Способ пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя с параметрическим управлением в статоре

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПУСКА КОРОТКОЗАМКНУТОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ПАРАМЕТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ В СТАТОРЕ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Беляев Валерий Павлович Анкуда Денис Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(56) Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. - М. Энергоатомиздат, 1988. - С. 34.68479 , 2004.2056699 1, 1996.1631689 1, 1991.1422358 1, 1988.1840123 1, 2006.4208088, 1992.2003/0178906 1.(57) Способ пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя с параметрическим управлением в статоре, включающий увеличение напряжения питания, прикладываемого равномерно ко всем обмоткам статора, с заданной интенсивностью, отличающийся тем,что разгон электродвигателя в зоне скольжения 1 кр, где- скольжение электродвигателя, кр - критическое скольжение электродвигателя, осуществляют увеличением напряжения с интенсивностью, обеспечивающей необходимое ускорение короткозамкнутого ротора по условиям технологического процесса, а при достижении электродвигателем максимального динамического момента и скольжения , равного кр, дальнейший разгон в зоне скольжения 0 кр осуществляют увеличением напряжения с интенсивностью, превышающей последнюю в зоне скольжения 1 кр. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при осуществлении пуска электроприводов производственных механизмов, работающих в стартстоповом режиме, например, бумагорезальные машины подъемно-транспортные механизмы и другие механизмы, требующие частых пусков за технологический цикл. Известен способ прямого пуска асинхронного электродвигателя, согласно которому на обмотки статора подается полное напряжение питающей сети 1. Также известен способ пуска асинхронного двигателя, включающий подачу напряжения на статорные обмотки электродвигателя с последующим отключением его от питающей сети. При этом первоначально на статорные обмотки электродвигателя подают напряжение с амплитудой, равной амплитуде напряжения сети, а затем последовательно 10546 1 2008.04.30 во времени, через определенный промежуток времени от начала подачи напряжения /3 эл.град., при частоте сети 50 Гц - 0,0033 с, электродвигатель отключают от питающей сети и переводят в режим динамического торможения на такое же время, равное /3 эл.град.,при частоте сети 50 Гц - 0,0033 с, после чего на обмотки статора вновь подают напряжение с амплитудой, равной амплитуде напряжения сети 2. Недостатком данных способов является появление во время пуска значительных по величине пульсаций электромагнитного момента и токов электродвигателя, приводящих к возникновению динамических усилий в элементах конструкции самого электродвигателя,а также в механических передаточных устройствах электроприводов. Наиболее близким по технической сущности является способ пуска асинхронных электродвигателей изменением напряжения питания при помощи полупроводниковых регуляторов напряжения, выполненных, как правило, на основе силовых полупроводниковых ключей (тиристоров, транзисторов и т.д.). Подавая управляющий сигнал на силовой полупроводниковый ключ, подают питающее напряжение на статорные обмотки асинхронного электродвигателя. Прекращая подачу управляющего сигнала либо подачей другого сигнала (в зависимости от конструкции силового полупроводникового ключа) прекращают подачу напряжения на статорные обмотки асинхронного электродвигателя. Изменяя промежуток закрытого и открытого состояния ключа, добиваются плавного изменения действующего значения напряжения 3. Недостатком этого способа является большое время выхода двигателя на установившийся режим работы. Задачей предлагаемого способа является уменьшение времени достижения в процессе пуска ротором асинхронного электродвигателя установившегося режима. Поставленная задача решается тем, что используется способ пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя с параметрическим управлением в статоре, включающий увеличение напряжения питания, прикладываемого равномерно ко всем обмоткам статора, с заданной интенсивностью, отличающийся тем, что разгон электродвигателя в зоне скольжения 1 кр, где- скольжение электродвигателя, кр - критическое скольжение электродвигателя, осуществляют увеличением напряжения с интенсивностью, обеспечивающей необходимое ускорение короткозамкнутого ротора по условиям технологического процесса, а при достижении электродвигателем максимального динамического момента и скольжения , равного кр, дальнейший разгон в зоне скольжения 0 кр осуществляют увеличением напряжения с интенсивностью, превышающей последнюю в зоне скольжения 1 кр. Предлагаемый способ направлен на уменьшение времени пуска асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, который является наиболее приемлемым для механизмов, работающих в режиме частых пусков и остановок, что тем самым увеличивает их производительность. Способ состоит в том, что в зоне скольжений 1 кр разгон электродвигателя осуществляется увеличением напряжения питания двигателя с определенной интенсивностью, определяющей необходимое ускорение механизма по условиям технологического процесса. В этой зоне в силу свойств механических характеристик,формирующихся увеличением напряжения питания асинхронного двигателя, создаются его динамические моменты, которые определяют необходимое ускорение механизма. Когда ротор электродвигателя достигает критического скольжения, свойство механической характеристики меняет характер изменения динамического момента, в результате чего изменение напряжения питания с ранее заложенной интенсивностью не создают необходимые ускорения их значения уменьшаются. Для поддержания ускорений на прежнем уровне следует увеличить интенсивность нарастания напряжения питания, а значит, увеличатся значения динамического момента, и двигатель быстрее выйдет на естественную 2 10546 1 2008.04.30 характеристику в точку равновесия момента двигателя и момента статического сопротивления. В результате этих действий сократится общее время разгона электродвигателя, чем достигается поставленная задача. Изобретение поясняется чертежами фиг. 1-3. Фиг. 1 - естественная и искусственная механические характеристики двигателя. Фиг. 2 - график изменения скорости двигателя при разных способах пуска. Фиг. 3 - график изменения скорости двигателя в области скольжении 0 кр. На фиг. 1 приведены семейство механических характеристик, создающееся изменяющимся напряжением при разгоне двигателя, и зоны разгона двигателя с разными интенсивностями нарастания этого напряжения питания. На фиг. 2 приведен график изменения скорости при предлагаемом способе пуска (линия 1) и при параметрически управляемом пуске с постоянной интенсивностью (линия 2) для асинхронного электропривода с моментом статического сопротивления 10 от его номинального значения и кратностью суммарного приведенного момента инерции электропривода 2,5. Из графика видно, что при использовании предлагаемого способа пуска длительность выхода на установившийся режим сокращается на 28,9 по сравнению с параметрически управляемым пуском с постоянной интенсивностью. На фиг. 3 приведен график изменения скорости на участке 0 кр при тех же параметрах привода. Из графика видно, что при использовании предлагаемого способа пуска длительность этого участка сокращается на 79,1 по сравнению с пуском с постоянной интенсивностью нарастания питающего напряжения. Изобретение представляет интерес для предприятий полиграфической, строительной,металлургической, перерабатывающей, добывающей и других отраслей промышленности. Заявляемый способ пуска асинхронного электродвигателя позволяет сократить его длительность. Источники информации 1. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. - М. Высшая школа, 2001. - С. 69-71. 2. Патент РФ 2235410, МПК 7 Н 02 Р 1/26, 2004. 3. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. - М Энергоатомиздат, 1988. - С. 34 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4