Тиристорное устройство плавного пуска

ПРОБЛЕМЫ ПРИ ПРЯМОМ АСИНХРОННОМ ПУСКЕ

Результаты моделирования представлены на рис. 45.

Показаны следующие переменные: M – электромагнитный момент двигателя, v - скорость, i_s - модуль изображающего вектора токов статора (огибающая фазных токов), M_c – момент нагрузки, i_sA – ток одной из фаз статора. Ток статора отнесен на диаграммах к значению I_stall – амплитуде установившегося тока статора при заторможенном роторе и номинальном напряжении статора.

Важно отметить количественные показатели процессов:

· Амплитуда знакопеременной составляющей момента в начале пуска достигает значения M_{p. max}» 2.7, - примерно 3-кратного значения по отношению к номинальному моменту; частота для этой составляющей - 50 гц;

· Темп изменения момента достигает значения dM/dt» 700 1/c;

· Модуль изображающего вектора токов статора и фазный ток статора в самом начале процесса достигают значения I_{s .max} / I_stall» 1.7 (это соответствует 8-11-кратной амплитуде номинального тока), и только затем происходит снижение до установившегося пускового тока.

Очень значительный ударный момент и, особенно, высокий темп изменения момента являются важнейшими факторами, влияющими на прочность и надёжность двигателя и механизма.

Ударный ток определяет огромное усилие, вдавливающее проводники статора в пазы; он является важнейшим фактором, влияющим на срок службы обмоток двигателя.

И, наконец, значительный пусковой ток вызывает посадку напряжения в питающей сети и может вызвать нарушения в работе смежных электроприёмников.

Рисунок 45

Упрощенная схема главных цепей показана на рис. 46. Сдвиг по фазе открывающих импульсов тиристоров позволяет плавно регулировать полезную составляющую линейных напряжений. В конце пуска тиристоры полностью открыты. Включается шунтирующий контактор (в составе устройства), асинхронная машина подключается непосредственно к сети.

Устройство содержит все элементы для защиты двигателя как в пусковых, так и в рабочих режимах, а также для защиты самого устройства.

Процессы при плавном асинхронном пуске показаны на рис. 47. Установившийся ток статора в данном примере почти в 2 раза ниже чем при прямом пуске. Удар тока при включении устранён. Амплитуда тока плавно нарастает. Максимальное мгновенное значение тока примерно в 3.5 раза ниже, чем при прямом пуске; максимальное электромагнитное усилие на изоляцию проводников статора снижено примерно в 10 раз.

Колебания момента на начальной стадии пуска устранены, момент плавно нарастает. Темп изменения момента достигает значения dM/dt» 0.5 1/c. По сравнению с прямым пуском темп изменения момента снижен более чем в 1000 раз.

Однако тиристорное устройство плавного пуска не устраняет все недостатки прямого пуска. В отношении нагрева двигателя ситуация не облегчается (впрочем, это обстоятельство не является существенным для тихоходных насосов).

Ток, потребляемый от сети, снижен примерно в 2 раза, но он всё же составляет
200-300 % номинального тока. К тому же этот ток в процессе пуска характеризуется значительным содержанием высших гармоник.

Рисунок 46 – Схема главных цепей

Рисунок 47 – Переходные процессы

Дата добавления: 2013-12-12