Для оценки эффективности работы устройства плавного пуска целесообразно сравнить процессы пуска асинхронного двигателя с использованием этого устройства при угле управления, равном 0, и при регулировании пускового тока на заданном уровне.
На рис.6.1.3 представлена диаграмма пуска асинхронного двигателя мощностью 1250 кВт при вентиляторной нагрузке. Пуск осуществляется через тиристорный регулятор напряжения, но в процессе пуска угол управления равен 0. В конце разгона двигателя момент сопротивления на валу номинальный. Как видно из рис.6.1.3, процессу свойственны все особенности, присущие прямому пуску - апериодические составляющие в токах фаз двигателя, большой пусковой ток, колебания момента в начале пуска. Амплитуда пускового тока (после затухания апериодических составляющих) равна 1368 А, действующий пусковой ток равен 967 А. Кратность пускового тока KIп=6,96. Кратности пускового момента KMп=2,29, критического момента KMкр=2,85.
Рис.6.1.3 Диаграмма прямого пуска асинхронного двигателя мощностью 1250 кВт
На рис.6.1.4 представлена диаграмма пуска того же асинхронного двигателя при тех же условиях, но при регулировании пускового тока на уровне 556 А, что соответствует кратности пускового тока KIп=4. Как видно из рисунка, в токе двигателя и сети i1 апериодические составляющие отсутствуют. Система регулирования поддерживает ток двигателя постоянным в течение всего процесса пуска до выхода на номинальный режим работы, в котором устанавливается номинальный ток. В электромагнитном моменте двигателя отсутствуют знакопеременные колебания и амплитуда момента существенно меньше, чем при прямом пуске. Вместе с тем, существенно меньше и разность электромагнитного момента и момента сопротивления на валу. По этой причине длительность процесса разгона двигателя в 3 раза больше.
Рис.6.1.4 Диаграмма пуска асинхронного двигателя мощностью 1250 кВт с помощью регулятора напряжения
При уменьшении заданного ограничения тока возникает опасность, что двигатель на какой-то частоте вращения не сможет преодолеть момент сопротивления нагрузки. На рис.6.1.5 представлена зависимость от относительного момента сопротивления на валу минимального пускового тока рассматриваемого двигателя, достаточного для успешного пуска.
Зависимость рис.6.1.5 справедлива для конкретного двигателя, который имеет большой пусковой момент – 2,29 о.е.
Еще одна особенность устройств плавного пуска заключается в возможности увеличения пускового момента двигателя за счет так называемого квазичастотного управления. При квазичастотном управлении при низких частотах вращения двигателей тиристорный регулятор формирует положительную полуволну напряжения фазы двигателя из нескольких полуволн напряжений сети. Аналогично формируется отрицательная полуволна напряжения двигателя. В результате на двигатель подается напряжение пониженной частоты, но имеющее значительный коэффициент искажения синусоидальности. Такое управление невозможно при частотах вращения, близких к синхронной частоте. Вместе с тем, как видно из рис.6.1.4, при вентиляторной нагрузке именно в конце пуска (при частотах вращения 70-80 % номинальной) уменьшается разница между моментом двигателя и нагрузкой и возникает опасность “зависания” ротора на промежуточной частоте.
Рис.6.1.5 Зависимость минимального пускового тока двигателя мощностью 1250 кВт от относительного момента сопротивления
В системах с силовыми преобразователями следует обращать внимание на качество напряжений и токов электросети и двигателя. Оценка качества может быть выполнена на математических моделях. На рис.6.1.6 представлена диаграмма напряжений, токов и других переменных системы с асинхронным двигателем и устройством плавного пуска при угле управления тиристорами около 60 эл. град.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.