RO115772B1 - Metoda si circuit electric pentru conectarea la retea a motoarelor asincrone - Google Patents

Description

Invenția se referă la o metodă și la un circuit electric pentru conectarea la rețea, a motoarelor asincrone.

Este cunoscută metoda pentru pornirea stea-triunghi a motoarelor asincrone.

în procesul pornirii motoarelor asincrone, prin această metodă, au loc fenomene tranzitorii de supracurenți și supratensiuni, valorile acestora depășind pe cele ce apar la conectarea lor directă la rețea.

Utilizând, spre exemplu, contactoare pentru comutație, este cunoscută următoarea secvență a comandării acestora.

- se închide contactorul de alimentare de la rețea a înfășurării statorului;

- se conectează contactorul de nul, realizându-se conexiunea stea și demararea rotorului;

- după intrarea în turație a rotorului, se deconectează contactorul de nul și se închide contactorul pentru conexiunea triunghi, operație cu care se finalizează pornirea motorului asincron, prin metoda stea-triunghi.

Fenomenele tranzitorii care apar sunt următoarele:

La deconectarea contactorului de nul se întrerupe curentul de magnetizare din înfășurarea statorului. Ca urmare, prin fenomen de inducție electromagnetică, solenația de magnetizare de pe stator se transferă pe rotor, realizându-se o reparație spațială, practic fixă, în raport cu rotorul dat, învârtitoare, cu turația rotorului, în raport cu înfășurarea statorului.

Solenația inductoare, astfel creată pe rotor, induce în fazele înfășurării statorului tensiunii electromotoare.

înfășurarea statorului fiind conectată la rețea, între extremitățile de sfârșit a două faze ale sale, diferența de potențial, modulată în amplitudine, poate să ajungă la o valoare de circa 1,5 Π_Ί, în care U₄ este tensiunea de linie.

Dacă contactorul pentru conexiunea triunghi se închide în momentul trecerii prin zero a amplitudinii maxime a rezultatantei tensiunilor de la extremitățile de sfârșit ale înfășurării, curentul absorbit de la rețea poate avea amplitudinea maximă de circa 1,5 ori mai mare decât în situația conectării directe la rețea, de asemenea, la trecerea prin zero a tensiunii.

în situația în care înfășurarea statorului este conectată la rețea și rotorul este în turație, dacă se deschide contactorul pentru conexiunea triunghi, apare între extremitățile de sfârșit ale înfășurării statorului o diferență de potențial, modulată în amplitudine, valoarea amplitudinii maxime ajungând la circa dublu amplitudinii tensiunii de linie. Se ajunge la această valoarea, deoarece curentul de magnetizare absorbit de la rețea este cel corespunzător tensiunii nominale, deci fluxul magnetic inductor este cel nominal și va induce t.e.m. în fazele statorului, a căror valoare este egală cu cea corespunzătoare regimului nominal.

Dacă reanclanșarea contactorului pentru conexiunea triunghi are loc la trecere prin zero a amplitudinii maxime a tensiunii, rezultată ca mai sus, pot apărea valori ale amplitudinii maxime a curentului absorbit de la rețea de circa 2 ori amplitudinea maximă a curentului la conectarea directă la rețea, de asemenea, la trecerea prin zero a tensiunii.

Poate deci apărea valoare dublă a curentului de pornire, comparativ cu cea la pornirea prin conectare directă la rețea.

RO 115772 Β

Rezultă că această metodă de pornire poate fi mai dură decât metoda conectării directe, atât pentru mașină, cât și pentru rețea.

întradevăr, șocurile de curent, ce pot apărea, în funcție de momentul conectării, produc eforturi electrodinamice mari, cu efecte asupra înfășurărilor, produc vibrații ale mașinii, perlarea contactelor, declanșarea protecțiilor. 50 în ceea ce privește rețeaua, pot apărea perturbări în stabilitatea acestor căderi de tensiune, generate de șocurile de curent.

De asemenea, limitele de reglare a protecției la supracurenți sunt greu de stabilit.

în ceea ce privește regimul tranzitoriu al tensiunilor, se constată că, între spire, poate apărea o tensiune dublă celei nominale. 55

Se menționează că normele de profil prevăd ca încercarea izolației dintre spire să se facă cu o tensiune având valoare 1,3 U_N, deci mult mai mică decât valoarea care apare în procesul pornirii.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în aceea că realizează o metodă și un circuit care să asigure valori reduse ale curenților de pornire, absorbiți de la rețea, la 60 pornirea stea-triunghi, valori corespunzătoare tensiunii de fază a rețelei, adică U,/V3 sau chiar mai mici.

Metoda stea-triunghi, de pornire a motorului asincron, conform propunerii de invenție, prevede conectarea contactorului pentru conexiunea triunghi, în intervalul de timp de la deconectarea contactorului de nul, corespunzător primelor perioade ale t.e.m. 65 induse în fazele înfășurării statorului și, de asemenea, prevede eliminarea posibilităților reconectării la rețea pe conexiunea triunghi sau cu contactorul pentru conexiunea triunghi.

Circuit pentru conectarea stea-triunghi, la rețea, a motoarelor asincrone, conform invenției, conține conectare la rețea, o bobină a unui contactor de rețea, în serie cu un 70 buton de deschidere, un buton de închidere, blocat cu un contact normal deschis, un contact normal închis pentru conexiunea triunghi, blocat cu un contact, un contact normal închis al unui contactor pentru conexiunea stea, blocat cu un contact, un contact al unor relee de protecție, o bobină în serie, un contact normal deschis al unui buton blocat, un contact normal deschis, un contact normal închis pe un contact normal 75 deschis.

Avantajele metodei și circuitului conform invenției conduc la creșterea fiabilității motoarelor, a aparaturii de comutație, la optimizarea fiabilității motoarelor, aparaturii de comutație, la optimizarea procesului de pornire, la reducerea pertubării funcționării rețelelor de alimentare, prin reducerea amplitudinii și numărului șocurilor de curent. 80

Un alt avantaj deosebit îl constituie extinderea aplicării metodei de pornire steatriunghi, la motoarele asincrone de puteri medii și mari, de joasă și înaltă tensiune.

Se prezintă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1...3, care reprezintă:

- fig.1, circuitul de forță, pentru conectarea la rețeaua motorului asincron; 85

-fig.2, circuitul de comandă, pentru comutarea rapidă stea-triunghi;

-fig.3, circuitul de comandă, pentru sincronizarea comutării stea-triunghi.

Circuitul conform invenției conține contactoarele C„, C_s, C_T pentru conectarea la rețea, realizarea conexiunii stea și, respectiv, a conexiunii triunghi, cu contactele normal închise și normal deschise aferente, butoane de comandă simple, duble (conform fig.1) 90 și circuitul de comandă conform fig.2.

RO 115772 Β

La închiderea butonului de comandă B,C_R| se alimentează bobina bC_R, a contactorului de rețea CR, prin intermediul contactelor butonului normal închis B_dC_R, pentru deschidere, prin contactul normal închis 1C_T, al contactorului C_s, pentru conexiunea stea și prin contactele 1C_S și 1C. realizează condiția ca contactoarele C_s și Cp să fie inițial deschise. Ele de blochează ca și contactul butonului de comandă BjC_R, cu contactele 1C_R, 2C„ și 3C_R, normal deschise ale contactorului C_R.

închiderea contactului 4C_R asigură alimentarea bobinei bC_s a contactorului Cg, prin contactul normal închis al butonului de comandă BC, și prin contactul normal închis 2C,· al contactorului C_T, pentru conexiunea triunghi.

Se realizează astfel conectarea înfășurării statorului, pe conexiunea stea și demararea rotorului motorului.

Apăsând pe butonul BC_T, se întrerupe alimentarea bobinei bC_s, se deschide contactorul de nul C_s, se închide contactul său normal închis 1C_S, realizându-se astfel alimentarea bobinei b^ a contactorului Cr care, închizându-se, realizează conexiunea triunghi. închizându-se contactorul C_T, se blochează cu contactul 1C_T contactul normal deschis al butonului BC_T și se deschide contactul normal închis 2^ din circuitul bobinei contactorului C_s.

Circuitul nu permite deconectarea contactorului C_T atunci când contactorul de rețea este închis.

Metoda conform invenției, pentru trecerea de pe conexiunea stea pe conexiunea triunghi, în cadrul metodei stea-triunghi, prevede sincronizarea conectării contactorului pentru conexiunea triunghi, pentru defazajul practic de 180° electrice, sau altul dorit, între tensiunile electromotoare induse la fazele statorului și tensiunile de linie ale rețelei.

Pentru exemplificare, se consideră fazele V și W cu extremitaățile lor V,, V₂ și respectiv W.,. W_z.

Se consideră motorul la turația de regim, pe conexiunea stea. Condițiile inițiale sunt:

t=O

UviW1⁼Ul

Uviv2⁼Uf

U_V2W2=D

La deschiderea contactorului de nul, pentru a fi respectată condiția de la t=O ca U_V2W2=O, t.e.m. induse în fazele înfășurării statorlui de câmp magnetic de pe rotor trebuie să aibă astfel valoarea și sensul, încât t.e.m. de linie U_eV2W2 să fie egală și de sens opus tensiunii de linie U_V2W2.

Ca urmare, valoarea primelor semiperioade ale tensiunii după deconectarea contactorului de nul, este neglijabilă.

în consecință, diferența de potențial U_V2W1 este practic egală cu tensiunea de fază.

Circuitul conform invenției, conține contactoarele C_R, Cg, Cj pentru conectarea la rețea, realizarea conexiunii stea și respectiv, a conexiunii triunghi, cu contactele normal închise și normal deschise aferente, butoane de comandă simple, duble (fig.1) și circuitul de comandă (fig.3) cu dispozitivul de sincronizare D_a.

La închiderea butonului de comandă D; C_R, se alimentează bobina bC_R a contactorului de rețea C_R, prin intermediul contactelor normal închise ale butonului de deconectare B_d Cp, prin contactul normal închis al contactorului pentru conexiunea

RO 115772 B triunghi, prin contactul normal închis 1C_S, al contactorului C_s pentru conexiunea stea și prin contactele normal închise, ale releelor de protecție.

Contactele normal închise 1C_S și Cț să fie deschise la conectarea contactorului de alimentare C_R. Ele se blochează ca și contactul de comandă B_{ C_R cu contactele 140 normal deschise 1C_R, 2C_R,3C_R ale contactorului C_R.

închiderea contactului 4C_R, prin contactul normal închis al butonului de comandă BC_T, prin contactul normal închis 2C_T al conatctorului C,. pentru conexiunea triunghi și prin contactul normal închis 2DS. Se realizează astfel conectarea înfășurării statorului pe conexiunea stea și demararea rotorului motorului. 145

Apăsând pe butonul BC_T, se întrerupe alimentarea bobinei bC_s, se deschide contactorul de nul C_s, se închide contactul normal deschis al butonului BC_T, se alimentează prin contactul normal închis 3C_T dispozitivul de sincronizare DS, care deschide contactul normal închis 2DS, blochează contactul normal deschis BC. prin contactul 1DS și închide sincronizat contactul normal deschis 3DS, alimentând bobina 150 bC_T contactul normal închis 1C_S și contactul normal deschis 5C_R.

închizându-se contactorul Cp se trece pe conexiunea triunghi, închizând contactul 4Ct și deschizând contactele normal închise 2Cr și 3(^

Prin reglarea defazajului la care dispozitivul de sincronizare comandă închiderea contactului 3DS, se obține, practic, o valoare dorită a tensiunii cu care se alimentează 155 fazele înfășurării statorului la trecerea pe conexiunea triunghi.

Este cunoscut că motoarele asincrone de puteri medii și mari, pentru a se reduce șocul de curent în rețea, se conectează, prin intermediul autotransformatoarelor de pornire.

în cazul aplicării metodei sincronizării conectării pe conexiunea triunghi, conform 160 invenției, tensiunea ce se aplică fazelor înfășurării statorului, în momentul conectării pe triunghi, poate fi de circa 0,42 din tensiunea de linie, deci mai mică chiar decât valoarea tensiunii de fază.

Numărul de aparate de comutație este același la metoda propusă ca și la pornirea cu autotransformator. Se elimină însă autotransformatorul al cărui cost poate reprezenta 165 304-40% din cel al motorului.

Aparatura de comandă a sincronizării nu prezintă grad de complexitate ridicat, costul său reprezentând câteva procente din valoarea motorului.

Claims (3)

1. Revendicări

   1. Metodă oentru conectarea stea-triunghi, la rețea, a motoarelor asincrone, caracterizată prin aceea că aceasta constă în conectarea sincronizată a unui contactor 175 pentru conexiunea triunghi, la un defazaj practic de 180° electrice, între tensiunile induse în fazele înfășurării statorului și tensiunile de linie ale rețelei, conectarea contactorului făcându-se în primele perioade ale t.e.m. induse în fazele statorului, de la deconectarea contactorului pentru conexiunea stea, sau la prima valoare minimă a tensiunii dintre bornele de sfârșit ale fazelor statorului. 180

   RO 115772 B
2. 2. Circuit pentru conectarea stea-triunghi, la rețea, a motoarelor asincrone, conform metodei de la revendicarea 1, caracterizat prin aceea că acesta conține, conectate la rețea, o bobină (bC_R) a unui contactor (C_R) de rețea, în serie, cu un buton de deschidere (B_dC_R), cu un buton de închidere (BjC_R), blocat cu un contact normal

   185 deschis (1C_B), cu un contact normal închis (1C_T), pentru conexiunea triunghi, blocat cu un contact (2C_R), cu un contact normal închis (1C_S) al unui contactor (C_s) pentru conexiunea stea, blocat cu un contact (3C_R), cu un contact (1PJ al unor relee de protecție, o bobină (bCJ, în serie cu un contact normal deschis al unui buton (BCT) blocat cu un contact normal deschis (ICJ, cu un contact normal închis (1C_S) pe un 190 contact normal deschis (5C_R).
3. 3. Circuit conform revenedicării 2, caracterizat prin aceea că, în cazul conectării unui contactor pentru conexiunea triunghi, la prima valoare minimă a tensiunii dintre bornele de sfârșit ale fazelor statorului, mai conține un dispozitiv de sincronizare (DS) în serie cu un contactor normal deschis al unui buton (BC_T) blocat cu un contact normal

   195 deschis (1DS), al unui dispozitiv (DS) în serie cu un contact normal închis (30,), o bobină (bC_T) a unui contactor (C_T) în serie cu un contact normal deschis (3DS) blocat cu un contact normal deschis (4CT), cu un contact normal închis (1C₈) și un contact normal deschis (5C_B).