Устройства плавного пуска: правильный выбор. Устройство плавного пуска кранаУстройства плавного пускаСофтстартеры - устройства плавного пуска: строение, описание Устройство плавного пуска (или софтстартер) - устройство, которое служит для плавного запуска электродвигателя. Обеспечивается это за счет уменьшение пиковых тяжелых нагрузок на двигатель, источник питания, при пуске механизма. При использовании софтстартеров:
Устройство плавного пуска производится по стандарту EN60 947-4-2 / IEC. В основе работы лежит принцип того, что механический момент двигателя зависит от начального напряжения. Изменяя напряжение в большую сторону (опорное напряжение) до предельного рабочего можно осуществить плавный пуск и разгон до рабочих оборотов, например, асинхронного двигателя. Для этого чаще всего используются различные амплитудные методы управления. Применяются софтстартеры:
Высоковольтное устройство плавного пуска отличается от преобразователя частоты в том, что оно не меняет скорость вращения вала. Поэтому в случаи, когда необходимо менять скорость вращения, альтернативы частотному преобразователю нет. В случаи если такой необходимости нет, то применение софтстартеров выгодно – они дешевле и долговечней. При подборе софтстартера надо придерживаться следующих правил:
Конечная цена устройства плавного пуска зависит от этих факторов, а так же от фирмы производителя и дополнительных комплектующих. Ассортимент пусковых устройств Компания Крантрейд поставляет оборудование с 2013 года по территории РФ. Дилеры, с которыми сотрудничает фирма, включают в себя такие знаменитые бренды как PROSTAR, Schneider Electric, Fairford, SIEMENS, Веспер. Эти производители поставляют различное электротехническое оборудование, включая и такое как устройство плавного пуска, цена на которое различна и доступна разным категориям покупателей. Софтстартеры фирмы Prostar предназначены для пуска и остановки двигателей, за счет изменения напряжения. Устройство работает на 3 симисторах и в качестве управления использует цифровую систему. Диапазон мощности работы от 11 до 500 кВ. Модели от бренда SIEMENS включает множество серий. Серия SIRIUS 3RW30 используется для запуска и остановки двигателей, мощностью от 0.25 до 55 кВт. Они осуществляют плавный запуск и точную остановку, используются в небольших станках, промышленном и пищевом оборудовании. Серия 3RW40 схожа с предыдущей, но дополнительно оснащается полупроводниковой защиты. Она включается при перегрузках двигателя, обладает более широким функционалом, включая ограничение тока. Новая серия 3RW44 предназначена для мощных двигателей до 1200 кВт, напряжением до 400 В. Отличается надежностью и эффективностью. Фирма Schneider Electric представлена 3 сериями Altistart 01, 22, 48. Серия 01 использует 2 проводное управление, имеет настройку времени запуска, особую функцию поддержки напряжения. Изделие имеет степень защиты IP20 и малые размеры. Серия 22 идет заранее с запрограммированными режимами работы, степенью защиты 10. Модели предназначены для использования с двигателями с мощностью до 315 кВт. Благодаря своей конструкции может ограничивать момент и колебания тока при запуске. Основное применение серия нашла в различных насосах, компрессорах и вентиляторах. Дополнительно серия оснащена функцией байпаса. Серия 48 имеет особые алгоритмы управления, простоту настройки и широкий диапазон изменения частот. Легко отображает все электрические параметры электродвигателя, обеспечивает его косвенную тепловую защиту. Может синхронизироваться с другими устройствами, обеспечивая согласованную работу нескольких двигателей. Идеально подходит для плавного запуска вентилятора, печей, кондиционера и других механизмов средней мощности. Новые софтстартеры от компании Fairford CENTRIS используются в тяжелых условиях. Серия обладает широкими возможностями по диагностики, а также защиты двигателя, с дополнительными датчиками контроля и мониторинга. Мощности двигателей, с которыми совместим софтстартер до 800 кВт. Серия Fairford XFE - имеют уникальную функцию энергосбережения, применяются с электродвигателями мощностью до 1000 кВт. За счет возможности настройки и тщательного мониторинга рабочий параметров легко осуществляется управление двигателем. Серия DFE — хорошая серия по низкой цене, которая имеет простое аналоговое управления для двигателя мощностью до 280 кВт. Важным качеством этой модели является простота управления и настройки, ее небольшие размеры. PFE — является улучшенной моделью предыдущей серии, с встроенной функцией байпас. Работает с двигателями мощностью до 22 кВт. Небольшая мощность с малыми размерами делает это устройство популярным при использовании в небольших двигателях. Удобное стандартное крепление так же отличительное качество этой серии. СерияFairford HFE — лучшее устройство, имеющие аналоговое управление, функции экономии энергии и байпас. Работа осуществляется с двигателями малый мощности, но, несмотря на это, идеально подходит для конвейеров, печей, вентиляторов, холодильных установок и кондиционеров. Купить эту модель достаточно просто, т.к. серия наиболее популярна в России. Устройства плавного спуска Веспер используются для запуска, остановки, а так же новой интеллектуальной защиты двигателя. Предназначены для использования в различного рода насосах, вентиляторах, компрессорах, дробилках и т.д. Благодаря своей конструкции могут коммутировать сразу все 3 фазы двигателя. Мощности, с которыми совместимы модели данной фирмы – 7.5 до 30 кВт. Применение Область применения устройств плавного пуска – механизмы, которые имеют большую инерционность или периодический тип нагрузки при работе. Например, при работе любого насоса желательно избегать гидравлического удара, который может вызвать помехи в работе, повреждения частей насоса или трубопровода. Для этой цели идеально подходит софтстартер, который осуществляет плавный пуск насоса и его остановку, уменьшая вероятность удара. Благодаря этому возрастает срок эксплуатации двигателя, межремонтный период, появляется возможность использование нескольких насосов. В вентиляторах устройства плавного пуска снимает проблемы перегрева. Так, при запуске двигатель подвергается воздействию тока, с передачей больших пиковых усилий на вал. Это приводит к повышенному износу и перегреву, а в случаи использования ременных передач – проскальзыванию ремня. Использование софтстартеров минимизирует эти проблемы. Почти такая же проблема присутствует в центрифугах и компрессорах, где дополнительно накладывается проблема начального разгона (пусковой момент), который может быть чрезвычайно велик. Используя устройство мягкого пуска можно создать необходимый момент, в дальнейшем обеспечивая плавный разгон при минимальных перегрузках. В редукторах и конвейерах использование таких устройств обеспечивает снижение износа, уменьшение зазоров, высокое натяжение ленты, хороший разгон. При этом сохраняется токовая перегрузка при разгоне в районе базовых значений, поэтому система в целом не перегружается. Собственное производство Компания Крантрейд так же практикует собственное производство устройств плавного пуска (софтстартеров) от 5 кВт до 250 кВт. Стоимость таких софтстартеров в разы ниже стоимости брендовых аналогов. Запрашивайте характеристики и стоимость софтстартеров у наших менеджеров. cranetrade.ru Устройства плавного пускаУстройства плавного пуска с функцией энергосбережения - представляют собой динамические контроллеры-оптимизаторы асинхронных электродвигателей, решая многие задачи по оптимизации работы двигателей, а именно: обеспечение встроенной защиты оборудования от короткого замыкания, нарушения чередования фаз и т.п. ЭнерджиСейвер ES11, ES75TC1, ES110, ES160
Типичный трехфазный асинхронный электродвигатель, работающий с полной нагрузкой, обладает относительно высоким КПД, достигающим 80-96%. Однако, как показано на рисунке 1, КПД двигателя резко падает, если нагрузка снижается. Падение КПД особенно ощутимо, когда нагрузка снижается до значений менее 50% от номинальной. В действительности электродвигатели довольно редко работают на полную мощность. Подавляющее большинство двигателей работают с нагрузкой, значительно ниже номинальной вследствие того, что при проектировании электропривода они были выбраны с так называемым «конструктивным запасом», а так же из-за естественных колебаний нагрузки в условиях конкретного технологического процесса. В тех случаях, когда есть возможность менять скорость вращения двигателя, проблема может быть решена посредством частотных преобразователей, обеспечивающих такую скорость вращения двигателя, которая необходима и достаточна для выполнения работы в каждый конкретный момент времени. В тех случаях, когда нет возможности или необходимости изменять скорость вращения двигателя, оборудование ЭнерджиСейвер позволяет экономить электроэнергию, потребляемую двигателями при их работе на пониженных нагрузках. Не столь современные, как ЭнерджиСейвер, устройства плавного пуска по окончании программы разгона сохраняют полную электропроводность, вследствие чего двигатель ведет себя так же, как если бы он был подключен напрямую к питающей сети, либо шунтируются контакторами, коммутирующими электродвигатель напрямую к питающей сети для избежания потерь электроэнергии на внутреннем сопротивлении открытых тиристоров. Однако при пониженных нагрузках и полной подаче напряжения асинхронные электродвигатели всегда получают избыточный ток намагничивания, расходующийся в том числе на перемагничивание созданного им же в предыдущий момент времени избыточного магнитного поля. Путем непрерывного контроля нагрузки и изменения напряжения на контактах двигателя по определенному алгоритму, ЭнерджиСейвер экономит часть энергии возбуждения и снижает потери (пропорциональные квадрату тока, который снижается при понижении напряжения), а также улучшает коэффициент мощности в тех случаях, когда электродвигатель используется неэффективно с пониженной нагрузкой. В чем физический смысл подобных манипуляций? Момент, создаваемый двигателем, зависит как от приложенного напряжения, так и от скольжения (показатель «запаздывания» вращения ротора относительно поля статора). Чем меньший момент нагрузки приложен к ротору, тем больше ротор «догоняет» поле статора (скольжение уменьшается), тем дальше двигатель переходит в менее экономичный режим. Если соответствующим образом снизить напряжение питания, подаваемое на двигатель, скольжение вернется к номинальному значению. Рисунок 2 иллюстрирует описанный процесс на примере механических характеристик двигателя при различных значениях напряжения, приложенного к обмоткам. При этом снизятся ток, протекающий через обмотки двигателя, и потребляемая мощность, пропорциональная произведению напряжения и тока, потери уменьшатся, КПД двигателя возрастет. Каким образом ЭнерджиСейвер снижает напряжение? ЭнерджиСейвер использует традиционную для устройств плавного пуска схему встречно-параллельно включенных тиристоров. Тиристор – электронный прибор, представляющий собой управляемый диод. Он открывается при подаче управляющего импульса и закрывается при переходе проходящего через него тока через ноль. Открывая тиристор с большей или меньшей задержкой по времени, возможно «вырезать» соответствующую часть синусоиды питающего напряжения. Таким образом, среднее напряжение на выходе устройства будет меняться пропорционально изменению времени задержки открытия тиристора. Поскольку подобный принцип регулирования напряжения предполагает что в те интервалы времени, когда тиристоры остаются закрытыми, ток через обмотки двигателя не протекает, отбора мощности из питающей сети в эти моменты не происходит. Ротор двигателя в эти интервалы времени вращается по инерции. Каким образом осуществляется определение требуемого момента открытия тиристоров? Обмотки двигателя представляют собой активно-индуктивную нагрузку. Активная часть сопротивления зависит только от температуры обмотки. Реактивное (индуктивное) сопротивление зависит от момента нагрузки, приложенного к ротору двигателя. Его величина тем больше, чем меньший момент нагрузки приложен. Величина реактивного сопротивления влияет на фазовый сдвиг между напряжением и током в цепи Таким образом, измеряя фазовый сдвиг, возможно однозначно судить о величине нагрузки по отношению к номинальной. Снижение напряжения соответственно уменьшению величины нагрузки приводит к уменьшению индуктивной части сопротивления. Вследствие этого, помимо уже упомянутого снижения потребления активной мощности при понижении напряжения, снижение активной части тока уменьшает потери, равные произведению квадрата тока на активное сопротивление обмоток. Поскольку реактивный ток, как и активный, греет проводники, его снижение так же приводит к уменьшению активного сопротивления обмоток двигателя, что обеспечивает дополнительную экономию энергии, выделявшейся в виде тепла. Кроме того, уменьшение реактивной части сопротивления снижает отрицательное влияние реактивной нагрузки на питающую сеть, уменьшая фазовый сдвиг между током и напряжением, а так же потребляемую реактивную мощность. Не только расчеты, но и практические исследования показывают, что если бы двигатель работал с максимальным КПД во всех режимах, экономия потребляемой электроэнергии могла бы достигать 30 и даже 40%. ЭнерджиСейвер предлагает очень эффективное решение. Используя мощный микроконтроллер, он мгновенно оценивает нагрузку на валу двигателя, сравнивает ее с конструктивной мощностью двигателя и в случае пониженной нагрузки снижает напряжение, подаваемое на двигатель, добиваясь того, чтобы двигатель работал на своем расчетном скольжении и, как следствие, с максимальным КПД. При этом частота вращения двигателя не изменяется. Время реакции ЭнерджиСейвер на изменение нагрузки составляет сотую долю секунды, что позволяет даже при динамично меняющихся нагрузках отслеживать режим максимального КПД. В условиях, когда не требуется регулировать число оборотов двигателя, ЭнерджиСейвер идеально подходит для целей энергосбережения и решения проблемы плавного пуска. На сегодняшний день по совокупности потребительских качеств и цены аналогов данному оборудованию на рынке нет. Области применения тиристорных пусковых устройствЭнерджиСейвер Тиристорные пусковые устройства ЭнерджиСейвер предназначены для использования во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства, некоторые примеры применений даны ниже. Центрифуги обладают большими инерционными массами, требующими достаточного времени для раскручивания. При прямом пуске двигатели длительное время находятся под воздействием пусковых токов, а на вал передаются значительные динамические воздействия, что приводит к быстрому выходу из строя как двигателя, так и приводимого в действе механизма. Применение тиристорных пусковых устройств позволяет плавно разогнать центрифугу и тем самым защитить и двигатель, и механизм центрифуги. Вентиляторы, подобно центрифугам, также имеют большие инерционные массы, требующие длительного разгона. В такого рода оборудовании часто применяется схема переключения со звезды на треугольник, однако поскольку противодействующий момент с повышением скорости вращения увеличивается, получение достаточно высокой скорости перед переключением со звезды на треугольник оказывается затруднительным. При прямом включении, так же как и у центрифуги, на вал передаются значительные динамические воздействия, что приводит к быстрому износу подшипников и приводных ремней, которые при прямом включении часто проскальзывают и от резкого натяжения рвутся. Плавный пуск снимает эти проблемы. Дробилки, если они заполнены материалом, должны преодолевать при пуске полный противодействующий момент. В этом случае тиристорное пусковое устройство оберегает от пиковых нагрузок как двигатель, так и силовую передачу. Кроме того, при низкой температуре окружающей среды дробилки нуждаются при пуске с большим, но плавно нарастающим вращающим моментом, прежде всего из-за того, что масло в подшипниках и передачах становится более вязким. Переменный характер нагрузки является предпосылкой для экономии бесполезно расходуемой части электроэнергии. Мельницы имеют переменную нагрузку и нуждаются в высоком начальном пусковом моменте, поэтому для пуска обычно применяются двигатели с фазным ротором. Однако в ряде случаев достаточно применить короткозамкнутый двигатель с тиристорным пусковым устройством. У мостовых кранов и подъемных устройств реверсивный пуск и перемещение при прямом пуске вызывают раскачивание подвешенного груза. В этом случае необходимо плавно запускать двигатель и разворачивать стрелу крана. В мешалках, как правило, среда твердая или вязкая, поэтому при прямом пуске резко перегружаются кронштейны, силовые передачи и редукторы. Подобные проблемы легко устраняются посредством плавного пуска. В двигателях насосов, при прямом пуске или переключении их обмоток со звезды на треугольник, а также при останове двигателя, часто возникают ударные волны в трубопроводах. Тиристорное пусковое устройство предотвращает подобные явления, плавно запуская и плавно останавливая двигатель У ленточных транспортеров при реверсивном пуске на ленту и силовую передачу действуют большие нагрузочные силы. При высоком начальном пусковом моменте лента, вследствие проскальзывания, подвергается тяжелым нагрузкам и при рывке может произойти опрокидывание и повреждение транспортируемого груза. Волочильный станок, плавный пуск предотвращает разрыв проволоки. При пуске от сети ограниченной мощности тиристорное пусковое устройство позволит запустить приводной двигатель с ограничением пускового тока, не перегружая сеть даже при одновременном запуске нескольких механизмов. Прядильные, сновальные, крутильные машины. По мере наработки пряжи или в нити в бобины или сновальные барабаны, увеличивается нагрузка на вал приводного двигателя (диапазон колебания нагрузки от холостого хода до съема обычно составляет 40-60%), следовательно, применение тиристорного пускового устройства для таких механизмов позволит при изменении нагрузки на валу подобрать режим, соответствующий минимальному потреблению электроэнергии двигателем. Распиловочные станки деревообрабатывающей промышленности, металлообрабатывающие станки, ткацкие станки, швейные машины и похожие по характеру нагрузки станки и механизмы, как правило, имеют два основных режима – холостой ход и рабочий режим. Причем по времени работы механизма эти режимы соизмеримы (холостой ход составляет от 20 до 60% рабочего времени). Применение тиристорных пусковых устройств с функцией энергосбережения для таких механизмов позволит существенно снизить потребление электроэнергии двигателями этих механизмов, разгрузить электрические сети и снизить мощность компенсирующих конденсаторных устройств на предприятии. Большинство механизмов с тяжелыми режимами пуска (большие инерционные массы, большой противодействующий момент при пуске) в рабочем режиме работают с существенной недогрузкой и, соответственно, перерасходом электроэнергии. В этом случае целесообразно применять тиристорные пусковые устройства с энергосберегающей функцией. В технологическом оборудовании, служащем для обработки волокнистых материалов (ленточные, ровничные, прядильные, чесальные машины и т.д.), применение плавного пуска позволяет резко снизить обрывы нити и тем самым улучшить качество готовой продукции и увеличить ее выпуск за счет сокращения расхода сырья и материалов. По материалам компании ЭнерджиСейвер Интересно почитать ecoteco.ru СтатьиУстройство плавного пуска электродвигателя. Как это работает.
НазначениеУправление процессом запуска, работы и остановки электродвигателей. Основными проблемами асинхронных электродвигателей являются:
Во время пуска крутящий момент за доли секунды часто достигает 150-200%, что может привести к выходу из строя кинематической цепи привода. При этом стартовый ток может быть в 6-8 раз больше номинального, порождая проблемы со стабильностью питания. Устройство плавного пуска позволяют избежать этих проблем, делая разгон и торможение двигателя более медленными. Это позволяет снизить пусковые токи и избежать рывков в механической части привода или гидравлических ударов в трубах и задвижках в момент пуска и остановки двигателей. Принцип действия устройство плавного пускаОсновной проблемой асинхронных электродвигателей является то, что момент силы, развиваемый электродвигателем, пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения, что создаёт резкие рывки ротора при пуске и остановке двигателя, которые, в свою очередь, вызывают большой индукционный ток. Софтстартеры могут быть как механическими, так и электрическими, либо сочетать то и другое. Механические устройства непосредственно противодействуют резкому нарастанию оборотов двигателя, ограничивая крутящий момент. Они могут представлять собой тормозные колодки, жидкостные муфты, магнитные блокираторы, противовесы с дробью и прочее.
Данные электрические устройства позволяют постепенно повышать ток или напряжение от начального пониженного уровня (опорного напряжения) до максимального, чтобы плавно запустить и разогнать электродвигатель до его номинальных оборотов. Такие УПП обычно используют амплитудные методы управления и поэтому справляются с запуском оборудования в холостом или слабо нагруженном режиме. Более современное поколение УПП (например, устройства ЭнерджиСейвер) используют фазовые методы управления и потому способны запускать электроприводы, характеризующиеся тяжелыми пусковыми режимами "номинал в номинал". Такие УПП позволяют производить запуски чаще и имеют встроенный режим энергосбережения и коррекции коэффициента мощности. Выбор устройства плавного пуска
При включении асинхронного двигателя в его роторе на короткое время возникает ток короткого замыкания, сила которого после набора оборотов снижается до номинального значения, соответствующего потребляемой электрической машиной мощности. Это явление усугубляется тем, что в момент разгона скачкообразно растет и крутящий момент на валу. В результате может произойти срабатывание защитных автоматических выключателей, а если они не установлены, то и выход из строя других электротехнических устройств, подключенных к той же линии. И в любом случае, даже если аварии не произошло, при пуске электромоторов отмечается повышенный расход электроэнергии. Для компенсации или полного устранения этого явления используются устройства плавного пуска (УПП). Как реализуется плавный пускЧтобы плавно запустить электродвигатель и не допустить броска тока, используются два способа:
а) автотрансформатора или реостата; б) ключевыми схемами на базе тиристоров или симисторов. Именно ключевые схемы и являются основой построения электротехнических приборов, которые принято назвать устройствами плавного пуска или софтстартерами. Обратите внимание, что частотные преобразователи так же позволяют плавно запустить электродвигатель, но они лишь компенсируют резкое возрастание крутящего момента, не ограничивая при этом пускового тока.
Принцип работы ключевой схемы основывается на том, что тиристоры отпираются на определенное время в момент прохождения синусоидой ноля. Обычно в той части фазы, когда напряжение растет. Реже – при его падении. В результате на выходе УПП регистрируется пульсирующее напряжение, форма которого лишь приблизительно похожа на синусоиду. Амплитуда этой кривой растет по мере того, как увеличивается временной интервал, когда тиристор отперт. Критерии выбора софтстартераПо степени снижения степени важности критерии выбора устройства располагаются в следующей последовательности:
Мощность Главным параметром УПП является величина Iном – сила тока, на которую рассчитаны тиристоры. Она должна быть в несколько раз больше значения силы тока, проходящего через обмотку двигателя, вышедшего на номинальные обороты. Кратность зависит от тяжести пуска. Если он легкий – металлорежущие станки, вентиляторы, насосы, то пусковой ток в три раза выше номинального. Тяжелый пуск характерен для приводов, имеющих значительный момент инерции. Таковы, например, вертикальные конвейеры, пилорамы, прессы. Ток выше номинального в пять раз. Существует и особо тяжелый пуск, который сопровождает работу поршневых насосов, центрифуг, ленточных пил... Тогда Iном софтстартера должен быть в 8-10 раз больше. Тяжесть пуска влияет и на время его завершения. Он может длиться от десяти до сорока секунд. За это время тиристоры сильно нагреваются, поскольку рассеивают часть электрической мощности. Для повторения им надо остыть, а на это уходит столько же, сколько на рабочий цикл. Поэтому если технологический процесс требует частого включения-выключения, то выбирайте софтстартер как для тяжелого пуска. Даже если ваше устройство не нагружено и легко набирает обороты. Количество фаз Можно управлять одной, двумя или тремя фазами. В первом случае устройство в большей степени смягчает рост пускового момента, чем тока. Чаще всего используются двухфазные пускатели. А для случаев тяжелого и особо тяжелого пуска – трехфазные. Обратная связь УПП может работать по заданной программе – увеличить напряжение до номинала за указанное время. Это наиболее простое и распространенное решение. Наличие обратной связи делает процесс управления более гибким. Параметрами для нее служат сравнение напряжения и вращающего момента или фазный сдвиг между токами ротора и статора. Функциональность Возможность работать на разгон или торможение. Наличие дополнительного контактора, который шунтирует ключевую схему и позволяет ей остыть, а также ликвидирует несимметричность фаз из-за нарушения формы синусоиды, которое приводит к перегреву обмоток. Способ управления Бывает аналоговым, посредством вращения потенциометров на панели, и цифровым, с применением цифрового микроконтроллера. Дополнительные функции Все виды защиты, режим экономии электроэнергии, возможность пуска с рывка, работы на пониженной скорости (псевдочастотное регулирование). Правильно подобранный УПП увеличивает вдвое рабочий ресурс электродвигателей, экономит до 30 процентов электроэнергии. Зачем нужно устройство плавного пуска (софтстартера)Все чаще при запуске электроприводов насосов, вентиляторов применяются устройство плавного пуска (софтстартер). С чем это связано? В нашей статье мы постараемся осветить этот вопрос. Асинхронные двигатели используются уже более ста лет, и за это время относительно мало изменилось их функционирование. Запуск этих устройств и связанные с ним проблемы хорошо известны их владельцам. Пусковые токи приводят к просадкам напряжения и перегрузкам проводки, вследствие чего:
Своевременно установленный приобретенный и подключенный софтстартер позволяет избежать лишних трат денег и головной боли. Что такое пусковой токВ основе принципа действия асинхронных двигателей лежит явление электромагнитной индукции. Наращивание обратной электродвижущей силы (э. д. с), которая создается путем применения изменяющегося магнитного поля во время запуска двигателя, приводит к переходным процессам в электрической системе. Этот переходной режим может повлиять на систему электропитания и другое оборудование, подключенное к нему. Во время запуска электродвигатель разгоняется до полной скорости. Продолжительность начальных переходных процессов зависит от конструкции агрегата и характеристик нагрузки. Пусковой момент должен быть наибольшим, а пусковые токи – наименьшими. Последние влекут за собой пагубные последствия для самого агрегата, системы электроснабжения и оборудования, подключенного к нему. В течение начального периода пусковой ток может достигать пяти-восьмикратного тока полной нагрузки. Во время пуска электродвигателя кабели вынуждены пропускать больше тока, чем во время периода стабильного состояния. Падение напряжения в системе также будет намного больше при пуске, чем во время стабильной работы – это становится особенно очевидным при запуске мощного агрегата или большого числа электродвигателей одновременно. Способы защиты электродвигателяПоскольку использование электродвигателей стало широко распространенным, преодоление проблем с их запуском стало проблемой. На протяжении многих лет для решения этих задач были разработано несколько методов, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения. В последнее время были достигнуты значительные успехи в использовании электроники в регулировании электроэнергии для двигателей. Все чаще при запуске электроприводов насосов, вентиляторов применяются устройство плавного пуска. Всё дело в том, что прибор имеет ряд особенностей. Особенностью устройства пуска является то, что он плавно подаёт на обмотки двигателя напряжение от нуля до номинального значения, позволяя двигателю плавно разгоняться до максимальной скорости. Развиваемый электродвигателем механический момент пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения. В процессе пуска УПП постепенно увеличивает подаваемое напряжение, и электромотор разгоняется до номинальной скорости вращения без большого момента и пиковых скачков тока. Виды устройств плавного пускаНа сегодняшний день для плавного запуска техники используются три типа УПП: с одной, двумя и со всеми управляемыми фазами. Первый тип применяется для однофазного двигателя для обеспечения надежной защиты от перегрузки, перегрева и снижения влияния электромагнитных помех. Как правило, схема второго типа помимо полупроводниковой платы управления включает в себя байпасный контактор. После того как двигатель раскрутится до номинальной скорости, байпасный контактор срабатывает и обеспечивает прямую подачу напряжения на электродвигатель. Трехфазный тип является самым оптимальным и технически совершенным решением. Он обеспечивает ограничение тока и силы магнитного поля без перекосов по фазам. Зачем же нужно устройство плавного пуска?Благодаря относительно невысокой цене популярность софтстартеров набирает обороты на современном рынке промышленной и бытовой техники. УПП для асинхронного электродвигателя необходимо для продления его срока службы. Большим преимуществом софтстартера является то, что пуск осуществляется с плавным ускорением, без рывков. elleron.ru Устройства плавного пуска(Софтстартеры). Виды и работаУстройства плавного пуска (УПП)(Софтстартеры) представляет механизм, обеспечивающий плавный рост пусковых характеристик электродвигателей. Он смягчает процесс запуска и остановки работы электродвигателя. Функции и возможности устройства плавного пускаУ двигателей, запустившихся в работу напрямую, характеристики значительно превышают номинальные значения. Повышенные значения пусковых токов и крутящего момента при пуске, являются источниками повреждений, это механические рывки, повреждения изоляции обмотки, перегрев, тяжелый старт и прочих проблем с электродвигателем. Но с помощью плавного пуска все нежелательные неисправности можно предупредить, поэтому электрические двигатели нуждаются в устройстве плавного пуска (УПП). Главные функции УПП:
В УПП напряжение на обмотках электродвигателя постепенно нарастает, обеспечивая ограничение тока. Благодаря этому, параметры электромашины при запуске сохраняются в неопасных пределах. Устройство УППУПП выпускаются разных модификаций и могут отличаться принципом работы. Но все софтстартеры имеют одинаковые главные составляющие части. Основные компоненты УПП:— тиристоры. Эти элементы регулируют напряжение, которое подаётся на электродвигатель;— блок печатных плат. Эта часть софтстартеров управляет тиристорами;— радиаторы, вентиляторы. Эти приборы необходимы для рассеивания тепла;— трансформатор тока. Благодаря этому компоненту, осуществляется измерение тока;— корпус. Некоторые устройства плавного пуска оснащены клавиатурой и дисплеем. Также в зависимости от типа софтстартера, прибор может быть оборудован встроенным реле перегрузки, из-за чего отпадает потребность во внешнем реле. Принцип действия УППРегулировка пусковых характеристик осуществляется по двум принципам:— механическому; — электрическому. Механические УПП:Простой способ осуществить плавный запуск двигателя заключается в принудительном удерживании усиливающейся скорости вращения с помощью тормозных колодок, жидкостных муфт и других элементов. Этот способ имеет существенные минусы:
Также механическое управление пуском осуществляется исключительно при небольших нагрузках либо запуске двигателя вхолостую. Электрические УПП считаются более совершенными, их разделяют на два вида по специфике работы:
Фазовые УПП предоставляют следующие преимущества:
Минусы фазовых УПП:
Электрические приборы для плавного пускового процесса не имеют таких недостатков, которые могли бы привести к неполадке самого устройства или двигателя. Они всегда оправдывают себя при эксплуатации, но стоят гораздо дороже УПП с механическим управлением. Виды УППУПП разделяют на следующие типы:• Регуляторы напряжения, в которых присутствует функция обратной связи. Это усовершенствованные модели УПП, контролирующие фазовый сдвиг между током в обмотках и напряжением.• Регуляторы напряжение, в которых отсутствует функция обратной связи. Приборы широко используются по сравнению с другими пускателями. Управление в них можно осуществлять по двум либо трем фазам исключительно по указанным ранее параметрам.• Регуляторы пускового момента. Эти приборы могут координировать исключительно одну фазу электродвигателя. А это позволяет контролировать пусковой момент двигателя и совсем незначительно снижать пусковой ток. Можно сказать, эти регуляторы не контролируют ток, его уменьшение малозаметно, поэтому он практически такой, как при прямом запуске. Если такой ток будет протекать по обмоткам двигателя дольше, чем обычно при прямом пуске, то может возникнуть, перегрев электродвигателя. Поэтому этот тип УПП не используется для устройств, требующих снижение пусковых токов. Но их можно использовать для плавного запуска однофазных асинхронных электродвигателей.• Регуляторы тока с обратной связью. Это наиболее прогрессивные устройства для плавного пуска. Они осуществляют прямой контроль над током, что позволяет более точно управлять пуском. Преобладают простой настройкой, а также программированием пускателя. Большая часть параметров устанавливается автоматически. Приборы, управляющие напряжением и не имеющие обратной связи, являются наиболее распространённым видом УПП. Они бывают двух- и трехфазными. Эти УПП могут контролировать напряжение в двух и сразу в трех фазах двигателя. Регулирование выполняется исключительно по ранее заданной программе, которая включает показатели исходного напряжения пуска и точное время, за которое напряжение должно дорасти до номинального значения. Некоторые модели этих пускателей способны ограничивать пусковой ток, но чаще всего это ограничение связано с уменьшением напряжения при пуске двигателя. Также они могут управлять процессом замедления, медленно снижая напряжение для остановки. Электрические и механические характеристики этих устройств отвечают всем стандартным требованиям, предъявляемым к УПП. Но более совершенным вариантом этих софтстартеров являются регуляторы, имеющие обратную связь.Регуляторы напряжения с обратной связью получают данные о токе двигателя и, пользуясь этой информацией, приостанавливают рост напряжения во время запуска. Снижать нарастание напряжения регуляторы начинают тогда, когда током будут достигнуты предельные значения, которые указываются заранее. Такие УПП позволяют осуществлять запуск с минимальным значением тока и удовлетворительным значением крутящего момента. А данные, которые они получают, применяются для организации защит от дисбаланса фаз, перегрузки и пр. Применение УППУПП эксплуатируются во всех областях промышленности и сельского хозяйства. Их можно применять везде, где присутствует электродвигатель. Но выбирают устройства плавного пуска исходя из нагрузки двигателя, а также частоты запусков. При небольших нагрузках и не частых запусках следует устанавливать регуляторы без обратной связи или регуляторы пускового момента. Эти УПП подходят для шлифовальных станков, некоторых типов вентиляторов, вакуумных насосов и пр. оборудования с низкими нагрузками. При частых инерционных запусках и высокой нагрузке рекомендованы регуляторы с обратной связью. Их целесообразно применять в центрифуге, ленточной пиле, вертикальном конвейере, распылителе и т.п. Достоинства и наличие недостатковПрименение УПП снижает вероятность перегрева двигателя. Таким образом, можно выделить главные плюсы использования УПП:
Недостатки:
Устройства плавного пуска электродвигателя, считаются распространёнными приборами, решающими проблемы прямого пуска. Похожие темы:
electrosam.ru Устройства плавного пуска: правильный выборРанее мы обсуждали характеристики преобразователей частоты, а сегодня настал черед устройств плавного пуска (мягких пускателей, плавных пускателей – единый термин пока не устоялся, и в этой статье мы будем использовать термин "устройство плавного пуска" – УПП). Иногда из уст продавцов приходится слышать мнение о том, что УПП выбрать просто, это, мол, не преобразователь частоты, здесь надо только пуск организовать. Это не так. Устройство плавного пуска выбирать сложнее. Попробуем разобраться, в чем эта сложность состоит. Назначение УПП Как следует из названия, задача прибора – организовать плавный пуск асинхронного двигателя переменного тока. Дело в том, что при прямом пуске (то есть при подключении двигателя к питающей сети при помощи обычного пускателя) двигатель потребляет пусковой ток, превышающий номинальный в 5-7 раз, и развивает пусковой момент, существенно превышающий номинальный. Все это приводит к двум группам проблем: 1) Пуск слишком быстрый, и это приводит к различным неприятностям – гидравлическим ударам, рывкам в механизме, ударному выбору люфтов, обрыву транспортерных лент и т.д. 2) Пуск тяжелый, и завершить его не удается. Здесь сначала нужно определиться с термином "тяжелый пуск" и возможностями его "облегчения" при помощи УПП. К "тяжелому пуску" обычно относят три разновидности пуска: а) пуск, "тяжелый" для питающей сети – от сети требуется ток, который она может обеспечить с трудом или не может вообще. Характерные признаки: при пуске отключаются автоматы на входе системы, в процессе пуска гаснут лампочки и отключаются некоторые реле и контакторы, останавливается питающий генератор. Скорее всего, УПП тут действительно поправит дело. Однако следует помнить, что в лучшем случае пусковой ток удастся снизить до 250% от номинального тока двигателя, и если этого недостаточно, то решение одно – необходимо использовать преобразователь частоты.б) Двигатель не может запустить механизм при прямом пуске – не крутится вообще или "зависает" на определенной скорости и остается на ней до срабатывания защиты. Увы, УПП ему не поможет – двигателю не хватает момента на валу. Возможно, с задачей справится преобразователь частоты, но этот случай требует исследования.в) Двигатель уверенно разгоняет механизм, но не успевает дойти до номинальной частоты – срабатывает автомат на входе. Такое часто бывает на тяжелых вентиляторах с достаточно высокой частотой вращения. Устройство плавного пуска здесь, скорее всего, поможет, но риск неудачи сохраняется. Чем ближе механизм к номинальной скорости в момент срабатывания защиты, тем больше вероятность успеха. Организация пуска при помощи УПП Принцип работы устройства плавного пуска заключается в том, что напряжение, подаваемое от сети через УПП на нагрузку, ограничивается при помощи специальных силовых ключей – симисторов (или встречно – параллельно включенных тиристоров) – см. рис. 1. В результате напряжение на нагрузке можно регулировать.
I = U / R (1) оказывается очень большим, а передача энергии Е = P х t = I х U х t (2) очень быстрой. Если между сетью и двигателем установить УПП, то формула (1) действует на его выходе, а формула (2) – на входе. Понятно, что ток в обеих формулах одинаковый. УПП ограничивает напряжение на двигателе, плавно повышая его по мере разгона вслед за ростом сопротивления, ограничивая, таким образом, потребляемый ток. Поэтому по формуле (2) при постоянстве необходимой энергии Е и напряжении сети U чем меньше ток I, тем больше время пуска t. Отсюда видно, что при снижении напряжения будут решаться как проблемы, связанные со слишком быстрым пуском, так и проблемы, связанные со слишком большим током, потребляемым от сети. Однако в наших выкладках не учитывалась нагрузка, для разгона которой нужен дополнительный момент, и соответственно дополнительный ток, поэтому уменьшать ток слишком сильно нельзя. Если нагрузка велика, то момента на валу двигателя может не хватить даже при прямом пуске, не говоря уже о пуске при пониженном напряжении – это вариант тяжелого пуска "б", описанный выше. Если же при снижении тока момент оказывается достаточным для разгона, но время в формуле (2) растет, то может сработать автомат – с его точки зрения время протекания тока, существенно превышающего номинальный, недопустимо велико (вариант тяжелого пуска "в"). Основные характеристики УПП. Возможность контроля тока. По существу это способность УПП регулировать напряжение так, чтобы ток изменялся по заданной характеристике. Эта функция обычно называется пуском в функции тока. Простейшие УПП, не имеющие такой возможности, просто регулируют напряжение в функции времени – т.е. напряжение на двигателе плавно возрастает от начального до номинального за заданное время. Во многих случаях этого достаточно, особенно при решении проблем группы 1. Но если основная причина установки УПП – ограничение тока, то без его точного регулирования не обойтись. Эта функция особенно важна тогда, когда из-за ограниченной мощности сети (маленький трансформатор, слабый генератор, тонкий кабель и т.п.) превышение предельно допустимого тока чревато аварией. Кроме того, УПП с контролем тока способны реализовать его плавное нарастание в начале процесса пуска, что особенно важно при работе от генераторов, которые очень чувствительны к резким броскам нагрузки. Необходимость шунтирования. По окончании процесса пуска и достижении номинального напряжения на двигателе УПП желательно вывести из силовой цепи. Для этого применяется шунтирующий контактор, соединяющий вход и выход УПП пофазно (см. рис. 2).
Количество регулируемых фаз. По этому параметру УПП делятся на двухфазные и трехфазные. В двухфазных, как это следует из названия, ключи установлены только в двух фазах, третья же подключается к двигателю напрямую. Плюсы – снижение нагрева, уменьшение габаритов и цены. Минусы – нелинейное и несимметричное по фазам потребление тока, которое хотя и частично компенсируется специальными алгоритмами управления, все же отрицательно влияет на сеть и двигатель. Впрочем, при нечастых пусках этими недостатками можно пренебречь. Цифровое управление. Система управления УПП может быть цифровой и аналоговой. Цифровые УПП обычно реализуются на микропроцессоре и позволяют очень гибко управлять процессом работы прибора и реализовывать множество дополнительных функций и защит, а также обеспечивать удобную индикацию и связь с управляющими системами верхнего уровня. В управлении аналоговых УПП используются операционные элементы, поэтому их функциональная насыщенность ограничена, настройка выполняется потенциометрами и переключателями, а связь с внешними системами управления обычно осуществляется при помощи дополнительных устройств. Дополнительные функции Защита. Кроме своей основной функции – организации плавного пуска – УПП содержат в себе комплекс защит механизма и двигателя. Как правило, в этот комплекс входит электронная защита от перегрузки и неисправностей силовой цепи. В дополнительный набор могут входить защиты от превышения времени пуска, от перекоса фаз, изменения чередования фаз, слишком маленького тока (защита от кавитации в насосах), от перегрева радиаторов УПП, от снижения частоты сети и т.д. Ко многим моделям возможно подключение термистора или термореле, встроенного в двигатель. Однако следует помнить, что УПП не может защитить ни себя, ни сеть от короткого замыкания в цепи нагрузки. Конечно, сеть будет защищена вводным автоматом, но УПП при коротком замыкании неизбежно выйдет из строя. Некоторым утешением может служить только то, что короткое замыкание при правильном монтаже не возникает мгновенно, и в процессе снижения сопротивления нагрузки УПП обязательно отключится, только не стоит вновь включать его, не установив причину отключения. Пониженная скорость. Некоторые устройства плавного пуска способны реализовать так называемое псевдочастотное регулирование –перевод двигателя на пониженную скорость. Этих пониженных скоростей может быть несколько, но они всегда строго определены и не поддаются коррекции пользователем. Кроме того, работа на этих скоростях сильно ограничена по времени. Как правило, эти режимы используются в процессе отладки или при необходимости точной установки механизма в нужное положение перед началом работы или по ее окончании. Торможение. Довольно много моделей способны подать на обмотку двигателя постоянный ток, что приводит к интенсивному торможению привода. Эта функция обычно нужна в системах с активной нагрузкой – подъемники, наклонные транспортеры, т.е. системы, которые могуг двигаться сами собой при отсутствии тормоза. Иногда эта функция нужна для предпусковой остановки вентилятора, вращающегося в обратную сторону из-за тяги или действия другого вентилятора. Толчковый пуск. Используется в механизмах, имеющих высокий момент трогания. Заключается функция в том, что в самом начале пуска на двигатель кратковременно (доли секунды) подается полное напряжение сети, и происходит срыв механизма с места, после чего дальнейший разгон происходит в обычном режиме. Экономия энергии в насосно-вентиляторной нагрузке. Поскольку УПП представляет собой регулятор напряжения, то при малой нагрузке можно снизить напряжение питания без ущерба для работы механизма. Экономию энергии это дает, но не следует забывать, что тиристоры в режиме ограничения напряжения являются нелинейной нагрузкой для сети со всеми вытекающими отсюда последствиями. Есть и другие возможности, которые производители закладывают в свои изделия, но для их перечисления объема одной статьи недостаточно. Методика выбора Теперь вернемся к тому, с чего мы начинали – к выбору конкретного прибора. Многие советы, данные для выбора преобразователя частоты, действуют и здесь: сначала следует отобрать серии, отвечающие техническим требованиям по функциональности, затем выбрать из них те, которые охватывают диапазон мощностей для конкретного проекта, и из оставшихся выбрать нужную серию в соответствии с другими критериями – производитель, поставщик, сервис, цена, габариты, и т.д. Если нужно выбрать УПП для насоса или вентилятора, запуск которых происходит не чаще двух-трех раз в час, то можно просто выбрать модель, номинальный ток которой равен или больше номинального тока запускаемого двигателя. Этот случай охватывает около 80% применений, и не требует консультаций со специалистом. Если же частота пусков в час превышает 10, то нужно учесть и необходимое ограничение тока, и требуемое затягивание пуска по времени. В этом случае очень желательна помощь поставщика, у которого, как правило, имеется программа выбора нужной модели или хотя бы расчетный алгоритм. Данные, которые понадобятся для расчета: номинальный ток двигателя, количество пусков в час, необходимая длительность пуска, необходимое ограничение тока, необходимая длительность останова, окружающая температура, предполагаемое шунтирование. Если же двигатель запускается свыше 30 раз в час, то стоит рассмотреть в качестве альтернативы вариант использования преобразователя частоты, поскольку даже выбор более мощной модели УПП может не решить проблему. А цена его уже будет сравнима с ценой преобразователя при существенно меньшей функциональности и серьезному влиянию на качество сети. Подключение Кроме очевидного подключения прибора к сети и двигателю, необходимо определиться с шунтированием. Несмотря на то, что шунтирующий контактор будет коммутировать номинальный, а не пусковой ток двигателя, желательно все-таки использовать модель, рассчитанную на прямой пуск – хотя бы для реализации аварийных режимов работы. При подключении следует обратить особое внимание на фазировку – если ошибочно соединить, например, фазу А на входе УПП с другой фазой на выходе, то при первом же включении шунтирующего контактора произойдет короткое замыкание, и прибор будет выведен из строя. Некоторые УПП допускают так называемое шестипроводное подключение, схема которого показана на рис. 3. Такое подключение требует большего количества кабелей, но позволяет использовать устройство плавного пуска с двигателем, мощность которого намного превышает мощность самого УПП.
Подведем итоги. Если механизм, пуск которого нужно сделать более плавным, вписывается во все перечисленные в этой статье ограничения, а возможности, обеспечиваемые доступными моделями УПП, вас устраивают, то ваш выбор – устройство плавного пуска. Экономия средств по сравнению с применением преобразователя частоты (заменой питающего трансформатора, увеличением мощности генератора, заменой кабеля на более толстый – выберите ваш случай) будет ощутимой. Если же УПП по каким-то причинам не подходит – еще раз обратите внимание на преобразователи частоты, которые хотя и дороже, но намного функциональнее. Руслан Хусаинов, к.т.н., технический директор ЗАО "Сантерно" (Москва) konstruktor.net Частотный преобразователь крана, плавный пуск кран-балкиНа кран-балках и мостовых кранах механизмы работают в нескольких направлениях - горизонтальном и вертикальном направлении. Движение механизмов происходит за счет работы электродвигателя и редуктора. Широко используются на кранах асинхронные электродвигатели переменного напряжения. Возможно оснащение электромеханическим тормозом. Управление краном может производится с пола при помощи кабельного пульта или радиоуправления или из кабины крановщика. Использование преобразователя частотыЧастотный преобразователь широко используют на грузоподъемной технике, для того чтобы процесс работы оборудования удовлетворял требованию технологического процесса и других требований заказчика. Частотные преобразователи используют в качестве устройства плавного пуска кран-балки или крана, для программирование двух или нескольких скоростей электродвигателя. Частотный регулятор в щите управления на ход кран-балки
Щит в сборе на управление кран-балкой, состоит из: металлического щита, частотного преобразователя, автомат питания, тормозные резисторы, клеммная колодка. Схема работы частотного преобразователя на ход крана
Работа крана без частотного преобразователя
Для устранения вышеперечисленных недостатков, установим на кран частотные преобразователи скалярного типа в силовую цепь питания напряжения электроприводов передвижения крана и на ход грузовой тележки мостового крана. На привод подъема грузовой тележки, так же установим векторный частотный преобразователь и дополнительно поставим импульсный датчик скорости.
Для осуществления торможения на привод подъема в электрическую схему подключим тормозной прерыватель и тормозной резистор. Взамен командно контроллера установим пульт управления джойстик. Датчик скорости передает сигнал в преобразователь частоты. Цепь управления приводом тормоза грузовой тележки на подъем подключим к контрольным контактам преобразователя частоты. Программируем команду снятие тормоза на контрольных контактах. Цепь управления привода хода крана и грузовой тележки подключим к выходным контрольным контактам частотного преобразователя. Если питание крана происходит от троллеев, тогда в цепи питания частотного преобразователя включим входные фильтры RL. Крановщик при помощи пульта задает нужную скорость движения крана и механизмов. При совершении подъема частотный преобразователь вначале производит торможение привода постоянным током. Следом он дает команду на отпускание тормозных колодок и начинается вращение двигателя. Скорость кручения двигателя с преобразователем частоты плавным образом увеличивается с запрограммированным темпом и не зависит от массы рабочего груза. Для остановки работы на подъем и опускание груза, крановщик отпускает кнопку на пульте управления, это есть нулевое положение. Электродвигатель уменьшает скорость вращения по заданному режиму. При опускании груза начинает работать тормозной прерыватель, он обеспечивает правильный режим торможения. При минимальной скорости срабатывают тормозные колодки и активируется торможение постоянным током. Управление хода крана и грузовой тележки алгоритм действий регулирования скорости крановщиком аналогичен. Для остановки крана в необходимом месте крановщик уменьшает скорость движения. При не большой скорости подгоняет кран в заданное положение и останавливает кран. Работа крана применяя частотный преобразователь:
Выбор преобразователя частоты для крановПри выборе частотного преобразователя необходимо знать мощность электродвигателя переменного напряжения. Мощность должна быть сопоставима с мощностью преобразователя частоты. Это применимо для электродвигателей где скорость вращения от 1500 до 3000 оборотов в минуту. При использовании двигателей с другими показателями выходной ток частотного преобразователя не должен быть меньше, чем ток двигателя, лучше брать частотный регулятор с большим током.
Электрическая схема подключения частотного преобразователя
Если на вашем предприятии используется грузоподъемная техника (кран-балки, мостовые краны) и вам требуется функция плавного пуска или несколько скоростей работы вашего крана, вы можете заказать и купить преобразователь частоты на кран в нашей компании. Для этого отправьте заявку на электронную почту или позвоните в офис компании. Так же вы можете оставить заявку на сайте:
24-kran.ru Устройства плавного пуска и байпасСервисный центр – поставка и ремонт устройств плавного пуска. 1. Почему устройства плавного пуска (УПП) в Украине используются чаще, чем Европе?2. Что не «умеют» делать устройства плавного пуска?3. Какие специфические режимы работы УПП?4. Какие законы регулирования используются в УПП?5. Что такое обводной контактор или байпас в устройстве плавного пуска?6. Почему возникают потери в УПП?7. Зачем в УПП используют обводные контакторы?8. Сколько электроэнергии потребляет катушка обводного контактора?9. Какие обводные контакторы используются в устройствах плавного пуска Данфосс?10. Почему мощные УПП поставляются без обводных контакторов?11. Где нельзя использовать УПП с тиристорными модулями SEMISTART?12. Почему покупать устройства плавного пуска в сервисном центре выгодно?13. Неужели электроника – это наука о контактах?14. Где на фото поляризованный обводной контактор УПП? 1. Устройства плавного пуска (УПП) в Украине используются чаще, чем Европе. Это, наверное, можно объяснить тем, что в Европе повсеместно используются преобразователи частоты, на которые у нас не всегда находятся деньги, поэтому нам чаще приходится довольствоваться более дешевыми устройствами плавного пуска. Коль уж речь зашла об УПП, то, давайте сразу перечислим то, что они не «умеют» делать. 2. Устройства плавного пуска не могут регулировать скорость асинхронного двигателя (АД), не могут обеспечить плавное нарастание/замедление скорости АД по заданному закону, не могут компенсировать реактивную мощность, потребляемую АД. Про это нужно знать и помнить об этом, и не возлагать на устройства плавного пуска больших надежд при попытке использования их в системах поддержания заданных параметров технологического процесса. 3. Устройства плавного пуска предназначены только для ограничения пусковых токов асинхронных двигателей. Если УПП снабжены датчиками тока, то они выполняют некоторые функции защиты двигателя. Можно говорить и о некоторых специфических режимах работы УПП – это толчковый режим для преодоления «сухого» трения приводного механизма, это плавное уменьшение тока при остановке насосного оборудования во избежание механических перегрузок обратных клапанов, это режим «ползучей» скорости и т.д. 4. По своим функциональным возможностям и техническим характеристикам устройства плавного пуска могут быть с регулирование по двум фазам, а третья идет напрямую и с регулированием по трем фазам. Регулирование может осуществляться по закону плавного изменения действующего значения напряжения питания асинхронного двигателя, или по закону поддержания заданного тока разгона, который намного эффективнее изменения напряжения. 5. Устройства плавного пуска могут поставляться с обводными контакторами (англ. bypass — обход) и без них. Давайте более подробно рассмотрим эти обводные контакторы, какие они имеют преимущества, а возможно, и какие недостатки. Начнем с того, что после пуска асинхронного двигателя, который длится от одной до несколько десятков секунд, потребность в плавном пуске, как таковом, отпадает. Другими словами, после пуска двигателя встречно параллельно включенные тиристоры УПП можно просто зашунтировать (закоротить) контактором, который принято называть обводным, или на английский манер – байпасом. 6. Какой же смысл в установке дополнительного контактора, который увеличит стоимость, а возможно и вес устройства плавного пуска? Дело в том, что на тиристорах, хотим мы того или нет, неизбежно возникают потери, в среднем 1,5 Вт на один ампер – это потери в одной фазе. Если регулирование осуществляется в двух фазах, то потери будут 3 Вт, а если в трех, то 4,5 Вт на один ампер нагрузки. Цифры, сами по себе, не такие уж и большие, но если ток двигателя будет, например, 100 А, то потери составят 450 Вт, а это уже небольшая печка, тепло которой необходимо где-то рассеять и вывести за пределы корпуса устройства плавного пуска. 7. Для того, что бы отвести тепло от тиристоров их устанавливают на теплоотвод (радиатор), размеры и материал которого должны быть способны отвести и рассеять это тепло. Допустим нам не жалко этих потерь, и мы готовы эксплуатировать устройство плавного пуска с большими радиаторами, пусть оно будет и тяжелее и дороже, но ведь это тепло будет нагревать шкаф, в котором установлен УПП и помещение. Очень часто, особенно летом, из-за этих потерь возникают неприятности, связанные с перегревом радиаторов и аварийными отключениями УПП, поэтому, все-таки лучше устанавливать байпас. 8. Устройства плавного пуска Данфосс, мощностью от 7 кВт до 110 кВт включительно поставляются с обводными контакторами, вмонтированными непосредственно в корпус УПП. Давайте прикинем, сколько нам придется платить за электроэнергию, которая будет потрачена на удержание во включенном состоянии обводного контактора. В среднем катушка контактора потребляет 100 мА, а за сутки потребление электроэнергии составит более 0,5 кВт час, а за год более 190 кВт час. Ну, пусть УПП работает не постоянно, но 100 – 150 кВт час катушка обводного контактора все-таки «скушает». 9. Именно поэтому в устройствах плавного пуска Данфосс в качестве байпаса используются поляризованные контакторы, которые переключаются за счет подачи управляющего импульса напряжения. Другими словами, пришел управляющий импульс и включил поляризованный контактор, который остается во включенном состоянии до тех пор, пока не придет импульс на отключение. При этом поляризованный контактор не потребляет электроэнергии на удержание контактов, что является явным преимуществом перед другими типами обводных контакторов. 10. Устройства плавного пуска, мощность которых больше 110 кВт, как правило, поставляются без обводных контакторов. Это объясняется тем, что стоимость контактора на такую мощность соизмерима со стоимостью устройства плавного пуска, поэтому заводы-изготовители «предоставляют» нам возможность самим решать – использовать ли обводной контактор, или работать без него. Как бы там ни было, но очень желательно установить внешний байпас. Для этого каждое УПП имеет механическое или электронное реле, с помощью которого можно управлять обводным контактором. Так, как при нормальной работе УПП обводные контакторы включаются после завершения пуска и работают при токах двигателя не больше номинального, то их можно выбирать с характеристикой АС1. Однако, для «перестраховки» контактор лучше все-таки выбрать с характеристикой АС3, тогда можно будет с его помощью осуществить прямой пуск двигателя при выходе УПП из строя. 11. Кто-то может сказать, что некоторые заводы поставляют УПП, мощностью более 110 кВт, с обводными контакторами – и будет абсолютно прав. Однако эти заводы просто вынуждены устанавливать байпас для того, что бы обеспечить работоспособность устройства плавного пуска. Дело в том, что в этих УПП используются специализированные тиристорные модули SEMISTART. Эти модули имеют небольшие размеры и разработаны специально для УПП, однако могут работать без обводного контактора не более 10 секунд. Вот и получается, что такие устройства плавного пуска непригодны для использования в электроприводах с большим моментом инерции, пуск которых происходит в течении 20 – 60 секунд, например: вентиляторы, шаровые мельницы, центрифуги, вращающиеся печи и т.п. 12. Наш сервисный центр специализируется не только на ремонте, но и на поставках устройств плавного пуска Данфосс. Мы знаем не только их технические и эксплуатационные характеристики, но и то, где и какие УПП будут работать лучше и надежнее, поэтому сотрудничать с нами выгодно. Цены в сервисном центре более привлекательны, ведь мы образцовый дистрибьютор приводной техники Данфосс и поставляем оборудование с первых рук. 13. Возможно это и не в тему, но был такой случай, когда заказчик купил два мощных УПП и установил на них внешние обводные контакторы. Через несколько лет работы он обнаружил, что одно устройство плавного пуска теплое, а второе холодное. В результате проверки было установлено, что на одном проводе обводного контактора была использована алюминиевая клемма, которая была буквально «приварена» к медной шине, а контакт отсутствовал. Вот и получилось, что тиристоры одной фазы не шунтировались, и на них выделялось тепло. Еще одно подтверждение, что электроника – это наука о контактах (шутка), а медь с алюминием «кусаются». 14. На фотографии разобранное устройство плавного пуска небольшой мощности. С правой стороны лежит поляризованный обводной контактор, который крепится параллельно тиристорам.
tsdservice.com.ua |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Устройство плавного пуска — электротехническое устройство, используемое в асинхронных электродвигателях, которое позволяет во время запуска удерживать параметры двигателя (тока, напряжения и т.д.) в в безопасных пределах. Его применение уменьшает пусковые токи, снижает вероятность перегрева двигателя, устраняет рывки в механических приводах, что, в конечном итоге, повышает срок службы электродвигателя.
Немного теории: процесс пуска – это процесс преобразования электрической энергии источника питания в кинетическую энергию работающего на номинальной скорости механизма. Очень упрощенно этот процесс можно описать так: сопротивление двигателя R в процессе разгона увеличивается от очень маленького при остановленном двигателе до достаточно большого на номинальной скорости, поэтому ток, который по закону Ома равен:
По команде от УПП этот контактор замыкается, и ток течет в обход прибора, что позволяет его силовым элементам полностью остыть. Однако, даже при отсутствии шунтирующей цепи, когда во все время работы двигателя через симисторы течет номинальный силовой ток, их нагрев по сравнению с режимом пуска оказывается небольшим, поэтому многие УПП допускают работу без шунтирования. Платой за такую возможность оказывается немного меньший номинальный ток и существенное увеличение веса и габаритов за счет радиатора, необходимого для отвода тепла от силовых ключей. Некоторые УПП строятся по обратному принципу – в них шунтирующий контактор уже встроен, и на работу без шунтирования они не рассчитаны, поэтому из-за уменьшения охлаждающих радиаторов их размеры оказываются минимальными. Это положительно сказывается и на цене, и на получающейся схеме подключения, но их время работы в пусковом режиме оказывается меньше по сравнению с другими приборами.
При установке УПП следует иметь в виду еще одно его свойство, часто приводящее к недоразумениям (см. тяжелый пуск "в"). При расчете вводного автомата для двигателя, подключающегося к сети напрямую, учитывается номинальный ток двигателя, протекающи й длительное время, и пусковой, протекающий лишь несколько секунд. При использовании же УПП пусковой ток существенно меньше, но протекает он намного дольше – до минуты и более. Автомат не может этого “понять” и считает, что запуск давно завершен, а протекающий ток, превышающий номинальный в разы, является следствием аварийной ситуации, и отключает систему. Во избежание этого следует либо установить специальный автомат с возможностью установки дополнительного режима для процесса плавного пуска, либо выбрать автомат с номинальным током, соответствующим пусковому току при использовании УПП. Во втором случае этот автомат не сможет защитить двигатель от перегрузок, но эту функцию выполняет сам УПП, так что защита двигателя не пострадает.
