СПОСОБ ПЛАВНОГО ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
METHOD OF SMOOTH START OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH SQUIRREL-CAGE ROTOR

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для реализации плавного пуска асинхронных тиристорных электроприводов общепромышленного назначения, применяемых для привода вентиляторов, компрессоров, насосов, транспортеров и др. в случае, когда мощность питающей сети сопоставима с мощностью двигателя.
Устройства плавного пуска (УПП) для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на основе тиристорных преобразователей напряжения широко распространены на рынке приводной техники. Выполняются они на различные мощности, как на низкое, так и на высокое напряжение.
Существует несколько способов пуска, которые могут реализовать эти устройства. Большинство из них рассмотрены, например, в статье [Д.А. Поздеев, Г.С. Нудельман, А.Н. Ерезеев. Высоковольтные устройства плавного пуска синхронных и асинхронных электродвигателей // Энергослужба предприятия, 2004, №3(9), электронная версия журнала http://www.energosp.ru/Go/ViewArticle/id=742].
Существует способ [корпорация «Триол», УПП «Триол АС11» http://www.softstart.ru/mdex.php?id=76], характеризующийся следующей совокупностью признаков: трехфазное напряжение подают через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров на статорные обмотки асинхронного двигателя, а на управляющие входы тиристоров подают сигналы управления от системы импульсно-фазового управления. При этом сигнал, соответствующий углу открывания тиристоров, подают на вход системы импульсно-фазового управления таким образом, чтобы обеспечить постоянство заданного заранее действующего значения тока (тока уставки) в обмотках статора на этапе пуска асинхронного двигателя.
Недостатками аналога являются, во-первых, необходимость предварительного расчета значения тока уставки, обеспечивающего при пуске остаточное напряжение на шинах питающей линии, достаточное для нормальной работы других потребителей, во-вторых, сложность организации оптимальной загрузки сети на этапе пуска с учетом возможных структурных изменений в схеме электроснабжения и наличия других потребителей, также нагружающих питающую линию.
Известен способ, широко применяемый в устройствах плавного пуска многих фирм, например [ОАО «ВНИИР» УПП «УБПВД-ВЦ» http://www.vniir.rn/ept/ubpvd-vc/]. Способ характеризуется следующей совокупностью признаков, сходных с совокупностью существенных признаков изобретения: трехфазное напряжение подают через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров на статорные обмотки асинхронного двигателя, а на управляющие входы тиристоров по команде «Пуск» подают сигналы управления от системы импульсно-фазового управления, синхронизированной по напряжению сети, на вход которой подают сигнал в виде напряжения, эквивалентного углу открывания тиристоров, значение которого задают заранее. На практике, в частности, широко применяется линейное нарастание напряжения. Выбираем данный способ в качестве прототипа как наиболее близкий к предлагаемому способу по технической сущности.
Недостатком прототипа является невозможность прямого контроля не только просадки напряжения, но и пускового тока двигателя, от которого эта просадка зависит.
Задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить контроль остаточного напряжения на шинах питающей сети в процессе пуска асинхронного короткозамкнутого двигателя и организовать пуск двигателя таким образом, чтобы это напряжение не уменьшалось ниже допустимого уровня по условиям нормальной работы других потребителей.
Указанная техническая задача решается так, что в известном способе плавного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, заключающимся в подаче трехфазного напряжения на статорные обмотки асинхронного двигателя от шин сети через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров, управляемых от синхронизированной по напряжению сети системы импульсно-фазового управления, на вход которой по команде «Пуск» подают предварительно сформированный сигнал управления, эквивалентный углу открывания тиристоров, дополнительно непрерывно измеряют остаточное напряжение на шинах сети и сравнивают его с предварительно заданным значением этого напряжения, при отклонении от которого сигнал управления корректируют, поддерживая постоянным остаточное напряжение на шинах сети в процессе пуска.
Реализация способа поясняется функциональной схемой на фиг.1.
Схема содержит: 1 - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АД); 2 - тиристорный преобразователь напряжения (ТПН), в котором 2-1, 2-2, 2-3 - пары встречно-параллельно включенных тиристоров; 3 - блок измерения мгновенных линейных напряжений (3-1, 3-2, 3-3 - датчики напряжения); 4 - питающую сеть; 5 - систему управления, в которой 5-1 - блок вычисления действующего напряжения; 5-2 - блок обработки - регулятор остаточного напряжения; 5-3 - система импульсно-фазового управления (СИФУ), синхронизированная по напряжению сети.
Реализация способа осуществляется следующим образом. После подключения тиристорного регулятора напряжения 2 к питающей сети 4 включается в работу СИФУ и с помощью датчиков 3 начинают измеряться мгновенные линейные напряжения, на основе которых блоком 5-1 выполняется вычисление действующего значения остаточного напряжения на шинах сети. Затем вводят значение заданного остаточного напряжения и подают команду «Пуск» на осуществление запуска асинхронного двигателя, в результате чего начинается сравнение сигнала задания на остаточное напряжение и вычисленного с помощью блока 5-1 действующего значения этого напряжения. Полученная разность подается на регулятор напряжения 5-2, который обрабатывает ее и выдает сигнал на систему импульсно-фазового управления 5-3 такого значения, чтобы поддержать постоянным напряжение на шинах сети во время пуска. СИФУ в соответствии с известным алгоритмом фазового управления с синхронизацией по напряжению сети формирует сигналы управления тиристорами ТПН. В результате происходит запуск двигателя, в процессе которого контролируется и ограничивается снижение остаточного напряжения на шинах питающей сети.
Технический результат, достигаемый от реализации способа, заключается в более полном использовании ресурсов маломощной питающей сети при пуске асинхронного двигателя с обеспечением нормальной работы других потребителей за счет контроля и ограничения снижения остаточного напряжения на шинах сети.