RU2625807C2 - Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor - Google Patents

Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor Download PDF

Info

Publication number
RU2625807C2
RU2625807C2 RU2016101027A RU2016101027A RU2625807C2 RU 2625807 C2 RU2625807 C2 RU 2625807C2 RU 2016101027 A RU2016101027 A RU 2016101027A RU 2016101027 A RU2016101027 A RU 2016101027A RU 2625807 C2 RU2625807 C2 RU 2625807C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
thyristors
control signal
network
squirrel
Prior art date
Application number
RU2016101027A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016101027A (en
Inventor
Евгений Борисович Колесников
Original Assignee
Евгений Борисович Колесников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Борисович Колесников filed Critical Евгений Борисович Колесников
Priority to RU2016101027A priority Critical patent/RU2625807C2/en
Publication of RU2016101027A publication Critical patent/RU2016101027A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2625807C2 publication Critical patent/RU2625807C2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/28—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of voltage applied to primary circuit of motor

Landscapes

  • Motor And Converter Starters (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method of asynchronous motor control with the squirrel-cage rotor is that the control signal for the pulse-phase control system of the thyristor converter is formed by continuous measuring the residual voltage on the network buses and comparing it with a predetermined value of this voltage, in the deviation from which the control signal is corrected, while maintaining a constant residual voltage on the network bus during the start-up; the voltage drop across the thyristors is measured and compared with a predetermined value, after which, after a predetermined time, a Stop command is generated, ensuring the motor cut off during a prolonged or unsuccessful start-up.
EFFECT: prevention of engine failure with a prolonged or failed start, if it was not completed after a predetermined time.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для реализации плавного пуска асинхронных тиристорных электроприводов общепромышленного назначения, применяемых для привода вентиляторов, компрессоров, насосов, транспортеров и др. при мощности питающей сети, сопоставимой с мощностью двигателя, когда существует высокая вероятность затяжного или несостоявшегося пуска.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to realize smooth start-up of asynchronous thyristor electric drives of general industrial use, used to drive fans, compressors, pumps, conveyors, etc. with a power supply network comparable to engine power when there is a high probability of a prolonged or failed start .

Существует способ, широко применяемый в устройствах плавного пуска многих фирм, например [ОАО «ВНИИР» УПП «УБПВД-ВЦ» http://www.vniir.rn/ept/ ubpvd-vc/]. Способ характеризуется следующей совокупностью признаков, сходных с совокупностью существенных признаков изобретения: трехфазное напряжение подают через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров на статорные обмотки асинхронного двигателя, а на управляющие входы тиристоров по команде «Пуск» подают сигналы управления от системы импульсно-фазового управления, синхронизированной по напряжению сети, на вход которой подают сигнал в виде напряжения, эквивалентного углу открывания тиристоров, значение которого задают заранее. На практике, в частности, широко применяется линейное нарастание напряжения.There is a method that is widely used in soft starters of many companies, for example [VNIIR OAO UPP UBVVD-VTs http: //www.vniir.rn/ept/ ubpvd-vc /]. The method is characterized by the following set of features similar to the set of essential features of the invention: a three-phase voltage is supplied through three pairs of counter-parallel connected thyristors to the stator windings of an induction motor, and control signals from the pulse-phase control system are fed to the control inputs of the thyristors by the “Start” command, voltage-synchronized network, to the input of which a signal is supplied in the form of a voltage equivalent to the opening angle of the thyristors, the value of which is set in advance. In practice, in particular, a linear increase in voltage is widely used.

Недостатком аналога является невозможность прямого контроля не только просадки напряжения, но и пускового тока двигателя, от которого эта просадка зависит и который определяет как длительность, так и возможность завершения самого пуска.A disadvantage of the analogue is the inability to directly control not only the voltage drop, but also the starting current of the motor, on which this drawdown depends and which determines both the duration and the possibility of completing the start.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ плавного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, заключающимся в подаче трехфазного напряжения на статорные обмотки асинхронного двигателя от шин сети через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров, управляемых от синхронизированной по напряжению сети системы импульсно-фазового управления, на вход которой по команде «Пуск» подают предварительно сформированный сигнал управления, эквивалентный углу открывания тиристоров, непрерывно измеряют остаточное напряжение на шинах сети и сравнивают его с предварительно заданным значением этого напряжения, при отклонении от которого сигнал управления корректируют, поддерживая постоянным остаточное напряжение на шинах сети в процессе пуска [патент RU №2497267, МПК8 Н02Р 1/26, Н02Р 1/28, опубл. 27.10.2012 г.]. Выбираем данный способ в качестве прототипа.Closest to the proposed method in technical essence is a method of smooth starting of an asynchronous motor with a squirrel-cage rotor, which consists in supplying a three-phase voltage to the stator windings of the asynchronous motor from the busbars through three pairs of on-parallel connected thyristors, controlled from the phase-synchronized voltage network of the pulse-phase system control, to the input of which, at the Start command, a previously generated control signal is supplied, equivalent to the opening angle of the thyristors, n continuously measured residual voltage on the network tires and compared with a predetermined value of the voltage at which the deviation from the control signal is adjusted while maintaining a constant residual voltage network during start tire [patent RU №2497267, IPC 8 N02R 1/26, N02R 1 / 28, publ. October 27, 2012]. We choose this method as a prototype.

Недостатком прототипа является то, что поддержание постоянным остаточного напряжения на шинах сети в процессе пуска приводит к ограничению пускового тока двигателя, величина которого может не обеспечить гарантированного пуска особенно мощных двигателей, поэтому существует высокая вероятность затяжного или несостоявшегося пуска. В результате чего происходит перегрев двигателя и выход его из строя.The disadvantage of the prototype is that maintaining a constant residual voltage on the network bus during the start-up process leads to a limitation of the starting current of the motor, the value of which may not ensure a guaranteed start-up of especially powerful engines, therefore there is a high probability of a prolonged or failed start. As a result, the engine overheats and fails.

Задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить прекращение процесса пуска, если пуск не завершится за предварительно заданное время, тем самым исключить затяжной или несостоявшийся пуск.The objective of the invention is to ensure the termination of the start-up process, if the start-up is not completed in a predetermined time, thereby eliminating a prolonged or failed start.

Указанная техническая задача решается так, что в известном способе плавного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, заключающемся в подаче трехфазного напряжения на статорные обмотки асинхронного двигателя от шин сети через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров, управляемых от синхронизированной по напряжению сети системы импульсно-фазового управления, на вход которой по команде «Пуск» подают предварительно сформированный сигнал управления, эквивалентный углу открывания тиристоров, причем сигнал управления формируют путем непрерывного измерения остаточного напряжения на шинах сети и сравнения его с предварительно заданным значением этого напряжения, при отклонении от которого сигнал управления корректируют, поддерживая постоянным остаточное напряжение на шинах сети в процессе пуска, дополнительно измеряют падение напряжения на тиристорах и сравнивают его с предварительно заданным значением, при превышении которого, по прошествии предварительно заданного времени, формируют команду "Стоп", обеспечивая отключение двигателя при затяжном или несостоявшемся пуске.The specified technical problem is solved in such a way that in the known method for smooth start-up of an asynchronous motor with a squirrel-cage rotor, which consists in supplying a three-phase voltage to the stator windings of the asynchronous motor from the busbars through three pairs of on-parallel-connected thyristors controlled from the phase-synchronized voltage network of the pulse-phase system control, the input of which by the command "Start" serves pre-formed control signal equivalent to the opening angle of the thyristors, and the control signal The voltage is generated by continuously measuring the residual voltage on the network buses and comparing it with a predetermined value of this voltage, when deviating from this, the control signal is corrected to maintain a constant residual voltage on the network buses during the start-up process, they additionally measure the voltage drop across the thyristors and compare it with previously a preset value, after which, after a predetermined time, the "Stop" command is generated, shutting down the engine when protracted or failed start-up.

Реализация способа поясняется функциональной схемой.The implementation of the method is illustrated by a functional diagram.

Схема содержит: 1 - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; 2 - тиристорный преобразователь напряжения (ТПН), в котором 2-1, 2-2, 2-3 - три пары встречно-параллельно включенных тиристоров; 3, 4 - блоки измерения мгновенных значений соответственно линейных напряжений сети и падений напряжения на тиристорах (3-1, 3-2, 3-3, 4-1, 4-2, 4-3 - датчики напряжения); 5 - питающую сеть; 6 - систему управления, в которой 6-1, 6-2 - блоки вычисления действующего напряжения; 6-3 - элемент сравнения; 6-4 - блок обработки - регулятор остаточного напряжения; 6-5 - система импульсно-фазового управления (СИФУ), синхронизированная по напряжению сети; 6-6 - таймер; 6-7 - пороговый элемент.The circuit contains: 1 - squirrel-cage induction motor; 2 - thyristor voltage converter (TPN), in which 2-1, 2-2, 2-3 - three pairs of on-parallel connected thyristors; 3, 4 - units for measuring instantaneous values, respectively, of the line voltage of the network and voltage drops on the thyristors (3-1, 3-2, 3-3, 4-1, 4-2, 4-3 - voltage sensors); 5 - power supply network; 6 - control system, in which 6-1, 6-2 - blocks for calculating the effective voltage; 6-3 - element of comparison; 6-4 - processing unit - residual voltage regulator; 6-5 - pulse-phase control system (SIFU), synchronized by mains voltage; 6-6 - timer; 6-7 - threshold element.

Реализация способа осуществляется следующим образом. После подключения тиристорного регулятора напряжения 2 к питающей сети 5 включается в работу СИФУ и с помощью датчиков 3 начинают измеряться мгновенные значения линейных напряжений сети, на основе которых блоком 6-1 выполняется вычисление действующего значения остаточного напряжения на шинах сети.The implementation of the method is as follows. After connecting the thyristor voltage regulator 2 to the supply network 5, it is turned on by the SIFU and with the help of sensors 3 the instantaneous values of the line voltage of the network are measured, based on which the unit 6-1 calculates the effective value of the residual voltage on the network buses.

Затем вводят значения уставок: Uуст1 - заданного остаточного напряжения сети, Uуст2 - заданного максимально возможного падения напряжения на тиристорах в открытом состоянии и tуст - заданного максимального времени пуска.Then the settings are entered : U set1 - of the set residual voltage of the network, U set2 - of the set maximum possible voltage drop on the thyristors in the open state and t set - of the set maximum start time.

После подачи команды «Пуск» начинается сравнение сигнала задания Uуст1 на остаточное напряжение и вычисленного с помощью блока 5-1 действующего значения этого напряжения. Полученная разность подается на регулятор напряжения 5-2, который обрабатывает ее и выдает сигнал на систему импульсно-фазового управления 5-3 такого значения, чтобы поддержать постоянным напряжение на шинах сети во время пуска. СИФУ в соответствии с известным алгоритмом фазового управления с синхронизацией по напряжению сети формирует сигналы управления тиристорами ТПН. В результате происходит запуск двигателя, в процессе которого контролируется и ограничивается снижение остаточного напряжения на шинах питающей сети.After the “Start” command is issued , the comparison of the reference signal U set1 to the residual voltage and the effective value of this voltage calculated using block 5-1 begins. The resulting difference is fed to the voltage regulator 5-2, which processes it and gives a signal to the pulse-phase control system 5-3 of such a value as to maintain a constant voltage on the network buses during start-up. SIFU in accordance with the well-known phase control algorithm with synchronization by the network voltage generates control signals of thyristor thyristors. As a result, the engine starts, during which the reduction of the residual voltage on the supply busbars is monitored and limited.

Одновременно с подачей команды «Пуск» запускается таймер 6-6 и начинается отсчет времени пуска. При этом с помощью датчиков 4 измеряться мгновенные значения падения напряжения на тиристорах и блоком 6-2 выполняется вычисление действующего значения этого напряжения, которое затем сравнивается с сигналом задания Uуст2 в пороговом элементе 6-7. По истечении заданного времени пуска tуст выходной сигнал таймера 6-6 разрешает формирование выходного сигнала порогового элемента 6-7. Причем, если в этот момент сигнал с выхода блока 6-2 не превышает уставку Uуст2, то сигнал на выходе порогового элемента 6-7 отсутствует, и пуск двигателя считается завершенным. В случае, если сигнал с выхода блока 6-2 превышает уставку Uуст2, что свидетельствует о незавершенном пуске двигателя, то сигнал на выходе порогового элемента 6-7 появляется сигнал и формируется команда «Стоп». В результате пуск прекращается, и двигатель отключается от питающей сети. Таким образом, исключается перегрев двигателя при затяжном или несостоявшемся пуске.Simultaneously with the start command, timer 6-6 starts and the start time starts counting. At the same time, with the help of sensors 4, the instantaneous values of the voltage drop across the thyristors are measured and block 6-2 calculates the effective value of this voltage, which is then compared with the reference signal U set2 in the threshold element 6-7. After the specified start time t set, the output of the timer 6-6 allows the formation of the output signal of the threshold element 6-7. Moreover, if at this moment the signal from the output of block 6-2 does not exceed the setting U set2 , then the signal at the output of the threshold element 6-7 is absent, and the engine start is considered complete. If the signal from the output of block 6-2 exceeds the setting U set2 , which indicates an incomplete start of the engine, then the signal at the output of the threshold element 6-7 shows a signal and the Stop command is generated. As a result, the start stops, and the engine is disconnected from the mains. Thus, overheating of the engine during a prolonged or failed start is excluded.

В случае если произошло отключение двигателя в течение пуска, то перед повторным пуском необходимо скорректировать уставки Uуст1 и tуст, выбрав их оптимальными.If the engine shuts down during start-up, then before restarting it is necessary to adjust the settings U set1 and t set , choosing them optimal.

Технический результат, достигаемый от реализации способа, заключается в предотвращении выхода из строя двигателя из-за перегрева при затяжном или несостоявшемся пуске, если он не был завершен по прошествии предварительно заданного времени.The technical result achieved from the implementation of the method is to prevent engine failure due to overheating during a prolonged or failed start, if it was not completed after a predetermined time.

Claims (1)

Способ плавного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, заключающийся в подаче трехфазного напряжения на статорные обмотки асинхронного двигателя от шин сети через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров, управляемых от синхронизированной по напряжению сети системы импульсно-фазового управления, на вход которой по команде «Пуск» подают предварительно сформированный сигнал управления, эквивалентный углу открывания тиристоров, причем сигнал управления формируют путем непрерывного измерения остаточного напряжения на шинах сети и сравнения его с предварительно заданным значением этого напряжения, при отклонении от которого сигнал управления корректируют, поддерживая постоянным остаточное напряжение на шинах сети в процессе пуска, отличающийся тем, что в процессе пуска дополнительно измеряют падение напряжения на тиристорах и сравнивают его с предварительно заданным значением, при превышении которого, по прошествии предварительно заданного времени, формируют команду "Стоп", обеспечивая отключение двигателя при затяжном или несостоявшемся пуске.The method of smooth start-up of a squirrel-cage induction motor, which consists in supplying a three-phase voltage to the stator windings of the asynchronous motor from the busbars through three pairs of on-parallel-connected thyristors, controlled from the voltage-synchronized network of the pulse-phase control system, to the input of which by the “Start” command "Provide a pre-formed control signal equivalent to the opening angle of the thyristors, and the control signal is formed by continuously measuring the residual voltage on the busbars of the network and comparing it with a predetermined value of this voltage, when deviating from which, the control signal is corrected by maintaining a constant residual voltage on the busbars during the start-up process, characterized in that during the start-up, the voltage drop across the thyristors is additionally measured and compared with a predetermined value, after which, after a predetermined time, the "Stop" command is generated, shutting down the engine when it is lingering or not vshemsya start.
RU2016101027A 2016-01-14 2016-01-14 Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor RU2625807C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101027A RU2625807C2 (en) 2016-01-14 2016-01-14 Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101027A RU2625807C2 (en) 2016-01-14 2016-01-14 Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016101027A RU2016101027A (en) 2017-07-17
RU2625807C2 true RU2625807C2 (en) 2017-07-19

Family

ID=59495488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016101027A RU2625807C2 (en) 2016-01-14 2016-01-14 Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2625807C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2827055C1 (en) * 2023-11-23 2024-09-23 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Method of controlling success of direct start of asynchronous motor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2110488A (en) * 1981-12-02 1983-06-15 Mannesmann Ag Control circuit for a short- circuit rotor asynchronous motor with commutable poles
RU2192703C1 (en) * 2001-02-26 2002-11-10 Хохлов Юрий Иванович Method for smooth control of electrical induction machine
RU2256285C1 (en) * 2003-10-14 2005-07-10 Закрытое акционерное общество "Электротекс" Method for smooth control of asynchronous electric motor with short-circuited rotor
WO2008033088A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-20 Abb Ab Method and device for reducing the influence of a dc component in a load current of an asynchronous three-phase motor
US8138702B2 (en) * 2006-10-20 2012-03-20 Abb Research Ltd. Control method and motorstarter device
RU2497267C1 (en) * 2012-05-11 2013-10-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor
CN102656794B (en) * 2009-11-30 2014-12-24 Abb研究有限公司 Softstarter for controlling asynchronous three-phase motor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2110488A (en) * 1981-12-02 1983-06-15 Mannesmann Ag Control circuit for a short- circuit rotor asynchronous motor with commutable poles
RU2192703C1 (en) * 2001-02-26 2002-11-10 Хохлов Юрий Иванович Method for smooth control of electrical induction machine
RU2256285C1 (en) * 2003-10-14 2005-07-10 Закрытое акционерное общество "Электротекс" Method for smooth control of asynchronous electric motor with short-circuited rotor
WO2008033088A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-20 Abb Ab Method and device for reducing the influence of a dc component in a load current of an asynchronous three-phase motor
US8138702B2 (en) * 2006-10-20 2012-03-20 Abb Research Ltd. Control method and motorstarter device
CN102656794B (en) * 2009-11-30 2014-12-24 Abb研究有限公司 Softstarter for controlling asynchronous three-phase motor
RU2497267C1 (en) * 2012-05-11 2013-10-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2827055C1 (en) * 2023-11-23 2024-09-23 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Method of controlling success of direct start of asynchronous motor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016101027A (en) 2017-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4607205A (en) Method and system for reconnecting inverter to rotating motors
US7652900B2 (en) Inverter type AC generator with a zero-crossing detection circuit used to provide a synchronized operation and method of operating the same
US9435263B2 (en) Thermal stress reduction in aircraft motor controllers
CA2832747A1 (en) System and method for fast start-up of an induction motor
RU2497267C1 (en) Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor
US20150211533A1 (en) Electric compressor
US20150115865A1 (en) Motor control apparatus and method for controlling motor
RU2625807C2 (en) Method of smooth start of asynchronous motor with squirrel-cage rotor
US9641120B2 (en) Motor control apparatus and method for controlling motor
WO2019169022A1 (en) Solar hybrid solution for single phase starting capacitor motor applications
Amudhavalli et al. Improved Z source inverter for speed control of an induction motor
JP5955209B2 (en) Failure detection device for power conversion system
JP3765703B2 (en) Power supply
RU2256285C1 (en) Method for smooth control of asynchronous electric motor with short-circuited rotor
Amudhavalli et al. Speed control of an induction motor by V/F method using an improved Z source inverter
Thanyaphirak et al. Soft starting control of single-phase induction motor using PWM AC Chopper control technique
JP2001268924A (en) Output voltage correcting method for portable generator
KR101884545B1 (en) Electric motor drive system
RU2426218C2 (en) Method to control electric motor operation
Yeh et al. Fault tolerant operations in adjustable-speed drives and soft starters for induction motors
JP2013541317A (en) Method for reducing voltage ripple due to rotation non-uniformity of a generator driven by an internal combustion engine
CN106899242B (en) Brushless doubly-fed motor starting control device and method
US9825571B2 (en) Device and method for operating an electric machine
Kim et al. Soft Start-up Algorithm of Single-Phase Induction Motor Based on Full-bridge Inverter
JP4756758B2 (en) Commercial power system interconnection generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190115