Система автоматического управления запуском звезда-треугольник асинхронного двигателя

Вряд ли вы готовы поставить человека, который бы каждые 6-10 секунд после пуска (в зависимости от мощности) двигателя рукояткой осуществлял переключение. Неэкономно, невыгодно и прочие «не»… Однако исторически такой метод был придуман первым. На рисунке 3.8 представлен переключатель режимов работы асинхронного двигателя. Рисунок 3.8 – Ручной переключатель режимовВариант решения с помощью реле времени выглядит следующим образом.При подаче питания на реле, мгновенно замыкается контакт, который отвечает за подключение по схеме «звезда». После заданного промежутка времени, на котором обороты двигателя достигают рабочей частоты, контакт схемы «звезда» размыкается и замыкается контакт, который отвечает за подключение по схеме «треугольник». Контакты останутся в таком положении до снятия питания с реле. Наглядная диаграмма работы данного реле представлена на рисунке 3.9 [11]. Рисунок 3.9 — Временная диаграмма пуска асинхронного двигателя с подключением реле времениСиловая схема и схема управления с помощью подключения двигателя через реле времени представлена в приложении А. Классический вариант переключения со «звезды» на «треугольник» специалистами считается надежным способом, он не требует больших затрат, прост в исполнении, но, как и любой другой способ, имеет недостаток — это габаритные размеры реле времени. Реле времени гарантированно выполняет задержку времени намагничиванием сердечника, а чтобы размагнитить его, требуется время.Современные реле времени с таймером (рисунок 3.10) позволяют проводить уставку всех необходимых параметров, имеют небольшие размеры и не имеют проблем со временем размагничивания [12]. Рисунок 3.10 – Современное реле времени с таймеромОчевидно, что такое подключение звезда-треугольник не даст никаких положительных результатов при неправильно рассчитанном стартовом моменте. Но в момент отключения контактора, обеспечивающего подключение звездой, при недостаточных оборотах двигателя, вследствие самоиндукции будет наблюдаться бросок повышенного напряжения в сеть, которое может повредить другое оборудование[10].Поэтому, используя переключение звезда-треугольник, в первую очердеь определяются с возможностью использования указанного типа пуска на выбранном двигателе, что зависит от его мощности и области использования. И только после этого производить сбор схемы с использованием современного типа реле времени. ЗаключениеВ результате выполнения работы был проведён анализ асинхронного двигателя. Представлены устройства двигателей переменного тока. Представлены их внешние изображения и элементы, которые используются для обозначения их на схемах. Рассмотрены отличия двигателя с короткозамкнутой обмоткой и фазного ротора. Представлены режимы работы асинхронного двигателя. В общем случае режимы делятся на тормозные и генераторные. Все они показаны на основе механической характеристики двигателей.Пуск асинхронных двигателей одна из достаточно актуальных проблем. Отмечено, что недостатком прямого пуска является то, что при нём возникает максимально возможный пусковой ток. Переключение звезда треугольник можно применять только для электродвигателей, имеющих на валу свободно вращающуюся нагрузку – вентиляторы, центробежные насосы, валы станков, центрифуг и другого подобного оборудования. В противном случае возникают проблемы с моментом, что приводит к выходу электродвигателя из строя. Пуск по схеме звезда-треугольник можно использовать только с двигателем, который в номинальном режиме работы соединен треугольником. Таким образом, важно учитывать, что использование системы пуска «звезда-треугольник» возможно в зависимости от условий, которые выдвигаются к агрегату согласно технологическому процессу.Список использованных источниковКлючев, В.И. Теория электропривода учебник для вузов / В.И. Ключев. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с.Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 752 с.Черных И.В. «Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystems и Simulink». – М.:ДМК Пресс, 2008. – 288с.Герман-Галкин С.Г. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.:КОРОНА-Век, 2008. – 368с.Тарасова Г. И., Топильская Т. А. Идентификация и диагностика систем: лаб. Практикум. Ч. 1. – М: МИЭТ, 2017. - 84 с. Применение алгоритма динамического программирования при выборе оптимального состава и распределении нагрузки между агрегатами / Кубарева Т.С. Метод.указания, СГТУ, Саратов, 1993.M.Basin, P.Ramirez, V. Ramos-Lopez " Continuous fixed-time convergent controller for permanent-magnet synchronous motor with unbounded perturbations". Journal of the Franklin Institute. V. 357, 2020, p. 11900-11913.Yizhou Hua, Huangqiu Zhu "Rotor radial displacement sensorless control of bearingless permanent magnet synchronous motor based on MRAS and suspension force compensation". ISA Transactions. V. 103, 2020, p. 306-318.Айзерман М.А. Теория автоматического регулирования. М.: Наука. 1996. 452 с. [Электронный доступ] http://stu.scask.ru/book_las.php?id=49Пуск двигателя с переключателем звезда треугольник [Электронный доступ] https://online-tovary.ru/avtonomnoe-otoplenie/pusk-dvigatelya-s-pereklyuchatelem-zvezda-treugolnikИсточник: https://online-tovary.ru/avtonomnoe-otoplenie/pusk-dvigatelya-s-pereklyuchatelem-zvezda-treugolnikСхема управления асинхронного двигателя звезда треугольник [Электронный доступ]: https://avtika.ru/shema-upravleniya-asinhronnogo-dvigatelya-zvezda-treugolnik/Запуск электродвигателя по схеме «звезда-треугольник» [Электронный доступ]: https://totalkip.ru/articles/zvezdaГ.Г. Соколовский. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием .- М.: Академия. -2017.А.Е. Козярук и др. «Моделирование электрических машин приводов горного оборудования» - С.-ПБ. Институт им. Плеханова. – 2016 г. А.А. Усольцев. Векторное управление асинхронным электродвигателем. Электронный ресурс. Режим доступа: http://ets.ifmo.ru/usolzev/posobie1/vect_upr.htmИнженерные решения. Векторное управление электродвигателем. Электронный ресурс. Режим доступа: https://engineering-solutions.ru/motorcontrol/vector/Гончаров, А.С. Анализ современного состояния в области состояния электроприводов с бездатчиковым управлением и методов построения САР в условиях ограниченной информации о векторе состояния / А.С. Гончаров, В.А Поваляев, С.И. Миронов // Электротехнические комплексы и системы управления. № 1. 2018, с. 13 – 16.XiaChangliang, YangXiaojun, ShiTingna. Бездатчиковое позиционное управление бесщеточным двигателем постоянного тока на основе наблюдателя возмущений. Trans. ChinaElectrotech. 2020, №6, с.25-28.Сизякин, А.Е. Без датчика положения ротора: решения компании IR для управления ВЭП / А.Е. Сизякин, М.Б. Румянцев // Новости электроники, 2018, №10, с. 22-28. Панкратов, В.В. Тенденции развития общепромышленных электроприводов переменного тока на основе современных устройств силовой электроники / Силовая интеллектуальная электроника. Специализированный информационно-аналитический журнал. 2017, № 2, с. 27-31.Корельский, Д.В., Обзор современных методов управления синхронными двигателями с постоянными магнитами / Д.В.Корельский, Е.М. Потапенко, Е.В. Васильева // Науковий журнал "Радiоелектронiка. Iнформатика. Управлiння", 2017, №3, с. 155-159.Приложение АРисунок А.1 – Силовая часть схемы пуска асинхронного двигателя по схеме «звезда-треугольник»Рисунок А.2 – Схема управления с помощью реле времени