Устройство для автоматического пуска асинхронных двигателей

-О П И С А Н И Е устройства для автематического пуска асмнхронаых двигателей, К авторскому свидетельству Н. М. Батуева, заявленному 19 августа 1932 года (спр. о перв. Рй 114352). О выдаче авторского свидетелъотва опубликовано 31 марта 1934 года.(323) Асинхронные двигатели переменного тока получили громадное распространение в промышленности, так как являются наиболее дешевыми и не требующими сложного ухода и частого ремонта. В качестве пусковых приспособлений для этих двигателей в большинстве применяются реостаты, т,е. той или иной формы омические сопротивления включаемые на время пуска в цепьобмотки роторадвигателя. Основным достоинством реостатов является достижение необходимого при пуске двигателя начального пускового момента. Но реостат имеет большие недостатки; требует ухода, частого текущего ремонта (в виду наличия искрящих контактов) и квалифицированного рабочего-электрика для пуска двигателя.Таким образом, насколько современный асинхронный двигатель надежен и нетребователен, настолько еще несовершенны устройства для его пуска. Они остались в принципе теми жекакими были еще .при изобретении первого мотора переменного тока.Различные системы автоматических реостатов, которые изобретались, не являются надежными в действии, сложны по устройству и требуют частого ремонта в виду наличияподвижных частей и искрящих контактов. Было также предложено для автома. тического пуска асинхронных двигателей включать в обмотку ротора двигателя комбинации параллельно соединенных индуктивных и омических сопротивлений (см., напр., журнал Электричество", М 21 за 1900 г. стр. 296 - 297, фиг. 11 - 12). Это устройство позволяло совершенно автоматически пускать двагатель, не имело подвижных частей и искрящих кон. тактов, а, следовательно, не требовало никакого ухода. Но основиым недостатком его было значительное снижение пускового момента двигателя.В предлагаемом устройстве также применена комбинация параллельно включенных индуктЬрных и омических сопротивлений, причем; согласно изобретению, реактивные катупки, служащие индуктивными сопротивлениями, выполняют роль реле, автоматически включающих и выключающих вспомогательное пусковое сопротивление,На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства,Предлагаемое устройство для пуска асинхронных двигателей состоит из трех реактивных катушек 5, 5, 5 с параллельно присоединенными к ним омическими сопротивлениям 4, 4, 4. Катушки 5 выпол. няются в виде одного трехфазногореактора, т, е. трех соответственно расчитанных обмоток, насаженных на один общий сердечник, имеющий вид буквы Ш. Омические сопротивления 4 изготовляются путем намотки никелиновой проволоки надлежащего сечения на три фарфоровых цилиндра. Магнитопровод трехфазного реактора замыкается якорем 7, который двумя пружинами не показанными на чертеже) удерживается на некотором расстоянии от концов магнитопровода.Якорь 7 имеет три контакта 8, 8, 8, соединенные между собою накоротко. Три ., вспомогательных сопротивления 6, б, 6 изготовляются, как и сопротивления 4,4,4, но меньшей величины, чем последние.Сопротивления 6, 6, 6 соединены между собой на звезду, и концы их присоединены к неподвижным контактам 8, 8, 8, Соединения ясны из чертежа, Все устрой- стао монтируется на металлической крышке с тремя контактными болтами и опускается в кожух с маслом. Крышка плотно привинчивается к кожуху; для возможного расширения масла, а также его пополнения, кожух имеет трубкуперелив с колпачком.11 ринцип действия предлагаемого устройства основан на том известном и.используемом для целей автоматического пуска асинхронных двигателей явлении, что . после включения статора 2 асин.хронного двигателя в сеть 1 переменного тока, частота тока в цепи ротора 3 будет уменьшаться и, по достижении по.следним нормального числа оборотов, будет составлять, примерно, /.,часть частоты тока в сети.Предлагаемое устройство работает сле.дующиЪ образом. При включении двигателя вхолостую сердечник трехфазного реактора 5 быстро (мгновенно) притянет к себе якорь 7 и тем самым включит вспомогательное сопротивление 6 по"ледовательно с основным сопротивлением 4,причем вся система будет соединена на звезду. Вследствие того, что в начале пуска частота тока в цепи ротора большая, а также вследствие наличия притя.нутого якоря и . отсутствия воздушного промежутка в магнитопроводе реактора, реактивное сопротивление катушек 5, 5, 5 будет значительным; вследствие этого большая часть тока пойдет через омические соприкосновения 4 и 6. Значительное омическое сопротивление, включенное в цепь обмотки ротора в момент пуска, обусловит. высокий пусковой момент двигателя.По мере развертывания ротора 3 частота тока в нем уменьшается, вследствие чего реактивное сопротивление катушек 5, 5, 5 также уменьшается и все большая часть общего тока протекает по катушкам 5, 5, 5. Однако, в конце пуска сила тока в катушках 5, 5, 5 значительно уменьшится; это получается потому, что пуск двигателя, по условию, происходил вхолостую, под нагрузкой одной только трансмиссии, маховика или т. па такая нагрузка обладает большим инерционным моментом сопротивления и малым статическим моментом сопротивления; инерционный же момент сопро. тивления, зависящий от углового уско. рения при разгоне, в конце пуска, когда ускорение равно или приближается к нулю, также, равен или приближается к нулю; сила же тока в двигателе зависит в конечном счете от нагрузки; поэтому при пуске двигателя вхолостую сила пускового тока в конце пуска падает до значения тока холостого хода, который в роторе асинхронного двигателя будет очень. малым.Поэтому, в известный момент сила притяжения якоря 7 сердечником катушек 5, 5, 5 не сможет преодолеть силы натяжения пружин и якорь 7 отпадет и со. единит накоротко контакты 9, 9, 9, тем самым выключив вспомогательное сопротивление 6; вследствие этого койбинация из сопротивлений 4, 4,4 и катушек 5, 5, 5 окажется соединенной звездою.В, виду резкого уменьшения омическбго сопротивления и реактивного сопоогивления катушек 5, 5, 5 образуется воздушный промежуток между якорем 7 и сердечником, а в.цепи двигателя получится некоторый скачок силы тока. В силу же значительного уменьшения частоты тока ротора и реактивного сопрэтивления катушек 5,5, 5 почти весь ток пройден через обмотки катушек 5,5,5, которые к этому моменту уже не будут п редставлять почти никакого реактивного сопротивления; а так как омическое их сопротивление почти равно нулю, то ротор мотора окажется как бы замкнутым на коротко. После пуска двигателя ротор необходимо замкнуть накоротко. Если мотор имеет центробежное приспособление для автоматического замыкания накоротко колец ротора, то пуск двигателя, снабженного предлагаемым устройством, будет абсолютно .автоматическим; даже двигатели больших мощностей может пускать любой рабочий включением одного лишь масляника или рубильника. Такое устройство гарантирует двигатель от порчи при внезапных включениях тока: двигатель всегда готов к пуску,Предмет изобретения,Устройство для автоматического пуска асинхронных двигателей с применением включенных в цепь ротора пусковых ре. активных катушек, шунтированных пусковыми омическими сопротивлениями, так соразмеренными, чтобы в начале пуска ток ротора протекал главным образом через омические сопротивления, а в конце пуска, вследствие уменьшения скольжения ротора и индуктивного сопротивления реактивных катушек, протекал главным образем через реактивные катушки, отличающееся тем, что, с целью включения в цепь ротора на время пуска вспомогательных омических сопротивле. ний 6, реактивные катушки 5 снабжены общим якорем 7, несущим контакты 8 и нагруженным так соразмеренными пружи. нами или т. и чтобы в начале пуска якорь 7 притягивался к катушкам, включая тем самым сопротивления 6 в цепь ротора, и удерживался в этом положении во все время пуска, а по окончании пуска, вследствие уменьшения пускового тока в роторе до величины тока холостого хода, отпадал от катушек и тем самым выводил сопротивления 6 из цепи ротора.