Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройства плавного пуска асинхронных двигателей принцип работы

Общие сведения об устройствах плавного пуска

Практика показала, что про устройства плавного пуска мы всё чаще вспоминаем только тогда, когда видим вышедший из строя редуктор приводного механизма, когда приходится менять преждевременно изношенные и никуда уже не годные приводные ремни, когда завариваем порывы труб, когда просадка питающего напряжения при включении того или иного агрегата выбивает все защиты и приводит не только вас, но и ваших соседей в ярость.

Перечень таких неприятных моментов можно продолжать сколько угодно долго, но и вышеприведенных фактов должно быть достаточно для того, чтобы задуматься: по какой причине все это происходит?

Своевременно приобретенный и подключенный софтстартер позволит избежать лишних затрат и мало когда уместной головной боли.

Устройство плавного пуска – это механическое, электротехническое или электромеханическое оборудование, необходимое для осуществления плавного пуска/останова электродвигателей с небольшим моментом страгивания рабочей машины.

По каким принципам функционируют УПП

Главной проблемой асинхронных двигателей является то, что в момент начала работы моменты его силы прямо пропорциональны квадрату возникающего в нем напряжения. Это приводит к серьезным рывкам роторной части как вначале, так и после прекращения работы электромотора, становясь причиной возникновения слишком больших индукционных токов.

УПП могут быть выполнены в механическом, электрическом, а также электромеханическом варианте.

Соответственно, механическая разновидность устройств мягкого запуска должна препятствовать скачкообразному увеличению оборотов электромотора, одновременно уменьшая крутящий момент. Такие УПП могут быть сделаны в виде тормозной колодки, гидромуфты, магнитного блокировщика и т.п.

Если же речь идет об электрических моделях, то они воздействуют на ток, усиливая либо понижая его напряжение постепенно. При этом разгон мотора осуществляется плавным образом, вплоть до номинальных показателей.

Обычно данные устройства работают на амплитудном методе управления, поэтому могут справляться с пуском оборудования при слабонагруженном режиме, либо вовсе на холостом ходу.

Более совершенные устройства последних моделей работают на фазовом методе управления, поэтому могут успешно работать на электроприводах, которые характеризуются так называемым тяжелым пусковым режимом. Благодаря их использованию, можно проводить запуск двигателей большее количество раз в течение непродолжительного времени.

Электромеханические модели сочетают в себе все перечисленные способы работы в той или иной степени.

Чтобы пуск двигателя был произведен плавно, без бросков тока, применяются два метода:

  1. Ограничение токов в обмотках электродвигателя. Для этой цели обмотку реализуют в виде трех катушек, которые соединяются между собой в форме звезды. Свободными концами они выводятся на коллекторы, которые, в свою очередь, закрепляются к хвостовику вала. К коллекторам подключается реостатное устройство. Значение его сопротивления в самый момент запуска возрастает до максимума. В дальнейшем оно понижается, что приводит к росту тока, а мотор приводится в плавное движение.
  2. Уменьшение напряжения и силы тока, которые подаются на статорную часть двигателя. Это может быть также реализовано двумя способами: через реостатный или автотрансформаторный механизм, либо через ключевые схемы симисторного или тиристорного типа.

Как раз ключевые схемы и являются основой для устройств мягкого пуска. Стоит также иметь в виду, что частотные преобразователи не позволяют мягко запускать мотор, он только способен компенсировать быстрое нарастание крутящих моментов, при этом сами пусковые токи не ограничиваются.

Принцип действия частотного преобразователя

Эффективное и качественное управление асинхронными электродвигателями стало возможно за счет использования совместно с ними частотных преобразователей. Общая конструкция представляет собой частотно-регулируемый привод, который позволил существенно улучшить технические характеристики машин и механизмов.

В качестве управляющего элемента данной системы выступает преобразователь частоты, основной функцией которого является изменение частоты питающего напряжения. Его конструкция выполнена в виде статического электронного узла, а формирование переменного напряжения с заданной изменяемой частотой осуществляется на выходных клеммах. Таким образом, за счет изменения амплитуды напряжения и частоты регулируется скорость вращения электродвигателя.

Управление асинхронными двигателями осуществляется двумя способами:

  • Скалярное управление действует в соответствии с линейным законом, согласно которому амплитуда и частота находятся в пропорциональной зависимости между собой. Изменяющаяся частота приводит к изменениям амплитуды поступающего напряжения, оказывая влияние на уровень крутящего момента, коэффициент полезного действия и коэффициент мощности агрегата. Следует учитывать зависимость выходной частоты и питающего напряжения от момента нагрузки на валу двигателя. Для того чтобы момент нагрузки был всегда равномерным, отношение амплитуды напряжения к выходной частоте должно быть постоянным. Данное равновесие как раз и поддерживается частотным преобразователем.
  • Векторное управление удерживает момент нагрузки в постоянном виде во всем диапазоне частотных регулировок. Повышается точность управления, электропривод более гибко реагирует на изменяющуюся выходную нагрузку. В результате, момент вращения двигателя находится под непосредственным управлением преобразователя. Нужно учитывать, что момент вращения образуется в зависимости от тока статора, а точнее – от создаваемого им магнитного поля. Под векторным управлением фаза статорного тока изменяется. Эта фаза и есть вектор тока осуществляющий непосредственное управление моментом вращения.
Читать еще:  Вычислить мощность двигателя по крутящему моменту и оборотами

Устройства плавного пуска

Устройство плавного пуска, УПП или софт-стартеры – электротехническое оборудование для обеспечения старта и разгона двигателя и согласования пускового момента на валу с нагрузкой. Схема УПП построена на базе силовых тиристоров или симмисторов. Устройство представляет собой безтрансформаторный бесступенчатый преобразователь напряжения. Устройства плавного пуска применяют:

  • Для включения мощных асинхронных электродвигателей в сеть малой мощности.
  • Для плавного запуска, разгона и остановки электрических машин.
  • При необходимости пуска двигателя под нагрузкой.
  • Для снижения пусковых токов.

УПП позволяют отказаться от дорогих и несовершенных схем запуска электродвигателей, а также значительно расширить сферы применения недорогих и функциональных асинхронных машин с короткозамкнутым ротором. Они используется в приводе технологического оборудования:

  • Легкого пуска. Пусковые токи при таких условиях не превышают трехкратного номинального значения.
  • Тяжелый пуск. При старте электродвигателя ток возрастает в 4-5 раз, переходные процессы в цепях длятся более 30 секунд.
  • Особо тяжелый пуск. При этом пусковой ток превышает номинальный в 7-10 раз. Переходной процесс занимает значительное время.

Устройства плавного пуска имеют относительно низкую стоимость, небольшие габариты и массу в сравнении с преобразователями частоты.

В режимах запуска и остановки электрических приводов, работающих с асинхронными двигателями, мгновенный ток в 5-8 раз выше, нежели его номинальные значения. Логично, что такой повышенный ток создает большую нагрузку на сеть электропитания, а в итоге это может привести к короткому замыканию или перегреву и, как следствие, к быстрому износу обмоток стартера. При этом почти в два раза увеличивается крутящий момент ротора, что приводит к появлению динамических ударов и быстрому износу элементов электродвигателя.
Избежать появления вышеописанных проблем можно с помощью устройства плавного пуска асинхронных двигателей. Такое устройство при запуске двигателя линейно наращивает подачу напряжения на него – от 30 % до номинального значения. Также устройство плавного пуска двигателя ограничивает верхнюю планку пускового тока, разрешая его повышение только в пределах 3-5 раз от номинального показателя.

Устройство плавного пуска двигателя может устанавливаться в приводных системах:

  • ✓вентиляторов;
  • ✓компрессоров;
  • ✓помп и насосов;
  • ✓конвейерных и транспортерных линий;
  • ✓центрифуг, мельниц, дробилок (систем с высокой инерцией);
  • ✓в комплексе с цепными, ременными и реверсивно-редукторными передачами.

Работа подобных «мягких» пускателей основывается на взаимодействии встречно включенных тиристоров силового типа. Вариативность данных устройств обуславливается различиями методов изменения напряжения, которые могут зависеть от нагрузки на электродвигатель, а также от сервисных функций и схем регулирования.
Схемы регулирования обусловлены непосредственным включением УПП в электросеть:

  • ✓Однофазные – для смягчения ударных механических нагрузок. Не осуществляется плавное торможение и не ограничивается пусковой ток. Такие УПП могут применяться только для электродвигателей мощностью до 11 кВт.
  • ✓Двухфазные – для пуска электропривода мощностью до 250 кВт на легких режимах.
  • ✓Трехфазные – пускатели универсального типа, подходящие для выполнения частых пусков и остановок. Такие устройства способны обеспечивать точную выдержку пользовательских характеристик.

Дополнительные сервисные функции устройств плавного пуска существенно расширяют их область применения. Так, УПП могут дополнительно использоваться для:

  • ✓управления крутящим моментом (важная функция для работы системы с устойчивой скоростью);
  • ✓защиты устройств от механических перегрузок;
  • ✓сигнализации возникшего перекоса или обрыва фаз;
  • ✓тепловой защиты;
  • ✓псевдочастотного регулирования (снижения скорости электродвигателя лишь на определенный отрезок времени);
  • ✓динамического торможения;
  • ✓перевода механизма в толчковый режим (только для механизмов с высокой инерционной массой).

Установка исходящих параметров для работы устройства плавного пуска (начальное торможение, время пуска двигателя и торможения) производится вручную. Что же касается внешнего управления, то оно может быть как аналоговым, так и цифровым. Модели с аналоговым управлением регулируются специальными потенциометрами или посредством дополнительных внешних устройств. Цифровые устройства контролируют исходящие параметры через микропроцессорные контроллеры. Также стоит отметить, что цифровые УПП имеют большой функционал и широкий спектр настроек. Большое количество качественных цифровых УПП выпускается под следующими марками:

  • ✓устройство плавного пуска schneider;
  • ✓устройство плавного пуска altistart;
  • ✓устройство плавного пуска abb;
  • ✓устройство плавного пуска schneider electric.

Выбирать подходящее УПП следует, ориентируясь на его перегрузочную способность, а также учитывая требования к полному и пусковому току электродвигателя и предположительное количество требуемых пусков за один час. Номинальный ток электродвигателя обязательно должен быть меньше, чем ток устройства плавного пуска. Схема включения подобного устройства весьма сложна, поэтому в некоторых случаях, при надобности установки УПП, следует обращаться к профессионалам, которые подскажут и правильно подберут требуемое оборудование.
В нашем интернет-магазине вы найдете широкий ассортимент различного электрооборудования, среди которого без труда сможете выбрать и устройство плавного пуска. Купить УПП достаточно просто, нужно лишь выбрать подходящую модель и заполнить простую форму заказа. В ассортименте нашего интернет-маркета вы найдете как иностранные, так и отечественные устройства плавного пуска. Цена на это оборудования различна и зависит от технических характеристик, а также бренда производителя.

Читать еще:  Shell helix hx8 5w30 для каких двигателей подходит

Устройство плавного пуска для электродвигателя: что нужно знать при подборе?

Устройство плавного пуска (УПП) позволяет регулировать ток электродвигателя во время запуска и останова оборудования. УПП плавно подает напряжение и разгоняет двигатель до номинальных оборотов, предотвращая «механические удары» и скачки напряжения.

Все электродвигатели имеют одну особенность: во время запуска двигателя в обмотках возникает ток, который может в несколько раз превышать значение допустимого тока. Это негативно влияет на двигатель: он быстро изнашивается и требует бо́льших затрат на обслуживание и ремонт.

Именно для того, чтобы предотвратить такое влияние пусковых токов на двигатель, на него устанавливается устройство плавного пуска.

У УПП можно выделить такие преимущества, как:

– снижение электроэнергии, требующейся для запуска двигателя;
– отсутствие рывков при старте и останове;
– повышение надежности двигателя;
– защита двигателя от обрыва фаз, перегрузок и скачков напряжения.

Этапы подбора устройства

Когда предприятие понимает необходимость в приобретении УПП, возникает первый вопрос: «Как же грамотно подобрать устройство плавного пуска?»

Сделать подбор УПП можно несколькими (двумя) способами:

  1. По основным параметрам:
    1. а. мощность
      у УПП значение мощности должно быть больше, либо равно, чем номинальное значение указанное на табличке электродвигателя;
    2. b. ток
      значение тока электродвигателя должно быть меньше номинального тока УПП;
    3. максимальное количество пусков в час
      в момент разгона электродвигатель потребляет большой ток, с помощью тиристоров УПП ограничивает ток и напряжение подаваемое на электродвигатель, часть электроэнергии проходящей через тиристоры переходит в тепловую энергию, для достаточного охлаждения тиристоров требуется определенный интервал времени между пусками и он составляет не более 20 пусков в час;
    4. длительность пуска и останова
      важно учитывать этот параметр для каждого двигателя, т.к. у различных устройств отличается не только время пуска и останова, но и их способы;
    5. возможность шунтирования
      шунтирование – переключение нагрузки (нагрузка = электродвигатель) с тиристоров УПП напрямую к сети питания с помощью контактора; этот параметр особенно важно учитывать, если планируется разместить УПП в шкаф с высоким IP. При шунтировании нагрузки тепловыделение от УПП прекращается и в шкафу не потребуется предусматривать дополнительное охлаждение.

Следует отметить, что подбирать устройство плавного пуска только по одному параметру (например, по мощности) не рекомендуется. Для более удачных результатов подбора лучше учесть каждый параметр из списка, приведенного выше.

Для наглядности процесса подбора УПП для электродвигателя приведем пример на одном из устройств INSTART. Для подбора плавного пуска будем ориентироваться на шильду:

  1. узнаём по шильде ток электродвигателя и мощность;
  2. определяем коэффициент нагрузки на электродвигатель (КН):
    если УПП подбирается для насосов, вентиляторов, станков, дробилок (без нагрузки), мешалок, экструдеров и компрессоров с нормальным режимом работы, то коэффициент – 1.0;
    если УПП нужен для шаровых мельниц, конвейеров, дробилок (под нагрузкой) и других устройств, работающих в тяжелом режиме, то коэффициент – 1.2;

вычисляем частоту пусков (fп) электродвигателя в час
– если она достигает 1-20 пусков в час при нормальном режиме, fп=1
формула подбора: УППномин.ток двигатель номин.ток Х КН
пример:
КН = 1.0 SSI-11/23-04/SBI-11/23-04
КН = 1.2 SSI-15/30-04/SBI-15/30-04

– если она достигает 20-30 пусков в час при тяжелом режиме, fп=1.2 (в данном случае модель УПП должна быть на 20% выше мощности двигателя)
формула подбора: УППномин.ток двигатель номин.ток Х fп х КН
пример:
КН = 1.0 SSI-15/30-04/SBI-15/30-04
КН = 1.2 SSI-18,5/37-04/SBI-18,5/37-04

  • Учитывать напряжение и возможности сети.
  • Выбрать модели с номинальным током на одну позицию выше, чем необходимо, если планируется использовать устройства плавного пуска при тяжелых нагрузках. Таким образом можно гарантировать исправную работу оборудования.
  • Помнить, что УПП не осуществляют реверс двигателя, а помогают плавно запускать и останавливать его.

Профессиональный подбор оборудования

Конечно, возникают ситуации, когда случается сомневаться, все ли учтено. Ведь от исправной работы оборудования зависит работа всего предприятия, и процесс подбора устройств имеет здесь важное значение.

Но даже если Вы разобрались во всем самостоятельно, всегда есть возможность получить консультацию квалифицированных специалистов и убедиться в правильности своего выбора.

Читать еще:  Высокие обороты двигателя на холостом ходу рено сценик

Так, специалисты компании «Инстарт» всегда готовы оказать помощь в подборе оборудования. На сайте компании instart-info.ru Вы можете заполнить опросный лист, с помощью которого технические специалисты компании помогут подобрать качественный, долговечный и экономичный вариант преобразователя частоты.

Если же у Вас возникнут какие-либо вопросы, профессионалы «Инстарта» готовы оперативно ответить на них не только по телефону, на и через Whatts Ap и Viber.

Всего за несколько лет работы на рынке электротехнического оборудования компания «Инстарт» не только заслужила репутацию надежного и качественного производителя, но и обеспечила оборудованием собственного бренда INSTART предприятия различной направленности.

Компания находится в Санкт-Петербурге, однако это не является препятствием для поставок устройств плавного пуска по всей стране.

Подберите качественное оборудование по доступной цене, доверившись профессионалам «Инстарт»!

Как сделать подбор устройства плавного пуска INSTART?
Самостоятельный подбор

I. сделать подбор самостоятельно на сайте с помощью фильтра – Подбор оборудования

Подбор от профессионалов

II. Для подбора оборудования Вы можете заполнить опросный лист, на основании которого наши технические специалисты сформируют под вас коммерческое предложение с описанием, техническими характеристиками, сроками поставки и стоимостью оборудования.

Опросный лист для подбора устройства плавного пуска INSTART

Как сделать заказ?

193315, г. Санкт-Петербург
пр. Большевиков д.52 корпус 9

109029, г. Москва,
ул. Нижегородская, д.32, стр.3

630015, г. Новосибирск
ул. Королева, д.40

620137, г. Екатеринбург
ул. Блюхера, д.88

8 800 222 00 21 Звонок бесплатный по России

Выбрать УПП наугад или не переплачивать?

Для эффективного применения устройства плавного пуска важно осуществить правильный выбор устройства по номиналу мощности, не забыв про характеристику нагрузки , различные задачи требуют различных пусковых характеристик и в общих чертах могут быть разделены на три категории:

  1. Нормальный режим работы требует значения пускового тока не более 3,5хIн, при этом время пуска может быть в диапазоне 10…20 с;
  2. Тяжелый режим работы характеризуется наличием момента сопротивления на валу двигателя и требует значения пускового тока до 4,5хIн и время разгона до 30 с;
  3. Очень тяжелый режим работы характеризуется пусковым током до 5,5хIн и длительным временем разгона.

Из вышесказанного вытекают рекомендации по отраслевому применению некоторых моделей УПП:

Устройства плавного пуска серии SSI INSTART – по настоящему универсальная рабочая лошадка, имеет 6 режимов пуска двигателя, позволяет ограничить пусковой ток до 500% от номинального и временем плавного пуска до 60 секунд. INSTART SSI отлично подойдет для категории механизмов с тяжелым пуском дробилки (компрессоры, нагруженные конвейеры).

Кроме того, полноценная трехфазная схема регулирования, встроенные функции защиты нагрузки и коммуникационный интерфейс MODBUS RTU.

Устройства плавного пуска CSX, CSX-i предназначены для регулирования процессов пуска, разгона, торможения трехфазных асинхронных двигателей мощностью до 110 кВт. Модели отличаются функционалом. Первая оснащена функциями контроля напряжения по заданному времени (рампа напряжения), вторая дополнительно имеет встроенные функции защиты нагрузки и контролирует токовые нагрузки (рампа тока, ограничение тока). Коммуникационные интерфейсы доступны опционально.

CSX, CSX-i подходят для категорий механизмов с легким и нормальным режимом пуска (ненагруженный ленточный конвейер, центробежные насосы и вентиляторы).

Из плюсов, серии УПП CSX, CSX-i не требуют применения внешнего контактора, обе модели имеют встроенный шунтирующий контактор.

Устройства плавного пуска EMX3, EMX4 как два брата близнеца мало чем отличаются друг от друга, можно лишь сказать, что EMX4 новая модель, разработанная на основе EMX3, имеет еще более компактный корпус, обладает новыми функциями управления и защиты, а также дополнена новой конструктивной особенностью – использованием встраиваемых плат расширения.

Оба устройства имеют фантастические показатели ограничения пускового тока до 600% от номинального и время разгона до 180 секунд. Устройства с такими характеристиками целесообразно применять для категорий механизмов с очень тяжелым режимом пуска, таким как молотковая или шаровая мельница.

ONI SFA компактное и лаконичное УПП включает модельный ряд до 45кВт. Панель управления поражает своей простотой, всего 3 регулятора не заставят вас долго разбираться в настройках. ONI SFA идеально подойдет для легких нагрузок, таких как центробежные насосы, различные миксеры, сверлильные и токарные станки. Имеет встроенный шунтирующий контактор.

Применение устройства плавного пуска позволяет устранить проблему “проседания” в питающей электрической сети, уменьшить механические ударные воздействия на двигатель и приводной механизм, исключить гидравлические удары, повысив надежность производственных циклов и продлив срок службы основного производственного фонда предприятия.

Данная статья носит исключительно ознакомительный характер. Обратитесь к специалистам компании ООО «РусАвтоматизация» для подбора устройства плавного пуска применительно к вашей категории производственного оборудования.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector