2tom134

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 270

Za pomocą przełącznika gwiazda-trójkąt załącza się tylko silniki niskiego napięcia, których uzwojenia fazowe stojana są przy napięciu znamionowym połączone w trójkąt (rys. 5.23).

W początkowym okresie rozruchu uzwojenia fazowe łączy się w gwiazdę. Wówczas prąd pobierany z sieci oraz elektromagnetyczny moment obrotowy zmniejszają się nieco więcej niż trzykrotnie w porównaniu z wartościami, które wystąpiłyby przy połączeniu uzwojeń w trójkąt (rys. 5.24). Natomiast prąd w uzwojeniach fazowych zmniejsza się do ok. 57% wartości występującej przy połączeniu w trójkąt. Przełączenie uzwojeń w trójkąt powinno nastąpić dopiero po osiągnięciu przez silnik stanu ustalonego.

b)

Rys. 5.24. Elektromagnetyczny moment obrotowy rozruchowy oraz prąd rozruchowy przy rozruchu za pomocą przełącznika gwiazda-trójkąt: a) rozruch prawidłowy; b) rozruch nieprawidłowy Pole zakreskowane przedstawia nadwyżkę momentu elektromagnetycznego nad momentem obciążenia, \f_L moment obrotowy obciążenia

Rozruch za pomocą przełącznika gwiazda-trójkąt jest celowy wówczas, gdy silnik przy połączeniu w gwiazdę osiąga prędkość obrotową bliską znamionowej, a więc gdy urządzenie napędzane może być podczas rozruchu odciążone (rys. 5.24a). W przeciwnym przypadku po przełączeniu uzwojeń (rys. 5.24b) może wystąpić niekorzystne zwiększenie prądu.

Przełącznik gwiazda-trójkąt można wykorzystać także do zwiększenia sprawności oraz współczynnika mocy silnika niedociążonego. Przy obciążeniu silnika mocą mniejszą niż ok. 35% mocy znamionowej celowe jest połączenie jego uzwojeń w gwiazdę. Przy tym połączeniu współczynnik mocy może być ponad dwukrotnie większy niż przy połączeniu w trójkąt, sprawność zaś o 20% większa.

Załączenie za pomocą transformatora rozruchowego stosuje się do silników o mocy większej niż ok. 500 kW. Jeżeli wymagane jest k-krotne zmniejszenie prądu rozruchowego pobieranego z sieci, to należy zasilać silnik za pośrednictwem transformatora o przekładni K — ^Jk. Ze względu na uzyskanie odpowiednio dużego momentu obrotowego obniża się napięcie na zaciskach silnika zwykle tylko o 20-=- 30%. Przekładnia jest więc bliska 1 i celowe jest stosowanie autotransformatora (rys. 5.25) przystosowanego do pracy krótkotrwałej o mocy pozornej własnej

s_Kr,- _ky-

(5.36)

przy czym S_ls — moc pozorna silnika podczas rozruchu przy napięciu znamionowym. p_rąd w uzwojeniach silnika zmniejsza się wówczas _v^,/k-razy, zaś moment obrotowy _/..krotnie w porównaniu z wartościami występującymi przy napięciu znamionowym.

Rys. 5.25- Schemat połączeń silnika z autotransformatorem rozruchowym (przy otwartych wyłącznikach i W3 autotransformator ATr jest załączony jak dławik szeregowy)

Rys. 5.26. Schemat połączeń silnika z dodatkowym opornikiem rozruchowym R_a w jednym przewodzie fazowym

W2 — wyłącznik zwierający opornik po rozruchu silnika

Załączenie impedancji szeregowej powoduje obniżanie się napięcia podczas rozruchu. Rezystancję łączoną szeregowo z uzwojeniami stojana stosuje się tylko w silnikach małej mocy. W silnikach dużej mocy włącza się w tym celu dławiki o odpowiednio dobranej rcaktancji. Przy założeniu fc-krotnego zmniejszenia prądu rozruchowego /, przy poślizgu s = 1, znając rezystancje oraz reaktancje uzwojeń silnika można, np. na podstawie wzoru przybliżonego (5.1 ld), obliczyć dodatkową rezystancję

K * y/k\R, + K)² + (k²-1)(X_h+X'_lrf    (5.37)

lub dodatkową reaktancję

% V(k²-1 )(R_S + R'_r)² + k²(X_h + X\_r)² —X_h—X'„    (5.38)

którą należy włączyć w każdy przewód fazowy przed zaciskami silnika.

Moment obrotowy podczas takiego rozruchu zmniejsza się k²-krotnie, a więc bardziej ^niz prąd rozruchowy. Warunki rozruchowe przy szeregowym załączeniu dodatkowej ■mpedancji są zatem mniej korzystne niż przy rozruchu za pomocą autotransformatora lub przełącznika gwiazda-trójkąt.

Dodatkową rezystancję lub reaktancję zwiera się po osiągnięciu przez silnik stanu ustalonego przy obniżonym napięciu.

Załączenie na niesymetryczny układ napięć stosuje się również w celu zmniejszenia ulektromagnetycznego momentu rozruchowego. Najprostszy sposób uzyskania niesymet-^r» napięć na zaciskach silnika polega na włączeniu dodatkowej rezystancji szeregowo ⁷- J^ednym uzwojeniem fazowym stojana (rys. 5.26). Zmniejszony początkowy moment ^rozruchowy silnika oraz prąd rozruchowy w przewodzie z rezystancją dodatkową można °dczytać z rys. 5.27 w zależności od współczynnika mocy w stanie zwarcia cosę>* oraz