Особенности запуска электродвигателей от бензиновых и дизельных генераторов.
Если Вы находите эту статью полезной и считаете, что она способна помочь людям подобрать электростанцию, нажмите кнопу ”Поделиться” и статью будет проще найти в сети.
Как правильно выбрать генератор для запуска асинхронного двигателя определённой мощности? Такой вопрос наиболее часто стоит при выборе источника автономного электропитания.
Для начала кратко рассмотрим устройство генератора и двигателя. В большинстве случаев он представляет собой двигатель внутреннего сгорания, заставляющего вращаться ротор синхронного генератора, который при вращении создаёт магнитное поле, которое в свою очередь преобразуется обмотками статора в электрический ток. Устройство асинхронного двигателя аналогично генератору, только отсутствуют обмотки возбуждения, но для понимания физики процесса нам в данном случае это не важно, в асинхронном двигателе ток формирует магнитное поле, которое заставляет вращаться ротор электродвигателя. Получается, что имеем почти две аналогичные электрические машины, только одна ток вырабатывает, вторая потребляет. Получается, что если подобрать одинаковые по мощности генератор и двигатель то всё должно работать?
На самом деле пока генератор или двигатель не вышли на номинальные обороты, первый не может отдавать ток, а второй потребляет слишком большой. Поэтому все генераторы запускаются на холостом ходу. А как же запустить асинхронный двигатель от равного по мощности генератора?? Если напрямую соединить двигатель и генератор то ничего не получится, резкий скачок пускового тока вызовет срабатывание защиты генератора или созданный электромагнитный момент остановит двигатель. Пусковой ток возникает из-за того, что пока двигатель не вращается он представляет собой трансформатор, у которого первичная обмотка подключена к сети, а вторичная накоротко закорочена, с началом вращения вращающиеся магнитное поле создаваемое статором, начинает вращать ротор, и при достижении близких скоростей вращения ротора и магнитного, ток начинает соответствовать нагрузке на валу.
Пусковые токи достигают 10кратных значений номинального тока. И что для запуска двигателя брать генератор с максимально рабочим током в 5-10 раз больше? При том, что генераторная установка на больший ток стоит в разы дороже.
Решить данную проблему можно установив устройство плавного пуска или частотный преобразователь.
Применение устройство плавного пуска.
Устройство плавного пуска обеспечивает плавное нарастание напряжения на обмотках электродвигателя, что позволяет избежать резкого скачка пускового тока. При достижении напряжения соответствующего необходимому моменту, двигатель начинает вращение. С плавным ростом напряжения, плавно нарастает и потребляемый ток. При плавном пуске его значение значительно ниже, чем при прямом пуске, что позволяет применять электрогенераторы мощностью лишь в полтора-два раза больше номинальной мощности электродвигателя. Почему полтора-два, если пусковой ток даже с хорошим устройством плавного пуска составляет 2-3 номинала? Это связано с индуктивной природой самого генератора, при плавном пуске ток нарастает медленно, и можно сказать «сердечники» (ротора, статора) не входят в режим насыщения, как при резком нарастании тока при прямом пуске, что увеличивает их перегрузочную способность. Да и само нарастание тока идёт по кривой близкой к кривой устройств защитного отключения установленных в генераторах. Например, ряд крупных компаний используют успешно устройства плавного пуска стандартно в своих проектах с насосами с коэффициентом отношения мощности генератора с двигателем Kp=1,5.
Применение частотных преобразователей.
Частотный преобразователь способен запустить электродвигатель при большинстве нагрузок на номинальном токе электродвигателя, это связано с тем что кроме, плавного нарастания напряжения, частотный преобразователь обеспечивает плавное нарастание частоты по определённым законам. Момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения и обратно пропорционален частоте. Т.е. поддерживая определённый момент на валу, мы можем запустить двигатель на номинальном для определённой нагрузке токе. Это позволяет использовать частотный преобразователя для запуска электродвигателя практически номинал в номинал. Но так-ка разброс параметров и двигателей и генераторов достаточно велик, рекомендуем использовать коэффициент Kp=1.2-1.3 для вентиля торных нагрузок, и 1.5-1.7 для всех остальных.
Ещё рекомендуем использовать частотный преобразователь при нестабильной выходной частоте генератора, ибо устройства плавного пуска в большинстве случаев синхронизируются по частоте, сильный её разброс, свыше 1-2% может привести к их нестабильной работе. Но таких случаев минимальное количество.
Окончательный выбор системы определяется экономикой конечного решения. Частотные преобразователи на небольшие мощности в полтора – два раза дороже устройства плавного пуска, а на большие мощности в 2-3 раза больше. Просуммируйте стоимости генераторной установки, устройства запуска в различных вариантах и сделайте окончательный выбор.
