Rozruch silników indukcyjnych pierścieniowych (układ i zasady rozruchu)

Rozruch silnika jest to proces przejścia wirnika od postoju (n =0) do pracy przy prędkości wynikającej z warunków zasilania i obciążenia. Rozruch silnika jest możliwy tylko wówczas, gdy moment, wytworzony przez silnik w chwili rozruchu, będzie większy od momentu hamującego urządzenia roboczego (M_r> M_h).

Z zależności

wynika, że w chwili rozruchu (s = 1) silnik roz­wija moment

Początkowy moment rozruchowy silników indukcyjnych jest na ogół mały, często mniejszy od momentu znamionowego. Czas trwania rozruchu zależy od momentu bezwładności całego układu napędowego oraz od nadwyżki momentu wytworzonego przez silnik nad momentem hamującym u­rządzenia roboczego. Nadwyżka ta, zwana momentem dynamicznym, wynosi (rys)

W chwili rozruchu silnik in­dukcyjny zachowuje się tak, jak transformator w stanie zwarcia. Jego uzwojenie pierwotne (stojana) jest bowiem zasilane z sieci pełnym napięciem przy zwartym i nieruchomym u­zwojeniu wtórnym (wirnika). Przez analogię do transformatora można przyjąć, że prąd rozruchowy silnika wynosi

Dla większości silników indukcyjnych I_r = (4-8)I_n

Aby w wyniku dużego poboru prądu nie doszło do nadmiernego wzrostu spadku napięcia w sieci zasilającej, Zakłady Energetyczne dopuszczają do bezpośredniego rozruchu jedynie silniki, których moc nie przekracza 3 kW. Silniki o mocach większych uruchamiane są przy użyciu środków zapewniających mniejszy prąd rozruchowy. Z zależności (3) wynikają następujące możliwości ograniczenia tego prądu:

• zmniejszenie napięcia zasilającego,

• zwiększenie rezystancji w obwodzie stojana i wirnika,

• zwiększenie reaktancji w obwodzie stojana i wirnika.

Rozruch silników pierścieniowych

W silnikach pierścieniowych prąd rozruchowy jest zmniejszany przez włączenie w obwód wirnika dodatkowego rezystora, zwanego rozrusznikiem. Rozrusznik posiada w każdej fazie od kilku do kilkunastu sekcji o odpo­wiednio dobranych rezystancjach. Schemat połączeń silnika pierścienio­wego z rozrusznikiem czterosekcyjnym pokazano na rysunku 2a. W początkowej fazie rozruchu (n =O) pracują wszystkie sekcje roz­rusznika. Rozruch silnika przebiega według sztucznej charakterystyki mechanicznej, odpowiadającej rezystancji R_r4 (rys.2a,b). W chwili, gdy prąd osiągnie wartość I_min, następuje ręczne lub automatyczne odłączenie ostatniej sekcji rozrusznika (R_r4), Rozruch silnika przebiega teraz zgodnie z charakterystyką odpowiadającą rezystancji R_r3. Kiedy prąd osiągnie wartość I_min, następuje zwarcie kolejnej sekcji rozrusz­nika, a w konsekwencji tego przejście na następna charakterystykę mechaniczną silnika. Podobny cykl powtarza się aż do przejścia na charakte­rystykę naturalną, na której kończy się rozruch silnika. Włączenie w obwód wirnika dodatkowej rezystancji powoduje przesunię­cie się momentu maksymalnego w stronę mniejszych prędkości obrotowych. Przy tym sposobie rozruchu osiąga się, oprócz zmniejszenia gradu rozru­chowego, wzrost momentu rozruchowego. Z tego powodu silniki pierście­niowe stosuje się w napędach o ciężkich warunkach rozruchowych.