W zasilaniu silników asynchronicznych zachodzą nieraz specyficzne zakłócenia polegające na krótkotrwałym, lecz znacznym spadku napięcia w sieci, lub na całkowitym zaniku napięcia, które pojawia się ponownie po czasie 0,5 ... 5 s. Tymczasem niektóre urządzenia napędowe mają tak doniosłe znaczenie dla pracy zakładu przemysłowego, że nawet kilkuminutowa przerwa w ich ruchu powoduje ogromne straty produkcyjne lub grozi poważnymi konsekwencjami. W przypadkach szczególnie ważnych stosuje się dwie oddzielne linie zasilające z dwu niezależnych źródeł energii. Silniki napędzające szczególnie ważne urządzenia powinny po zlikwidowaniu zakłócenia (np. przez odłączenie zwarcia, załączenie rezerwowego źródła energii) umożliwiać samoczynny powrót zwykłych warunków pracy. Warunek ten powinny spełniać niektóre silniki napędowe tzw. potrzeb własnych elektrowni, np. rusztów, wentylatorów, pomp, jak również niektóre silniki napędowe w przemyśle hutniczym, chemicznym, włókienniczym i poligraficznym. Od silników napędowych wymagamy w tych przypadkach zdolności do samorozruchu.

Przy zwarciu na sieci może wystąpić przejściowo tak znaczne obniżenie się napięcia (rys. 7-55a), że przeciążalność silnika może okazać się niewystarczająca i krytyczny moment obrotowy silnika stanie się mniejszy od momentu oporowego. Wystąpi zatem hamowanie napędu i zmniejszanie się prędkości obrotowej aż do chwili powrotu całkowitego napięcia sieci lub do chwili wcześniejszego zatrzymania się. Przy powrocie napięcia silnik może mieć do tego stopnia zmniejszoną prędkość obrotową, że odpowiadający jej moment, mimo powrotu całkowitej wartości napięcia, okaże się niewystarczający do pokonania momentu oporowego i nadania układowi przyspieszenia. W tym przypadku samorozruch nie odbędzie się. Najczęściej nie dochodzi do samorozruchu przy silnikach pierścieniowych, które w czasie zakłócenia i po powrocie napięcia pracują z pierścieniami zwartymi na naturalnej charakterystyce mechanicznej. Silniki zwarte przystosowane do rozruchu pod obciążeniem przy bezpośrednim włączeniu do sieci, na ogół nie sprawiają kłopotu z samorozruchem,

jeżeli tylko moment oporowy w chwili powrotu całkowitego napiącia nie jest większy od momentu rozruchowego. Odmienny rodzaj zakłócenia (rys. 7-55b) występuje w przypadku całkowitego odłączenia linii zasilających od źródła energii na czas zwykle krótki, trwający 0,5 ... 5 s. W ciągu tego czasu pod wpływem momentów obciążenia i oporów mechanicznych, występuje zmniejszanie się prędkości napędu, czyli tzw. wybieg silnika. Czas wybiegu kończy się w chwili samoczynnego załączenia zasilania na rezerwowe źródło energii. Samoczynne załączanie rezerwy (skrót SZR) stosuje się zarówno w energetyce, jak i w przemyśle. SZR działa niezawodnie tylko wtedy, kiedy silnik pozbawiony napięcia zachowa do chwili załączenia rezerwy jeszcze tak znaczną prędkość, że odpowiadający jej moment będzie wystarczający do pokonania momentu oporowego i nadania układowi przyspieszenia.

Przy samoczynnym załączaniu rezerwy (rys. 7-55b) jak również przy powrocie napięcia zasilającego   należy liczyć się ze znacznym poborem prądu przez silniki przeznaczone do samorozruchu. Może to spowodować z kolei znaczny spadek napięcia w liniach zasilających i w konsekwencji zmniejszenie się momentów obrotowych silników. Uwzględnienie tego zjawiska jest konieczne przy obliczaniu i sprawdzaniu „wydolności" elektromechanicznej silników przewidzianych do samorozruchu.   Przede wszystkim mając charakterystyki mechaniczne silników przeliczamy je na napięcia niższe od znamionowego, w szczególności na napięcia U0 i Ua (rys. 7-55). Następnie na podstawie da

Mając powyższe dane możemy obliczyć wybieg silnika w czasie t0 lub tp, tj. charakterystykę n — f (t). Obliczenie to wykonamy łatwo mając charakterystyki mechaniczne silnika oraz maszyny napędzanej Mm i posiłkując się wywodami podanymi w rozdz. 3. W ten sposób znajdziemy dla każdego silnika prędkość obrotową nB, przy której nastąpi powrót napięcia   Dla całej grupy silników znajdziemy z krzywych I = f (n) wartości prądów, które popłyną natychmiast po powrocie napięcia. Sumując te prądy obliczymy spadek napięcia przez nie wywołany i w ten sposób w przybliżeniu wyznaczymy wartość napięcia powrotnego UD < U„. Dla tej wartości napięcia wyznaczamy charakterystykę mechaniczną każdego silnika i sprawdzimy, czy M > Mm. Jeżeli nierówność ta istotnie występuje, to silnik ze względów elektromechanicznych jest odpowiedni do samorozruchu w danych warunkach. Jeżeli nierówność M > M,„ nie sprawdza się, to silnik po czasie t0 lub tD utknie i samorozruch nie odbędzie się. Oczywiście, im spadki napięcia do wartości U0 i UB oraz czasy t0 i tp są mniejsze, tym spadek prędkości silnika, pobór prądu, czas potrzebny do przywrócenia normalnych obrotów oraz zwiększone nagrzewanie silnika są mniejsze, warunki dla samorozruchu korzystniejsze i samorozruch pewniejszy. Najczęściej występujące czasy t0 i t„ mieszczą się w granicach 0,5 ... 1,5 s; dla czasów tych, jeżeli napięcie Un nie jest mniejsze od 0,9 U„, można na ogół przewidywać pomyślny przebieg likwidacji zakłócenia. Im czasy przerwy są większe, tym większe trudności mamy z samorozruchem. Dochodzi tutaj jeszcze jeden problem, a mianowicie konieczność sprawdzenia cieplnego silników. Zauważmy, że zanik napięcia może wystąpić w stanie całkowitego, znamionowego nagrzania się uzwojeń silnika. Podczas krótkiego czasu wybiegu silnik nie zdąży ostygnąć, natomiast od chwili powrotu napięcia będzie nagrzewany bardzo dużym prądem samorozruchu. Wystąpi zatem nieuchronnie zwiększone nagrzewanie się silnika, które od chwili osiągnięcia znamionowej prędkości obrotowej zacznie ustępować według krzywej wykładniczej. Maksymalna temperatura chwilowa Tmax osiągana przez silnik jak to wynika ze szczegółowych rozważań, może wynosić w tych warunkach bez szkody 120 ... 130 °C dla silników z izolacją klasy A. Ponieważ zakłócenia, które likwiduje się przez stosowanie samorozruchu, występują rzadko, takie zwiększone nagrzewanie się nie wpływa zbyt dotkliwie na trwałość izolacji. W celu sprawdzenia cieplnego silników przy samorozruchu należy obliczyć czas trwania samorozruchu Trs od chwili powrotu napięcia 0,95 U„, a następnie wyznaczyć analitycznie temperaturę maksymalną osiąganą przez silnik przy rozruchu. W większości przypadków wystarczą wyniki orientacyjne, które można otrzymać posługując się nomogramem podanym na rys. 7-59. Uprzednio trzeba znaleźć następujące wartości:

Irs — początkową wartość prądu przy samorozruchu,

trs — czas trwania samorozruchu.

 Następnie znajdujemy stałą czasu nagrzewania uzwojenia stojana T Stała ta jest funkcją znamionowej gęstości Oznaczymy przez ? krotność prądu znamionowego przy samorozruchu  Jeżeli gęstość prądu nie jest znana, stałą T należy wziąć z danych fabrycznych lub oszacować. Mając wszystkie wymienione wartości znajdujemy z nomogramu podanego dodatkowy maksymalny przyrost temperatury Arr, który wystąpi przy samorozruchu. Jeżeli przed samorozruchem silnik był obciążony prądem I, to ustalona temperatura izolacji wynosiła gdzie: rot — temperatura otoczenia; Arg — znamionowy (graniczny) przyrost temperatury. Podczas samorozruchu wystąpi więc maksymalna temperatura Jeżeli maksymalna temperatura obliczona za pomocą nomogramu będzie TmaT^ 115 °C, to dla silników z izolacją klasy A samorozruch pod względem cieplnym nie będzie groźny. Jeżeli Tmax > 115 °C, to należy przeprowadzić obliczenie ściślejsze (którego nie przytaczamy) lub zmienić warunki samorozruchu na korzystniejsze. Ponieważ samorozruch połączony jest z poborem znacznych prądów, co powoduje duże spadki napięć, przedłużanie się czasów samorozruchu i możliwość zwiększonego nagrzewania się silników, do samorozruchu przeznaczamy tylko ograniczoną liczbę silników. Będą to silniki napędzające najważniejsze urządzenia, niezbędne do utrzymania ruchu zakładu, uniknięcia zakłóceń lub dotkliwych strat w produkcji. Silników przeznaczonych do samorozruchu nie zaopatruje się w zabezpieczenia napięciowozanikowe, zabezpieczenia zaś cieplne muszą być tak nastawiane, aby miały dostateczną bezwładność i nie reagowały na krótkotrwałe wzrosty prądu. Pozostałe silniki zaopatrujemy w zabezpieczenia napięciowo-zanikowe, które odłączają bezzwłocznie przy zaniku napięcia. Silniki te zostają ponownie załączone przez obsługę po usunięciu zakłócenia.