Автоматизированный электропривод

5.4. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СД
а) Пуск и синхронизация СД
По условиям, которые могут иметь место при работе синхронного привода, различают легкий и тяжелый пуск СД. Легкий пуск СД осуществляется при малых моментах нагрузки и моментах инерции и является наиболее благоприятным в отношении синхронизации СД с сетью. Тяжелый пуск имеет место при относительно больших моментах нагрузки и инерции. В этом случае для синхронизации СД требуется значительный входной момент СД и его синхронизация с сетью усложняется.
При пуске СД используются два основных способа его возбуждения. При относительно небольших моментах нагрузки (М_с<0,4М_ном) обмотка возбуждения СД в течение всего времени пуска постоянно (глухо) подключена к источнику возбуждения – возбудителю, который в процессе пуска самовозбуждается и обеспечивает втягивание СД в синхронизм в конце пуска.
При пуске СД с относительно большими моментами нагрузки (М_с>0,4М_ном) обмотка возбуждения СД вначале замыкается через активный резистор (в качестве которого может использоваться разрядный резистор обмотки возбуждения), а при достижении СД подсинхронной скорости обмотка возбуждения подключается к возбудителю.
Кроме различных способов подключения обмотки возбуждения пуск СД может осуществляться при полном или пониженном напряжении сети. В большинстве случаев СД мощностью до нескольких сотен киловатт, а иногда и более пускаются прямым подключением, к сети. Кратность пускового тока I_п/I_ном при прямом пуске 4–5.
При пуске СД большей мощности (несколько тысяч киловатт) возникает необходимость ограничения пусковых токов, что достигается чаще всего использованием реакторов или автотрансформаторов.
Схема статорной цепи при реакторном пуске СД приведена на рис. 5.7, а. Порядок включения СД следующий. Вначале включается выключатель QF1 при отключенном выключателе QF2 и происходит пуск СД с реактором L в цепи статора. При достижении СД подсинхронной скорости включается выключатель QF2 и шунтирует реактор L, в результате чего СД оказывается подключенным на полное напряжение сети. Автоматизация пуска осуществляется обычно в функции времени. В некоторых случаях вместо реактора L применяются активные резисторы.

Схема включения СД при использовании автотрансформатора Т показана на рис. 5.7, б. При пуске вначале замыкаются выключатели QF3 и QF1 и СД оказывается включенным на пониженное напряжение. При достижении им подсинхронной скорости отключается выключатель QF3, включается QF2 и СД подключается непосредственно на выводы питающей сети.
Сопоставление двух схем рис. 5.7 ограничения пусковых токов питающей сети показывает, что при автотрансформаторном пуске этот ток снижается пропорционально квадрату отношения напряжений СД и сети (U_д/U_с)², а при реакторном – первой степени этого отношения. Тем самым автотрансформаторный способ пуска позволяет в большей степени снизить ток, потребляемый СД из сети при пуске. Вместе с тем схема рис. 5.7, б оказывается более сложной, дорогой и менее надежной по сравнению со схемой рис. 5.7, а, поэтому она на практике применяется реже.
На рис. 5.8 показан узел схемы управления, обеспечивающей прямой пуск СД низкого напряжения с глухоподключенным возбудителем. Включение СД осуществляется нажатием кнопки SB1, после чего включается линейный контактор KМ, и СД начинает разгоняться.

Сопротивление резистора R в обмотке возбуждения ОВГ возбудителя выбирается таким образом, что его самовозбуждение происходит при подсинхронной скорости, что позволяет снизить броски тока в статоре при синхронизации СД с сетью.
В схеме рис. 5.8 предусмотрено форсирование возбуждения СД при снижении напряжения сети. Для этого в схему введены реле минимального напряжения KV и контактор форсировки KМ1, контакты которого включены параллельно резистору R. При снижении напряжения сети ниже установленного уровня реле KV отключается и замыкает свой контакт в цепи контактора KМ1. Последний, сработав, шунтирует резистор R, за счет чего происходит увеличение тока возбуждения СД. При восстановлении напряжения реле KV вновь срабатывает и отключает KМ1.