Теоретическая справка.
На практике возникает необходимость снижения пускового тока АД. В одном случае, это пуск из-за слабости питающее сети. Во втором случае это вызывает понижение повреждений механизма. Например:
1) Функция мягкой остановки также может использоваться при остановке ремней конвейеров для предохранения материалов от повреждений, которые могут возникнуть при резкой остановке ленты.
2) Более бережное отношение к приводному механизму, что в результате выражается в снижение затрат на техническое обслуживание. Напряжение, подаваемое на механизм настолько мало, что позволяет только выбрать зазоры в редукторах или натянуть приводные ремни или цепи. Другими словами позволяет избежать ненужных рывков при пуске.
3) Устройства мягкого пуска является мягкая остановка, которая весьма полезна при остановке насосов, если при использовании систем пуска с переключением звезда-треугольник или прямой подачи напряжения возникают ударные нагрузки в трубопроводах
УПП должно создавать плавно возрастающее по значению, начиная от стартового, круговое по форме магнитное поле, вращающееся со скоростью, заданной частотой питающей сети. Для этого тиристоры должны стоять во всех трёх фазах.
Готовые УПП содержат симисторы, включаемые в одну, две или все три фазы, причём, при соединении обмоток треугольником, возможно включение симисторов не в фазу питания, фазные провода при соединении обмотки в треугольник, а в разрыв обмотки. В этом случае ток через симистор снижается в 1,73 раза и позволяет выбрать менее мощное и более дешёвое УПП, но удваивает число необходимых кабелей (с допустимым током в те же 1,73 раза ниже).
Рис.1. Симистор в одной фазе.
Рис.2. Симисторы в двух фазах.
Рис.3. Симисторы в трёх фазах.
Генерация управляющего сигнала для отпирания симисторов происходит в системе управления.
На рис.4 схематически показано изменение напряжения в обмотке двигателя при изменении временного промежутка, или, что то же самое, фазового сдвига между прохождением синусоиды входного напряжения через ноль и моментом подачи управляющего сигнала в процессе пуска двигателя. Величина α называется углом отпирания тиристора и изменяется от значения менее 180 градусов до нуля в момент выхода на номинальные обороты. При плавном торможении угол отпирания изменяется в обратном порядке.
Рис.4. Изменение фазового сдвига входного напряжения.
При эксплуатации привода в установившемся режиме ток в обмотки продолжает поступать через тиристоры УПП. Последствия для УПП–тяжёлый тепловой режим. Физические свойства реальных тиристоров и погрешности работы генератора отпирающих импульсов могут привести к несимметричности полуволн тока, и соответственно к появлению погрешности при протекающей по цепи "вторичная обмотка трансформатора – тиристоры УПП – обмотка двигателя". Факторы, вызывающие этот недостаток следующие
• между моментом подачи отпирающего импульса на управляющий электрод и моментом начала протекания тока проходит время, называемое временем включения тиристора;
• не существует ни двух, ни тем более шести тиристоров, у которых эти 2 параметра точно совпадают;
• при появлении в сети мощной помехи могут происходить сбои в синхронизации тактового генератора.
Как показывают элементарные расчёты, в случае, уровень постоянной составляющей тока по фазам при U = 0,4 кВ составил не более 2% номинального для двигателя и менее 1% номинального для трансформатора. Дешевле добавить в схему один контактор, чем ремонтировать двигатель, менять трансформатор мощностью в сотни и тысячи кВА и терпеть убытки от простоя оборудования.
Для некоторых систем в установившемся режиме параллельно тиристорам в их цепь включают шунтирующие контакторы, для снижения тепловых нагрузок. Это обеспечивается за счет обходного контактора (байпаса).