Случаи питания мощных асинхронных двигателей (АД) ответственных механизмов весьма часты на предприятиях добывающей, лесоперерабатывающей и ряда других отраслей промышленности. Это может приводить к нарушению устойчивости асинхронных электроприводов (ЭП) таких механизмов в различных режимах работы из-за повышенного падения напряжения в питающей сети (кабельной или воздушной линии). Указанная проблема имеет особую актуальность при питании удаленных низковольтных (380, 660, 1024 В) ЭП, когда механическая часть ЭП характеризуется большими маховыми массами или обусловливает значительную величину момента холостого хода. К таким механизмам могут быть отнесены угольные комбайны, лесопильные рамы, поршневые насосы, штемпельные прессы, скребковые конвейеры и многие другие. Объектом исследований является электротехнический комплекс (ЭТК) «протяженная питающая линия (ПЛ) – асинхронный ЭП» (рис.1).
Предлагаемый алгоритм решения задачи снижения влияния ПЛ на уровень напряжения на зажимах АД представлен на рис.3.
Для определения электромагнитных параметров АД использовались результаты приемо-сдаточных испытаний [1], а с целью обобщения результатов исследований на двигатели одной серии или типоразмера – методика [2].
При этом учитывался разброс в параметрах АД одного и того же типа, регламентируемый [3] (табл.1).В качестве основных параметров, характеризующих влияние ПЛ на уровень напряжения на зажимах приводного АД, взяты
продольные активное RV, XV сопротивления, которые определяют эквивалентные им показатели полного сопротивления ПЛ 
и
угла 
,
характеризующего соотношение активной и индуктивной составляющих
полного сопротивления.В качестве альтернативных вариантов компенсации рассматриваются поперечная, продольная и (в исключительных случаях) продольно-поперечная (смешанная: продольная на период пуска и
поперечная в установившихся режимах), и соответствующие им случаи использования поперечного (рис.4) и продольного (рис.5) КУ, а также КУ, реализующего сочетание способов компенсации. На схемах (рис. 4, 5) показаны:
K – коммутационные аппараты (контакторы электромагнитных реле либо полупроводниковые ключи); ТР – токоограничивающий реактор; КБ – батареи косинусных конденсаторов; PP1...PP3 – разрядные
резистивные сопротивления; РШ – шунтирующий резистор. Место установки КУ (рис.2) зависит от способа и числа ступеней ком-пенсации. Алгоритм выбора предпочтительного способа компенсации представлен в табл.1.
Таким образом, в случае использования продольной компенсации место включения КУ в пределах ПЛ может жестко не регламентироваться, в остальных случаях оно должно быть по возможности ближе к зажимам АД.
Исходное состояние ЭП (рис.4): ротор АД неподвижен, ключи K0, K2, K3 находятся в разомкнутом состоянии. Состояние ключа K1 не регламентируется. При пуске АД замыкается ключ K0, ток статора АД быстро увеличивается до пускового значения. С выдержкой времени, достаточной для затухания высокочастотных составляющих [7] (20 – 50 мс), замыкаются ключи K1, K2, K3, чем осуществляется подключение пусковой ступени компенсации. При снижении тока АД до уровня, соответствующего линейной части механической характеристики [(1,5…2,0)ISH ] размыканием ключа K3 осуществляется вывод секции КБ3, имеющей максимальную РМ, чем реализуется переход к ступени компенсации, соответствующей установившемуся режиму нагрузки. После выведения секция КБ3 замыкается на разрядное сопротивление РР3. Ступень компенсации, имеющая минимальную РМ, целесообразно ис-пользовать при относительно продолжительном снижении нагрузки, для это-го при соответствующем снижении тока АД размыканием ключа K2 должна выводиться секция КБ2. При необходимости торможения ЭП отключается ключ K0. При соответствующей мощности секции КБ1 она может не выводиться и может быть подключена глухо, при этом резистор РР1 исключается (разряд КБ1 в этом случае осуществляется через обмотку статора АД). В противном случае должен быть предварительно разомкнут ключ K1.
Исходное состояние ЭП (рис.5): ротор АД неподвижен, ключ K0 разомкнут, ключ K1 замкнут. При пуске АД замыкается ключ K0, чем в то же время осуществляется подключение последовательного КУ, фазная емкость батареи конденсаторов КБ0 и величина активного сопротивления РШ которого выбраны с целью обеспечения требуемой величины напряжения в период пуска при одновременном гарантированном исключении самовозбуждения АД [6]. Ток статора АД увеличивается до пускового значения. При снижении тока АД до уровня, соответствующего линейной части механической характеристики [(1,5…2,0)ISH ] ключ K1 размыкаетсятаким образом, осуществляется выведение последовательного КУ. Разрядка КБ0 после отключения последовательного КУ осуществляется через сопро-тивление РШ, выполняющего в данном случае роль разрядного.
Изложенная методика выбора параметров емкостных компенсирующих устройств с целью совершенствования характеристик ЭТК «протяженная ПЛ – асинхронный ЭП» позволяет улучшить реальные характеристики ЭП, приблизив их к каталожным характеристикам АД, и повысить его энергетические показатели в установившихся режимах работы. Представленные схемы КУ и принцип их функционирования позволяет существенно повышение статической устойчивости ЭП при его приемлемых динамических свойствах.