Ни для кого не секрет, что асинхронные двигатели завоевали мир электрических машин и фактически львиная доля электропривода ложится на них.
Столь частое сталкивание с данным типом электрической машины создает потребность в детальном изучении всех аспектов их эксплуатации. Как бы это банально не звучало, но, чтобы эксплуатировать электродвигатель, необходимо его запустить.
Давайте детально рассмотрим способы пуска асинхронных двигателей.

Существует универсальный способ включения асинхронных двигателей, это способ прямого пуска прямой пуск асинхронного двигателя

В момент пуска в двигателе происходят следующие процессы – по обмотке статора начинает протекать довольно-таки большой ток, который называют пусковым, этот пусковой ток может превышать нормальный рабочий (номинальный) ток в семь, а то и восемь раз с продолжительностью протекания от долей секунды и до нескольких секунд (время раскручивания вала). Согласитесь, это не очень хорошо. Тем более чем больше мощность двигателя, тем пусковой ток соответственно больше, да и время пуска также увеличивается, то есть пусковой ток протекает дольше. Так же из-за резкого возрастания тока, резко падает напряжение – так называемая просадка напряжения, которая плохо влияет на работу соседних электрических машин и приборов, а также на всю сеть в целом. Так же всю пусковую и защитную аппаратуру необходимо подбирать с учетом пусковых токов двигателя. Так предусмотрены реле, которые не срабатывают на скачок тока допустим если он длился не более восьми секунд – это так называемая максимально токовая защита или сокращено МТЗ.

Вы спросите почему так происходит, ведь при нормальной работе двигателя, даже под нагрузкой по статорным обмоткам протекает куда меньшее значение тока. Все дело в том, что в момент пуска, ротор асинхронного двигателя неподвижен, а вот частота вращения магнитного поля статора в момент подачи на нее питания сразу же постоянная. В этот момент электродвигатель является трансформатором, у которого вторичная обмотка замкнута на коротко, мы знаем, что этот режим не является нормальным, а наоборот аварийным и сопровождается скачком тока. Если же рассматривать этот процесс с точки зрения двигателя, то все дело в скольжении, которое в момент пуска очень велико. Когда ротор начнет набирать обороты, скольжение уменьшится.

Другими словами, при неподвижном роторе двигателя, магнитный поток статора пересекающий обмотку ротора и наводящий в нем эдс, а в следствии и ток так как обмотка замкнута на коротко является максимальным. Но при раскручивании ротора, значение линий магнитного потока пересекающих его уменьшается, соответственно ток в обмотке ротора также падает. В момент, когда ротор выйдет на номинальные обороты, в его обмотке будит протекать весьма малый ток, а в статорных обмотках рабочий ток. Все потому, что скорость вращения ротора почти не отличается от скорости вращения магнитного поля статора. Величина магнитного потока, пересекающего короткозамкнутую обмотку ротора в данный момент минимальна.

На ряду с прямым пуском, также существуют и другие варианты пуска асинхронных двигателей, в основном направленные на уменьшение пусковых токов.
К ним относятся следующие способы: пуск асинхронного двигателя с помощью реостата, в цепи ротора (у двигателей с фазной обмоткой ротора); прямое включение при напряжении меньшем чем номинальное.

Пуск двигателя с фазным ротором

Представленная выше схема, не включает в себя ни каких коммутационных аппаратов и представляет собой лишь: обмотки статора, соединенные звездой; фазный ротор с пусковыми реостатами rд.
Такой способ пуска обеспечивает довольно плавный пуск асинхронного двигателя, так как на ряду с ограничением пускового тока обороты двигателя также растут медленно, но при этом пусковой момент в отличии от тока увеличивается.
пуск асинхронного двигателя при помощи пускового реостатата
Для мощных двигателей применяют пусковые реостаты с водяным охлаждением и с подвижным электродом. Для удешевления всей конструкции не включают в каждую фазу пусковой реостат, а лишь только в две фазы. Это вызывает несимметричную систему токов в роторе.пуск АД

Для того чтобы автоматизировать пуск, в цепь ротора, кроме активного сопротивления включают еще и индуктивное.
При последовательном их включении пусковой ток ограничивается в фазном роторе асинхронного двигателя этими двумя сопротивлениями. При этом индуктивное сопротивление ограничивает не только сам скачек тока, но и его спад, из-за чего происходит более плавный пуск. схема пуска электродвигателя

При параллельном включении в цепь ротора активного и индуктивного сопротивлений происходит следующее: в момент пуска, когда ток велик индуктивное сопротивление велико, и большая часть его проходит через активное сопротивление, но в последствии, когда ток падает, индуктивное сопротивление так же падает и уже ток протекает через индуктивное сопротивление. Такой способ пуска обеспечивает практически неизменный вращающий момент на валу двигателя и ток в цепи ротора асинхронной машины. пуск ад - схема

Чтобы выполнить пуск все сопротивления  выбираются из расчета самого двигателя его пускового тока, при этом чтобы пусковой момент двигателя был максимальным.

Включение двигателя в сеть при уменьшенном напряжении.
Этот способ пуска применяется в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором.
Этот способ в себя включает несколько разновидностей: понижение напряжения путем включения индуктивного сопротивления (реактора); понижение напряжения автотрансформатором; переключение обмотки статора треугольник — звезда.

При понижении напряжения включением в цепь статора асинхронного двигателя, индуктивным сопротивлением схема имеет следующий вид: реакторный пуск асинхронного двигателя
Сопротивление подбирается такой величины, чтобы пусковой ток не превышал номинальный в два, два с половиной раза, при этом напряжение питающее двигатель уменьшится в два-три раза, ну и пусковой момент также упадет в четыре-девять раз. При включении регулируемого индуктивного сопротивления дает возможность плавного пуска двигателя.

Если же вместо индуктивного сопротивления в цепь статора включить автотрансформатор, это позволит сохранить пусковой момент двигателя. схема пуска асинхронного двигателя
При той же кратности тока 2-2,5, нужно будит понизить напряжение лишь в полтора — два раз, и в этом пусковой момент упадет всего лишь в два — четыре раза.

Представленные выше два способа реализуются следующим образом: для запуска двигателя замыкают рубильник 1, после того, как произошел пуск индуктивное сопротивление или автотрансформатор шунтируют рубильником 2.
Эти способы пуска асинхронного двигателя обладают значимыми минусами: повышение стоимости всей установки, усложнение схемы, необходимость в дополнительном пространстве для установки всех комплектующих.

Переключение обмоток статора со звезды на треугольник

Данная схема является самой удачной и часто используемой, конечно же за исключением схемы прямого пуска. zvezda-treugolnik

Весь смысл такого способа пуска, заключается в разности фазных и линейных напряжений при подключении статорных обмоток звездой, напряжение на них будит в 1,73 раза ниже чем при подключении их треугольником. Соответственно и токи в обмотках меньше.
Обычно при таком способе пуска, в схеме присутствует переключатель с двумя возможными положениями: «Пуск» и «Работа». При включении рубильника в положение «Пуск», обмотки статора включаются звездой, а при переключение его в положение «Работа» обмотки асинхронного двигателя включаются по схеме треугольник.
Современные технологии позволяют производить плавные пуски асинхронных машин, регулировку скорости, контроль не только пускового, но и рабочего момента с использованием частотных преобразователей и систем импульсно фазного регулирования.