Спосіб частотного пуску асинхронного двигуна з живленням від стабілізованого джерела струму

Реферат: Спосіб частотного пуску асинхронного двигуна з живленням від стабілізованого джерела струму полягає в підключенні обмоток статора двигуна через індуктивно-ємнісний перетворювач джерела напруги у джерело струму до трифазної мережі. Між індуктивно-ємнісним перетворювачем та обмоткою статора двигуна включають автономний інвертор струму. Збільшення пускового моменту та плавності пуску асинхронного двигуна, досягається керованим впливом на зміну частоти струму статора у вигляді суми трьох складових, пропорційних пусковій частоті, кутовій швидкості двигуна та темпу наростання частоти струму статора. Максимальне значення пускового моменту забезпечується вибором тривалості міжкомутаційного інтервалу, який дорівнює електромагнітній сталій часу кола ротора. UA 117283 U (12) UA 117283 U UA 117283 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки, зокрема до систем управління асинхронними двигунами з короткозамкненим ротором у випадку, коли роботу двигуна та його пусковий момент потрібно формувати з урахуванням умов технологічного процесу, наприклад при транспортуванні граніту конвеєрною стрічкою. Відомим аналогом є спосіб пуску асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором [Волков И.В., Исаков В.Н. Электроприводы со стабилизированным током в силовых цепях. М.: "Радио и связь", 1991, с.52] за яким, двигун живиться від трифазної мережі через індуктивноємнісний перетворювач. Така система має можливість тривало працювати без застосування спеціальних вузлів струмообмеження. Ознаки, які збігаються із корисною моделлю: живлення асинхронного двигуна від трифазної мережі через індуктивно-ємнісний перетворювач джерела напруги у джерело струму. Недоліком аналога є мале значення пускового моменту, що у 10-15 разів менше за значення пускового моменту того ж двигуна при живленні його від джерела напруги. Це призводить до неможливості повороту роликоопор пристрою центрування, втрат матеріалу, що транспортується, а іноді до повного сходу або пориву конвеєрної стрічки. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб пуску асинхронного двигуна з підмагнічуванням дроселя індуктивно-ємнісного перетворювача [Пат. України № 15637. Спосіб пуску асинхронного двигуна з підмагнічуванням дроселя індуктивно-ємнісного перетворювача. / Решетняк А.В., Некрасов А.В., Решетняк В.І., Некрасов В.О.; заявл. 26.12.2005; опубл. 17.07.2006. Бюл. №7.-3 с] у якому двигун живиться від трифазної мережі через індуктивноємнісний перетворювач, а для збільшення пускового моменту індуктивність дроселя індуктивноємнісного перетворювача зменшується шляхом його підмагнічування від окремої обмотки, струм в якій під час запуску двигуна збільшується за рахунок розрядки на неї через тиристор конденсатора, який попередньо заряджений від окремого джерела напруги, значення якого регулюється залежно від моменту на валу двигуна. Ознаки, які збігаються із корисною моделлю підключення обмоток статора двигуна через індуктивно-ємнісний перетворювач джерела напруги у джерело струму до трифазної мережі та збільшення пускового моменту. Недоліками найближчого аналога є недостатня плавність пуску двигуна, що призведе до втрат матеріалу, який транспортується або до пориву конвеєрної стрічки; великі габарити дроселя з підмагнічуванням, що унеможливлює монтаж даної системи у деяких виробничих умовах. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу пуску асинхронного двигуна (АД), за яким збільшиться пусковий момент двигуна, при живленні його від індуктивно-ємнісного перетворювача. Поставлена задача вирішується тим, що формування керованого впливу на зміну частоти струму статора у вигляді трьох складових. Перша складова пропорційна пусковій частоті, надає можливість отримати максимальне значення пускового моменту, що дорівнює критичному, яке забезпечується вибором тривалості міжкомутаційного інтервалу, що дорівнює електромагнітній сталій часу кола ротора. Друга складова пропорційна кутовій швидкості двигуна і забезпечує утримання середнього, за час пуску, значення моменту максимальним, що дорівнює критичному, формується за допомогою позитивного зворотного зв'язку по кутовій швидкості двигуна, та розмикається при досягненні заданого значення. Третя складова пропорційна темпу збільшення частоти струму статора - це динамічна поправка, що дає змогу врахувати вплив електромагнітної інерційності у перехідних режимах роботи двигуна. Технічний результат полягає у забезпеченні плавності пуску, автоматичному виборі величини моменту, необхідного для пуску двигуна, стабілізації моменту в статичних і динамічних режимах, високого коефіцієнта потужності в номінальному режимі роботи та підвищенні терміну роботи двигуна. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 наведена - функціональна схема частотно-регульованого електропривода зі стабілізованим джерелом струму, на якій прийнято наступні позначення: 1 індуктивно-ємнісний перетворювач з конденсаторами С7-С9 та дроселями L1-L3; 2 - силовий випрямляч з відсікаючими діодами VD7-VD12; З - фільтр; 4 автономний інвертор струму, що зібраний на базі тиристорів VS1-VS6, відсікаючих діодів VD1VD6 і комутуючих конденсаторів С1-С6; 5 - асинхронний двигун; 6 - блок керування; 7 - блок керування інвертором; Id - струм; Uy - напруга управління. На фіг. 2 - механічні характеристики АД, на якій прийнято позначення:  - вісь кутової швидкості обертання двигуна; М - вісь моменту двигуна; Мк - критичний момент при живленні від джерела напруги; Мк1 - критичний момент при живленні від джерела струму; 8 характеристика при живленні від джерела струму при частоті f1=fн; 9 - характеристика при 1 UA 117283 U 5 10 15 20 25 живленні від джерела струму при частоті f1=0,5 fн; 10 - характеристика при живленні від джерела струму при частоті f1=fпуск; 11 природна характеристика АД при живленні від джерела напруги. Корисну модель здійснюють наступним чином. Асинхронний двигун 5 (фіг. 1) підключають до індуктивно-ємнісного перетворювача 1 через силовий випрямляч 2, та через автономний інвертор струму 4, який перетворює постійний струм в змінний регульованої частоти. Захист від перевантажень за струмом і частотою здійснюється за допомогою дроселя 3, а управління схемою здійснюється блоком керування 6 за допомогою датчиків положення конвеєрної стрічки та блоком керування інвертором 7 шляхом подачі на нього керуючої напруги. Частотний пуск АД з короткозамкненим ротором, що живиться від стабілізованого джерела струму, для досягнення Ммах. досягається керованим впливом на зміну частоти струму статора, причому максимальне значення пускового моменту забезпечується вибором тривалості міжкомутаційного інтервалу, який дорівнює електромагнітній сталій часу кола ротора. Щоб середнє за час частотного пуску значення моменту Мср було максимальним, необхідно частоту струму ротора, підтримувати незмінною. Для формування керуючого сигналу, пропорційного другій складовій, використовується позитивний зворотний зв'язок по кутовій швидкості двигуна, який розмикається при досягненні заданого значення. У перехідних режимах, при тих же значеннях абсолютного ковзання, що і у статиці, момент двигуна буде іншим, через вплив електромагнітної інерційності. Тому необхідно врахувати динамічну поправку, яка пропорційна темпу збільшення частоти струму статора. Таким чином, завдання на частоту струму статора матиме вигляд:  Zp 2 d 1нsкр Zp 2 d f13  2      , 6 2 2 dt 6 2 2 dt де Т2 - електромагнітна стала часу кола ротора; Zp - кількість пазів ротора;  - кутова швидкість ротора; 1н - номінальна синхронна кутова швидкість статора; sкр критичне ковзання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб частотного пуску асинхронного двигуна з живленням від стабілізованого джерела струму, що полягає в підключенні обмоток статора двигуна через індуктивно-ємнісний перетворювач джерела напруги у джерело струму до трифазної мережі, який відрізняється тим, що між індуктивно-ємнісним перетворювачем та обмоткою статора двигуна включають автономний інвертор струму, а збільшення пускового моменту та плавності пуску асинхронного двигуна, досягається керованим впливом на зміну частоти струму статора у вигляді суми трьох складових, пропорційних пусковій частоті, кутовій швидкості двигуна та темпу наростання частоти струму статора, причому максимальне значення пускового моменту забезпечується вибором тривалості міжкомутаційного інтервалу, який дорівнює електромагнітній сталій часу кола ротора. 2 UA 117283 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3