1.2. Принцип работы устройства

Основная задача, решаемая при пуске, – получение плавного нарастания тока, момента и частоты вращения двигателя. При использовании ТПУ она обеспечивается плавным нарастанием напряжения на двигателе, изменяющегося по выбранному закону. На рис.4 приведены типичные кривые изменения напряжения на двигателе в режиме пуска. ТПУ позволяет начать пуск двигателя не при нулевом, а при некотором начальном моменте, величина которого задается уровнем начального напряжения (U1 на рис. 4).

Рис.4. Кривые изменения напряжения на двигателе в режиме пуска.

кривая 1 – экспоненциальный закон, кривая 2 – линейный закон, кривая 3 – кусочно-линейный закон.

Для механизмов с фрикционным характером нагрузки может применяться пуск с одним или несколькими начальными импульсами тока (так называемый «кик-старт») (рис. 5), применение которого позволяет устранить проскальзывание шкивов и фрикционов.

Рис.5. Пуск с одним или несколькими начальными импульсами тока (так называемый «кик-старт»).

При ограничениях по мощности силовой питающей сети ТПУ может работать в режиме ограничения (стабилизации) пускового тока, величина которого выбирается из условий создания момента, достаточного для приведения механизма во вращение, с одной стороны, и исключения недопустимой перегрузки

питающей сети – с другой.

Регулирование напряжения при останове позволяет так же, как и при пуске сформировать требуемые динамические характеристики привода. Плавное уменьшение напряжения на двигателе (кривая 1 на рис. 6) исключает возникновение опасных перенапряжений и, как следствие, приводит к большему сроку службы изоляции по сравнению с отключением контактной аппаратурой.

При использовании ТПУ для привода насосного оборудования применение специального алгоритма торможения двигателя (кривая 2 на рис. 6) позволяет исключить обратный гидродинамический удар и удар обратного клапана. В ряде устройств реализовано торможение двигателя постоянным током, а при реверсивном исполнении – торможение противовключением по специальному алгоритму.

По окончании процесса пуска тиристоры переводятся в режим постоянного включения или могут шунтироваться специальным контактором (на рис. 2,3

Рис.6. Регулирование напряжения при останове.

– контакты 1К, 2К, 3К), который подключает двигатель напрямую к сети. Применение шунтирующего контактора позволяет повысить КПД устройства, увеличить срок службы тиристоров и исключить влияние полупроводниковых элементов на сеть. Некоторые производители рекламируют наличие в ТПУ режима энергосбережения, хотя только некоторые из них её действительно имеют. В соответствии с алгоритмом, принятым изготовителем, ТПУ в зависимости от нагрузки двигателя и режима работы электропривода регулирует напряжение на двигателе, минимизируя потребление электродвигателем активной и реактивной мощностей [4]. Как показала практика, установка ТПУ с функцией энергосбережения на механизмах с переменной нагрузкой на валу позволяет сократить на некоторых механизмах (ленточные конвейеры, фрезерные станки) потребление активной энергии до 15%, реактивной энергии – до 30–50%. При этом следует учитывать, что включение этой функции для асинхронных двигателей (АД) мощностью более 20–30 кВт не приносит существенной экономии, а в некоторых случаях может вызвать и увеличение потребления за счет несинусоидальности кривых напряжения и тока на двигателе [4].