Дослідження пускових режимів асинхронних двигунів та розробка пристрою плавного пуску

Abstract

Дослідження пускових режимів асинхронних електродвигунів. Зростання їх попит в промисловості та повсякденні вимагає підвищення інтенсивності використання існуючих в АПК нових систем галузі. В даний час йде прагнення зробити технологічний процес найбільш автоматизованим, а також створювати обладнання найбільш функціональне і доступне для розуміння звичайному користувачеві. Електроприводи споживають більше 60% вироблюваної електроенергії, підвищення їх енергетичної ефективності суттєво досягається переходом від нерегульованого асинхронного електроприводу до регульованого, який сприяє поліпшенню якісних характеристик технологічних процесів, надає можливість автоматизації виробництва, підвищує рівень енергозбереження і ресурсозбереження. З недавнього часу активно розробляються, удосконалюються і впроваджуються системи автоматизованого управління технологічними процесами, створеними на базі передового мікропроцесорного обладнання. У сучасності все більшого поширення набуває метод управлінням пуском двигунів за допомогою частотного перетворювача. Ще до недавна метод частотного регулювання електроприводу вважався дорогим та застосовувся лише при великому діапазоні регулювання швидкості, але зі здешевленням і вдосконаленням перетворювачів частоти дана система керування стає практично ідеальним технічним рішенням з точки зору управління роботою насоса як в період пуска/зупинки, так і в штатних режимах. Модернізацією традиційних систем керування, та пуску може стати перетворювач частоти з відкритою програмною платформою, що дозволяє користувачам допрацьовувати програмне забезпечення, оптимізувати його під свої завдання, у тому числі розробляти і додавати власні програмні модулі як рівня управління силовим інвертором, так і рівня програмно-логічного контролера для вирішення завдань локальної автоматизації. Широке застосування асинхронних двигунів пояснюється їх перевагами порівняно з іншими двигунами: висока надійність, простота ремонту, мала кількість конструктивних елементів, можливість роботи від мережі змінного струму, простота обслуговування. Для вирішення проблем, що виявляються при неконтрольованому пуску асинхронного двигуна застосовують різні способи, які в тій чи іншій мірі забезпечують розгін асинхронного двигуна з заданим значенням струму, істотно меншому, ніж при прямому (неконтрольованому) пуску. Це дозволяє запобігти передчасному виходу з ладу асинхронний двигун (АД), і приводяться в рух механізмів, збільшити ресурс комутаційної апаратури, забезпечити можливість управління електроприводом з використанням сучасних засобів автоматизації. Крім того, застосування сучасного контрольованого пуску дозволяє знизити споживану активну потужність, істотно знизити споживання реактивної потужності, знизити рівень шуму, зменшити вібрацію електродвигуна. Пуск асинхронних короткозамкнених двигунів прямим підключенням до мережі, як правило, супроводжується великим пусковим струмом, перевищує номінальне значення в кілька разів.

Study of starting modes of asynchronous electric motors. The growth of their demand in industry and everyday life requires an increase in the intensity of use of new systems of the industry existing in the agricultural sector. Currently, there is an aspiration to make the technological process the most automated, as well as to create the most functional and accessible equipment for an ordinary user to understand. Electric drives consume more than 60% of the produced electricity, increasing their energy efficiency is significantly achieved by switching from an unregulated asynchronous electric drive to a regulated one, which contributes to the improvement of the quality characteristics of technological processes, provides the opportunity to automate production, and increases the level of energy and resource conservation. Recently, systems of automated control of technological processes created on the basis of advanced microprocessor equipment have been actively developed, improved and implemented. Nowadays, the method of controlling the start of engines using a frequency converter is becoming more and more common. Until recently, the method of frequency regulation of the electric drive was considered expensive and was used only for a large range of speed regulation, but with the decrease in price and improvement of frequency converters, this control system becomes an almost ideal technical solution from the point of view of controlling the operation of the pump both in the start/stop period and in normal modes. Modernization of traditional control and start-up systems can become a frequency converter with an open software platform, which allows users to refine the software, optimize it for their tasks, including developing and adding their own software modules both at the power inverter control level and at the softwarelogic level controller for solving local automation tasks. The wide use of asynchronous motors is explained by their advantages compared to other motors: high reliability, ease of repair, small number of structural elements, the possibility of operation from an alternating current network, ease of maintenance. Various methods are used to solve the problems that appear during the uncontrolled start of an asynchronous motor, which to one degree or another ensure the acceleration of the asynchronous motor with a given value of current, which is significantly lower than with a direct (uncontrolled) start [1]. This makes it possible to prevent the premature failure of the asynchronous motor (AD) and driven mechanisms, to increase the resource of the switching equipment, to ensure the possibility of controlling the electric drive using modern automation tools. In addition, the use of modern controlled start-up allows you to reduce the active power consumption, significantly reduce the reactive power consumption, reduce the noise level, and reduce the vibration of the electric motor. The start of asynchronous short-circuited motors by direct connection to the network is usually accompanied by a large starting current, which exceeds the nominal value by several times.