Avec le développement rapide de l'économie nationale, le nombre de moteurs à haute tension augmente. Étant donné que le courant continu d'un moteur de grande puissance est 5 à 7 fois supérieur au courant nominal, le couple de démarrage ne représente que 0,4 à 1,6 fois le couple nominal. Il est possible de démarrer directement ce moteur à condition que la tension du réseau électrique soit suffisante (inférieure à 10 % de la tension nominale au moment du démarrage) et que les conditions de processus soient remplies (le couple de démarrage soit adéquat). Cependant, un courant de démarrage excessif, un couple de démarrage trop faible et une durée de démarrage trop longue causent d'importants dommages au moteur et au réseau électrique. Cela entraîne souvent une augmentation de la tension du réseau ainsi qu'une fluctuation harmonique de la tension, voire des surtensions transitoires, ce qui accroît considérablement la charge sur le réseau électrique et pollue celui-ci, affectant gravement son fonctionnement sécurisé. Parallèlement, cela porte également préjudice au moteur lui-même. C'est pourquoi il convient d'installer un démarreur progressif entre l'alimentation électrique et le moteur afin de résoudre ces problèmes.
L'apparition du démarreur progressif à thyristor pour moteur constitue une bonne solution aux problèmes mentionnés ci-dessus. Il remédie aux déficiences du démarreur progressif traditionnel, réduit le courant de démarrage du moteur, diminue la capacité de distribution d'énergie et prolonge la durée de vie du moteur ainsi que des équipements associés. Les paramètres de démarrage sont réglables et faciles à entretenir.
1, le principe du démarreur doux à thyristor pour moteur régulant la tension.
Le démarreur doux à déphasage par thyristor est une forme d'onde qui modifie la tension alternative sinusoïdale et la transforme en un courant alternatif non sinusoïdal, en ajustant son rapport cyclique, comme illustré à la Figure 2.
Notes :
(1) alpha : angle de commande. Réfère au temps d'entrée en phase avec l'impulsion de déclenchement.
(2) Q : angle de conduction. À chaque demi-cycle, le thyristor conduit selon un angle donné. Plus l'angle de commande est grand, plus l'angle de conduction est petit, et la somme des deux angles est égale à +q = p. Cela modifie la tension moyenne du courant alternatif, et cette tension moyenne devient contrôlable et régulière.
2. Sélection du type de thyristor
Le thyristor est le dispositif de puissance le plus important dans le démarreur doux du moteur, et la fiabilité de l'ensemble de la machine est étroitement liée au choix correct du courant nominal et de la tension nominale du thyristor. Le principe de sélection doit tout d'abord prendre en compte la fiabilité de fonctionnement, c'est-à-dire que le courant et la tension doivent disposer d'une marge suffisante. Ensuite, il convient de tenir compte de l'économie, c'est-à-dire du rapport coût-performance. Enfin, il faut considérer l'esthétique de l'installation ainsi que la réduction au minimum du volume.
Pour les moteurs à haute tension de 6 kV et 10 kV, les thyristors doivent être connectés en série lorsque la tension est élevée. Pour 6 kV, il faut 6 thyristors par phase (2 connexions antiparallèles, 3 connexions en série) ; pour 10 kV, 10 thyristors par phase (2 connexions antiparallèles, 5 connexions en série). Ainsi, la tension supportée par chaque thyristor est d'environ 2000 V ; par conséquent, la tension positive et inverse du thyristor sélectionné doit être supérieure à 6500 V, soit VDSM et VRSM.
Pour le choix du courant nominal du thyristor, il convient de tenir compte du courant de fonctionnement nominal du moteur. En général, le courant du thyristor doit être 3 à 4 fois supérieur au courant nominal du moteur.
Dans le démarreur doux du moteur à haute tension à thyristors, la régulation de tension à commande de phase alternative, composée de deux dispositifs thyristors indépendants, est utilisée pour contrecarrer les thyristors dans les demi-périodes positive et négative. Par conséquent, la conformité des paramètres des deux dispositifs antiparallèles est plus élevée, notamment en ce qui concerne les paramètres de déclenchement des thyristors, les paramètres du courant de maintien, etc. Dans la mesure du possible, il convient d'obtenir une symétrie parfaite entre les demi-ondes positives et négatives ; faute de quoi, un courant à composante continue circulera dans le moteur. Étant donné que le moteur présente une inductance électrique en raison de la charge de ses enroulements, une forte quantité de courant continu entraînera un échauffement sévère du stator du moteur, pouvant même provoquer la combustion des enroulements, rendant ainsi le moteur inutilisable.