3) Как изменяются и почему пусковой ток и пусковой момент при переключении обмотки статора из «треугольника» в «звезду»?

Рассмотренный способ пуска имеет существенный недостаток - уменьшение фазного напряжения в раз сопровождается уменьшением пускового момента в три раза, так как, согласно (13.19), пусковой момент асинхронного двигателя прямо пропор­ционален квадрату напряжения U₁. Такое значительное уменьше­ние пускового момента не позволяет применять этот способ пуска для двигателей, включаемых в сеть при значительной нагрузке на валу.

М_п = (13.19)

Если при пуске этого двигателя обмотку статора пересоединить в звезду и включить ее в ту же сеть, напряжение на фазу снизится в 3 раза. Начальный

пусковой ток:

где U1н – линейное номинальное напряжение; zk – сопротивление фазы двигателя.

После того как двигатель разгонится, обмотку статора включают в треугольник. При прямом пуске (обмотка статора соединена в треугольник) начальный линейный пусковой ток был бы равен:

Т.о, применение переключения со звезды на треугольник снижает начальный пусковой ток в 3 раза:

При этом начальный пусковой момент снижается пропорционально квадрату отношения фазных напряжений, т.е. также в 3 раза.

Эти изменения при zk =const . В действительности с ростом тока из–за насыщения стали зубцов от потоков рассеяния индуктивные сопротивления рассеяния статора и ротора уменьшаются и zk не =const . =>изменение I при снижении U будет происходить сильнее.

P.S.:

При соединении в звезду линейные токи I и фазные токи I_ф равны, а между фазными  и линейными напряжениями существует соотношение U = √3 × U_ф, откуда U_ф = U / √3.

При соединении в треугольник линейные U и фазные U_ф напряжения равны, а между фазными и линейными токами существует соотношение I = √3 × I_ф, откуда I_ф = I / √3.

4) Какое влияние на пусковой ток и пусковой момент оказывает введение в цепь ротора пускового реостата?

Введение в цепь ротора добавочного активного сопротивления используется для ограничения пускового тока и увеличения пускового момента. 

При пуске двигателя с фазным ротором в цепь ротора включается добавочное активное сопротивление Rп – пусковой реостат. Пусковой реостат обычно имеет несколько ступеней и рассчитывается на кратковременное протекание тока.

Как показано ранее, при включении активного сопротивления в цепь ротора уменьшается начальный пусковой ток Iп и увеличивается начальный пусковой момент Mп . С физической точки зрения увеличение начального пускового момента при введении активного сопротивления в цепь ротора объясняется тем, что в этом случае, несмотря на снижение тока ротора I2 , его активная составляющая I₂cosψ₂ и пропорциональный ей вращающий момент увеличиваются вследствие уменьшения угла ψ₂ . Наибольший начальный пусковой момент может быть получен равным максимальному моменту двигателя: Mп=Mm.

В начальный момент пуска скольжение s = 1, по­этому, пренебрегая током х.х., пусковой ток можно определить из (12.25), подставив s = 1: I_п = U₁/ . 

Пусковой момент по M_п = 

Улучшить пусковые свойства двигателя можно увеличением активного сопротивления цепи ротора r2', так как в этом случае уменьшение пускового тока сопровождается увеличением пускового момента. В то же время напряжение U1 по-разному влияет на пусковые параметры двигателя: с уменьшением U1 пусковой ток уменьшается, что благоприятно влияет на пусковые свойства двигателя, но одновременно уменьшается пусковой момент.