Статьи / Квазичастотный метод управления при плавном пуске асинхронных двигателей

Устройства мягкого пуска (УМП) для асинхронных двигателей являются дешевым и надежным решением для подавляющего большинства механизмов, не требующих регулирования скорости вращения. Достоинства применения УМП очевидны. Однако есть и недостатки. Снижение пускового момента двигателя является главным препятствием к применению УМП. В условиях так называемого «тяжелого пуска» возникает реальная возможность того, что УМП не справится со своей функцией. На практике приходится завышать пусковые токи, что всегда вызывает повышенный нагрев двигателя, а иногда приводит к выходу из строя самого УМП или даже двигателя. В результате такие механизмы приходится оснащать дорогостоящими преобразователями частоты. Однако сегодня на смену классическому фазовому регулированию в УМП приходит новый алгоритм управления, позволяющий объединить преимущества частотного управления и дешевизну УМП. Это квазичастотное управление.

Что же такое квазичастотное управление?

Под квазичастотным управлением понимают особый алгоритм прореживания управляющих импульсов, поступающих на силовые тиристоры, что позволяет формировать в обмотках двигателя ток пониженной частоты. Снижение частоты тока приводит к повышению вращающего момента. Данным методом можно сформировать лишь частоты 7,14 Гц, 12,50Гц и 16,67 Гц. Как видно одним квазичастотным способом невозможно разогнать двигатель до номинальной скорости. Наилучший результат дает комбинация классического и квазичастотного способа.

Рис. 1. Классический пуск                                  Рис. 2. Квазичастотный пуск

На рисунке 1 представлена осциллограмма тока (желтая линия) при классическом запуске при нулевой скорости. Синяя линия – датчик момента. Для сравнения на рисунке 2 представлена осциллограмма тока при квазичастотном алгоритме (частота 7,14Гц) при тех же прочих условиях. Хотя формы токов существенно отличаются, действующее значение тока практически одинаково для обоих режимов. При этом датчик момента фиксирует более чем вдвое больший момент при квазичастотном пуске!

Какими дополнительными преимуществами обладает квазичастотный пуск?

Кроме повышенного вращающего момента на низких скоростях устройство плавного пуска с квазичастотным способом управления позволяет осуществлять некоторые тормозные режимы. Эффективность торможения зависит от скорости двигателя и снижается по мере ее роста. На номинальной скорости тормозной момент отсутствует, однако уже при скорости 50-60% от номинальной тормозной эффект довольно существенен. Таким образом, устройсво мягкого пуска с квазичастотным алгоритмом позволяет полностью отказаться от устройства динамического торможения на некоторых механизмах.
Алгоритм квазичастотного управления позволяет осуществлять реверс двигателя на частоте 25 Гц без переключения чередования фаз питающего напряжения.

На сегодняшний день метод квазичастотного управления позволяет получить наибольший пусковой момент при наименьшем токе.

На предприятии ООО «НПП  «МИКОНТ» реализована возможность комбинирования  квазичастотного алгоритма и фазового управления с ограничением тока на заданном уровне и применяется в устройствах плавного пуска асинхронных двигателей.

Система управления плавного пуска с квазичастотным управлением реализована на базе контроллера «ПРОТОН».