Реактор для пристрою плавного пуску електродвигуна змінного струму

Реактор природного повітряного охолодження для пристрою плавного пуску електродвигуна змінного струму зі значно меншим номінального початковим навантаженням, який включає обмотку дроту на каркасі і виконаний з можливістю устано 3 43128 на каркасі і виконаний з можливістю установки у фазних проводах, згідно з цим технічним рішенням відношення у його індуктивності у мГн до активного опору у Ом при кімнатній температурі менше значення, розрахованого за формулою у=С1·еАх+С2·еВх, де х - потужність електродвигуна, причому значення коефіцієнтів С1, C2, А і В, вибираються залежно від наявності в реакторах феромагнітних сердечників з таблиці: Таблиця 1 Реактор без феромаг- Реактор з феромагнінітного сердечника тним сердечником С1, 184,8 60,6 С2, -158,3 -52,9 А 123,8·10-6 -1,277·10-6 -6 В -1322·10 -1723·10-6 Звичайно реактори плавного пуску розраховують на довготривалу роботу при номінальному струмі двигуна. Методика розрахунків наведена, наприклад, у [3]. Але на практиці реактори працюють порядку декількох секунд - до встановлення номінального струму, після чого вони шунтуються контактами. Протягом цього часу можна допустити короткочасний перегрів реакторів, більший, ніж той, на який розраховуються реактори довготривалої роботи, тобто їх опір може бути більшим, ніж у реакторів, розрахованих за стандартною методикою. Це означає, що дроти, з яких виконаний реактор, можуть мати менший перетин, діаметр котушки, на який намотаний дріт, також може бути меншим, тобто дроти можуть бути коротшими. Оскільки індуктивність і опір реакторів плавного пуску розраховуються з урахуванням індуктивності і опору обмоток електродвигуна, які залежать від його потужності і робочої напруги, треба було знайти деякий узагальнюючий параметр, конкретні значення якого характеризували б межу поділу між ректорами довготривалої і короткочасної роботи. При аналізі великої кількості стандартних реакторів, що випускаються промисловістю, і реакторів, розрахованих за стандартними методиками, було з'ясовано, що такою величиною є відношення індуктивності реактора до його активного опору, і були знайдені "розділові" значення цього відношення для ряду значень потужності електродвигуна від практично нуля до 5000кВт для реакторів з феромагнітними сердечниками і без них (Таблиці 2 і 3 відповідно). При цьому індуктивність вимірювалася в мГн, а активний опір - у Ом, х - потужність електродвигуна у кВт. Таблиця 2 Для реакторів без феромагнітних сердечників x 0 55 250 800 1600 2800 4000 5000 у 20 40,6 84,2 142,4 205 260 300 350 4 Таблиця 3 Для реакторів з феромагнітними сердечниками x у 0 8 55 12,35 250 22,5 800 47,5 1600 57,45 4000 59 5000 61 Ці значення були інтерпольовані двома функціями, представленими загальною формулою (1), у якій коефіцієнти залежать від наявності в реакторі феромагнітного сердечника (Таблиця 1). Значення цих функцій власне і є межами поділу між реакторами довготривалої і короткочасної роботи, тобто якщо вказане відношення конкретного реактора більше або дорівнює значенню, розрахованому за формулою (1) для конкретної потужності електродвигуна, то це реактор довготривалої роботи, якщо нижче - то це реактор короткочасної роботи. Зменшення відношення індуктивності до опору еквівалентно зменшенню індуктивності та/або збільшенню опору, тобто зменшенню довжини та/або перетину дротів, що застосовуються, та, можливо, зменшенню діаметра намотування котушки реактора, що, у свою чергу, еквівалентно економії міді і, можливо, матеріалу котушки, тобто меншій матеріалоємності реактора і, як наслідок, меншій його вартості. Зрозуміло, що опір реактора не повинен бути занадто великим і у кожному конкретному випадку повинен розраховуватися з міркувань допустимого перегріву реактора протягом його короткочасної роботи. На Фіг.1 представлена схема пристрою реакторного типу для плавного пуску електродвигуна, включеного в розрив фазних проводів. На Фіг.2 і 3 представлені відповідні графіки вказаної вище функції за формулою (1) і точки, які відповідають даним таблиць 2 і 3 (відмічені хрестиками). На Фіг.4 наведені осцилограма пускового струму (криві 1 і 2) електродвигуна і тиску на виході насосного агрегату при плавному пуску реакторного типу з виходом на потужність, близьку до номінальної. Пристрій плавного пуску реакторного типу 1 (Фіг.1) складається з трьох реакторів 2, включених у фазні проводи живлення електродвигуна, трьох контактів 3, включених паралельно кожному з реакторів 2, і пристрою 4 керування контактами, який замикає контакти 3 після того, як струм набуває номінального значення. Як приклад здійснення корисної моделі, що заявляється, для плавного пуску електродвигуна потужністю 800кВт, 8000В, Іном.=92А (Іамплітудне=130А) був сконструйований реактор, індуктивність якого складала 24,6мГн, опір - 0,755Ом, тобто відношення індуктивності до опору складало 32,6, що менше значення функції 146 на Фіг.2 для х=800кВт. У порівнянні зі стандартними реакторами довготривалої роботи габарити розрахованого реактора короткочасної роботи були менше в 3÷4 рази, а маса міді - в 11 раз. 5 Такі реактори були використані для плавного пуску електродвигуна потужністю 800кВт за схемою, представленою на Фіг.1, причому електродвигун застосовувався для приведення в дію насосного агрегату. Як видно з осцилограми процесу пуску електродвигуна (Фіг.4), максимальна амплітуда пускового струму не перевищувала 260А, тобто була лише вдвічі більша амплітуди номінального струму. Процес пуску тривав не більше 9,5с., при цьому максимальний перегрів реактора складав не більше 43°С. (Запас по перегріву відносно до допустимого рівня температури перегріву 150°С для ізоляції пов'язаний з можливістю до 3-х пусків підряд). Таким чином, при виконанні вказаних співвідношень індуктивності до активного опору реактори обмежують кратність пускових струмів на рівні 2-3, витримують без неприпустимих перегрівів пускові струми і при цьому мають габарити, масу і вартість 43128 6 в 5-10 разів менше, ніж реактори універсального застосування. Це дозволяє багаторазово скоротити габарити, масу й, головне, вартість побудованих на них пристроїв плавного пуску в порівнянні з аналогами на основі статичних перетворювачів і регуляторів при одночасному якісному спрощенні й підвищенні надійності. Список літератури: 1. Радин В.И. Электрические машины: Асинхронные машины: Уч. для электромех. спец. вузов под ред. Копылова И.П. - М.: Высшая школа. 1988. - 328с. с ил. 2. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных двигателей. - М. - Л., Гос-энергоиздат. 1950. 3. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ие, 1986. - 488с. с ил. 7 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 43128 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601