Системы безударного пуска высоковольтных электродвигателей

Открытый запуск высоковольтного электродвигателя сопровождается 6-8 кратным броском пускового тока, творящим ударный электромагнитный причина, дающийся сквозь вал мотора на приводимый в движение механизм. В движение 15…20% медли разгона электродвигателя этот причина хранит принужденную и свободную собирающие в облике знакопеременного фактора с амплитудой до 4 номинальных причин электродвигателя (рис. 1). Возникающие большие знакопеременные электродинамические усилия в обмотке статора, приводят к ухудшению изоляции секций и изгибу лобовых количеств обмотки вследствие смещения проводников товарищ относительно приятеля. Знакопеременный причина вызывает вибрации как самого электродвигателя, так и приводимого в движение механизма. В итоге, ударные перегрузки приводят к разрушению и пробою изоляции обмоток статора электродвигателей, перегоранию межкатушечных соединений, обгоранию выводных точек, поломкам валов, соединительных муфт, редукторов и другим неполадкам. Нарушается ритмичность производства и понижается выпуск готовой продукции, компании дышат большие издержки на ремонт вышедшего из строя оборудования.

Также неблагоприятно влияют броски пускового тока на питающую сеть, приводя к большим провалам напряжения, что негативно воздействует на стойкости занятия иных потребителей.

Вопрос исключения ударных пусковых нагрузок, и, следовательно, роста надежности занятия и снятия ограничения на число пусков и остановов агрегатов с высоковольтными электродвигателями, а так же понижения провалов напряжения быть может решена средством использования разработанных в нашем институте установок УБПВД для безударного запуска высоковольтных электродвигателей.

В зависимости от нагрузочной свойства приводимого механизма могут использоваться два выполнения установок: УБПВД-ВЦ (ВМтр) и УБПВД-С (СР, СР2).

Установка УБПВД-ВЦ создано для безударного плавного запуска высоковольтных асинхронных и синхронных электродвигателей устройств с «вентиляторной» (квадратично зависимой от скорости) чертой нагрузочного фактора (центробежные компрессоры, насосы, вентиляторы, дымососы, эксгаустеры и другие подобные механизмы). Установка, выполненное по принципу тиристорного регулятора напряжения (рис. 2), обеспечивает ограничение скорости нарастания и значения пускового тока электродвигателя конфигурацией углов отпирания тиристоров сквозь порядок импульсно-фазового управления (СИФУ). В движение данного медли запуска электродвигателя происходит плавное нарастание напряжения на обмотках статора от нуля до номинального значения. Пусковой ток умножается плавненько с данным токоограничением, не творя ударных электромагнитных причин, негативно воздействующих на электродвигателе и механизме.

Установка УБПВД-ВЦ с цифровой налаженностью управления обеспечивает:

• проверку исправности тиристоров перед началом запуска мотора;
• плавное нарастание тока мотора до величины исходного токоограничения, обеспечивающего трогание мотора с площади;
• формирование данного токоограничения по медли для обеспечения разгона электродвигателя;
• фиксацию окончания разгона и выдачу сигнала на включение высоковольтного выключателя, подключающего движок впрямую к сети по окончании разгона;
• контроль медли разгона мотора и выдачу сигнала на прекращение запуска при превышении данного медли разгона.

В агрегатах УБПВД-ВЦ предусмотрены 4 регулируемые уставки исходного токоограничения с равномерной шкалой от 1,0 до 4,0 I_ном для обеспечения возможности пуска с поддержкой 1-го установки пары движков различной мощности, а также регулируемые уставки медли разгона в рубежах до 60 с, избираемые дистанционно, а также отношение по высокопроизводительному интерфейсу RS-485 для возможности дистанционного управления от АСУ ТП.

Установка УБПВД-ВМтр сконструировано с применением концепции распределенной системы«и состоит из 4 интеллектуальных модулей: модуля центрального процессора и 3-х контроллеров фаз, связанных с центральным процессором по оптическим каналам и обеспечивающих управление тиристорами каждой из фаз. Добродетелями такового теории прибывает веско возросшие надежность и живучесть порядка. Так как все модули владеют как средствами самодиагностики, так и способностью контролировать адекватность сигналов своих «соседей», отказ хоть какого модуля просто находится и принимаются меры по предотвращению развития аварийного процесса. Даже полное разрушение модуля центрального процессора во период запуска не приводит к возникновению аварийных режимов в силовой доли устройства — в движение 20 мс тиристоры отключаются уцелевшими модулями распределенной порядка.

Установка УБПВД-ВМтр обеспечивает:

• постоянный контроль исправности оконечных каскадов формирователей импульсов;
• контроль исправности целых тиристоров с потенциалом просмотра их состояния на пульте управления либо мониторах порядка АСУ;
• поблочный контроль напряжений питания;
• контроль исправности оптоволоконных соединений меж участками установки;
• контроль наличия отношения меж интеллектуальными модулями порядка;
• предпусковой контроль управляемости тиристоров при наличии высочайшего напряжения;
• диагностику других отказов;
• электронные охраны:
  • очень-токовую;
  • период-токовую;
  • от превышения данного медли запуска мотора;
  • от обрыва фазы ключевых цепей и неполнофазного запуска;
  • от неисправности тиристоров;
  • от неисправности установок формирования импульсов управления тиристорами;
  • от роста напряжения в силовой сети;
  • от снижения напряжения в силовой сети;
  • от неисправности вторичных источников питания;
  • от ошибочного чередования фаз силовой сети.

Установка УБПВД-С создано для воплощения частотного запуска синхронных электродвигателей, применяемых в качестве привода исправных устройств с томными критериями запуска, таковых как шаровые мельницы, турбокомпрессоры большой единичной мощности, вентиляторы с крупными инерционными массами, насосы-компрессоры с большим исходным в мгновение противодействия. Оно выполнено по схеме с зависимым тиристорным инвертором тока и обеспечивает:

• пусковой причина мотора до 1,3 Мтр_ном (Мтр_ном — номинальный причина мотора);
• частотное регулирование с плавным повышением скорости, автоматическим поддержанием нужного фактора на валу мотора и током употребления не более1,5 I_ном.

Двухконтурная налаженность регулирования установки исполняет разгон в пространном промежутке пор запуска с формированием вызываемой траектории перемещения.

Цифровая налаженность управления установки выполнена на базе сигнального процессора.

На рис. 5 приведена схема зависимого тиристорного инвертора, тот или другой включает в себя трехфазный токоограничивающий реактор ТОР, трехфазный высоковольтный тиристорный выпрямитель В, выравнивающий реактор СР и зависимый тиристорный инвертор И. Движок запускается в режиме регулирования частоты с включенным возбуждением. До частоты 5 Гц исполняется принудительная коммутация тиристоров инвертора И прерыванием тока тиристорами выпрямителя В. В последующем ЭДС мотора останавливается достаточной для коммутации тиристоров инвертора и последний перебегает в режим природной коммутации.

Повышением напряжения выпрямителя движок разгоняется до синхронной скорости и потом синхронизации ЭДС мотора и напряжения сети подключается выключатель Q_ш, подключая движок к сети сквозь токоограничивающий реактор РТ (рис. 6) и шунтируя установка УБПВД-С.

В установке УБПВД-С реализованы функции логического контроллера и вероятность программных заданий опций характеристик установки. Юзер может исполнять программную корректировку регуляторов, избирать кривую запуска, ограничение тока, период разгона, аварийный останов и сформировывать линию движения торможения.

Установки УБПВД-СР(СР2), располагающие усиленное остывание силовых модулей создано для регулирования скорости высоковольтных синхронных движков в спектре скоростей от 15% до сто. При всем этом для устройств с вентиляторной чертой нагрузочного фактора эл-двигатель обязан иметь запас по мощности 20-25% по отношению к мощности, вызываемой механизмом, а для электродвигателей устройств с нагрузочным в мгновение независимым от скорости (шаровые мельницы, нагруженные конвейеры и другие механизмы) требуется доп остывание.

Налаженность регулирования скорости на основанию установки УБПВД-СР(СР2) с зависимым инвертором тока, в тот или другой применяются тиристоры с фазовым управлением, в 3-5 разов дешевле преобразователей частоты на основанию IGBT либо IGCT устройств, наименее трудная, а, следовательно, наиболее надежна и примитивна в эксплуатации.

С целью понижения издержек разработана и удачно реализована в большом численности проектов концепция налаженности безударного запуска (СБП) пары электродвигателей, присоединенных к одной либо нескольким секциям шин от 1-го установки УБПВД. СБП дозволяет исполнять как открытый, так и последовательный безударный запуск хоть какого предпочтенного электродвигателя под управлением контроллера, тот или другой исключает вероятность аварийных ситуаций, связанных с ложными деяньями оперативного персонала.

Налаженность плавного запуска дозволяет обеспечить:

• последовательный плавный запуск фактически безграничного численности агрегатов;
• уменьшить пусковые токи электродвигателей;
• сделать лучше обстановки эксплуатации токоподводящего электрооборудования;
• обеспечить вероятность рационального и экономичного применения оборудования.

Употребление СБП дозволяет приобрести существенную экономию по сравнению с вариантом пуска каждого электродвигателя от личного установки УБПВД. К примеру, при запуске 4-х электродвигателей использование СБП обеспечивает сокращение издержек на плавный запуск 1-го электродвигателя практически в 3 один раз.

Для безударного плавного запуска высоковольтных электродвигателей в зависимости от темы, тот или другой решается, рекомендуется:

• для асинхронных и синхронных электродвигателей устройств с «вентиляторной» нагрузочной чертой употреблять установки на основанию тиристорного регулятора напряжения УБПВД-ВЦ (ВМтр), обеспечивающие снятие ударных пусковых нагрузок и ограничение пускового тока в точке разгона на степени 2,5 I_ном дв.;
• для синхронных движков устройств с томными критериями запуска употреблять установки УБПВД-С на основанию зависимого инвертора тока, обеспечивающие разгон электродвигателя с током не наиболее 1,5 I_ном дв.

А. Грам. МАТИСОН, технический консультант ОАО «ВНИИР».