В процессе пуска двигателя на ротор машины действуют тормозной и инерционные моменты, которые должны быть преодолены вращающим моментом. Кроме того, при пуске двигателя при номинальном напряжении возникают значительные токи в обмотках двигателя, что вызывает временное понижение напряжения в других потребителях включенных в сеть. Таким образом, при пуске двигателя возникает необходимость увеличения вращающего момента и ограничения пусковых токов. Для двигателей с фазным ротором этот вопрос решается включением в цепь ротора пускового реостата. Характеристики 1,2, соответствуют введению в цепь ротора добавочных сопротивлений. При определенном сопротивлении пускового реостата rn=rn1+rn2,пусковой момент будет максимален, при этом Sкр= 1; n = 0.
Рис. 6.20
При включении двигателя на номинальное напряжение с пусковым реостатом развивается максимальный пусковой момент, а пусковой ток снижается. После того как двигатель включился его вращающий момент уменьшается. Если часть пускового сопротивления вывести, то момент опять возрастет, работа двигателя теперь будет характеризоваться механической характеристикой 2, скорость будет продолжать увеличиваться.
Затем по частям выводят весь пусковой реостат, и контактные кольца замыкают накоротко. При этом происходит переход от механической характеристики 2 к 3. Двигатель заканчивает процесс пуска по естественной характеристике и достигает точки Мвр = Мm. Двигатель с короткозамкнутым ротором обычно пускается непосредственным включением обмоток статора в цепь. Для уменьшения пускового тока применяют способ понижения напряжения на время пуска. Это осуществляется путем переключения обмоток статора с "треугольника" на "звезду". Его применяют, если в рабочем состоянии обмотки двигателя соединены в "треугольник". Таким переключением на время пуска уменьшают фазное напряжение в √3 раз. Благодаря меньшему насыщению стали пусковой ток при этом уменьшится в 4-5 раз. После того, как двигатель разовьет нужную скорость, обмотки вновь переключают на "треугольник". При этом способе пуска двигателя уменьшаются не только токи, но и пусковой момент, который зависит от квадрата напряжения.
Рис. 6.21
Для улучшения условий пуска применяют и другой способ - ротор двигателя делают с глубокими пазами или с двойной "беличьей клеткой". Так как нижние слои стержня сцеплены с большим числом магнитных линий, чем верхние то они имеют большую индуктивность. При пуске, когда частота токов статора и ротора равны, индуктивное сопротивление нижних слоев очень велико, ток в них незначителен, а в верхних слоях возникают большие токи, обусловленные лишь небольшим активным сопротивлением. Площадь, по которой идет ток уменьшается, а так как r = ρl/s,то это ведет к увеличению сопротивления, припуске. А это, в свою очередь приводит к увеличению пускового момента. При возрастании скорости вращения частота токов в роторе уменьшается, одновременно уменьшается и индуктивное сопротивление. Ток в это время течет по всей площади стержня, следовательно, общее активное сопротивление уменьшается.