Investigation of the influence of low voltage and the effect of the cable on the success of the launch of the Line-Start Permanent Magnet Motor as part of a centrifugal pumping unit

Использование синхронных двигателей с прямым пуском и постоянными магнитами от сети (СДсППиПМ) позволяет повысить эффективность стандартных установок, приводимых в движение электрическими двигателями с прямым пуском от сети, такие как насосные и вентиляторные установки. Такие двигатели имеют повышенною эффективность по сравнению с асинхронными двигателями и не имеют обмотки возбуждения по сравнению с классическими синхронными двигателями с обмоткой возбуждения. Однако СДсППиПМ имеют трудности с пуском установок с большим моментом инерции. Данная проблема может усугубиться снижением величины питающего напряжения и падением напряжения на кабеле. Данная статья посвящена оценке успешности синхронизации СДсППиПМ в составе центробежной насосной установки с учетом пониженной величины питающего напряжения и влияния кабеля. Успешность синхронизации двигателя определяется с помощью модели с сосредоточенными параметрами, ввиду простоты составления модели и меньших затрат времени. Параметры для такой модели могут быть определены в результате испытаний двигателя или расчетным путем, если известны детали конструкции двигателя. Для получения результатов данного исследования рассматриваются процессы пуска четырехполюсных СДсППиПМ в центробежных насосных установках различной мощности: 0,55 кВт и 3 кВт. Результаты моделирования показали, что СДсППиПМ не имеет проблем с запуском насосной установки даже при снижении величины питающего напряжения. Заключение этой работы может быть использовано при выборе электрического двигателя для привода насосной установки и способствует более широкому использованию энергоэффективных электрических двигателей. The use of synchronous motors with direct start and permanent magnets from the mains (LSPMSM) makes it possible to increase the efficiency of standard installations driven by electric motors with direct start from the mains, such as pumping and fan installations. Such motors have increased efficiency compared to asynchronous motors and do not have an excitation winding compared to classical synchronous motors with an excitation winding. However, LSPMSM have difficulties with starting installations with a large moment of inertia. This problem may be aggravated by a decrease in the supply voltage and a voltage drop on the cable. This article is devoted to the evaluation of the success of synchronization of LSPMSM as part of a centrifugal pumping unit, taking into account the reduced value of the supply voltage and the influence of the cable. The success of engine synchronization is determined using a model with concentrated parameters, due to the simplicity of model compilation and less time spent. The parameters for such a model can be determined as a result of engine tests or by calculation if the details of the engine design are known. To obtain the results of this study, the processes of starting four-pole LSPMSM in centrifugal pumping units of various capacities: 0.55 kW and 3 kW are considered. The simulation results showed that LSPMSM has no problems with starting the pumping unit even with a decrease in the value of the supply voltage. The conclusion of this work can be used when choosing an electric motor to drive a pumping unit and contributes to the wider use of energy-efficient electric motors.