RU2693835C1 - Method for starting powerful inductive load from self-contained voltage inverters - Google Patents
Method for starting powerful inductive load from self-contained voltage inverters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693835C1 RU2693835C1 RU2018128099A RU2018128099A RU2693835C1 RU 2693835 C1 RU2693835 C1 RU 2693835C1 RU 2018128099 A RU2018128099 A RU 2018128099A RU 2018128099 A RU2018128099 A RU 2018128099A RU 2693835 C1 RU2693835 C1 RU 2693835C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage inverters
- ups
- power
- inductive load
- value
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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
- 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
-
- 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
- H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
- H02P1/50—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor by changing over from asynchronous to synchronous operation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам, используемых для пуска асинхронных двигателей переменного тока, вызывающие сложности, а то и невозможность их запуска и питания от автономных источников питания, таких как инверторы напряжения (ИН) или источники бесперебойного питания (ИБП).The invention relates to methods used for starting AC induction motors, causing difficulties, and even the impossibility of their start-up and power from autonomous power sources, such as voltage inverters (IN) or uninterruptible power supplies (UPS).
Способы, аналогичные по своим функциям и назначению осуществляются в многочисленных устройствах плавного пуска (УПП), использующих в своей работе различные принципиальные методы и схемы. Например, один из них - фазовый, наиболее уже давно известный и часто применяемый из-за своей умеренной стоимости в готовых промышленных устройствах и технически реализуемый тиристорной схемой управления. (Шубенко В.А., Браславский И.Я. Асинхронный электропривод с фазовым управлением. М.: Энергия. 1972.)Methods similar in function and purpose are carried out in numerous soft starters (SCP), using various fundamental methods and schemes in their work. For example, one of them is a phase one, the most widely known one and often used because of its moderate cost in ready-made industrial devices and technically realized by a thyristor control circuit. (Shubenko V.A., Braslavsky I.Ya. Asynchronous electric drive with phase control. M .: Energy. 1972.)
Однако у тиристорных УПП есть значимый фундаментальный недостаток, в виде большего снижения крутящего момента при пуске. Крутящий момент на валу асинхронного двигателя прямо-пропорционален квадрату приложенного к его обмоткам напряжения, поэтому если в момент пуска подать на двигатель напряжение U=0,5*Uн, то крутящий момент составит М=(0,5*0,5)*Мп=0,25*Мп, где Uн - номинальное напряжение, Мп - пусковой крутящий момент двигателя при питании номинальным напряжением. Поэтому сфера применения тиристорного пуска - механизмы, слабо нагруженные в момент пуска, например, - вентиляторы, насосы, приводы станков, запускаемые в холостую и т.п.Для механизмов с моментом сопротивления, мало меняющимся от скорости, применение УППД возможно при моменте сопротивления Мс не более 0,5..0,6 Мп. При значениях Мс=0,6..0,8 Мп можно добиться лишь частичного эффекта плавного пуска, поскольку пусковые токи в этом случае несильно отличаются от токов, возникающих при прямом пуске. При моментах сопротивления Мс > 0,8 Мп т.е. при тяжелых пусках, применение тиристорного УПП неэффективно. Как и в других, так и в тиристорных УПП, кроме этого, также используются относительно дорогие электронные компоненты, а отсюда соответственно большей ценой и меньшей ремонтопригодностью.However, thyristor SCP has a significant fundamental disadvantage, in the form of a greater reduction in torque during start. The torque on the shaft of the induction motor is directly proportional to the square of the voltage applied to its windings, so if at the time of start-up a voltage U = 0.5 * Un is applied to the motor, then the torque will be M = (0.5 * 0.5) * MP = 0.25 * Mp, where Un is the nominal voltage, Mn is the starting torque of the motor when supplied with the nominal voltage. Therefore, the scope of application of the thyristor start-up mechanisms, weakly loaded at the time of start-up, for example, fans, pumps, machine drives, started in idle mode, etc. For mechanisms with a moment of resistance that varies little with speed, the use of DFD is possible at the moment of resistance Mc not more than 0.5..0.6 MP. With values of Мс = 0,6.,0,8 Мp it is possible to achieve only a partial effect of smooth start, since the starting currents in this case are not very different from the currents arising during the direct start. When the moments of resistance Mc> 0.8 Mp i. in case of severe starts, the use of thyristor SCP is ineffective. As well as in others, as well as in thyristor SCP, besides this, relatively expensive electronic components are also used, and hence, respectively, a higher price and less maintainability.
Другим примером аналога по своим функциям и назначению являются устройства осуществляющие их методом частотного преобразования питающего тока нагрузки, (патент RU №: 2422977, МПК: Н02Р дата публикации 14.01.2010) Однако такой метод гораздо более сложен схемотехнически, затратен и устройства работающие на таком способе -дорогостоящие.Another example of analogue in terms of its functions and purpose are the devices that implement them by the method of frequency conversion of the supply load current (patent RU No: 2422977, IPC: НРР publication date 01/14/2010) However, this method is much more complex circuitry, costly and devices operating in this way - expensive.
Задачей изобретения является обеспечение холодного запуска и питания (при необходимости) от автономных источников тока (ИН и ИБП) - таких бытовых электроприборов, как холодильники, циркуляционные насосы, мощные вентиляторы, кондиционеры и т.п., т.е., имеющие в своем составе вышеназванный асинхронный двигатель.The objective of the invention is to provide a cold start and power (if necessary) from autonomous current sources (IN and UPS) - household electrical appliances such as refrigerators, circulation pumps, powerful fans, air conditioners, etc., i.e. part of the above asynchronous motor.
Данная задача достигается за счет ограничения по амплитуде стартового тока двигателя ниже значения срабатывания защиты ИН(ИБП), но не ниже значения, при котором двигатель нагрузки еще может стартовать и раскрутиться. Для этого предлагается следующий способ, состоящий в использовании для достижения задачи - резисторы достаточной мощности и подбираемых по значению своего электрического сопротивления до необходимого вышеназванного ограничения пускового тока двигателя. При этом также облегчается "стартерный" режим работы аккумуляторов ИН(ИБП) и достигается уменьшение падения напряжения на них при пуске нагрузки.This task is achieved due to the limitation on the amplitude of the starting current of the motor below the response value of the protection IN (UPS), but not lower than the value at which the load motor can still start and unwind. To do this, we propose the following method, which consists in using to achieve the task - resistors of sufficient power and selected by the value of its electrical resistance to the required above-mentioned limitation of the starting current of the engine. At the same time, the “starter” mode of operation of the IN (UPS) batteries is also facilitated and a decrease in the voltage drop on them when the load is started is achieved.
На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема способа и устройства, его использующего.FIG. 1 shows a functional block diagram of the method and device using it.
В корпусе устройства, обведенным штрих-контуром, содержатся: (1) - задающее реле времени (ЗРВ), (2) - резисторный блок (РБ), (3) - шунт, (4, 5) - вход и выход по питанию. Все эти элементы, конструктивно представляющие собой отдельные функциональные блоки, относительно друг друга могут произвольно располагаться в корпусе устройства. Своими входами и выходами же, они соединяются проводниками между собой, согласно стрелкам на приведенной фиг. 1. Само устройство располагается и подключается последовательно между ИН(ИБП) и индуктивной нагрузкой Rинд (6) содержащей асинхронный двигатель.The enclosure of the device, encircled by a dashed contour, contains: (1) —the time relay driver (ЗРВ), (2) —the resistor unit (RB), (3) —shunt, (4, 5) —input and output. All these elements, constructively representing separate functional blocks, relative to each other can be arbitrarily located in the device case. By their inputs and outputs, they are connected by conductors to each other, according to the arrows in the above fig. 1. The device itself is located and connected in series between IN (UPS) and inductive load Rind (6) containing an asynchronous motor.
Способ и устройство работают следующим образом.The method and apparatus operate as follows.
Выходное напряжение ИН(ИБП) Uвых. инв с входа (4) через токоограничительный резисторный блок (РБ) (2), подается на нагрузку Rинд (6) и одновременно с этим подается на задающее реле времени (ЗРВ) (1), которое сразу же начинает отсчет периода времени Трв. Этот период времени у ЗРВ регулируется и подбирается таким, чтобы Трв=Тпн, т.е. его времени выдержки хватило на время Тпн достаточной раскрутки двигателя нагрузки Яинд (6), и которая, в свою очередь, регулируется подбором номиналов резисторного блока (РБ).Output voltage IN (UPS) Uout. Inv from the input (4) through the current-limiting resistor unit (RB) (2), is fed to the load Rind (6) and at the same time is fed to the master time relay (ЗРВ) (1), which immediately starts counting the time period Trv. This time period for the ZRV is regulated and adjusted so that Tpv = Tpn, i.e. his exposure time was enough for the time Tpn sufficient spin-up of the motor load Yaind (6), and which, in turn, is governed by the selection of the resistor unit (RB).
По истечении этого времени, т.е. наступлении условия Трв>Тпн., реле времени (ЗРВ) срабатывает и шунтом (3) отключает токоограничительный резисторный блок (РБ) и само себя из цепи питания нагрузки Rинд (6), и на которую, когда ее двигатель раскручен уже тем самым подается полное напряжение питания от ИН(ИБП).After this time, i.e. the occurrence of the condition Trv> Tpn., the time relay (ЗРВ) is triggered by a shunt (3) it turns off the current-limiting resistor unit (RB) and itself from the power supply circuit of the load Rind (6), and to which, when its engine is already spun, the full supply voltage from IN (UPS).
Такой способ позволяет решить техническую проблему запуска и питания, при необходимости, какого-либо бытового электроагрегата с асинхронным двигателем от автономного аккумуляторного источника питания.This method allows to solve the technical problem of starting and powering, if necessary, any household electrical unit with an asynchronous motor from an autonomous battery power source.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128099A RU2693835C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Method for starting powerful inductive load from self-contained voltage inverters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128099A RU2693835C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Method for starting powerful inductive load from self-contained voltage inverters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2693835C1 true RU2693835C1 (en) | 2019-07-05 |
Family
ID=67252047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018128099A RU2693835C1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Method for starting powerful inductive load from self-contained voltage inverters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693835C1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU4719U1 (en) * | 1996-06-11 | 1997-08-16 | Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр калужских заводов автомотоэлектрооборудования" | WIPER DRIVE |
US5969497A (en) * | 1996-02-19 | 1999-10-19 | Ea Technology Limited | Electric motor starting circuit |
JP2008187763A (en) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Method of starting induction motor, and drive circuit |
US20080258672A1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method of starting a synchronous motor with a brushless dc exciter |
RU2407139C2 (en) * | 2008-11-21 | 2010-12-20 | Виктор Алексеевич Барский | Device of smooth ac motor start and reactor for this device |
KR20110008666A (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | 국방과학연구소 | Soft start apparatus and method of induction motor |
RU2422977C1 (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-27 | Виктор Алексеевич Барский | Method of ac motor soft start |
WO2015099992A2 (en) * | 2013-12-23 | 2015-07-02 | Eaton Corporation | Soft starter system and method of operating same |
RU2572097C1 (en) * | 2014-11-21 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Asynchronous motor start-up method |
-
2018
- 2018-07-31 RU RU2018128099A patent/RU2693835C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5969497A (en) * | 1996-02-19 | 1999-10-19 | Ea Technology Limited | Electric motor starting circuit |
RU4719U1 (en) * | 1996-06-11 | 1997-08-16 | Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр калужских заводов автомотоэлектрооборудования" | WIPER DRIVE |
JP2008187763A (en) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Method of starting induction motor, and drive circuit |
US20080258672A1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method of starting a synchronous motor with a brushless dc exciter |
RU2407139C2 (en) * | 2008-11-21 | 2010-12-20 | Виктор Алексеевич Барский | Device of smooth ac motor start and reactor for this device |
KR20110008666A (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | 국방과학연구소 | Soft start apparatus and method of induction motor |
RU2422977C1 (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-27 | Виктор Алексеевич Барский | Method of ac motor soft start |
WO2015099992A2 (en) * | 2013-12-23 | 2015-07-02 | Eaton Corporation | Soft starter system and method of operating same |
RU2572097C1 (en) * | 2014-11-21 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Asynchronous motor start-up method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6430500A (en) | Brushless starting generator exciter | |
US9998047B2 (en) | Synchronous machine with rechargeable power storage devices | |
US7233125B2 (en) | System and method for controlling an induction motor | |
US8975837B2 (en) | Method for reducing the starting current of a multi-phase machine operated by block commutation | |
US7508156B2 (en) | Electrical machine having a series chopper circuit | |
US5220258A (en) | Drive circuit for a brushless direct-current motor | |
US5589745A (en) | Drive circuit for a brushless direct-current motor | |
RU2693835C1 (en) | Method for starting powerful inductive load from self-contained voltage inverters | |
CN105207334B (en) | System for supplying power to a load and corresponding power supply method | |
JP2019083643A5 (en) | ||
RU2332773C1 (en) | Stand-alone contactless synchronous generator | |
US9350280B2 (en) | Method for operating a power supply unit for an electrical system of a motor vehicle | |
JP2004048988A (en) | Switched reluctance machine | |
Soni | Speed control of Dc motor using chopper | |
Nigim | Static exciter for wound rotor induction machine | |
RU2271600C1 (en) | Synchronous motor | |
US3084324A (en) | Alternator drive | |
Rudra et al. | A review On-Automatic Excitation of Synchronous Motor using Single Phase Full Wave Controlled Rectifier | |
JP2017208890A (en) | Sr motor control apparatus | |
RU2348050C1 (en) | Device for testing alternating current machines | |
JP4839597B2 (en) | Initial charging device for power converter | |
Malhotra | A low cost simple solution for reducing starting transient currents in low power dc motors | |
SU98459A1 (en) | Device for controlling the speed of a short-circuited asynchronous electric motor and method of its operation | |
RU38253U1 (en) | SYNCHRONOUS PULSE EXCITATION DEVICE | |
Martin et al. | An integrated starter-alternator system using induction machine winding reconfiguration |