, zapínacího proudu a napájecího napětí. Všechny tyto hodnoty jsou také uvedeny na typovém štítku. Výpočty nejsou nijak zvlášť obtížné. A vzorec jasně ukazuje, že ke zvýšení startovacího momentu asynchronního motoru můžete použít dvě metody: zvýšit napájecí napětí nebo zvýšit startovací proud. Pro přehlednost navrhujeme vypočítat hodnoty rozběhového momentu pro tři zařízení z řady AIR. Musíte použít úplně první vzorec, který vyžaduje hodnoty jmenovitého točivého momentu a parametry násobnosti počátečního točivého momentu. Výsledky výpočtu jsou uvedeny v tabulce:

Jakou roli hraje výchozí moment?

Existují situace, kdy jsou motory připojeny přímo k síti a spínání se provádí pomocí konvenčního magnetického startéru. K tomu je na vinutí aplikováno lineární napětí, vytváří se rotující magnetické pole statoru, díky kterému zařízení začíná pracovat. V tomto případě se nelze vyhnout nárazovému proudu, který ve velikosti překročí jmenovitý proud 5-7krát. A čím výkonnější motor a čím vyšší zatížení, tím delší bude trvání takového přebytku. Výkonnější motory vykazují dlouhý start a vinutí statoru v nich trvá proudové přetížení déle. Nízkovýkonné motory nepřesahující 3 kW takové změny snadno snesou. Síť se také docela dobře vyrovnává s krátkodobými přepětími, protože síť má v každém případě určitou výkonovou rezervu. To vysvětluje, proč jsou malé domácí elektrospotřebiče, stejně jako malé stroje, ventilátory a čerpadla, připojeny přímo bez obav z jejich přetížení. Vinutí statoru v motorech zařízení s nízkým výkonem jsou zapojena do „hvězdy“, pokud je výpočet proveden pro 3-fázové napětí 380 voltů, nebo do „trojúhelníku“, pokud mluvíme o 220 voltech. Pokud je však motor výkonnější, s ukazatelem 10 kW nebo více, je nepřijatelné jej přímo připojit k síti. Je nutné omezit zapínací proud, jinak můžete vyvolat značné přetížení, které povede k nebezpečným následkům.

Způsoby spouštění asynchronního motoru a způsoby omezení rozběhového proudu

Indukční motor lze spustit mnoha způsoby. K přímému spuštění elektromotoru, jak je uvedeno výše, stačí připojit jej k síti. Tato metoda se používá pro motory s rotorem nakrátko. Při výrobě tohoto typu zařízení výrobci konstruují zařízení tak, aby zapínací proudy vznikající ve vinutí statoru nevytvářely enormní mechanickou sílu a nezahřívaly vinutí na hranici možností. Z toho vyplývá, že není možné nastartovat těžký asynchronní elektromotor pomocí přímého připojení k síti, protože síť začíná ztrácet napětí o více než 15 procent, což znemožňuje nastartování motoru, protože startovací zařízení ztratí stabilitu a kontakty vyhoří. Nejjednodušší způsob, jak odstranit přebytečný startovací proud, je spustit zařízení při sníženém napětí motoru. Za tímto účelem konstrukce umožňuje přepnutí vinutí z „trojúhelníku“ na „hvězdu“ okamžitě v okamžiku spuštění. Když motor nabere nějaké otáčky, vinutí se přepne zpět do delta. Utlumení zbytečného rázu a přepnutí trvá jen pár sekund. U zařízení je to realizováno pomocí časového relé nebo jiných zařízení. Pokud se použije toto řešení, sníží se také rozběhový moment. A zde můžete pozorovat kvadratický vztah: když se napětí sníží 1,7krát, točivý moment se sníží 3krát. Nízkonapěťové spouštění je proto možné použít pouze u zařízení, u kterých je spouštění možné pouze s minimálním zatížením hřídele motoru asynchronního typu. Pozoruhodným příkladem je uvedení stroje s více pilami.

Hlavní podstatnou nevýhodou je výrazně snížený spínací impuls, v důsledku sníženého napětí fázového proudu. Pokud mluvíme o výkonných zátěžích, například těch, které jsou vlastní pásovému dopravníku, pak výše uvedený způsob omezení startovacího proudu není vhodný. Je lepší použít metodu reostatu. Umožňuje snížit rozběhový proud bez obětování točivého momentu. Právě tuto metodu lze označit za nejvhodnější pro asynchronní elektromotory vybavené vinutým rotorem. Zde je reostat pohodlně připojen k obvodu vinutí rotoru a provozní proud se nastavuje v krocích, což zajišťuje hladký start. A díky reostatu si můžete upravit i provozní otáčky v motoru, a to je typické nejen pro okamžik nastartování. Asynchronní stroj lze spustit z autotransformátorů az reaktorů. Takové spínací metody, stejně jako jiné možnosti, se provádějí snížením dodávaného napětí, díky čemuž je pozorováno snížení počátečního momentu. Výrobci vyvíjejí spouštěcí obvod pro asynchronní motor tak, že když je dodáván malý proud, vzniká silný rozběhový moment. Pokud porovnáme speciální zařízení pro spouštění asynchronního motoru s přímým připojením, můžeme vyzdvihnout následující pozitivní bod: zařízení postupně zrychluje a zpomaluje elektromotor. Tohoto efektu je dosaženo aplikací napětí, které se lineárně mění od počátečního bodu k nominální hodnotě. Nejúčinnější metodu pro bezpečné spouštění asynchronních elektromotorů lze bezpečně nazvat spouštění přes softstartér nebo frekvenční měnič. Ukazatele napětí a frekvence jsou zde regulovány samotným měničem v automatickém režimu, díky čemuž motor pracuje v optimálních podmínkách. Tímto způsobem je možné dosáhnout stability v rychlosti, ale zcela eliminovat proudové rázy. Hlavními výhodami zařízení pro pozvolný rozběh pro asynchronní elektromotor je také snížená možnost poškození mechanického pohonu a hřídele motoru a snížení elektromechanických sil ve vinutí motoru. Multifunkční softstartér má velmi dobrou spolehlivost a snadno se nastavuje a opravuje.