Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПУСКА ТРЕХФАЗНОГО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для «мягкого» пуска высоковольтных электродвигателей переменного тока, преимущественно средней мощности и мощных асинхронных электродвигателей центробежных насосов, вентиляторов и турбокомпрессоров.

Известен способ пуска трехфазного электродвигателя, включающий подключение к статорной обмотке пускаемого электродвигателя реактора, подачу на вход полученного электрического соединения номинального напряжения, разгон ротора электродвигателя до промежуточной скорости, последующее подключение его непосредственно к электросети и разгон до номинальной скорости вращения (см. Вольдек А.И. Электрические машины. М.: Энергия, 1978 г., с.565, рис.28-1, б).

Недостатком известного способа пуска является ограниченная возможность его применения для пуска высоковольтных электродвигателей переменного тока, так как это требует использование дополнительного реактора специального высоковольтного исполнения сложной конструкции. Кроме того, при реакторном пуске происходит падение напряжения, подводимого к запускаемому электродвигателю, на величину его индуктивного сопротивления, что, соответственно, приводит к значительному уменьшению начального пускового момента.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ пуска двух асинхронных электродвигателей с короткозамкнутыми роторами, включающий соединение статорных обмоток двух электродвигателей попарно-последовательно по схеме «общая звезда» или «общий треугольник» и подачу номинального напряжения на вход полученного электрического соединения. При этом на время пуска роторы электродвигателей кинематически соединяют между собой, например, посредством зубчатой передачи или жесткой муфты, а после пуска переключают статорные обмотки электродвигателей на раздельное питание (см. патент РФ №2177671, Н02Р 1/54).

Недостатком известного способа является низкая надежность работы электродвигателей за счет большой кратности пусковых токов, превышающих в 4-5 раз их номинальное значение, а также за счет временного кинематического соединения валов электродвигателей на время их пуска.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы трехфазных высоковольтных электродвигателей за счет снижения кратности пусковых токов.

Поставленная задача решается тем, что в способе пуска трехфазного электродвигателя переменного тока с использованием второго электродвигателя, включающем соединение статорных обмоток указанных электродвигателей попарно-последовательно по схеме «общая звезда» и подачу на вход полученного электрического соединения номинального напряжения, согласно изобретению, в качестве второго электродвигателя используют резервный электродвигатель соизмеримой мощности, ротор которого на время пуска затормаживают, а пускаемый электродвигатель разгоняют до скорости, равной 0,45-0,5 его номинальной скорости вращения, после чего электрическое соединение статорных обмоток указанных электродвигателей разрывают, а в схему «общая звезда» или «общий треугольник» соединяют статорную обмотку пускаемого электродвигателя и разгоняют его до рабочей скорости.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема электропривода для пуска трехфазного высоковольтного электродвигателя переменного тока по схеме «общая звезда», фиг.2 - то же по схеме «общий треугольник».

Электропривод для осуществления заявляемого способа пуска содержит пускаемый трехфазный высоковольтный электродвигатель 1 (фиг.1, 2), обмотка статора которого соединена последовательно через коммутирующий элемент 2 с трехфазной обмоткой статора резервного высоковольтного электродвигателя 3, соизмеримой с электродвигателем 1 мощности, и коммутирующий элемент 4 для соединения обмотки статора пускаемого электродвигателя в «общую звезду» или в «общий треугольник».

Способ пуска трехфазного высоковольтного электродвигателя переменного тока осуществляют в следующей последовательности:

- статорные обмотки электродвигателей 1 и 3 соединяют попарно-последовательно;

- на время пуска ротор резервного электродвигателя 3 затормаживают путем наложения механического тормоза;

- затем на вход полученного соединения подают номинальное напряжение, причем напряжение, приходящееся на статорные обмотки каждого электродвигателя, распределяется пропорционально сопротивлению их обмоток;

- пускаемый электродвигатель 1 разгоняют до скорости вращения ω=(0,45-0,5)ω_н;

- отключают резервный электродвигатель 3;

- статорную обмотку пускаемого электродвигателя 1 соединяют по схеме «общая звезда» или «общий треугольник»;

- пускаемый электродвигатель 1 разгоняют до рабочей скорости вращения.

При подаче напряжения на попарно-последовательное соединение статорных обмоток электродвигателей 1 и 3 пускаемый электродвигатель 1 начинают разгонять при заторможенном роторе резервного электродвигателя 3. При этом начальный пусковой ток в цепи статора электродвигателя 1 снижается в два раза в сравнении с пуском одиночного электродвигателя, а время разгона электродвигателя 1 соответственно увеличивается в два раза. Такое снижение кратности пусковых токов в цепи достигается путем уменьшения прикладываемого к пускаемому 1 и резервному 3 электродвигателям напряжения питания, а так как резервный электродвигатель 3 имеет соизмеримую с электродвигателем 1 мощность, то в условиях пуска это приводит к созданию эффекта делителя напряжения с равными «плечами». При последующем достижении электродвигателем 1 скорости вращения ω=(0,45-0,5)ω_н, где ω_н - его номинальная скорость вращения, осуществляют разрыв цепи электродвигателей 1 и 3 коммутатором 2, а статорные обмотки пускаемого электродвигателя 1 коммутатором 4 соединяют в схему «общая звезда» или «общий треугольник». При этом на электродвигатель 1 подается полное напряжение сети, которое хотя и приводит к возникновению бросков тока в электродвигателе 1, но при заявляемом пуске величина этих бросков будет варьироваться в допустимых пределах, что обеспечит надежность работы электродвигателя. Это позволит предотвратить дополнительный нагрев и преждевременное старение изоляции статорных обмоток пускаемого электродвигателя 1, а следовательно, повысит надежность его работы.

Нецелесообразно разрывать электрическую цепь между резервным 3 и пускаемым 1 электродвигателями при скорости вращения последнего ниже 0,45 его номинальной скорости вращения (ω_н), так как в этом случае величина дополнительного броска тока в пускаемом электродвигателе 1 достигнет значения в 3,5-4 раза больше номинального значения, что приведет к дополнительным потерям, а следовательно, к нагреву изоляции статора.

Также нецелесообразно осуществлять разрыв электрической цепи между электродвигателями 1 и 3 при скорости вращения пускаемого электродвигателя 1, превышающей 0,5 ω_н. Хотя при этом величина броска тока будет примерно в 1,7 раза больше номинального значения, однако время пуска указанного электродвигателя 1 при этом возрастет в 5-6 раз. Это приведет к повышенным потерям в обмотке статора пускаемого электродвигателя и дополнительному нагреву изоляции обмоток статора.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается вышеприведенным примером.

Таким образом, заявляемый способ пуска высоковольтного электродвигателя переменного тока обеспечивает его «мягкий» пуск, позволяющий снизить до оптимального значения кратность пусковых токов, что приводит к повышению надежности работы электродвигателя. Кроме того, повышению надежности работы способствует отсутствие кинематического соединения валов электродвигателей.

Заявляемый способ пуска может найти широкое применение для «мягкого» пуска, например, мощных асинхронных и средней мощности высоковольтных асинхронных электродвигателей. При этом повышается лимитированное число пусков указанных электродвигателей, появляется возможность осуществления пуска без применения сложных и дорогостоящих дополнительных пусковых устройств.