Электродвигатель с плавным пуском — Информационный …
+7(499)322-95-57
- О проекте О проекте
- Главная
- О проекте
- Карта сайта
- Вопрос-ответ
- Терминология Терминология
- Низковольтные ПЧ
- Высоковольтные ПЧ
- Низковольтные УПП
- Высоковольтные УПП
- Станции управления
- Аксессуары
- Новости сайта
- Интервью
- Статьи
- Мероприятия
- Акции
- Производители Производители
- ABB
- Advanced Control Indastrial Equipment
- AuCom Electronics Ltd
- B&R
- Baumuller
- Bosch Rexroth
- Control Techniques
- Danfoss
- Delta Electronics
- Easy Drive
- Eaton
- EKF
- Emotron AB
- ERMAN
- ESQ
- EURA Drives
- Fuji Electric
- GE
- Gefran Siei
- Grandrive
- Hitachi
- Hyundai Heavy Industries
- IC Electronics
- IDS Drive
- IEK
- INNOVERT
- Inovance
- INSTART
- Invertek drivers
- Invt
- Jacky Enterprise
- Keb
- Lenze
- LS
- Micno
- Mitsubishi Electric
- Omron
- ONI
- Parker
- Powtran
- Prostar
- Rockwell Automation
- Santerno
- Schneider Electric
- Sew Eurodrive
- Siemens
- Tecorp Electronics
- Toshiba
- Vacon
- Weg
- Yaskawa
- Битек
- Веспер Автоматика
- Вниир
- Горнозаводское Объединение
- Ижевский Радиозавод
- Овен
- Оптимэлектро
- Приводная техника
- Русэлком
- Силиум
- Стройтехавтоматика
- Технорос
- Триол
- ЧЭАЗ-ЭЛПРИ
- ЭКРА
- Электровыпрямитель
- Электрозавод
- Электротекс
- Элсиэл
- Эрасиб
- Эффективные Системы
- Поставщики Поставщики
- КосПА
- ONI
- СТОИК
- Danfoss
- Веспер
- EKF
- Каталоги
- ГОСТ и ТУ
- Видео
- Обратная связь
- Сотрудничество
- Реклама на сайте
- Вакансии
- Ответственность
Общепромышленные двигатели, применяемые в составе приводных механизмов конвейеров, насосов, воздуходувок и компрессоров, все имеют одно общее свойство: при пуске двигателя в обмотках возникает повышенный токи, которые могут в шесть раз превышать значение номинального тока двигателя. Повышенные значения тока негативно влияют на компоненты двигателя, снижая его ресурс, а также снижает качество электроэнергии питающей сети, особенно для больших электродвигателей начиная с 1 кВт и более. Именно поэтому для двигателей этого размера часто используют плавного пуска.
Идея плавного пуска заключается в постепенном повышении питающего напряжения, пока двигатель не выйдет на установившийся режим. Это снижает пусковой ток, но также снижает пусковой крутящий момент двигателя. Регулировка питающего напряжения двигателя осуществляется путем использования, расположенных спина к спине тиристоров либо симисторов на каждой питающей линии переменного тока. Тиристоры приводятся в действие на начальном этапе, таким образом, что их последовательные включения происходят с небольшой задержкой для каждого полупериода. Задержка переключения эффективно наращивает среднее переменное напряжение на двигателе, пока двигатель не выйдет на номинальное напряжение сети. После того, как двигатель достигает своей номинальной скорости вращения, он может быть переключен напрямую (схема байпас). Для управления большими двигателями, как правило, применяются устройства плавного пуска или частотные преобразователи.
Устройству плавного пуска можно противопоставить выключатель и разъединитель полного напряжения, который подключает полное напряжение непосредственно на клеммы двигателя при запуске (прямой пуск). Такой способ пуска, ограничивается маленькими мощностями двигателя, где повышенный пусковой ток не проблема.
Некоторые мягкие пускатели могут также обеспечивать функцию плавного останова для применений, где резкая остановка может вызвать привести к каким либо нарушениям и поломкам. Например для насосов, где быстрая остановка может принести к гидроудару в системе или для конвейерных лент, где материал может получить повреждения, если полотно остановить слишком быстро. При плавном останове используется то же принцип переключения силовых полупроводников, что и для плавного пуска.
Тиристоры в УПП пропускают часть напряжения в начале переходного процесса и постепенно увеличивают его в соответствии с установленным временем разгона. Тиристоры могут также осуществлять мягкую остановку, уменьшая напряжение двигателя в соответствии с установленным временем замедления.
Отдельный вид мягкого пуска, часто применяемый на трехфазных двигателях получил название «звезда-треугольник». Принцип заключается в переключении обмоток двигателя соединенных звездой в соединение треугольником когда двигатель выходит на установившейся режим и достигает номинальной частоты вращения. В данном случае устройство обычно состоит из контакторов на каждого из трех фаз, реле перегрузки и таймера, который задает продолжительность времени. Пусковой ток при таком методе составляет около 30% от значений при прямом пуске, а крутящий момент составляет около 25% от пускового момента при подключении напрямую. Данный способ пуска работает только тогда, когда есть на двигателе, в момент пуска, есть нагрузка. Однако также стоит учесть, что слишком нагруженные двигатели не будут иметь достаточный крутящий момент для разгона до номинальной скорости скорости.
Устройства плавного пуска, как правило, используется с асинхронными моторов. Но они также могут обеспечить определенные преимущества при питании синхронных двигателей. Причина в том, что многие синхронные двигатели в момент разгона ведут себя как асинхронные. То есть, существует задержка между вращающимся электрическим полем и положения ротора.
Скольжение наблюдаемое в переходных процессах пуска синхронного двигателя, как и в случае с асинхронными двигателями, синхронных двигателей может вызвать повышенные токи статора (в пять-восемь раз превышающий номинальный ток).
Как для синхронных так и для асинхронных двигателей, высокие значения пусковых токов статора и ротора приводит к снижению коэффициента мощности. Коэффициент мощности и, следовательно, эффективность повышается, когда электродвигатель ускоряется до его номинальной скорости вращения. В связи с этим, следует также отметить, что некоторые УПП могут служить в качестве регулятора напряжения двигателя, в зависимости от нагрузки, при наличии соответствующего котнтроллера. Контроллер отслеживает коэффициент мощности двигателя, который зависит от нагрузки двигателя. На малых нагрузках, коэффициент мощности является достаточно низким, соответственно контроллер уменьшает напряжение двигателя и, таким образом, ток электродвигателя.
Выбор устройства плавного пуска
Большинство применений, к которым относятся устройства плавного пуска можно разделить на основные категории использования: насосы, компрессоры и конвейеры. Есть несколько правил правильного выбора для каждой из этих категорий.
Время разгона для плавного пуска является настраиваемой величиной. Типичный время запуска для большинства применений составляет от 5 до 10 сек. Длительные периоды времени, как правило, можно найти в насосных и компрессорных системах, где есть высокая вероятность возникновения гидроударов.
Типичное УПП уменьшает крутящий момент двигателя и ток во время пуска. Устройства переключения «звезда-треугольник» выполняет то же самое, но с помощью переключения обмоток двигателя из звезды на треугольник в соответствующее время.
В большинстве случаев напряжение пуска составляет 30% от номинального напряжения сети. Винтовые компрессоры и конвейеры иногда начинают на более высоких уровнях (возможно 40%).
Устройства плавного пуска, как правило, выбираются той же мощности, что и двигатели. Для тяжелых режимов работы, распространенной практикой является выбор устройства плавного пуска по мощности на один типоразмер больше мощности электродвигателя.
Обзор устройств плавного пуска –применение, принципы действия, разновидности, схемы включения
Одна из особенностей работы асинхронного двигателя, которую можно назвать недостатком – большой пусковой ток при старте, который может превышать номинальный в 8 и более раз. Это обусловлено принципом его работы – при подаче на него номинального напряжения он стремится сразу выйти на полную мощность. Данная особенность проявляется в большой мере при пуске через линейный контактор, это также называют прямым пуском двигателя.
В некоторых механизмах принципиально важно, чтобы пуск был плавный, без рывков и ударов. Это касается прежде всего технологического оборудования, у которого высокий момент инерции при запуске. Например, тяжелые маховики и конвейеры с продукцией, а также мощные насосы и вентиляторы.
Иными словами, большой пусковой ток и большой момент инерции механической нагрузки на валу двигателя – взаимосвязанные вещи, от который часто необходимо избавляться.
Кстати, в некоторых странах законодательно запрещено включать электродвигатели большой мощности прямой подачей напряжения, поскольку это создает помехи, падение напряжения и перегружает электросети, что может вызвать проблемы у других потребителей и даже стать причиной аварий.
Как обеспечить плавный пуск двигателя
Существуют несколько вариантов уменьшения пускового тока, которые используются на практике.
1. Применение преобразователей частоты. В этом случае можно обеспечить сколь угодно долгий разгон, а также ограничить превышение номинального тока, например, на уровне 110%. Это лучший способ плавного пуска, однако, он используется далеко не всегда, поскольку преобразователь частоты – дорогостоящее электронное устройство, которое имеет множество функций. Если нужно только ограничение пускового тока и плавный разгон, преобразователь частоты будет избыточен, и большинство его функций останутся не востребованы.
2. Схема «Звезда – Треугольник». Двигатель при этом должен быть таким, чтобы номинальное напряжение питания при включении его обмоток «треугольником» было 380 В. В этом случае двигатель запускается в два этапа. На этапе разгона обмотки включаются «звездой». Таким образом получается, что 380 В подается на схему, которая для нормальной работы требует напряжения порядка 660 В. Поскольку двигатель в «звезде» работает при пониженном напряжении, разгон (выход на рабочие обороты) получается сравнительно плавным. На втором этапе обмотки включаются «треугольником», и двигатель выходит на свою номинальную мощность. Минус этого способа – разгон получается ступенчатым, а пусковые токи могут принимать большое значение.
3. Когда речь идет только о минимизации пускового тока, наиболее оптимальный вариант – использование устройства плавного пуска (softstarter).
Ниже рассмотрим принципы работы устройств плавного пуска (УПП) и схемы их включения.
Как работает устройство плавного пуска
Рассмотрим пошагово, какие процессы происходят при работе УПП, и какие регулировки влияют на его работу.
В минимальной конфигурации устройства плавного пуска (УПП) имеют три регулировки – время разгона, время торможения, и напряжение пуска.
При включении действующее напряжение на двигателе определяется регулировкой напряжения пуска, которое обычно составляет 30…80 % от номинала. Понижение напряжения и его регулировка производится тиристорами, которые открываются (пропускают ток) только в части полупериода сетевого напряжения. Фазой открытия тиристоров можно менять напряжение на двигателе.
Таким образом, регулируя фазу открытия тиристоров, можно менять ток и крутящий момент двигателя.
В зависимости от конкретного случая может потребоваться большой начальный момент, чтобы двигатель мог тронуться с места. Но для уменьшения пускового тока начальное напряжение лучше устанавливать минимально возможным.
При большом времени разгона пусковой ток будет минимальным. Однако, следует выбирать его оптимальным, обычно 10…20 секунд, в зависимости от типа нагрузки. При слишком большом времени разгона возможен излишний нагрев тиристоров. Критерием оптимального времени разгона служит время выхода двигателя на номинальные обороты и номинальный рабочий ток. По истечении времени разгона включается контактор байпаса, который может быть установлен внутри УПП, или быть внешним. Во время работы двигателя на номинальном режиме весь питающий ток идет только через этот контактор, при этом тиристоры в работе не участвуют.
Если пришел сигнал на остановку двигателя, контактор байпаса выключается. Вступают в работу тиристоры, которые работают в обратном режиме – постепенно уменьшают фазу (время открытия в течение полупериода) с максимальной до нуля. Если время торможения не важно, то можно его установить минимальным (0-2 секунды), это увеличит ресурс тиристоров, и улучшит тепловой режим электрощита в целом. Двигатель будет останавливаться на выбеге, к ак при питании через обычный контактор. Но если важно исключить гидроудар, или плавно замедлить движение объектов без их резкой остановки и падения, то функция плавной остановки будет очень полезной.
В УПП также могут присутствовать такие регулировки: управление крутящим моментом двигателя, конечное напряжение при останове, номинальный ток двигателя, ограничение пускового тока. Современные УПП имеют ЖК-дисплей и кнопки управления, которые позволяют конфигурировать несколько десятков различных параметров для тонкой настройки.
Схемы включения
Как во всех подобных устройствах, в схеме включения УПП имеется силовая часть, и часть управления.
Силовая часть схемы – это та часть, через которую проходит ток питания двигателя. Ток двигателя поступает через силовые клеммы L1, L2, L3 (или R, S, T) на входы тиристоров или контактора байпаса, и затем через выходные клеммы T1, T2, T3 (U, V, W) подается на двигатель.
Схема управления включает в себя в основном цепи запуска и остановки. Напряжение питания цепей управления обычно составляет 24…220 В, и может быть внешним, либо браться из УПП.
С участием УПП можно реализовать схему плавного пуска электродвигателя с реверсом. Для этого нужно на входе установить реверсивный контактор по классической схеме. Важно сделать блокировку для предотвращения реверса двигателя во время его вращения.
Допускается запускать УПП и начинать вращение двигателя подачей питания на цепи управления и силовые цепи. Это может быть удобно при дистанционной подаче силового питания. Однако, при этом следует предусмотреть меры безопасности – обслуживающий персонал должен понимать, что при подаче питания на УПП двигатель может начать вращаться.
Пример схемы
Рассмотрим для примера схему включения УПП ABBPSTX.
В силовую часть входят: автомат защиты двигателя (вводной), тиристоры и контактор байпаса (внутри УПС), и собственно двигатель.
Для питания цепей управления подается фазное напряжение 220В и нейтраль на клеммы 1, 2. В УПП имеется встроенный блок питания, который вырабатывает напряжение 24 В для питания органов управления. Допускается также применение внешнего БП 24 В, при этом напряжение на клеммы 1, 2 подавать не нужно.
При соответствующем подключении и настройках кнопки могут быть как с фиксацией, так и без. Управление может производиться не только с кнопок, но и через контакты реле или контроллера.
Имеются и другие входы для различных режимов работы, а также три выходных реле с сухими контактами, которые могут использоваться по необходимости для включения дополнительных контакторов и индикации.
Защита
В дешевых УПП часто не реализована защита от перегрузки по току, перегреву и короткому замыканию. В таких случаях необходимо устанавливать нужную защиту и включать УПП по схеме, рекомендованной производителем.
В состав защиты могут входить:
- Мотор-автомат (автомат защиты двигателя),
- Полупроводниковые предохранители, либо защитные автоматы с характеристикой «В»,
- Тепловое реле,
- Короткое либо межвитковое замыкание в обмотках двигателя,
- Контактор аварийной цепи, выключающий питание УПП при срабатывании внутреннего аварийного реле либо нажатии кнопки «Аварийный останов».
Пример неправильной установки защиты, в результате которой произошел пожар:
Следует сказать, что даже если в УПП входят все виды защит, необходимо на вводе силового питания и питания схемы управления устанавливать соответствующие защитные автоматы либо предохранители.
Двухфазные УПП
В некоторых бюджетных моделях управление выходным напряжением происходит только по двум фазам. Таким образом, происходит экономия на тиристорах и на одном контакте контактора байпаса.
Это решение имеет право на жизнь, и главный плюс таких УПП – цена.
Однако, имеются минусы, о которых стоит знать:
- При запуске и торможении происходит перекос фаз, который приводит к дополнительному нагреву двигателя,
- Пусковой ток по «прямой» фазе почти не уменьшается,
- Постоянное присутствие фазного напряжения на двигателе представляет опасность для персонала.
Заключение
УПП нашли достойное место там, где не нужна регулировка скорости вращения двигателя, но важным аспектом является минимизация пусковых перегрузок питающей сети и приводимых в движение механизмов. Однако, в последнее время их всё больше вытесняют преобразователи частоты, которые имеют гораздо более широкий спектр возможностей управления двигателем.
Плавный пуск электродвигателя
Прямой пуск является наиболее стрессовым неаварийным процессом в эксплуатационной фазе жизненного цикла электропривода. Он обуславливает появление такого негативного явления, как пусковой ток. Пусковым током называется ток, появляющийся в начальный момент движения электродвигателя (далее – ЭД). Он напрямую зависит и коррелируется с моментом инерции электропривода, который в свою очередь обуславливается количеством полюсов электродвигателя и моментом инерции агрегата, приводимого в движение этим двигателем. Прямой пуск имеет резко негативное влияние на электропривод.
Ускоренный износ элементов механической передачи
В условиях большой маховой массы при высокой степени рассогласования между крутящим моментом ЭД и моментом нагрузки (т. е., в условиях тяжёлого пуска агрегата), а также при высокой «оборотистости» электродвигателя узлы, отвечающие за передачу механического момента, подвергаются стрессовым нагрузкам, несвойственным установившемуся режиму.
Кроме того, оказание ротором наибольшего противодействия реактивному статическому моменту ЭД, кинематической передачи и рабочей машины электропривода (насоса, компрессора, т. д.), в состоянии покоя являющегося тормозным и максимальным, приводит к выделению большого количества тепла, пропорционального кинетической энергии маховых масс. Этому противодействию сопутствуют переходные процессы (рис. 1), обуславливаемые знакопеременный электромагнитный момент больших амплитуд (до 4-х крат) (рис. 2). Всё вышеуказанное приводит к уменьшению срока наработки на отказ.
В зависимости от техпроцесса и сферы использования электропривода стрессовым нагрузкам могут подвергаться трубопроводы, задвижки, шиберы, конвейерные ленты и т. д.
Усложнение процесса выбора защит
Не каждый автоматический выключатель (далее – АВ) способен корректно работать в условиях большой разницы токов между пуском и установившимся режимом. Устройство защиты должно иметь время-токовую характеристику (далее – ВТХ), охватывающую соответствующий специфический диапазон. В модульных сериях применяются АВ с ВТХ «D».
Просадки напряжения в питающей сети
Если мощность ЭД сопоставима с мощностью питающего трансформатора или ДГУ, это может приводить к критическим просадкам напряжения и вызывать аварийные выключения другого оборудования этой сети, в т. ч. трансформатора или самого ЭД. Эта же проблема характерна при питании от сетей большой протяжённости.
Необходимость увеличения сечения питающей линии
При повторно-кратковременной работе агрегатов с ПВ 25-40% в режимах S-4, S-5, S-7 диссипация приводит к избыточному нагреву кабеля, не успевающему остывать, что влечет за собой уменьшение допустимой долговременной токовой нагрузки. Нормативно это отражено в ПУЭ 7 изд. п. 1.3.3.
Методы нивелирования пусковых токов
При пусках асинхронных двигателей (далее – АД) с короткозамкнутым (КЗ) ротором мощностью более 100 кВт в сетях 380 В и мощностью более 500 кВт в сетях 6 кВ целесообразно предпринимать меры, способствующие уменьшению этих токов – т. е. организовать плавный пуск электродвигателя.
Для этой цели существует ряд способов:
• переключение «звезда-треугольник» (далее – Y-△);
• устройство плавного пуска (далее – УПП);
• частотное регулирование;
• переключение числа пар полюсов.Последние два пункта рассматриваться не будут. Частотные преобразователи ввиду гораздо более широкого функционала и, соответственно, стоимости, не используются в случаях, когда техпроцесс ограничивается необходимостью исключительно плавного пуска. Многоскоростные двигатели не дают ощутимого улучшения параметров и имеют другой диапазон применения.
Схема «звезда-треугольник»
Схема плавного пуска через переключение Y-△ (рис. 4) реализуема в двигателях соответствующей конструкции – в коробку выводов (далее – борно) должны выводиться и начала, и концы обмоток, а само борно должно иметь два отверстия под ввод кабелей. На шильдике такого ЭД должны быть указаны соответствующие отметки (рис. 3). Это простой и малозатратный вариант.
Для снижения пусковых токов на обмотки, соединенные по схеме «звезда», подается пониженное напряжение –380 В. По истечении определённого времени, за которое двигатель выходит в установившийся режим (а пониженное напряжение не успевает начать негативное воздействие на ЭД), происходит переключение в «треугольник» и двигатель выходит на номинальные параметры. Для схемы используют 3 контактора либо специальный Y/△-контактор и реле времени или специальный Y/△-переключатель.
Недостатком такого способа является то, что запуск происходит в два этапа. При этом пусковые токи, как и механические нагрузки, хоть и уменьшаются, но остаются достаточно большими.
Устройство плавного пуска.Более эффективным методом является использование УПП (рис. 5), принцип работы которого также заключается в изменении скольжения при постоянной угловой скорости посредством варьирования питающего напряжения. Устройство плавного пуска электродвигателя (софстартер) имеет гораздо более тонкую регулировку плавного пуска, что даёт возможность задать параметры в широком диапазоне значений и позволяет кардинально минимизировать или полностью нейтрализовать негативные факторы.
Базовый набор регулировок УПП – время пуска, время останова, напряжение пуска. Основным элементом устройства плавного пуска являются встречно-включенные тиристоры. Напряжение регулируется фазой открытия тиристора в полупериоде сетевого напряжения. Время разгона подбирается для каждого агрегата индивидуально – двигатель должен успеть выйти в установившийся режим. После этого УПП шунтируется внутренним или, в случае ЭД больших мощностей, внешним контактором. При торможении всё происходит в обратном порядке. При этом если технологической необходимости в длительном выбеге нет (отсутствие опасности гидроудара, т. п.), то время останова рекомендуется уменьшить – это продлит срок службы тиристоров.
УПП позволяет выполнить регулировку пусковых токов, крутящего момента, конечного напряжения. В устройствах высокого уровня могут быть встроены продвинутые системы защиты, в т. ч. предохранители либо АВ, тепловые реле, защиты от межвитковых замыканий. Кроме того устройство может управляться устройствами верхнего уровня (платы расширения, промкомпьютеры, ПЛК) по разным шинам и разным протоколам и включаться в систему АСУ ТП. В отдельных моделях может присутствовать возможность переключения звезда-треугольник.
Устройство плавного пуска электродвигателя: назначение, устройство и принцип работы, преимущества, схема подключения
Устройство плавного пуска — это электронное устройство, которое используется для защиты электродвигателя. Не все электродвигатели оснащены устройствами плавного пуска, но они стали обычным явлением, особенно для электродвигателей мощности и электродвигателей двигателей с большой частотой включений, которые могут быть легко повреждены внезапными скачками пускового тока. В них используются полупроводниковые переключатели для управления напряжением и пусковым током.
Содержание статьи
Одним из самых главных недостатков асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором является наличие у них больших пусковых токов. И если теоретически методы их снижения были хорошо разработаны уже довольно давно, то вот практически все эти разработки (использование пусковых резисторов и реакторов, переключение со звезды на треугольник, использование тиристорных регуляторов напряжения и т.д.) применялись очень в редких случаях.
Все резко изменилось в наше время, т.к. благодаря прогрессу силовой электроники и микропроцессорной техники на рынке появились компактные, удобные и эффективные устройства плавного пуска электродвигателей (УПП, motor soft starter, софтстартеры).
Как работают устройства плавного пуска
Устройства плавного пуска — это электронные устройства, предназначенные для плавного пуска асинхронных двигателей переменного тока. Они управляют запуском, постепенно увеличивая напряжение до номинального уровня.
Поскольку ток двигателя пропорционален напряжению питания, устройства плавного пуска значительно ограничивают пусковой ток, и увеличение крутящего момента двигателя постоянно адаптируется к нагрузке ведомого устройства. Это надежно исключает механические удары, а также падения напряжения в питающей сети.
Напряжение питания двигателя уменьшается во время пуска путем изменения угла фазы пуска (тиристора) до начального значения и постепенно увеличивается до полного значения сетевого напряжения с помощью функции линейного изменения с заданным интервалом.
Плавный запуск и остановка экономят приводную систему, обеспечивают бесперебойную работу, сводят к минимуму механические удары и, таким образом, значительно продлевают срок службы оборудования.
С помощью устройства плавного пуска напряжение питания на клеммах двигателя плавно увеличивается до полного напряжения питания, доступного от сети. При торможении все наоборот. Частота вращения вала двигателя не изменяется при использовании устройства плавного пуска, что является его принципиальным отличием от частотного преобразователя. Устройство плавного пуска снижает пусковой ток двигателя с типичных 6-9xIn для прямого пуска до 3-5xIn или меньше. Значение пускового тока можно настроить по мере необходимости.
Только устройство плавного пуска обеспечивает плавное и плавное изменение напряжения и полный контроль над током и крутящим моментом двигателя. Кроме того, устройство плавного пуска защищает двигатель от перегрузок, то есть от перегрева, от обрыва фазы, недопустимого дисбаланса напряжения и тока, а также от короткого замыкания в источнике питания.
Примерами установок с постоянной скоростью, периодически работающих на холостом ходу, являются: приводы металлорежущих и деревообрабатывающих станокв, ленточные пилы, конвейеры, дробилки, мельницы, смесители, прессы, вентиляторы, насосы для наполнения резервуаров и т.п. оборудование.
Система управления фазовой отсечкой и структурная схема 3-фазного устройства плавного пуска с 2-мя управляемыми фазами (с 2-х фазным управлением)
В чем отличие пуска от устройства плавного пуска с пуском от автотрансформатора?
Устройства плавного пуска намного более гибкие, чем пускатели с автотрансформатором, и обеспечивают более плавный пуск, как правило, с меньшими затратами. Пускатели с автотрансформатором не могут адаптироваться к изменяющимся условиям нагрузки (например, обычный пуск и пуск без нагрузки), а пусковой момент не может свободно регулироваться в соответствии с характеристиками двигателя и нагрузки.
Кратковременные скачки и скачки тока по-прежнему происходят на ступенях между напряжениями, и пускатели автотрансформаторами не могут обеспечить плавный останов. Пускатели с автотрансформатором большие и дорогие, особенно если требуется высокий пусковой момент.
Устройства плавного пуска Sirius 3RW30 компании Siemens :
Это компактное устройство плавного пуска со встроенным мониторингом неисправностей и состояния предлагает множество возможностей диагностики. Три светодиода и релейные выходы позволяют наблюдать за приводом и по-разному его диагностировать, поскольку они предоставляют информацию о рабочем состоянии, неисправностях сети или фазы, отсутствии нагрузки, недопустимой настройке времени и класса отключения, тепловой перегрузке или отказе устройства.
В чем отличие устройства плавного пуска от частотного преобразователя?
Устройство плавного пуска дешевле частотного преобразователя (инвертора) как в покупке, так и в эксплуатации. Когда приводная система работает с постоянной скоростью, устройство плавного пуска является лучшим решением, чем частотный преобразователь. Если нет необходимости регулировать скорость вращения, частотный преобразователь представляет собой решение, которое излишне увеличивает инвестиционные затраты и дополнительно вызывает неизбежные потери энергии.
Что означают торможение постоянным током и мягкое торможение?
Однонаправленное торможение и мягкое торможение сокращают время простоя двигателя. Торможение постоянным током использует импульсы постоянного тока для сокращения времени остановки двигателя.
Устройство плавного пуска замедляет двигатель примерно до 70% от его полной скорости, а затем останавливает двигатель с помощью тормозного момента в выбранное время торможения.
Плавное торможение вызывает меньший нагрев двигателя и обеспечивает больший тормозной момент для заданного тока, чем торможение постоянным током, и лучше подходит для нагрузок с чрезвычайно высоким моментом инерции (например, ленточные пилы и циркулярные пилы).
Преимущества УПП
Устройства плавного пуска асинхронных двигателей (УПП) — это устройства, которые значительно увеличивают срок эксплуатации электродвигателей и исполнительных устройств, работающих от вала этого двигателя. При подаче напряжения питания обычным способом, происходят процессы, разрушающие электродвигатель.
Пусковой ток и напряжение на обмотках двигателей, в момент переходных процессов, значительно превышают допустимые значения. Это приводит к износу и пробою изоляции обмоток, «подгоранию» контактов, значительно сокращает срок службы подшипников, как самого двигателя, так и устройств «сидящих» на валу электродвигателя.
Для обеспечения необходимой пусковой мощности, приходится увеличивать номинальную мощность питающих электрических сетей, что приводит к значительному удорожанию оборудования и перерасходу электроэнергии.
Кроме того «просадка» напряжения питания в момент пуска электродвигателя — может привести к порче оборудования, задействованного от этих же источников питания, эта же «просадка» наносит серьезный ущерб оборудованию электроснабжения, уменьшает срок его службы.
В момент пуска электродвигатель является серьезным источником электромагнитных помех, нарушающих работу электронного оборудования, запитанного от этих же электрических сетей, или находящихся в непосредственной близости от двигателя.
Если произошла аварийная ситуация и двигатель перегрелся или сгорел, то, в результате нагрева, параметры трансформаторной стали изменятся настолько, что номинальная мощность, отремонтированного двигателя, может снизиться на величину до 30%, в результате, этот электродвигатель окажется непригодным к использованию на прежнем месте.
Подключение и настройка УПП
Устройство плавного пуска электродвигателей объединяет функции плавного пуска и торможения, защиты механизмов и электродвигателей, а также связи с системами автоматизации.
Плавный пуск с помощью софтстартера реализуется медленным подъемом напряжения для плавного разгона двигателя и снижения пусковых токов. Регулируемыми параметрами обычно являются начальное напряжение, время разгона и время торможения электродвигателя.
Очень маленькое значение начального напряжения может очень сильно уменьшить пусковой момент электродвигателя, поэтому оно обычно устанавливается 30-60% от значения номинального напряжения.
При запуске напряжения скачком увеличивается до установленного значения начального напряжения, а потом плавно за заданное время разгона поднимается до номинального значения. Электродвиагетль будет при этом плавно и быстро разгоняться до номинальной скорости.
Применение софстартеров позволяет уменьшить пусковой «бросок» тока до минимальных значений, уменьшает количество применяемых реле и контакторов, выключателей. Обеспечивает надежную защиту электродвигателей от аварийной перегрузки, перегрева, заклинивания, обрыва фазы, снижает уровень электромагнитных помех.
Устройства плавного пуска электродвигателей просты в устройстве, монтаже и эксплуатации.
Пример схемы подключения устройства плавного пуска электродвигателя
Устройства плавного пуска должны иметь встроенный или внешний байпасный контактор. Байпас вызывает полное отключение устройства плавного пуска и переход к питанию двигателя непосредственно от сети после завершения пуска, и, следовательно, устранение потерь, возникающих в энергосистемах внутри прибора.
Без системы байпаса потери внутри устройства могут достигать 1,5–2% мощности, и это следует учитывать при расчете энергоэффективности приводной системы. После перехода устройства плавного пуска в режим байпаса модуль управления устройства постоянно наблюдает за приводом и в случае получения управляющего сигнала переходит в режим торможения, отключая байпас и принимая на себя нагрузку.
При выборе устройства плавного пуска необходимо учитывать следующее:
1. Ток электродвигателя. Необходимо выбирать устройство плавного пуска по полному току нагрузки двигателя, который не должен превышать ток предельной нагрузки устройства плавного пуска.
2. Максимальное число запусков в час. Обычно оно ограничено софтстартером. Необходимо, что-бы количество запусков в час электродвигателя не превышало этот параметр.
3. Напряжение сети. Каждое устройство плавного пуска рассчитано на работу при определенном напряжении. Напряжение сети питания должно соответствовать паспортному значению софтстартера.
Что такое адаптивное управление ускорением?
AAC (Adaptive Acceleration Control) — еще одно развитие технологии плавного пуска. С помощью AAC устройство плавного пуска «изучает» характеристики вашего двигателя во время пуска и останова, а затем регулирует элементы управления для оптимизации работы.
Устройство плавного пуска оценивает скорость двигателя при каждом запуске и останове AAC и регулирует мощность двигателя, чтобы обеспечить выбранный профиль ускорения или замедления. AAC в значительной степени не зависит от изменений нагрузки и особенно подходит для насосов.
