При прямом пуске электроприводов большой мощности возникают значительные просадки напряжений, что может приводить даже к аварийным отключениям подстанций. В машинах средней и малой мощности прямой пуск может приводить к повреждениям различных механических устройств системы в результате резкого скачка момента двигателя. Более того, прямой пуск не очень благоприятен и для самого двигателя, что снижает срок его службы.
Для снижения влияния пускового тока на сеть и механические части систем применяют устройства для ограничения величины пускового тока. Такими средствами для асинхронных машин с КЗ ротором могут быть добавочные сопротивления (активные или индуктивные) в цепи статора или же более современное устройство плавного пуска или как его еще называют – тиристорный регулятор напряжения.
Устройство плавного пуска довольно простое – схема ниже:
Это всего лишь тиристоры, включенные встречно-параллельно в каждую фазу асинхронной машины. Принцип работы устройства плавного пуска очень прост – напряжение на обмотке двигателя регулируется углом открывания тиристоров.
Таким образом, можно получить плавное наращивания пускового тока и, соответственно, момента.
После разгона электродвигателя до нужной скорости угол открывания тиристора переводят максимальный и машина работает в нормальном режиме. Но, при таком режиме работы происходит нагрев силовых ключей, что требует установки более мощных охладителей (радиаторов) и реализации принудительной системы охлаждения. Это делает устройство плавного пуска УПП более габаритным и дорогостоящим. Для решения этой проблемы придумали следующее решение – после пуска шунтируют силовые ключи контактором. Это позволяет выводить силовые вентили с работы в установившихся режимах работы системы электропривода, что устраняет проблемы с вентиляцией.
Где: КМ – контактор, шунтирующий тиристоры.
Для еще большей простоты схемы управление напряжением осуществляют по двум фазам:
Данная система обладает следующими достоинствами:
- Снижают токовые броски в статоре машины в момент пуска;
- Ведут полный контроль перегрузок электромашины;
- Устранение рывков в электроприводе, что обеспечивает более длительный срок эксплуатации оборудования;
- В трубопроводах и при запусках насосов устраняют гидравлические удары;
- При возникновении аварийных ситуаций такое устройство вполне может обеспечить предельное быстродействие;
Недостатки:
- В отличии от преобразователя частоты устройство плавного пуска не может регулировать скорость асинхронной машины в установившихся режимах (применим только для пуска и торможения);
- Не осуществляет реверс электродвигателя. Для осуществления реверса необходимо дополнительно устанавливать реверсоры;
- Генерация высших гармоник, что неблагоприятно сказывается как на электродвигателе, так и на сети;
- Относительно небольшой пусковой момент;
