Как выбрать устройство плавного пуска для электродвигателя

Как правильно выбирать УПП

Для эффективного применения устройств плавного пуска очень важно осуществить правильный выбор типономинала устройства.

Основными критериями для выбора являются паспортные данные, используемого электродвигателя, тип его нагрузки и частота пусков.

Различные задачи применения требуют различных пусковых характеристик, поэтому подбор устройства плавного пуска должен осуществляться с учетом указанных критериев для каждой задачи применения.

Характеристики пуска в зависимости от используемого оборудования или решаемой задачи могут быть разделены на несколько категорий.

Нормальный режим работы требует значения пускового тока не более 3,5 х I ном, при этом время пуска может быть в пределах 10 – 20 секунд.

Тяжелый режим работы характеризуется наличием нагрузки, имеющей большее значение момента инерции и требующее значение пускового тока до 4,5 х I ном с временем разгона приблизительно 30 секунд.

Очень тяжелый режим работы характеризуется большим значением момента инерции нагрузки, пусковым током до 5, 5 х I ном и длительным временем разгона.

Нагрузка, режим Нормальный Тяжелый Очень тяжелый
 Шнек
 Ворсяная машина
 Центрифуга
 Компрессор центробежный
 Компрессор поршневой
 Компрессор винтовой (ненагр.)
 Конвейер горизонтальный
 Конвейер вертикальный
 Конусная дробилка
 Мельничная дробилка
 Роторная дробилка (ненагр.)
 Станок обработки кромки
 Сверлильный станок
 Сушильный аппарат
 Пилорама
 Эскалатор
 Центробежный вентилятор
 Шлифовальный станок
 Шаровая мельница
 Ударная мельница
 Цилиндрическая мельница
 Миксер (высокоскоростной)
 Миксер низкоскоростной
 Брикетировщик
 Строгальная машина
 Пресс
 Центробежный насос
 Насос для цемента
 Погружной насос
 Вакуумный насос
 Распылитель
 Ленточно-шлифовальный станок
 Ленточная пила
 Циркулярная пила
 Винтовая подача
 Сепаратор (для жидкости)
 Сепаратор (для твердых тел)
 Бумагорезательная машина
 Червячная машина
 Ломтерезка
 Мешалка (для жидкостей)
 Лебедка

Мягкие пускатели по своим свойствам и возможностям делятся на четыре различных категории:

1. Регуляторы пускового момента

Регуляторы пускового момента контролируют только одну фазу трехфазного двигателя. Управление одной фазой может обеспечить контроль пускового момента двигателя, но пусковой ток снижается при этом незначительно.

Ток, текущий по обмоткам двигателя, почти равен току при прямом пуске и не контролируется пускателем.

Такой ток протекает по обмоткам двигателя в течение более длительного времени, чем при прямом пуске, поэтому может вызвать перегрев двигателя.

Регуляторы пускового момента не могут использоваться там, где необходимо снижение пусковых токов, обеспечение частых пусков, а также для пуска высокоинерционных нагрузок.

2. Регуляторы напряжения без обратной связи.

Регуляторы напряжения без обратной связи изменяют выходное напряжение в соответствии с заданным пользователем темпом и не имеют сигнала обратной связи от двигателя. Они отвечают стандартным требованиям по электрическим и механическим характеристикам, предъявляемым к мягким пускателям, и могут управлять напряжением как в двух, так и во всех трех фазах двигателя.

Процесс пуска определяется пользователем путем задания начального напряжения и времени нарастания напряжения до номинального значения.

Многие из таких приборов обеспечивают также ограничение пускового тока, но обычно такое ограничение основано на снижении напряжения в процессе пуска.

Обычно такие регуляторы обеспечивают и управление замедлением, плавно снижая напряжение при останове и увеличивая таким образом его продолжительность.

Двухфазные регуляторы напряжения без обратной связи снижают пусковой ток во всех трех фазах, но ток при этом оказывается несбалансированным. Регуляторы, изменяющие напряжение в одной фазе, также имеют ограниченные возможности регулирования времени пуска, однако из-за перегрева двигателя могут использоваться только при легких нагрузках.

3. Регуляторы напряжения с обратной связью

Регуляторы напряжения с обратной связью являются развитием устройств, описанных выше.

Они получают информацию о токе двигателя и используют ее для приостановки увеличения напряжения в процессе пуска при достижении током предельного значения, заданного пользователем.

Информация о токе используется также для организации различных защит, например, от перегрузки, дисбаланса фаз, электронной шпонки и т.п.

Регуляторы напряжения с обратной связью могут использоваться как комплексные системы пуска двигателя.

4. Регуляторы тока с обратной связью.

Регуляторы тока с обратной связью являются наиболее прогрессивными устройствами плавного пуска. Эти приборы в первую очередь регулируют ток, а не напряжение.

Прямое управление током обеспечивает более точное управление пуском, а также более простую настройку и программирование мягкого пускателя.

Большинство параметров, требующих установки при программировании регуляторов напряжения, в регуляторах тока устанавливаются автоматически.

При пуске на полное напряжение через асинхронный двигатель в первый момент протекает ток, равный току при заклиненном роторе, при этом двигатель развивает пусковой момент. По мере разгона ток падает, а момент сначала увеличивается до критического, а затем падает до значения, характерного для номинальной скорости. Реальная форма кривых тока и момента зависит от конструкции двигателя.

Процесс пуска различных двигателей с одинаковыми характеристиками на номинальной скорости может сильно различаться. Начальный пусковой ток может меняться от 500 до 900 % от номинального тока. Аналогично пусковой момент может изменяться от 70 до 230 % от номинального. Эти характеристики зависят от конструкции двигателя и являются ограничениями при любых применениях мягких пускателей.

Для применений, где необходимо получить максимальный пусковой момент при минимальном пусковом токе, необходимо использовать соответствующие двигатели.

При снижении напряжения пусковой момент, развиваемый двигателем, снижается в квадрате по отношению к снижению тока, как показывает формула ниже:

Mст = Mпуск х (Iст/Iпуск)2,

где:

  • Mст = Пусковой момент
  • Iст = Пусковой ток
  • I пуск = Номинальный пусковой ток
  • М пуск = Номинальный пусковой момент

При использовании мягких пускателей со снижением напряжения начальный пусковой ток может быть снижен только до такого уровня, при котором пусковой момент еще превышает момент нагрузки. Если момент двигателя окажется меньше момента нагрузки в любой точке графика пуска, разгон двигателя прекратится, и механизм не наберет номинальной скорости.

Хотя пускатели звезда / треугольник являются наиболее часто используемым видом пусковых устройств, их применение возможно только при очень небольших нагрузках.

При пуске двигатель сначала подключается в звезду, при этом ток и момент снижаются до 1/3 от номинальных значений при включении в треугольник. После заданного пользователем интервала времени двигатель отключается от сети и вновь подключается к ней по схеме «треугольник».

Чтобы такой пуск был эффективным, двигатель должен быть способен развить момент, необходимый для набора полной скорости при включении в звезду. Переключение со звезды на треугольник при скоростях, существенно меньших номинальной, приводит к значениям тока и момента, сравнимым с процессом прямого пуска.

В дополнение к броскам тока и момента, при переходе со звезды на треугольник происходят и другие тяжелые переходные процессы.

Амплитуда переходных процессов зависит от фазы и амплитуды напряжения, генерируемого двигателем в момент переключения. В худшем случае генерируемое напряжение равно напряжению сети и находится в противофазе к нему.

В этом случае ток может превосходить номинальное пусковое значение в два раза, а момент – в четыре.

Пускатели этого типа используют автотрансформатор для снижения напряжения, подводимого к двигателю во время пуска. В них используется определенное количество отводов, позволяющих путем изменения напряжения скачками менять пусковой ток и момент.

Такой процесс увеличения напряжения обеспечивает возможность достижения полной скорости до перехода на номинальное напряжение, минимизируя скачки тока и момента в переходном процессе.

Однако поскольку количество отводов ограничено, достигнуть высокой точности управления невозможно.

В отличие от пускателя звезда-треугольник, пускатель с автотрансформатором является прибором с замкнутыми переходными процессами. Поэтому жесткие переходные процессы в кривой тока и момента на протяжении пуска от пониженного до номинального напряжения отсутствуют.

Поскольку имеется падение напряжения на автотрансформаторе, это приводит к снижению момента на всех скоростях двигателя. При работе на высокоинерционную нагрузку время пуска может выйти за безопасный или приемлемый предел, а при работе с переменной нагрузкой оптимальное поведение системы получить не удается.

Обычно автотрансформаторные пускатели используются при нечастых пусках, до 3 пусков в час. Пускатели, рассчитанные на более частые или жесткие условия пуска, оказываются слишком большими и дорогими.

Пускатели с резисторами в цепи статора используют металлические или жидкостные резисторы для снижения напряжения, подводимого к статору. Такие пускатели обеспечивают эффективное снижение пускового тока и момента двигателя и работают очень хорошо при правильном выборе резисторов.

Для точного выбора резисторов на этапе проектирования должны быть известны параметры двигателя, нагрузки и режимов работы. Такая информация обычно труднодоступна, поэтому резисторы выбираются приближенно, что приводит к ухудшению процесса пуска и снижению надежности.

Сопротивление резисторов меняется по мере их нагрева в процессе пуска. Чтобы сохранить параметры пуска и повысить надежность системы, обычно устанавливаются реле задержки повторного пуска.

Из-за большого выделения тепла на резисторах пускатели с резисторами в цепи статора не применяются для пуска высокоинерционных нагрузок.

Электронные устройства плавного пуска представляют собой наиболее совершенные приборы для организации пуска путем снижения напряжения. Современная технология обеспечивает управление пусковым током и моментом. Наиболее совершенные системы обеспечивают также комплексную защиту двигателя и интерфейсные функции.

Плавный пуск обеспечивает следующие основные функции пуска и останова:

  •  Плавное изменение напряжения и тока без скачков и переходных процессов.
  •  Возможность полного управления пусковым током и моментом путем несложного программирования.
  •  Возможность частых пусков без изменения поведения системы.
  •  Оптимальный процесс пуска даже в тех применениях, где нагрузка меняется от пуска к пуску.
  •  Плавный останов в системах, подобных насосам и конвейерам.
  •  Торможение для снижения времени останова.

Приведенная таблица предназначена только для предварительного выбора. Реальные требования к пусковым токам зависят от характеристик механизма и двигателя. Подробнее см. Пуск на пониженное напряжение.

Скачать рекомендации (инструкция по выбору) PDF =>

Источник: http://www.privod.su/viborYPP

Как выбрать устройство плавного пуска — общие сведения, производители

Для двигателей с короткозамкнутым асинхронным ротором просто незаменимым устройством является пусковое устройство или частотный преобразователь. Предлагаем рассмотреть, как выбрать устройство плавного пуска для однофазного электродвигателя, асинхронных двигателей и для турбокомпрессора, а также сделаем небольшой обзор производителей данных электрических приборов.

Общие сведения про устройство плавного пуска

Устройство плавного пуска (УПП) используется в основном в электродвигателях переменного тока, чтобы временно снизить нагрузку и крутящий момент в трансмиссии и скачки электрического тока при работе.

Это уменьшает механическое напряжение на двигатель и коленный вал, а также электродинамические нагрузки на прилагаемые силовые кабели и электрические распределительные сети, увеличивая срок службы системы.

Читайте также:  Солнечные концентраторы

Схема устройства плавного пуска

Пусковые устройства могут состоять из механических или электрических механизмов, или их сочетаний.  УПП может быть любая система управления, которая снижает крутящий момент, временно понижая напряжение или входящий ток, после включения двигателя в электрическую цепь.

Производители

Перед тем, как выбрать устройство плавного пуска двигателя, необходимо изучить производителей и их предложения, мы рассмотрим самых популярных: Siemens Sirius, Schneider Altistart, danfoss MCD или ДМС, Prostar, Solcon, Веспер, Abb Psr (Авв), Rvs Dn, Csx и прочие.

Производитель Характеристика
Danfoss Надежная полупроводниковая конструкция, небольшие габариты и высокая производительность и мощность. Может быть использован для практически неограниченного количества пусков в час без ухудшения характеристик.Большинство приборов универсальные управляющие любым напряжением(24-480 В AC / В DC). Компания их реализует под девизом:  «Установил и забыл». Также устройства оснащены цифровым управлением и поворотными переключателями. Просто монтируется и настраивается. Способны работать в экстремальных условиях.
Siemens Сименс  3RW – это прибор плавного пуска, который является экономически эффективной альтернативой использования прямых соединений или сложных схем звезда-треугольник для стартера запуска трехфазного двигателя. Их необходимо беречь от ударов и сотрясений, так как схема, которую имеет это устройство, достаточно нежная и хрупкая. Также необходимо полностью контролировать процесс настройки диапазонов, в связи с тем, что он часто сбивается сам по себе. Рисунок Siemens-3RW30
Schneider Однофазное устройства пуска – 110 – 230 В3 фазное –  200 … 480 В, 50/60 Гц – от 0,37 до 15 кВт *Регулируемые стартовые и замедления: от 5 или 10 секундВстроенные шунтирующие контакторыРабочее состояние определяется двумя диодамиПреимущества продукции ШнайдерЧрезвычайно компактные пусковые приборы , Altistart 01 (ats), rw, smc, atscq сочетают в себе простоту и эффективность, снижают износ машины, минимизируют время на обслуживание и т.д.
Rvs dn Данные приборы плавного пуска отлично работают в сочетании с трансформаторами тока, при необходимости пропускать и контролировать ток высокой частоты. Это устройство высоковольтное плавного пуска, его используют в условиях крупных предприятий и заводов.
Csx Приборы плавного пуска и контроллеры напряжения производства компании CSX являются надежными и простыми в использовании, это оптимальное  решение для плавного пуска как асинхронных двигателей, так и для двух двигателей включенных параллельно. Предназначен для максимальной простоты и использования в бытовых условиях.
Abb Предназначен для электрических двигателей от 3 до 105 А, PSR устройства плавного пуска компактно и легко монтируются в те места, где пространство для установки ограничено. У них достаточно маленькие размеры, но при этом высокая мощность и продуктивность работы.
РВС-AX РВС-AX обеспечивает оптимальное решение для двигателей малых и средних размеров, с простой системой управления и настройки. Легкий в установке и эксплуатации, но со встроенным Current Limit и защитой Motor,RVS-AX является идеальной экономически эффективной заменой соединения звезда-треугольник и стартеров типа автотрансформатора.

А вот так выглядит УПП Schneider:

Источник: https://www.asutpp.ru/kak-vybrat-ustrojstvo-plavnogo-puska.html

Устройство плавного пуска электродвигателя :

Характерным для любого электродвигателя в процессе запуска является многократное превышение тока и механической нагрузки на приводимое в действие оборудование. При этом также возникают перегрузки питающей сети, создающие просадку напряжения и ухудшающие качество электроэнергии. Во многих случаях требуется устройство плавного пуска (УПП).

Необходимость плавного пуска электродвигателей

Статорная обмотка является катушкой индуктивности, состоящей из активного сопротивления и реактивного. Значение последнего зависит от частоты подаваемого напряжения. При запуске двигателя реактивное сопротивление изменяется от нуля, а пусковой ток имеет большую величину, многократно превышающую номинальный.

Момент вращения также велик и может разрушить приводимое в движение оборудование. В режиме торможения также появляются броски тока, приводящие к повышению температуры статорных обмоток. При аварийной ситуации, связанной с перегревом двигателя, возможен ремонт, но параметры трансформаторной стали изменяются и номинальная мощность снижается на 30 %.

Поэтому необходим плавный пуск.

Запуск электродвигателя переключением обмоток

Обмотки статора могут соединяться «звездой» и «треугольником». Когда у двигателя выведены все концы обмоток, можно снаружи коммутировать схемы «звезда» и «треугольник».

Устройство плавного пуска электродвигателя собирается из 3 контакторов, реле нагрузки и времени.

Электродвигатель запускается по схеме «звезда», когда контакты К1 и К3 замкнуты. Через интервал, заданный реле времени, К3 отключается и производится подключение схемы «треугольник» контактором К2. При этом двигатель выходит на полные обороты. Когда он разгоняется до номинальных оборотов, пусковые токи не такие большие.

Недостатком схемы является возникновение короткого замыкания при одновременном включении двух автоматов. Этого можно избежать, применив вместо них рубильник. Для организации реверса нужен еще один блок управления. Кроме того, по схеме «треугольник» электродвигатель больше нагревается и жестко работает.

Частотное регулирование скорости вращения

Вал электродвигателя вращается магнитным полем статора. Скорость зависит от частоты питающего напряжения. Электропривод будет работать эффективней, если дополнительно менять напряжение.

В состав устройства плавного пуска асинхронных двигателей может входить частотный преобразователь.

Первой ступенью устройства является выпрямитель, на который подается напряжение трехфазной или однофазной сети. Он собирается на диодах или тиристорах и предназначен для формирования пульсирующего напряжения постоянного тока.

В промежуточной цепи пульсации сглаживаются.

В инверторе выходной сигнал преобразуется в переменный заданной частоты и амплитуды. Он работает по принципу изменения амплитуды или ширины импульсов.

Все три элемента получают сигналы от электронной схемы управления.

Принцип действия УПП

Увеличение пускового тока в 6-8 раз и вращающего момента требуют применения УПП для выполнения следующих действий при запуске или торможении двигателя:

  • постепенное увеличение нагрузки;
  • снижение просадки напряжения;
  • управление запуском и торможением в определенные моменты времени;
  • снижение помех;
  • защита от скачков напряжения, при пропадании фазы и др.;
  • повышение надежности электропривода.

Устройство плавного пуска двигателя ограничивает величину напряжения, подаваемого в момент пуска. Оно регулируется путем изменения угла открытия симисторов, подключенных к обмоткам.

Пусковые токи необходимо снижать до величины, не более чем в 2-4 раза превышающей номинал.

Наличие байпасного контактора предотвращает перегрев симисторов после его подключения после того, как двигатель раскрутится. Варианты включения бывают одно-, двух- и трехфазные.

Каждая схема функционально отличается и имеет разную стоимость. Наиболее совершенным является трехфазное регулирование. Оно наиболее функционально.

Недостатки УПП на симисторах:

  • простые схемы применяются только с небольшими нагрузками или при холостом запуске;
  • продолжительный запуск приводит к перегреву обмоток и полупроводниковых элементов;
  • момент вращения вала снижается и двигатель может не запуститься.

Виды УПП

Наиболее распространены регуляторы без обратной связи по двум или трем фазам. Для этого предварительно устанавливается напряжение и время пуска.

Недостатком является отсутствие регулирования момента по нагрузке на двигатель.

Эту проблему решает устройство с обратной связью наряду с выполнением дополнительных функций снижения пускового тока, создания защиты от перекоса фаз, перегрузки и пр.

Наиболее современные УПП имеют цепи непрерывного слежения за нагрузкой. Они подходят для тяжело нагруженных приводов.

Выбор УПП

Большинство УПП — это регуляторы напряжения на симисторах, различающиеся функциями, схемами регулирования и алгоритмами изменения напряжения. В современных моделях софтстартеров применяются фазовые методы регулирования электроприводов с любыми режимами пуска. Электрические схемы могут быть с тиристорными модулями на разное количество фаз.

Одно из самых простых — это устройство плавного пуска с однофазным регулированием через один симистор, позволяющее только смягчать механические ударные нагрузки двигателей мощностью до 11 кВт.

Двухфазное регулирование также смягчает механические удары, но не ограничивает токовые нагрузки. Допустимая мощность двигателя составляет 250 кВт. Оба способа применяются из расчета приемлемых цен и особенностей конкретных механизмов.

Многофункциональное устройство плавного пуска с трехфазным регулированием имеет самые лучшие технические характеристики. Здесь обеспечивается возможность динамического торможения и оптимизации его работы. В качестве недостатков можно отметить только большие цены и габариты.

В качестве примера можно взять устройство плавного пуска Altistart. Можно подобрать модели для запуска асинхронных двигателей, мощность которых достигает 400 кВт.

Устройство выбирается по номинальной мощности и режиму работы (нормальный или тяжелый).

Выбор УПП

Основными параметрами, по которым выбираются устройства плавного пуска, являются:

  • предельная сила тока УПП и двигателя должны быть правильно подобраны и соответствовать друг другу;
  • параметр количества запусков в час задается как характеристика софтстартера и не должен превышаться при эксплуатации двигателя;
  • заданное напряжение устройства не должно быть меньше сетевого.

Упп для насосов

Устройство плавного пуска для насоса предназначено преимущественно для снижения гидравлических ударов в трубопроводах. Для работы с приводами насосов подходят УПП Advanced Control. Устройства практически полностью устраняют гидроудары при заполненных трубопроводах, позволяя увеличить ресурс оборудования.

Плавный запуск электроинструментов

Для электроинструмента характерны высокие динамические нагрузки и большие обороты. Его наглядным представителем является угловая шлифовальная машинка (УШМ). На рабочий диск действуют значительные силы инерции в начале вращения редуктора. Большие перегрузки по току возникают не только при запуске, но и при каждой подаче инструмента.

Устройство плавного пуска электроинструмента применяется только для дорогих моделей. Экономичным решением является его установка своими руками. Это может быть готовый блок, который помещается внутри корпуса инструмента. Но многие пользователи собирают простую схему самостоятельно и подключают ее в разрыв питающего кабеля.

При замыкании цепи двигателя, на регулятор фазы КР1182ПМ1 подается напряжение и начинает заряжаться конденсатор С2. За счет этого симистор VS1 включается с задержкой, которая постепенно уменьшается. Ток двигателя плавно нарастает и обороты набираются постепенно. Двигатель разгоняется примерно за 2 сек. Мощность, отдаваемая в нагрузку, достигает 2,2 кВт.

Устройство можно применять для любого электроинструмента.

Заключение

Выбирая устройство плавного пуска, необходимо анализировать требования к механизму и характеристикам электродвигателя. Характеристики производителя находятся в прилагаемой к оборудованию документации. Ошибки при выборе быть не должно, поскольку нарушится функционирование устройства. Важен учет диапазона скоростей, чтобы выбрать лучшее сочетание преобразователя и двигателя.

Источник: https://www.syl.ru/article/287360/new_ustroystvo-plavnogo-puska-elektrodvigatelya

Плавный пуск электродвигателя

То, что в асинхронных электродвигателях с короткозамкнутым ротором при пуске появляются высокие токи, известно. Теоретически эта проблема решена довольно-таки давно (плавные способы пуска известны), но вот на практике эти технологии использовались редко.

В настоящее время многое изменилось. Научно-технический прогресс принес в последнее время много разработок в электронной технике, благодаря чему стали производиться компактные устройства, очень эффективные и удобные, которые обеспечивали плавный пуск асинхронного электродвигателя.

Читайте также:  Электрические тэны, виды тэнов в зависимости от их назначения

Их еще называют софтстартеры.

Эти устройства помогает запускать асинхронный электродвигатель без рывков и нагрузки, что обеспечивает долгосрочную эксплуатацию и самого двигателя, и исполнительных механизмов, которые напрямую соединены с валом мотора. Обычно в качестве таких устройств выступают редукторы разных модификаций.

И еще есть один момент, который иногда не учитывается.

Если при пусковом моменте асинхронный электродвигатель перегрелся или вообще сгорел, то используемая в его конструкции трансформаторная сталь теряет свои технические характеристики, слишком высока температура перегрева.

Если такой двигатель отремонтировать, то гарантированно, что его мощность будет ниже номинальной приблизительно на треть. Поэтому такие моторы устанавливать на старое место не рекомендуется. Он просто не потянет нагрузки, для которых агрегат предназначен.

Вот такие негативные моменты есть у асинхронного двигателя, который работает без устройства плавного пуска.

Начнем с того, что это устройство объединяет в себе две функции: плавного пуска и торможения. Производители комплектуют их еще дополнительными опциями: связь с автоматикой и защитными функциями.

Теперь схема пуска асинхронного двигателя. В основе этого процесса лежит постепенный подъем напряжения, что обеспечивает медленный разгон вращения вала мотора (ротора). Это и приводит к снижению пусковых токов. Есть в этом деле три параметра, которые определяют плавный пуск. Это:

Применяя эту технологию пуска с установкой и подключением софтстартеров, можно отказаться от системы реле, включателей, магнитных пускателей и контакторов, и при этом создается надежная защита от перегрузок и перегревов, от пробивки изоляции и возникновения электромагнитных помех. Но самое главное, что конструкция устройства плавного пуска асинхронных двигателей очень проста. Их легко подсоединить к двигателю, главное точно подобрать прибор по параметрам. Вот схема такого подключения:

В принципе, это все, что можно было бы сказать о таком эффекте, как плавный пуск асинхронного двигателя.

Как сделать плавный пуск электродвигателя своими руками – вариант с микросхемой

  • Схема подключения трехфазного электродвигателя к трехфазной сети

  • Какие конденсаторы нужны для запуска электродвигателя?

    Устройства плавного пуска двигателей — залог качественной работы электродвигателя

    УПП — преобразователь частоты

    В различных механических, электромеханических, а также электротехнических, электронных оборудованиях, в котором используют плавный пуск или же остановку электродвигателя, присутствует небольшой момент страгивание ротора, который влияет на рабочие характеристики электродвигателя. Для более щадящего режима пуска используют специальные технические устройства плавного пуска двигателей. Пусковые устройства позволяют сделать ряд функций при работе электродвигателя:

    пуск и остановка электродвигателя

    -универсальный плавный разгон электрического двигателя; -оптимальный режим остановки электрического двигателя; -уменьшение нагрузки тока пуска;

    -согласованный режим работы крутящегося момента с разрешимым моментом нагрузки электродвигателя.

    В момент пуска электродвигателя, крутящий момент за считанные доли секунды, может достигать значения до 150-200%, который отличный от номинального показания. Данный фактор влияет на рабочие характеристики электродвигателя, и в некоторых случаях это приводит к выходу из строя электрической машины.

    При этом пусковое значение тока в 6-8 раз превышает номинальное значение, которое значительно влияет на нагрузку во всей системе электросети.

    Перепады напряжения могут создавать на всех участках сети явные проблемы, а если падение достаточно большое, то это чревато проблемой полного запуска электродвигателя (то есть электродвигатель может вовсе не запуститься).

    Технические параметры устройства плавного пуска

    Устройства плавного пуска двигателей ограничивают отрицательные моменты плавного пуска двигателей. Технические параметры устройства плавного пуска электродвигателей позволяют выдерживать строгие рамки запуска, которые предписаны для каждого электродвигателя.

    При этом параметры пуска будут соответствовать приближенным в техусловиях электродвигателя, то есть от нуля до номинального значения.

    Выдержка параметров запуска будет влиять на заданные значения в строго определенный временной промежуток, то есть, до полного запуска электродвигателя в нормальный режим работы.

    устройства плавного пуска электродвигателя

    минимизируются гидравлические удары в системах трубопровода, задвижек

    В электронном оборудовании добиться плавного хода можно за счет нарастания допустимого значения напряжения на обмотках электродвигателя.

    Данные свойства помогают удерживать в нормальном рабочем состоянии напряжение, ток и прочие параметры электрического двигателя.

    Таким образом, снижается риск перегрева электродвигателя, а также устраняются или минимизируются гидравлические удары в системах трубопровода, задвижек во время пуска, а также в момент остановки системы.

    устройства плавного пуска электродвигателей

    прямой пуск насоса

    На сегодняшний день разработаны практически все типы устройства плавного пуска электродвигателей, ко всем типам, маркам, моделям электродвигателя. Подобрать необходимое устройство достаточно просто, необходимо знать основные рабочие параметры электродвигателя, а также конечное предназначение и роль электротехнического приспособления.

    Правильно подобранное устройство обеспечит долговечность службы электродвигателя, а также минимизирует отрицательные влияния электрики на всю систему обслуживания.

    Устройства плавного пуска для электродвигателя имеет большой диапазон функций, на сегодняшний день наиболее популярные устройства это — УПП, устройство, рассчитанное на мягкий пуск, система плавного пускателя, система мягкого пускателя, софтстартер.

    Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

    Устройство плавного пуска электродвигателя

    Поскольку в последнее время очень широко распространилось применение асинхронного двигателя. в связи с его простотой, надежностью и небольшой ценой.

    Это стало причиной его широкого применения в промышленности.

    С целью улучшения его характеристик и продления срока работы, имеется большое число различных приспособлений, способных к регулировке, старту, либо защите движка. Вот об одном из них я и расскажу в этой статье.

    Этим устройством является устройство плавного пуска (сокращенно УПП), иначе называемое софт-стартером, несмотря на то, что это название можно использовать к любым приспособлениям, способным выполнить плавный старт движка.

    УПП асинхронных двигателей современного типа сменяет собой все прежние методы, вроде старта способом «переключение звезда-треугольник», либо пуска при помощи реостата.

    Необходимо иметь ввиду тот факт, что способ этот не дешев, следовательно, использование его должно быть оправдано.

    Само собой разумеется, что стоимость устройства сильно зависит от требуемой мощности, стартового функционала и защитных свойств и колеблется от 2 до 10 тысяч рублей, а иногда и более.

    Принцип действия

    Во время старта мотора, появляется немалый пусковой момент (вследствие необходимости преодоления нагрузочного момента на валу).

    Для создания этого момента, двигатели забирают из сети большое количество энергии, что является одной из пусковых проблем – просадкой напряжения.

    Этот фактор может плохо повлиять на других потребителей энергии, находящихся в этой сети. Еще одним неприятным фактором является возможность повреждение механических частей привода вследствие резкого пускового рывка.

    Другую проблему при запуске создают немалые стартовые токи. Такие токи, при протекании по обмоткам мотора, выделяют очень много тепла, создавая опасность повреждения изоляции обмоток и выхода из строя двигателя в результате виткового замыкания.

    Вот для избавления от всех подобных проявлений отрицательного характера во время старта двигателя и применяют УПП, позволяющее уменьшить токи старта, в результате чего значительно уменьшить просадки напряжения и, как следствие, нагрев обмоток.

    Снижая стартовые токи, мы снижаем пусковой момент, в результате чего происходит смягчение ударов во время пуска и, как следствие, сохранение механических деталей привода. Весьма немалым плюсом УПП следует считать то, что при запуске нет рывков, а ускорение плавное.

    По внешнему виду такое устройство представляет из себя прямоугольной формы модуль со средними размерами, имеющий контакты, к которым подключают мотор и цепи управления.

    Некоторые из таких устройств имеют ЖК-экран, индикаторы и кнопки, которые позволяют задавать разные пусковые режимы, выполнять съем показаний, ограничение тока и т.д.

    Кроме того, устройства оснащаются сетевым разъемом, при помощи которого выполняют его программирование и обмен данными.

    Хотя эти устройства и именуются устройствами плавного пуска, но позволяют они выполнять не только старт, но и остановку движка.

    Помимо этого, в них имеется всевозможный защитный функционал, такой как, например, защита от КЗ, тепловая защита, контроль пропадания фаз, превышения токов пуска и изменения питающего напряжения.

    Помимо этого, в устройствах имеется память, в которую записываются возникающие ошибки. Следовательно, при помощи сетевого разъема, можно произвести их считывание и расшифровку.

    Реализация плавного старта двигателей с использованием этих устройств происходит посредством медленного подъема напряжения (при этом мотор плавно разгоняется) и уменьшения токов запуска. Параметры, которые при этом подлежат регулировке, это, как правило, первичное напряжение, разгонное время и время остановки.

    Делать первичное напряжение слишком маленьким не выгодно, т.к. при этом значительно снижается момент пуска, по этой причине он устанавливается в пределах 0.3-0.6 от номинала.
    При старте напряжение быстро поднимается до выставленного заранее напряжения старта, после чего, в течение установленного разгонного времени, медленно увеличивается до номинала.

    Движок в это время плавно, но быстро разгоняется до необходимой скорости.

    Сейчас такие устройства изготавливают многие предприятия (в основном зарубежные). Функций у них много и их можно программировать. Однако, при всем этом, у них есть один большой минус – достаточно большая стоимость. Но есть возможность создания подобного устройства и своими руками, тогда оно будет стоить значительно дешевле.

    Устройство плавного пуска своими руками

    Приведу одну из возможных схем подобного устройства. Основой для построения такого устройства может стать регулятор мощности фазового типа, выполненный в виде микросхемы КР1182ПМ1. В этой схеме их установлено три (на каждую фазу свой). Схема представлена на рисунке ниже.

    Данная схема предназначена для работы с двигателем 380в*50гц. Обмотки мотора соединены в «звезду» и подключены на выходные цепи схемы (они имеют обозначения L11, L2, L3). Общая точка обмоток движка цепляется на вывод сетевой нейтрали (N). Цепи выхода выполнены на встречно-параллельных парах тиристоров импортного производства, имеющих при малой цене достаточно высокие показатели.

    Питание на схему приходит после того, как замкнется главный выключатель g1. Но, движок еще не запускается. Причина этому – обесточенные обмотки релюх к1-к3, вследствие чего, выводы 3 и 6 микросхем оказываются зашунтированными их нормально-закрытыми контактами (через сопротивления r1-r3). В результате этого, емкости с1-с3 не заряжаются, а микросхемы не вырабатывают импульсы управления.

    Запуск схемы выполняется путем замыкания тумблера sa1.

    Это приводит к подаче напряжения 12 вольт на обмотки реле, что, в свою очередь, дает возможность заряда конденсаторов и, как следствие, увеличения угла открывания тиристоров.

    С помощью этого достигается плавный подъем напряжения обмоток двигателя. При достижении полного заряда конденсаторов, тиристоры откроются на наибольший угол, чем будет достигнута номинальная частота вращения движка.

    Чтобы отключить двигатель, достаточно разомкнуть контакты sa1, что заставит отключиться релюхи и процесс пойдет в обратном направлении, обеспечив торможение двигателя.

    Читайте также:  Развитие солнечной энергетики в мире

    Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта. буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

    Источники: http://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/edvigateli/plavnyj-pusk-asinxronnogo-elektrodvigatelya-naznachenie.html, http://electric-tolk.ru/ustrojstva-plavnogo-puska-dvigatelej-zalog-kachestvennoj-raboty-elektrodvigatelya/, http://podvi.ru/elektrodvigatel/chto-takoe-plavnyj-pusk-elektrodvigatelya-ustrojstvo-plavnogo-puska.html

  • Источник: http://electricremont.ru/plavnyj-pusk-elektrodvigatelya.html

    Способы защиты устройства плавного пуска

    В применении устройств плавного пуска одним из важнейших вопросов является вопрос защиты. Поломки и сбои в работе случаются с любыми устройствами, поэтому необходимо максимально обеспечить сохранность оборудования при нештатных ситуациях.

    Вопрос защиты УПП можно рассматривать с двух точек зрения – со стороны двигателя и со стороны самого плавного пускателя.

    Защита электродвигателя

    Рассмотрим, как и от чего нужно защищать электродвигатель.

    Основные проблемы, которым подвержен асинхронный двигатель — механическая перегрузка на валу и пропадание (перекос) фазы. Эти проблемы приводят к перегрузке УПП по току по двум или трем фазам. В обоих случаях, если своевременно не выключить двигатель, через короткое время он перегреется и сгорит.

    Повышение нагрузки на валу может быть следствием нескольких причин:

    • Неисправность нагрузки – заклинивание редуктора, ременной передачи, попадание постороннего предмета в движимые механизмы и т.д.).
    • Неисправность двигателя – заклинивание или повышенное трение в подшипниках, перекос и трение ротора об статор.

    При перекосе и пропадании фазы происходят явления, приводящие к повышению тока по оставшимся фазам, падению мощности двигателя и его перегреву. На этот случай в устройствах плавного пуска предусмотрена функция отключения двигателя.

    Температурная защита электродвигателя

    Внутри корпуса двигателя должен быть установлен термоконтакт либо термодатчик, контролирующий нагрев привода.

    Термоконтакт имеет нормально замкнутые контакты, которые при повышении температуры размыкаются. Как правило, температура срабатывания составляет 90-150° и не регулируется. Схема управления УПП должна быть построена таким образом, чтобы при срабатывании термоконтакта отключалось питание.

    Термодатчик меняет свое сопротивление пропорционально температуре корпуса двигателя. В моделях УПП и преобразователей частоты с большим функционалом имеется аналоговый вход для подключения термодатчика, позволяющего непрерывно мониторить температурный режим. При установленном пороге сначала срабатывает предупреждение о перегреве, затем двигатель отключается.

    Необходимо помнить, что термозащита двигателя является вторичной (дублирующей), поскольку для разогрева корпуса двигателя требуется некоторое время. Первичной должна быть защита от превышения тока и короткого замыкания, которая отключает двигатель гораздо быстрее. Подробнее об этом будет сказано ниже.

    Защита УПП от проблем со стороны двигателя

    В устройствах плавного пуска встречается несколько видов защит:

    • Защита при обрыве выходной фазы. В этом случае на входе УПП имеются все три питающие фазы, а на участке от выходной клеммы до обмотки двигателя фаза по какой-то причине оборвана. Стандартное значение защиты – менее 3 с.
    • Защита при перекосе фаз. Срабатывает при перекосе (отличии) фаз более чем на 50%.
    • Защита от превышения тока при запуске. Запуск – наиболее «тяжелый» период в работе электродвигателя. По этой причине во всех устройствах плавного пуска ограничено количество запусков в течение часа. При большом количестве пусков производители рекомендуют ставить радиатор или выбирать УПП с большей мощностью. Ток при запуске ограничивается, в результате при тяжелых пусках или неправильно выставленном ограничении двигатель может не разогнаться до включения байпаса, либо УПП выдаст ошибку.
    • Защита от перегрузки во время работы. После разгона включается контактор байпаса, и ток на выходе может достигать максимальных значений. Однако он непрерывно измеряется через трансформаторы тока и УПП отключается при достижении установленного значения. Именно эта защита в основном спасает двигатель от перегрузки по току.
    • Защита от короткого замыкания на выходе. Если в двигателе или кабельной линии произошло замыкание, ток повышается до максимально возможного значения, поэтому время выключения УПП должно быть минимальным. Как правило, оно составляет несколько миллисекунд.

    Уровень и время срабатывания защит могут быть как фиксированными, так и с возможностью установки пользователем.

    Когда срабатывает та или иная защита, пользователю выводится информация об ошибке. После устранения причин и сброса ошибки возможен автоматический (в моделях с повышенным функционалом), либо ручной перезапуск.

    Защита УПП от собственных проблем и от проблем со стороны питания

    Даже при нормально работающем двигателе могут возникать ситуации, способные вывести из строя устройство плавного пуска. Чтобы избежать подобных неприятностей, пускатели могут оснащаться опциями собственной защиты:

    • Защита при обрыве фазы питания.
    • Защита при перекосе фаз на входе.
    • Защита при повышении/понижении входного напряжения. Уровни напряжения, как правило, фиксированные.
    • Защита от перегрева корпуса УПП. Перегрев может возникнуть из-за повышения температуры внутри электрошкафа, из-за неисправности вентилятора или частых пусков. В случае, если температура будет выше критической, УПП выдаст ошибку.

    Внешняя защита УПП

    Наличие встроенной защиты не избавляет от необходимости дополнительных мер безопасности на входе УПП. Стандартный вид входной защиты, который рекомендуют все производители – автоматический выключатель. Значение его тока выбирается таким образом, чтобы выключатель надежно срабатывал при перегрузке и коротком замыкании.

    В некоторых дешевых моделях УПП отсутствует защита по перегрузке на выходе. В этом случае кроме автоматического выключателя на входе необходимо устанавливать тепловое реле на выходе УПП. Ток реле нужно выставить согласно общим рекомендациям по защите двигателя, а его контакты завести в аварийную цепь либо в цепь останова УПП.

    Вместо автоматического выключателя и теплового реле также можно использовать мотор-автомат с плавной регулировкой тока срабатывания, который защитит и от короткого замыкания, и от перегрузки по току.

    Стандартная схема включения устройства плавного пуска с защитами приведена ниже.

    Автоматический выключатель QF защищает от короткого замыкания и перегрузки по току. Трансформаторы тока Т1, Т2, Т3 на выходе измеряют ток и служат датчиками для правильной работы остальных защит. Выходные контакты 5, 6 замыкаются в случае срабатывания защиты и сигнал об аварии поступает на контроллер или иное устройство.

    Заключение

    Не стоит забывать, что чрезмерная забота о защите УПП и двигателя может привести к неприятностям с другой стороны, а именно к ложным срабатываниям защиты. В некоторых технологических процессах это может стать причиной простоев и значительных убытков, поэтому установка оптимальной защиты требует большой подготовки, тщательных расчетов, измерений, экспериментальных пусков и проверок.

    Другие полезные материалы:
    Как выбрать мотор-редуктор
    Зачем нужен контактор байпаса в УПП
    Назначение сетевых и моторных дросселей
    Использование тормозных резисторов с ПЧ

    Источник: https://tehprivod.su/poleznaya-informatsiya/sposoby-zashchity-ustroystva-plavnogo-puska.html

    Устройство плавного пуска

    Устройство плавного пуска (УПП) – специальный «механизм», главным назначением которого является плавный пуск и такая же плавная остановка электродвигателя. Устройство плавного пуска электродвигателя может быть механическим, электромеханическим или электронным.

    Содержание:

    • ✓ Характеристики УПП
    • ✓ Применение устройств плавного пуска двигателя

    Характеристики УПП

    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.

    Источник: https://instline.ru/blog/ustrojstvo-plavnogo-puska/

    Ссылка на основную публикацию