Мягкий пуск электродвигателя: Устройство плавного пуска или Soft-Starter

Содержание

Устройство плавного пуска или Soft-Starter

Soft-Starter (дословно мягкий пускатель) — устройство, призванное обеспечить плавный пуск асинхронного двигателя переменного тока с целью снижения пиковых нагрузок на двигатель и питающую сеть, в отечественной технической терминологии получившее название устройство плавного пуска (сокр. УПП).

Таким образом: УПП, устройство мягкого пуска, плавный пускатель, мягкий пускатель, реле плавного пуска, софт-стартер одного поля ягоды.

Откуда ноги растут или проблемы прямого пуска

Простота конструкции, низкая стоимость и высокая надёжность асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором* сделали его самым распространенным преобразователем электрической энергии в механическую.

Наряду с очевидными преимуществами, асинхронные электрические машины имеют ряд недостатков, самым существенным из которых является большой пусковой ток при прямом пуске (непосредственном подключении двигателя к питающей сети при помощи обычного пускателя).

Проявляется этот недостаток «проседанием» сети, когда при пуске электродвигателя отключаются автоматы, мерцают лампочки, и отключаются некоторые реле и контакторы, останавливается питающий генератор, иными словами, от сети требуется ток, который она обеспечить не может.

Причины высокого пускового тока кроются в физических принципах работы асинхронного двигателя, но это тема совсем другой статьи, отметим только, что кратность пускового тока может достигать 5…7 от номинального рабочего тока, что интересно, высокий пусковой ток отнюдь не значит высокий пусковой момент двигателя.

Еще одна характерная проблема прямого пуска двигателя — это пуск «рывком», приводит на первый взгляд к незаметным последствиям — гидравлическим ударам, рывкам в механизме, проскальзыванию ремней, быстрому износу подшипников, буксованию колес подвижных тележек, большому износу и трению в редукторах.

*А вы знали, что конструкцию асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором разработал известный русский электротехник польско-русского происхождения Михаи́л О́сипович Доли́во-Доброво́льский и получил патент на нее 1889 году. Конструкция получилась настолько совершенной, что принципиально не изменилась по сей день!

Устройство плавного пуска или преобразователь частоты

Иногда путают два класса разных устройств, имеющих в своем активе схожий функционал.

Устройства плавного пуска призваны снижать пусковые токи электродвигателей и пиковые потребляемые мощности в электрических сетях, преобразуют напряжение, подводимое к обмоткам электродвигателя при помощи специальных силовых ключей — симисторов (или встречно — параллельно включенных тиристоров).
В то время как преобразователи частоты (ПЧ) преобразуют частоту и напряжение, подводимое к обмоткам электродвигателя, конечная цель этого преобразования плавная регулировка скорости вращения выходного вала двигателя.

Да, частотный преобразователь имеет опцию плавного пуска электродвигателя, но значительно более сложное устройство. В общих чертах преобразователь частоты состоит из диодного силового выпрямителя, LC-фильтра, инвертора на дорогостоящих IGBT модулях, системы управления ШИМ, системы автоматического регулирования, и имеет значительный математический вычислительный аппарат.

Так почему не стоит путать УПП и ПЧ? Хотя бы потому, что стоимость последнего минимум в 2-3 раза больше, а с ростом мощности устройства разница в стоимости возрастает. Например, преобразователь частоты INSTART мощностью 37кВт в 4 раза дороже устройства плавного пуска аналогичной мощности, ответ напрашивается сам: если цели регулирования скорости выходного вала двигателя не стоит, а обеспечить мягкий пуск и сохранность механизмов требуется, то зачем переплачивать.

Сводная таблица характеристик УПП, поставляемых компанией ООО «РусАвтоматизация»

Диапазон мощностей	Пусковое напряжение от Uн (ограничение пускового тока от Iн)	Время пуска / Время останова	Режим пуска	Режимы останова
INSTART SSI	5,5…600 кВт	30…70% (50…500%)	2…60 с / 0…60 с	Ограничение I; Рампа по U; Запуск рывком в режиме ограничения I; Запуск рывком в режиме рампы по U; Рампа по I; Режим двойного контура регулирования с ограничением I/U	Свободный выбег; Плавный останов
AuCom CSX	7,5. ..110 кВт	30…70% (нет)	2…20 с / 2…20 с	Рампа по U	Свободный выбег; Плавный останов
AuCom CSX-i	7,5…110 кВт	нет (250…450%)	2…20 с / 2…20 с	Ограничение I; Рампа по I	Свободный выбег; Плавный останов
AuCom EMX3	20…615А	нет (100…600%)	1…180 с / 0…240 с	Ограничение I; Рампа по I; Адаптивный пуск; Запуск рывком	Свободный выбег; Плавный останов; Адаптивное торможение; Торможение постоянным током
AuCom EMX4	20…579А	нет (100…600%)	1…180 с / 0…240 с	Ограничение I; Рампа по I; Адаптивный пуск	Свободный выбег; Плавный останов; Адаптивное торможение
ONI SFA	5,5…45кВт	40…70% (нет)	1…20 с / 1…20 с	Рампа напряжения	Плавный останов

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:

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

Очень тяжелый режим работы характеризуется пусковым током до 5,5хIн и длительным временем разгона.

Из вышесказанного вытекают рекомендации по отраслевому применению некоторых моделей УПП:

Рекомендации по применению устройств плавного пуска в зависимости от категории нагрузки

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.

Плавный пуск электродвигателя » Гиброид.ру

В настоящее время наиболее популярным является электропривод на основе асинхронного двигателя. Это можно объяснить его большой мощностью, надежностью и простотой обслуживания. Однако, такой электродвигатель имеет существенный недостаток – большой пусковой ток. В результате пуска двигателя происходит электродинамическое разрушение обмоток статора и ротора, а также увеличивается износ передаточных звеньев. Ток в результате прямого пуска превышает номинальный, что может способствовать просадке напряжения сети, а также выводу из строя различных электромеханизмов, которые включены в сеть. Решение такой проблемы заключается в плавном пуске электродвигателя, добиться которого можно с помощью устройства плавного пуска.

При запуске электродвигателя прямым способом может произойти разрушение не только элементов электродвигателя, но и тех механизмов, которые работают от его вала. При плавном запуске электродвигателя пусковой ток снижается, снижается напряжение питания, оптимизируется пусковой и тормозной моменты, а также предотвращается заклинивание вала электродвигателя. Стоит понимать, что при использовании устройства плавного пуска электродвигателя невозможно регулировать частоту вращения, реверсировать направление вращения, а также увеличивать пусковой момент.

Плавный пуск электродвигателя можно провести с помощью нескольких вариантов включения симисторов в цепь управления. Схемы можно разделить на одно-, двух- и трехфазные, каждая из которых имеет принципиальные отличия и стоимость исполнения. Кроме того, если используется соединение типа «треугольник», то симистор можно включить в разрыв обмотки. Сам симистор представляет собой два включенных параллельно тиристора, имеющих управляющий входной канал.

Однофазная схема регулирования подразумевает плавный пуск электродвигателя, который имеет мощность не более 11 кВт, если необходимо смягчить только пусковой удар. Длительный запуск, торможение и ограничения на пусковой ток не имеют значения, так как с помощью однофазного типа соединения такой возможности нет.

Двухфазный плавный запуск электродвигателя можно применять для запуска электродвигателей мощностью до 250 кВт.

Такие схемы довольно часто снабжаются байпасными контакторами, которые удешевляют всю схему, но не устраняют главный недостаток такого типа соединения, а, следовательно, и вида плавного пуска – несимметричность питания фаз. В итоге данный недостаток может привести к перегреву двигателя при небольших нагрузках.

Самая оптимальная схема для плавного запуска двигателя – трехфазная. Она позволяет не только получить мягкий пуск двигателя, но и обеспечивает универсальное применение УПП. Мощность двигателей, которые пригодны для плавного запуска с помощью такой схемы соединения, ограничивается электрической и тепловой прочностью симисторов. Такой способ плавного пуска является многофункциональным и позволяет реализовать множество решений – подхват обратного хода, динамическое торможение и симметричное ограничение силы тока и магнитного поля.

Важным элементом устройства плавного пуска двигателя, как уже говорилось, является байпасный (обходной) контактор. Он предназначается для облегчения теплового режима плавного запуска электродвигателя, который заметно увеличивается при выходе на установленные обороты.

Кроме указанных выше схем подключения устройства плавного пуска можно использовать схему, в которой используется шунтирующий двигатель. Он отключает устройство плавного пуска и обеспечивает работу электродвигателя после выхода на номинальный режим работы. В отличие от сетевого адаптера он не проводит через себя пусковой ток. Такая схема подключения очень удобна в использовании при управлении несколькими двигателями, которые должны работать синхронно. Также такая схема подключения может использовать для плавного пуска двигателей большой мощности. Современные устройства плавного пуска могут использоваться через совместимый интерфейс и включаться программируемыми контролерами по требованию оператора.

Устройства плавного пуска электродвигателя | Софтстартеры

Принцип работы
Классификация
Критерии выбора

Устройство плавного пуска (УПП) обеспечивает плавный разгон и выбег асинхронного электродвигателя.

Принцип работы софтстартера

При прямом пуске электродвигателя происходит резкое падение напряжения в электросети, рост пусковых токов на статорных обмотках до критических значений (в 6-8 раз выше номинала) и существенное увеличение крутящего момента. Устройство плавного пуска используется для управления этими параметрами. В момент разгона электродвигателя софтстартер поднимает питающее напряжение до начального (на 40-60% меньше номинального), затем постепенно увеличивает его до номинала. С ростом напряжения снижается пусковой ток и скорость его нарастания, как следствие, увеличивается время пуска электродвигателя. Для ограничения напряжения применяются силовые ключи — тиристоры.

Схема УПП с внешним байпасным контактором

После того, как напряжение на двигателе достигает номинального значения и процесс разгона завершается, устройство плавного пуска выводится из цепи с помощью байпасного контактора (шунтирование). Через УПП перестает проходить ток, и устройство охлаждается. Некоторые софтстартеры имеют встроенное шунтирование. Это позволяет уменьшить размеры и вес пускателя, поскольку отпадает необходимость в габаритном радиаторе охлаждения.

При торможении двигателя устройство плавного пуска подает постоянный ток на обмотки статора. Эта функция необходима при управлении электроприводом с активной нагрузкой (подъемники, лифты, наклонные конвейеры).

Плавное регулирование входящего напряжения и пускового момента электродвигателя позволяет снизить пусковую нагрузку на привод, уменьшить износ его механических частей, обеспечить защиту оборудования от перегрузок и перегрева.

Классификация УПП

В зависимости от количества регулируемых фаз устройства плавного пуска могут быть двухфазными или трехфазными. В первом случае управление запуском происходит по двум фазам, третья фаза подключается к электродвигателю напрямую. Двухфазные софтстартеры меньше по размеру и дешевле. Подобные УПП рекомендуется использовать только при невысокой частоте пусков.

По способу управления пускатели подразделяются на цифровые и аналоговые. Цифровые устройства построены на базе микропроцессоров. Такие УПП обладают более широкой функциональностью и гибкостью управления электродвигателем, удобством в настройке и работе. Аналоговый плавный пуск имеет ограниченные возможности и сравнительно невысокую точность обработки сигналов, при этом отличается надежностью и быстродействием.

Параметры выбора УПП

При выборе устройства плавного пуска необходимо ориентироваться, прежде всего, на характер нагрузки. Существует 3 типа нагрузки: нормальная, тяжелая и очень тяжелая.

При нормальном режиме работе величина пускового тока может быть до 3 раз выше номинала. Типичные примеры легкого пуска: центробежные насосы, центробежные компрессоры и вентиляторы, элеваторы, прессы, эскалаторы, пилорамы и циркулярные пилы. В этих случаях устройство плавного пуска должно иметь ту же мощность, что и электродвигатель.

При тяжелой нагрузке пусковой ток может превышать номинал до 4,5 раз, при очень тяжелой – более чем в 6 раз. Примеры тяжелого и очень тяжелого пуска: поршневые компрессоры, лебедки, мельничные дробилки, вертикальные конвейеры, центрифуги, ленточные пилы. Подобное оборудование требует установки софтстартера на один типоразмер больше электродвигателя (с запасом по мощности).

Также при выборе плавного пускателя нужно обращать внимание на следующие параметры:

Частота пусков. Софтстартер ограничивает максимальное количество пусков в час.
Количество фаз регулирования (двухфазные и трехфазные устройства плавного пуска).
Величина питающего напряжения.
Функциональность. Пускатель может выполнять ряд дополнительных функций: защита двигателя от перегрузок, самозащита УПП, возможность динамического торможения, шунтирование. При параллельном подключении нескольких электродвигателей с синхронным пуском обязательно наличие байпасного контактора для шунтирования тиристоров.
Условия эксплуатации софтстартера (температура окружающей среды, относительная влажность, высота над уровнем моря и проч.).

Другие полезные материалы:
Редуктор от «А» до «Я»
Как выбрать мотор-редуктор
Обзор устройств плавного пуска SIEMENS
Выбор электродвигателя
Схемы подключения устройства плавного пуска

Схема устройства плавного пуска двигателя

Устройства плавного пуска двигателя (софтстартер, мягкий или плавный пускатель) – это прибор, позволяющий добиться плавного разгона или плавной остановки электродвигателя, скоординировать его крутящий момент и момент нагрузки, а также понизить уровень пускового тока, что способствует экономии электроэнергии.

Устройство плавного пуска двигателя также уменьшает вероятность перегрева электродвигателей, способствует повышению их срока службы, защищает от рывков в механической части привода двигателя.

Выделяют УПП двух типов:

С открытым управлением – подача напряжения пуска происходит с задержкой во времени, вне зависимости от тока или скорости двигателя.
С контролем замкнутого контура – контроль осуществляется над любыми параметрами выходного сигнала двигателя, например, над текущим током или скоростью.

Устройство плавного пуска серии «Спринт» производства «РУСЭЛТ»

Принцип работы

Стандартная схема УПП – это набор контактов. Их положение меняется, соответственно, изменяется и параметр входного напряжения. При этом сердечники устройств часто импульсного типа. Электрические катушки расположены за контактами.

Работает УПП следующим образом. Управление напряжением, подаваемым на двигатель, с целью его плавного разгона или остановки, происходит путем изменения угла открытия тиристоров. В самом устройстве установлено 2 встречно-включенных тиристора для положительного и отрицательного полупериодов.

Сила тока в оставшейся без управления третьей фазе формируется из токов фаз под управлением. После настройки координация крутящего момента при пуске доводится до предельно низкой величины пускового тока.

Показатель тока самого двигателя снижается параллельно показателю пускового напряжения на пуске. Величина пускового момента снижается в квадратичном отношении к напряжению. Уровень напряжения контролирует пусковой ток и крутящий момент двигателя при его запуске или остановке.

В устройстве плавного пуска есть байпасные контакты, осуществляющие шунтирование тиристорных выпрямителей. Это понижает тепловые потери в них, а также снижает нагрев всего устройства, что обеспечивает его безопасную эксплуатацию. Сами контакты защищены от повреждений из-за тех или иных рабочих сбоев встроенной электронной дугогасительной системой.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя. Устройство и принцип работы

Автор newwebpower На чтение 8 мин. Просмотров 789 Опубликовано 16.07.2017 Обновлено 30.05.2018

Асинхронные электродвигатели, помимо очевидных преимуществ имеют два существенных недостатка – большой пусковой ток (до семи раз больше номинального) и рывок на старте. Данные недостатки негативно влияют на состояние електросетей, требуют применения автоматических выключателей с соответствующей времятоковой характеристикой, создают критические динамические нагрузки на оборудование.

С эффектом запуска мощного асинхронного двигателя знакомы все: «проседает напряжение и сотрясается все вокруг электродвигателя. Поэтому, для уменьшения негативных воздействий были разработаны способы и схемы, позволяющие смягчить рывок и сделать запуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором более плавным.

Способы плавного пуска асинхронных двигателей

Кроме негативного влияния на цепи питания и окружение, стартовый импульс электродвигателя вреден и для его обмоток статора, ведь момент увеличенной силы при запуске прикладывается к обмоткам. То есть, сила рывка ротора усиленно давит на обмоточные провода, тем самым убыстряя износ их изоляции, пробой которой называют межвитковым замыканием.

Иллюстрация принципа действия асинхронного электродвигателя

Поскольку конструктивно нельзя уменьшить пусковой ток, придуманы способы, схемы и аппараты, обеспечивающие плавный пуск асинхронного двигателя. В большинстве случаев, на производствах с мощными линиями питания и в быту данная опция не является обязательной – так как колебания напряжения и пусковые вибрации не оказывают существенного влияния на производственный процесс.

Графики изменения токов при прямом запуске и при помощи устройств плавного пуска

Но существуют технологии, требующие стабильных, не превышающих норм параметров, как электроснабжения, так и динамических нагрузок. Например – это может быть точное оборудование, работающее в одной сети с чувствительными к напряжению потребителями электроэнергии. В этом случае, для соблюдения технологических норм для мягкого запуска электродвигателя применяют различные способы:

Переключение звезда – треугольник;
Запуск при помощи автотрансформатора;
устройства плавного пуска асинхронного двигателя (УПП).

В приведенном ниже видео перечислены основные проблемы, возникающие при запуске электродвигателя, а также описаны достоинства и недостатки различных устройств плавного пуска асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

По-иному УПП еще называют софт стартерами, от английского «soft» – мягкий. Ниже будут кратко описаны виды и предлагаемые опции в широко распространенных УПП (софт стартерах). Также вы можете ознакомиться с дополнительными материалами по устройствам плавного пуска Промышленные софт стартеры для электродвигателей различной мощности

Ознакомление с принципом плавного запуска

Для того, чтобы осуществить плавный пуск асинхронного электродвигателя максимально эффективно и с минимальными затратами, приобретая готовые софт стартеры, необходимо прежде ознакомиться с принципом действия подобных устройств и схем. Понимание взаимодействия физических параметров позволит сделать оптимальный выбор УПП.

При помощи устройств плавного пуска можно добиться снижения пускового тока до значения трехкратного превышения номинального (вместо семикратной перегрузки)

Для плавного пуска асинхронного электродвигателя необходимо уменьшить пусковой ток, что позитивно скажется как на нагрузке электросети, так и на динамических перегрузках обмоток двигателя и приводных механизмов. Достигают уменьшения пускового тока, снижая напряжение питания электродвигателя. Заниженное пусковое напряжение используется во всех трех предложенных выше способах. Например, при помощи автотрансформатора пользователь самостоятельно занижает напряжение при запуске, поворачивая ползунок.

Понижая напряжение на старте можно добиться плавного запуска електродвигателя

При использовании переключения «звезда-треугольник» меняется линейное напряжение на обмотках электродвигателя. Переключение осуществляется при помощи контакторов и реле времени, рассчитанное на время запуска электродвигателя. Подробное описание плавного пуска асинхронного электродвигателя при помощи переключения «звезда-треугольник» имеется на данном ресурсе по указанной ссылке.

Схема переключения «звезда-треугольник» с использованием контакторов и реле времени

Теория осуществления плавного запуска

Для понимания принципа плавного старта необходимо понимание закона сохранения энергии, необходимой для раскрутки вала ротора электромотора. Упрощенно можно считать энергию разгона пропорциональной мощности и времени, E = P*t, где P – мощность, равная умножению силы тока на напряжение (P = U*I). Соответственно, E = U*I *t. Поскольку для уменьшения пускового момента и снижения нагрузок на сеть необходимо уменьшить стартовый ток I, то сохраняя уровень потраченной энергии нужно увеличить время разгона.

Увеличение времени разгона за счет снижения пускового тока возможно только при небольшой нагрузке на валу. Это является основным недостатком всех УПП

Поэтому для оборудования с тяжелыми условиями старта (большой нагрузкой на валу во время запуска), применяются специальные электродвигатели с фазным ротором. Узнать о свойствах данных двигателей можно из соответствующего раздела в статье на данном ресурсе, перейдя по ссылке.

Звигатель с фозім ротором, необходим для оборудования с тіжелім запуском

Также необходимо учитывать, что во время мягкого запуска происходит увеличенный нагрев обмоток и электронных силовых ключей пускового устройства. Для охлаждения полупроводниковых ключей необходимо использование массивных радиаторов, которые увеличивают стоимость аппарата. Поэтому уместно использование УПП для кратковременного разгона двигателя с дальнейшим шунтированием ключей прямым напряжением сети. Подобный режим (переключение байпас) делает компактней и дешевле электронное устройство плавного пуска асинхронных двигателей, но ограничивает количество запусков в определенном интервале ввиду требуемого времени для охлаждения ключей.

Структурная схема шунтирования силовых полупроводниковых ключей (байпас)

Основные параметры и характеристики УПП

Ниже в тексте будут приведены схемы аппаратов плавного запуска для изучения и собственноручного изготовления. Для тех, кто не готов осуществить плавный пуск асинхронного электродвигателя своими руками, полагаясь на готовое изделие, будет полезной информация о существующих разновидностях софт стартеров.

Пример аналогово и цифрового УПП, в модульном исполнении (устанавливается на DIN-рейку)

Одним из главных параметров при выборе УПП является мощность обслуживаемого электромотора, выраженная в киловаттах. Не менее важным является время разгона и возможность регулировки интервала запуска. Данными характеристиками обладают все существующие софт стартеры. Более совершенные УПП являются универсальными и позволяют настраивать параметры мягкого запуска в широком диапазоне значений относительно характеристик двигателя и требований технологического процесса.

Пример универсального софтстартера

В зависимости от типа софт стартера в них могут присутствовать различные опции, повышающие функциональность аппарата и позволяющие осуществлять контроль работы электродвигателя. Например, при помощи некоторых УПП возможно осуществление не только плавного запуска электромотора, но и его торможение. Более совершенные софт стартеры осуществляют защиту двигателя от перегрузок и позволяют также регулировать вращательный момент ротора при пуске, останове и работе.

Пример различий в технических характеристиках различных УПП от одного производителя

Разновидности софт стартеров

По способу подключения УПП подразделяются на три вида:

Однофазные. Регулируют пусковое напряжение на одной фазе для уменьшения пускового момента. Обладают ограниченной функциональностью и не снижают пусковой ток. В виду удешевления полупроводниковых силовых ключей, однофазные УПП применяются редко.
Структурная схема однофазного УПП
Двухфазные. Осуществляют регулировку пускового тока по двум фазам, что позволяет улучшить динамические характеристики запуска двигателя, но не решают проблему с несимметричной «просадкой» напряжения. Используется в основном радиолюбителями, осуществляющими плавный пуск асинхронного электродвигателя своими руками, схема устройства приведена ниже.
Структурная схема двухфазного УПП
Трехфазные. Дают максимально возможное уменьшение пускового момента, снижая пусковой ток до минимально возможной трехкратной перегрузки. Позволяют осуществлять большой набор функций помимо плавного разгона – регулировку момента, торможение, слежение за параметрами, дистанционное управление, защиту от тепловых перегрузок, и т. д.
Структурная схема трехфазного УПП

УПП своими руками

Для самостоятельного изготовления УПП используемая схема плавного пуска асинхронного двигателя своими руками будет зависеть от возможности и навыков мастера. Самостоятельное смягчение пусковых перегрузок при помощи автотрансформатора доступно практически любому пользователю без специальных знаний, но данный способ является неудобным ввиду необходимости ручной регулировки старта электродвигателя. В продаже можно встретить недорогие устройства плавного запуска, которые придется самостоятельно подключить к электроинструменту, не обладая глубокими познаниями в радиотехнике. Пример работы до и после софт стартера, а также его подключение показано на видео ниже:

Для мастеров, обладающих общими знаниями в электротехнике, и владеющих практическими навыками электромонтажа подойдет для собственноручного осуществления плавного запуска схема переключения «звезда-треугольник». Данные схемы, несмотря на их солидный возраст, широко распространены и успешно используются по сей день ввиду простоты и надежности. В зависимости от квалификации мастера в сети интернет можно найти схемы УПП для повторения своими руками. Пример схемы относительно простого двухфазного УПП

Современные софт стартеры имеют внутри сложную электронную начинку из множества электронных деталей, работающих под управлением микропроцессора. Поэтому для изготовления аналогичного УПП своими руками по имеющимся в сети интернет схемам необходимо не только мастерство радиолюбителя, но и навыки программирования микроконтроллеров.

Особенности плавного пуска электродвигателей

Общепромышленные двигатели, применяемые в составе приводных механизмов конвейеров, насосов, воздуходувок и компрессоров, все имеют одно общее свойство: при пуске двигателя в обмотках возникает повышенный токи, которые могут в шесть раз превышать значение номинального тока двигателя. Повышенные значения тока негативно влияют на компоненты двигателя, снижая его ресурс, а также снижает качество электроэнергии питающей сети, особенно для больших электродвигателей начиная с 1 кВт и более. Именно поэтому для двигателей этого размера часто используют плавного пуска.

Идея плавного пуска заключается в постепенном повышении питающего напряжения, пока двигатель не выйдет на установившийся режим. Это снижает пусковой ток, но также снижает пусковой крутящий момент двигателя. Регулировка питающего напряжения двигателя осуществляется путем использования, расположенных спина к спине тиристоров либо симисторов на каждой питающей линии переменного тока. Тиристоры приводятся в действие на начальном этапе, таким образом, что их последовательные включения происходят с небольшой задержкой для каждого полупериода. Задержка переключения эффективно наращивает среднее переменное напряжение на двигателе, пока двигатель не выйдет на номинальное напряжение сети. После того, как двигатель достигает своей номинальной скорости вращения, он может быть переключен напрямую (схема байпас). Для управления большими двигателями, как правило, применяются устройства плавного пуска или частотные преобразователи.

Устройству плавного пуска можно противопоставить выключатель и разъединитель полного напряжения, который подключает полное напряжение непосредственно на клеммы двигателя при запуске (прямой пуск). Такой способ пуска, ограничивается маленькими мощностями двигателя, где повышенный пусковой ток не проблема.

Некоторые мягкие пускатели могут также обеспечивать функцию плавного останова для применений, где резкая остановка может вызвать привести к каким либо нарушениям и поломкам. Например для насосов, где быстрая остановка может принести к гидроудару в системе или для конвейерных лент, где материал может получить повреждения, если полотно остановить слишком быстро. При плавном останове используется то же принцип переключения силовых полупроводников, что и для плавного пуска.

Тиристоры в УПП пропускают часть напряжения в начале переходного процесса и постепенно увеличивают его в соответствии с установленным временем разгона. Тиристоры могут также осуществлять мягкую остановку, уменьшая напряжение двигателя в соответствии с установленным временем замедления.

Отдельный вид мягкого пуска, часто применяемый на трехфазных двигателях получил название «звезда-треугольник». Принцип заключается в переключении обмоток двигателя соединенных звездой в соединение треугольником когда двигатель выходит на установившейся режим и достигает номинальной частоты вращения. В данном случае устройство обычно состоит из контакторов на каждого из трех фаз, реле перегрузки и таймера, который задает продолжительность времени. Пусковой ток при таком методе составляет около 30% от значений при прямом пуске, а крутящий момент составляет около 25% от пускового момента при подключении напрямую. Данный способ пуска работает только тогда, когда есть на двигателе, в момент пуска, есть нагрузка. Однако также стоит учесть, что слишком нагруженные двигатели не будут иметь достаточный крутящий момент для разгона до номинальной скорости скорости.

Устройства плавного пуска, как правило, используется с асинхронными моторов. Но они также могут обеспечить определенные преимущества при питании синхронных двигателей. Причина в том, что многие синхронные двигатели в момент разгона ведут себя как асинхронные. То есть, существует задержка между вращающимся электрическим полем и положения ротора.

Скольжение наблюдаемое в переходных процессах пуска синхронного двигателя, как и в случае с асинхронными двигателями, синхронных двигателей может вызвать повышенные токи статора (в пять-восемь раз превышающий номинальный ток).

Как для синхронных так и для асинхронных двигателей, высокие значения пусковых токов статора и ротора приводит к снижению коэффициента мощности. Коэффициент мощности и, следовательно, эффективность повышается, когда электродвигатель ускоряется до его номинальной скорости вращения. В связи с этим, следует также отметить, что некоторые УПП могут служить в качестве регулятора напряжения двигателя, в зависимости от нагрузки, при наличии соответствующего котнтроллера. Контроллер отслеживает коэффициент мощности двигателя, который зависит от нагрузки двигателя. На малых нагрузках, коэффициент мощности является достаточно низким, соответственно контроллер уменьшает напряжение двигателя и, таким образом, ток электродвигателя.

Выбор устройства плавного пуска

Большинство применений, к которым относятся устройства плавного пуска можно разделить на основные категории использования: насосы, компрессоры и конвейеры. Есть несколько правил правильного выбора для каждой из этих категорий.

Время разгона для плавного пуска является настраиваемой величиной. Типичный время запуска для большинства применений составляет от 5 до 10 сек. Длительные периоды времени, как правило, можно найти в насосных и компрессорных системах, где есть высокая вероятность возникновения гидроударов.

Типичное УПП уменьшает крутящий момент двигателя и ток во время пуска. Устройства переключения «звезда-треугольник» выполняет то же самое, но с помощью переключения обмоток двигателя из звезды на треугольник в соответствующее время.

В большинстве случаев напряжение пуска составляет 30% от номинального напряжения сети. Винтовые компрессоры и конвейеры иногда начинают на более высоких уровнях (возможно 40%).

Устройства плавного пуска, как правило, выбираются той же мощности, что и двигатели. Для тяжелых режимов работы, распространенной практикой является выбор устройства плавного пуска по мощности на один типоразмер больше мощности электродвигателя.

Плавный пуск электродвигателя. Устройства плавного пуска (УПП) | RuAut

Запуск асинхронного электродвигателя является самым «тяжелым» режимом работы. В этот момент все части двигателя испытывают перегрузки, которые отрицательно сказываются на сроке службы двигателя. Чтобы уменьшить влияние режимов пуска используют различные подходы.

Простейший способ заключается в переключении обмоток двигателя со «звезды» в «треугольник». Обычно электродвигатели выпускаются на два класса напряжений, которые реализуются различной схемой включения одних и тех же обмоток статора. Номинальное напряжение двигателя по схеме «звезда» и по схеме «треугольник» отличаются друг от друга в 1.73 раза. Таким образом, если работа двигателя возможна по схеме «треугольник», включение его по схеме «звезда» обеспечивает пуск на пониженном напряжении. По достижение частичного разгона обмотки двигателя переключается по схеме «треугольник». При этом броски тока и броски вращающего момента также будут наблюдаться, однако их величина будет в три раза меньше чем при прямом пуске.

С помощью внешних резисторов или пусковых трансформаторов также можно обеспечить плавный пуск и разгон электродвигателя, постепенно (ступенчато) повышая напряжение на двигателе.

Использование многоскоростных двигателей с переключением числа полюсов также позволяет обеспечить плавный пуск электродвигателя. В описании двигателя следует обратить внимание, на какую нагрузку он рассчитан. Существуют двигатели, рассчитаны на центробежные насосы и вентиляторы, для которых характерна квадратическая зависимость момента нагрузки от скорости вращения.

Наиболее прогрессивный и щадящий метод плавного пуска электродвигателя основан на электронном изменении напряжения, подаваемого на обмотки двигателя. В зависимости от сложности и стоимости электронного устройства плавного пуска (УПП) реализуются различные методы управления. Для маломощных электродвигателей (до 1,5 кВт) допускается плавное изменение напряжения в одной или двух фазах питающего напряжения. Для более мощных электродвигателей напряжение должно плавно изменяться одновременно в трех фазах питающего напряжения. При этом темп изменения напряжения должен обеспечить плавный пуск и разгон двигателя за заданное время, но с ограниченным превышением пускового тока над номинальным.

При выборе устройства плавного пуска следует обращать внимание на область применения электропривода (условия пуска) и на номинальный ток электродвигателя.

В каталогах производителей устройств плавного пуска приведены таблицы выбора, в которых также перечислены технические характеристики и защитные функции. Если условия работы отличаются от стандартных, например, требуется большее число пусков в час, необходимо выполнить детальную техническую проработку.

Устройства плавного пуска электродвигателя обеспечивают плавное изменение питающего напряжения и осуществляют контроль пускового тока, при этом частота питающего напряжения остается неизменной. Таким образом, установившаяся скорость вращения может быть достигнута раньше, чем установленное время пуска.

Совместная работа устройства плавного пуска и электродвигателя положительно сказывается на увеличении срока службы двигателя и его тепловых нагрузках. Ограничение пускового тока соответственно сокращает интенсивность и неравномерность нагрева обмоток двигателя.

Руководство по плавному запуску | Что такое Soft Start

Вы когда-нибудь задумывались, существует ли альтернативный способ запуска двигателей ваших различных машин и единиц оборудования? Обычный стартап выполняет свою работу, но во многих отношениях она не идеальна. Есть ли альтернативный метод, который вы могли бы использовать? Если так, то, что это?

Если вы когда-либо задавали себе какой-либо из этих вопросов, мы рады сообщить вам, что ответ положительный – есть альтернативный метод.Это называется «мягкий старт». Сегодня мы потратим немного времени на то, чтобы обсудить это с вами.

Что такое плавный пуск двигателя?

Устройство плавного пуска – это дополнительное устройство, которое может быть добавлено к обычному электродвигателю переменного тока, что позволит двигателю использовать другой метод запуска. Назначение этого устройства – снизить нагрузку на двигатель во время типичной фазы включения двигателя.

Для этого устройство плавного пуска медленно и постепенно начинает подавать на двигатель возрастающие напряжения.Это обеспечивает плавное ускорение мощности вместо внезапного и резкого скачка мощности, который потенциально может вызвать повреждение двигателя и машины в целом.

В то время как в большинстве типичных запусков в двигатель сразу подается электрический ток, плавный пуск обеспечивает плавный и устойчивый линейный наклон мощности. Это снижает общий износ цепей двигателя, в результате чего в целом машина становится более здоровой, и вероятность ее быстрого выхода из строя снижается. В зависимости от того, какую конкретную модель устройства плавного пуска вы выберете, некоторые из них могут регулировать пусковое напряжение и время, необходимое для полного включения двигателя.

Как работает мягкий старт?

По сути, устройство плавного пуска работает, контролируя величину напряжения, протекающего через цепи двигателя. Это достигается за счет ограничения крутящего момента в двигателе. Это, в свою очередь, позволяет устройству плавного пуска снижать напряжение и позволяет ему постепенно останавливать снижение напряжения, чтобы обеспечить плавное изменение тока.

В дополнение к этому в некоторых моделях устройств плавного пуска могут использоваться твердотельные устройства. Эти устройства являются еще одним средством управления количеством электрического тока, протекающего через двигатель.Это позволяет устройству плавного пуска управлять током в трех отдельных фазах, чтобы обеспечить более точные уровни управления.

Многие электрические устройства плавного пуска также используют серию кремниевых выпрямителей (SCR) или тиристоров, чтобы ограничить напряжение до более управляемой величины для двигателя, когда он начинает запускаться. Эти тиристоры имеют состояние ВКЛ, когда они позволяют току течь, и состояние ВЫКЛ, где они контролируют и ограничивают электрический ток. Когда вы включаете свою машину, эти SCR активируются, ограничивают напряжение, а затем расслабляются, когда машина достигает полной мощности.Это снижает нагрев двигателя и снижает общую нагрузку.

Хотя электрические устройства плавного пуска являются одним из примеров возможного решения для плавного пуска, они не единственное доступное решение. Существуют также механические варианты, которые меньше зависят от электрического тока и больше от физических и механических решений.

В механических устройствах плавного пуска

используются муфты и различные муфты, в которых используются жидкости, стальная дробь или магнитные силы для уменьшения крутящего момента в двигателе. Как обсуждалось ранее, это ограничивает скачок напряжения, протекающего через двигатель, и позволяет ему включаться более мягко и легко.

Какие общие области применения устройств плавного пуска?

Теперь, когда у вас есть некоторый опыт в том, что такое плавный пуск, как он работает и для чего он используется, возникает следующий логичный вопрос: когда мне нужен плавный пуск? Он нужен для каждого мотора? Это необходимо только для некоторых ваших машин, или вам следует установить устройство плавного пуска на каждый свой двигатель?

Первый ответ: ни один двигатель не нуждается в устройстве плавного пуска. Без них может обойтись любой мотор.Это означает, что вы не должны испытывать чрезмерного давления при их установке.

Однако существует множество двигателей, для которых установка устройства плавного пуска принесет большую пользу, и некоторые двигатели выиграют больше, чем другие. Это связано с тем, что некоторые двигатели более подвержены поломке и износу из-за избыточного электрического тока во время фазы запуска. Вот лишь несколько мест, где устройства плавного пуска обычно используются для облегчения процесса запуска:

1. Насосы

В различных применениях насосов существует риск скачков напряжения. При установке устройства плавного пуска и постепенной подачи электрического тока на двигатель этот риск значительно снижается.

2. Конвейерные ленты

С конвейерными лентами всегда возможно, что внезапный запуск может вызвать проблемы. Ремень может дергаться и смещаться. Обычный пуск также увеличивает ненужную нагрузку на компоненты привода ремня.При установке устройства плавного пуска ремень будет запускаться более плавно, и у ремня будет больше шансов оставаться на правильном пути.

3. Вентиляторы и аналогичные системы

В системах с ременными приводами потенциальные проблемы аналогичны тем, которые возникают с конвейерными лентами. Внезапный и резкий старт означает, что ремень может соскользнуть с пути. Мягкий запуск исправляет эту проблему.

4. Электрические вертолеты

Нетрудно понять, почему для вертолета может быть катастрофой внезапный, резкий старт.Это может быть опасно, если пропеллеры внезапно и резко начнут работать с внезапным всплеском. Вместо этого мягкий пуск позволяет гребным винтам запускаться плавно.

В чем преимущество использования устройств плавного пуска?

Почему вам следует использовать устройства плавного пуска? В конце концов, это будет означать вложение дополнительных денег. Это действительно того стоит? Стоит ли вкладывать свое время и деньги в это дополнение к вашему мотору?

Хотя это зависит от самого двигателя, мы думаем, что оно того стоит.Вот некоторые из основных преимуществ, которые вы можете ожидать от установки устройства плавного пуска на свой двигатель:

1. Снижение энергопотребления

Снижение количества энергии, необходимой вашим машинам, всегда является идеальной целью. Имеет смысл только то, что устройство плавного пуска будет способствовать этому. При обычном запуске двигатель немедленно начинает расходовать максимальное количество энергии и продолжает это делать в течение всего времени работы двигателя.

При плавном пуске напряжение постепенно нарастает до максимума.Это означает, что в целом расходуется меньше энергии.

2. Снижение риска скачков напряжения

Когда максимальное напряжение немедленно достигает вашего двигателя, чтобы запустить его, всегда существует вероятность того, что цепи будут перегружены, и ваш двигатель испытает скачок напряжения. Плавный пуск – отличная мера защиты от скачков напряжения. Вместо того, чтобы бросать в цепи сразу всю мощность, напряжение нарастает постепенно.

3. Регулируемое время разгона

Не все устройства плавного пуска оснащены этой опцией, но некоторые из них есть, и это дает значительное преимущество. С помощью этой опции вы можете выбрать, сколько времени вы хотите, чтобы ваш двигатель включался.

Если вы знаете, что ваш двигатель или машина подвержены скачкам напряжения или, например, старые и изношенные, вы можете настроить их так, чтобы они включались через некоторое время. С другой стороны, если вы знаете, что ваша машина прочная и надежная, возможно, у вас все в порядке, если ей потребуется меньше времени для включения.В любом случае такая гибкость и настраиваемость – огромное преимущество.

4. Потенциальное увеличение количества возможных пусков в час

Для обычного включения двигателя требуется много энергии. Это означает, что, в зависимости от машины, она может не включать чрезмерное количество раз в течение определенного часа.

Однако при плавном пуске ваш двигатель будет расходовать меньше энергии при каждом включении, а это означает, что он может включаться чаще.

5. Снижение риска перегрева

Сильный скачок энергии, связанный с обычным запуском, иногда может вызвать перегрев двигателя. Этот перегрев может быть безвредным, но он также может привести к временному отключению двигателя и даже вызвать его долговременное повреждение.

Само собой разумеется, что мягкий пуск не требует этого начального выброса мощности. Вместо этого на двигатель подается небольшой скачок электричества, что значительно снижает риск перегрева.

6. Повышение операционной эффективности

Обычные стартапы иногда могут работать отлично. Однако в других случаях они могут вызвать проблемы. Двигатель может перегреться. Машина может работать неправильно. Возможно, произошел скачок напряжения.

Поскольку риск этих проблем устраняется или значительно снижается с плавным пуском, ваша машина сможет работать более эффективно и с меньшим риском проблем и повреждений.

7. Увеличенный срок службы

Невозможно гарантировать что-то вроде срока службы машины.Все может случиться, и в любой момент может произойти повреждение. Однако можно поспорить, что, добавив к машине устройство плавного пуска, вы продлите срок ее службы.

В этом есть смысл – вы снижаете риск многих инцидентов и несчастных случаев, которые могут привести к окончанию срока службы машины.

В чем разница между плавным пуском и ЧРП?

ЧРП имеет некоторое сходство с устройством плавного пуска, но существует достаточно различий, чтобы выделить его в отдельный класс.ЧРП, официально известный как частотно-регулируемый привод, представляет собой устройство управления двигателем, которое контролирует скорость асинхронного двигателя переменного тока. Это означает, что он может контролировать, насколько быстро двигатель работает во время циклов пуска и останова, а также во время обычного рабочего цикла.

Исходя из этого, легко увидеть сходство между ЧРП и плавным пуском. У обоих есть способ контролировать количество мощности, проходящей через двигатель во время его запуска, и оба могут помочь предотвратить такие вещи, как скачки напряжения и проблемы во время запуска.Однако они различаются по методу, который они используют для достижения этой цели.

Что использовать: устройство плавного пуска или частотно-регулируемый привод?

ЧРП обычно предпочтительнее, если вашей главной целью является экономия энергии. Это связано с тем, что частотно-регулируемый привод ограничивает не только скорость двигателя во время фазы включения. Это также может помочь вам контролировать скорость во время обычного рабочего цикла, а также во время фазы отключения питания. Это делает их идеальными для снижения мощности, когда она не нужна, что приводит к снижению общих затрат энергии.

Частотно-регулируемые приводы

также являются хорошим выбором в ситуациях, когда важно иметь возможность контролировать скорость и плавность работы машины. Под это описание подходят такие приложения, как лифты и эскалаторы. В подобных приложениях вы сможете контролировать постоянную скорость этих единиц оборудования и не допускать возникновения неожиданных скачков напряжения.

Каковы некоторые общие причины неудач плавного запуска?

Каким бы прекрасным ни был плавный пуск, он не безошибочен.Как и в случае любого другого оборудования или механизмов, правильное сочетание проблем может привести к их выходу из строя или поломке. Хотя в обозримом будущем устройство плавного пуска должно быть в хорошем рабочем состоянии, вы никогда не знаете, что может случиться.

Если вы заметили проблему или неисправность в устройстве плавного пуска, это может быть связано с одной из следующих проблем:

Слишком много тепла: Как упоминалось ранее, перегретая машина может вызвать множество других проблем.Вероятность перегрева машины с плавным пуском ниже, чем у машины с обычным запуском, но это все же возможно.
Слишком высокое напряжение: Поскольку основная цель плавного пуска состоит в том, чтобы сначала ограничить величину электрического тока, это маловероятно. Однако, если во время запуска на двигатель подается более высокое напряжение, чем обычно, это может привести к проблемам.
Слишком большой ток: Это проблема, аналогичная проблеме слишком большого напряжения.Если вначале в двигатель будет протекать слишком большой ток, это может привести к перегрузке цепей и неисправности.

Хотя это может создать впечатление, что плавный пуск чреват проблемами и сбоями, на самом деле все наоборот. Плавный запуск делает ваши двигатели и механизмы менее склонными к сбоям и прекрасно защищают их от таких вещей, как перегрев и скачки напряжения. Они также значительно продлевают срок службы большинства двигателей.

Нельзя сказать, что плавный пуск никогда не выходит из строя и не вызывает проблем, но, как правило, он очень надежен и обеспечивает дополнительный уровень безопасности и защиты ваших двигателей.

Ремонт устройств плавного пуска

Обратитесь в глобальную электронную службу по вопросам ремонта сегодня

Есть ли у вас двигатели, промышленная электроника, гидравлика или другое оборудование, которые нуждаются в обслуживании и ремонте? Если да, то Global Electronic Services всегда готова помочь. Наш стандартный срок ремонта составляет от одного до пяти дней, и мы также предлагаем срочные услуги от одного до двух дней, если работа требует срочного внимания. Чтобы начать ремонт, просто свяжитесь с нами и запросите ценовое предложение.Если у вас возникнут дополнительные вопросы, мы будем рады ответить на них по телефону 877-249-1701.

Запросить цену

Все о устройствах плавного пуска двигателей

Как можно защитить и улучшить свои электродвигатели?

Двигатели

переменного и постоянного тока – бесценные машины, которые создают движение за счет электричества, но они склонны к выходу из строя при неправильном использовании. Эта частота отказов увеличивается, если двигатель изначально потребляет большой ток, который может повредить как его катушки, так и проводку.Пускатели двигателя с плавным пуском – полезный инструмент для предотвращения таких повреждений, а также повышения эффективности системы двигателя за счет регулирования этого броска тока. Эти устройства необходимы для некоторых основных приложений, поэтому эта статья поможет читателям понять, что такое устройства плавного пуска, как они работают и как они используются в реальных системах.

Что такое устройства плавного пуска?

Устройства плавного пуска

– это электрические устройства, подключенные между источником питания и двигателем, которые регулируют величину тока, подаваемого на двигатель.Устройства плавного пуска используются с любым двигателем, который изначально потребляет избыточный ток, также известный как большой «пусковой ток». Название «устройство плавного пуска» обычно относится к электронным твердотельным накопителям, что означает просто привод, в котором используются полупроводники. Чтобы узнать о других типах стартеров, прочтите нашу статью о пускателях двигателей.

Как объясняется в нашей статье об асинхронных двигателях, типичные двигатели переменного тока изначально потребляют от двух до семи раз превышающий номинальный ток, так как требуется много энергии, чтобы довести эти машины до полной скорости из состояния покоя.Этот скачок мощности может в лучшем случае вызвать нежелательные рывки в системе, а в худшем – повредить катушки двигателя и его проводку. Чтобы этого не произошло, устройство плавного пуска предотвратит такой бросок и запустит двигатель «мягко»; Другими словами, они снижают начальный ток, так что двигатель набирает полную скорость без избыточного тока. Они похожи на частотно-регулируемые приводы (ЧРП), но могут изменять только ток, а не скорость (подробнее о частотно-регулируемых приводах см. В нашей статье о контроллерах двигателей переменного тока). Хотя устройства плавного пуска не могут изменять скорость двигателя, они повышают эффективность и безопасность при использовании.Устройства плавного пуска популярны в системах с высоким моментом инерции, которые необходимо постепенно выводить на полную мощность.

Как работают устройства плавного пуска?

Достижения в кремниевых технологиях позволили электрическим твердотельным устройствам плавного пуска произвести большой фурор на рынке. Для уменьшения броска тока и разгона до полной скорости в твердотельных устройствах плавного пуска обычно используются компоненты, известные как тиристоры или кремниевые выпрямители (см. Рисунок 1 ниже):

Рис. 1: Типовое обозначение схемы для тиристоров / тиристоров.

Эти компоненты уменьшают поступающее на двигатель напряжение и позволяют операторам поддерживать постоянное напряжение до тех пор, пока не будет достигнута полная скорость. Они обычно используются в трех парах (или TRIACS) для учета каждой фазы двигателя, поскольку трехфазные двигатели обычно требуют плавного пуска (см. Рисунок 2 ниже):

Рис. 2: Типичное твердотельное устройство плавного пуска, в котором используются три пары тиристоров (TRIAC) для снижения напряжения на двигателе. Обратите внимание на контакты над двигателем, которые изначально разделены.

Изображение предоставлено: https://www.ee.co.za/article/choosing-variable-frequency-drive-soft-starter-needs.html

При запуске каждая фаза проходит через каждый TRIAC, прежде чем попадет в двигатель. Тиристоры уменьшат напряжение (и, следовательно, ток) и позволят ослабленному сигналу пройти к двигателю. Ток контролируется до тех пор, пока двигатель не достигнет полной скорости, после чего тиристоры блокируются путем подключения двигателя напрямую к источнику питания через контакты (также известное как питание двигателя «через линию»).

Кривые крутящего момента-скорости и тока-скорости для двигателей с поперечным и плавным пуском можно увидеть ниже на рисунках 3 и 4, и они помогают визуализировать влияние использования этих машин на производительность:

Рис. 3 и 4: Сравнение кривых крутящий момент-скорость / текущая скорость-скорость для двигателей с полным напряжением и двигателей с плавным пуском. Зеленая часть на кривой текущей скорости представляет собой перекрытие обеих кривых тока.

Из этих графиков видно, что устройства плавного пуска не только выравнивают ток во время запуска, но также управляют крутящим моментом двигателя.Устройства плавного пуска обеспечивают надежный, постоянный крутящий момент при номинальных скоростях, и, хотя они не обеспечивают такой хороший пусковой крутящий момент, как поперечные двигатели, они снижают отклонения и обеспечивают стабильную и безопасную мощность.

Технические характеристики устройства плавного пуска

В этом разделе подробно описаны некоторые общие характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе устройства плавного пуска для вашего приложения. Обратите внимание, что в этом списке представлены только наиболее общие спецификации для всех устройств плавного пуска, но существует больше, в зависимости от конкретных моделей и функций.

Тип нагрузки

Устройства плавного пуска

чаще всего используются в сочетании с трехфазными двигателями, так как эти двигатели переменного тока имеют высокие пусковые токи и крутящие моменты. Важно знать, какая нагрузка (двигатель и двигатель) будет использоваться с точки зрения силы тока (в амперах) и мощности (кВт или л.с.), поскольку устройство плавного пуска должно иметь совместимую конструкцию.

Номинальное рабочее напряжение

Каков диапазон напряжений для устройства плавного пуска и насколько напряжение может отклоняться от этого диапазона? Например, устройство плавного пуска может иметь рабочий диапазон 230/400 В с допустимым отклонением ± 10%.Знание этих значений не только поможет предотвратить недостаточную / избыточную мощность двигателя, но также будет влиять на то, как запитывается сам пускатель.

Устройства безопасности

Большинство устройств плавного пуска поставляются с байпасными механизмами, которые замыкают цепь стартера на полное напряжение при заданных скоростях. При длительном использовании важно иметь средства безопасности, которые предотвратят повреждение цепи при коротком замыкании, например, реле защиты от тепловой перегрузки от перегрузки по току и перенапряжения. Также знание максимального дисбаланса между фазами поможет поддерживать систему в рабочих параметрах.Наконец, наличие некоторого вида регистрации данных для записи записей о неисправностях также может помочь в поиске и устранении неисправностей во время технического обслуживания.

Монтаж, корпус и размеры

Метод установки устройств плавного пуска важен, так как их способность охлаждать зависит от их ориентации. Большинство устройств плавного пуска поставляются с рекомендациями относительно того, как и где устройство должно быть установлено (например, вертикально и на плоской поверхности), а также с указанием максимального вертикального уклона для предотвращения накопления тепла. Размеры также важны, так как для устройства плавного пуска должно быть достаточно места, а также достаточно места, чтобы оно оставалось холодным.

Заявки и критерии отбора

Устройства плавного пуска

лучше всего использовать в приложениях, где требуется медленный пуск, но мощный двигатель. Они обычно используются в таких применениях, как воздушные фильтры в зданиях, где двигатель должен приводить в действие большой вентилятор. Если бы в этом случае не использовалось устройство плавного пуска, вентилятор запустился бы на высоких скоростях и снизил бы эффективность фильтрации, а также потенциально повредил бы двигатель из-за высокой инерционной нагрузки. Точно так же устройства плавного пуска находят применение в системах водоснабжения, где воду необходимо медленно откачивать, чтобы предотвратить повышение давления.Наконец, конвейерные системы выигрывают от устройств плавного пуска, поскольку они должны ускорять предметы из состояния покоя без рывков, иначе предметы могут упасть с ленты. Устройства плавного пуска также являются популярными модификациями старых пускателей с пониженным напряжением, поскольку они более управляемы, программируются и эффективны.

Устройства плавного пуска

обеспечивают плавное, плавное ускорение энергоемких двигателей, которые в противном случае могут вызвать перегрузку их энергосистем. Используйте приведенные выше характеристики и поговорите со своим поставщиком, чтобы обеспечить наилучшие шансы найти подходящее устройство плавного пуска для работы.Эти машины, хотя и более дорогие, чем другие стартеры, значительно улучшат эффективность и безопасность любой системы, в которой они развернуты. Устройства плавного пуска дают операторам больше контроля, снижают риск повреждения и повышают эффективность, поэтому их первоначальная стоимость окупается за периоды эксплуатации. Любые приложения, которые имеют высокую инерционную нагрузку и большой бросок тока, должны серьезно рассмотреть устройство плавного пуска, иначе они рискуют непреднамеренными движениями, отказами и ненужными задержками.

Сводка

В этой статье представлено понимание того, что такое устройства плавного пуска и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

https://www.motioncontroltips.com/when-do-you-need-a-soft-starter-for-an-ac-motor/
http://docs.elmarkholding.eu/LOW%20VOLTAGE%20POWER%20DISTRIBUTION/Motor%20Control%20and%20Protection/Starters/Soft%20Starters/Technical%20specification-%20Soft%20starter%20ELM%202500.pdf
https://realpars.com/soft-starter/
http://ucc.colorado.edu/siemens
https://literature.rockwellautomation.com
https://www.ee.co.za/article/choosing-variable-frequency-drive-soft-starter-needs.html

Прочие изделия из двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Что такое устройство плавного пуска?

Двигатели часто могут потреблять большое количество энергии, когда они разгоняются до полной скорости.Устройство плавного пуска используется для уменьшения пусковых токов и ограничения крутящего момента, что полезно, если вы хотите защитить свое оборудование, продлить срок службы двигателя и уменьшить нагрев двигателя при частых запусках и остановках.

Итак, устройство плавного пуска обеспечивает плавный разгон до полной скорости, и они используются только при запуске. Этот постепенный запуск достигается за счет увеличения начального напряжения на двигателе.

Мы склонны использовать устройства плавного пуска в приложениях, где требуется регулирование скорости и крутящего момента только во время запуска или где есть требование уменьшить большие пусковые токи при запуске, связанные с большим двигателем.Мы также можем использовать плавный пуск, когда механической системе (например, конвейерам, системам с ременным приводом, зубчатым колесам и т. Д.) Требуется плавный пуск для снятия скачков крутящего момента и напряжения, связанных с нормальным запуском. Мы также можем использовать их в насосах для устранения скачков давления в трубопроводных системах.

Электрические устройства плавного пуска снижают напряжение и, следовательно, ток, подаваемый на двигатель. В устройствах плавного пуска могут использоваться твердотельные устройства, помогающие контролировать ток. Можно контролировать от одной до трех фаз, при этом трехфазное управление обычно дает лучшие результаты.В нормальном состоянии ВЫКЛ тиристоры ограничивают ток, но в нормальном состоянии ВКЛ они пропускают ток. Тиристоры управляются во время разгона, а байпасные контакторы включаются после достижения максимальной скорости для повышения общей эффективности. Если у вас есть приложения, в которых требуется регулирование скорости и крутящего момента только во время запуска двигателя, то устройства плавного пуска часто являются более экономичным выбором.

Если пространство ограничено, они являются хорошим выбором, поскольку обычно занимают меньше места, чем преобразователи частоты.

Drives and Automation может поставить вам ряд двигателей переменного и постоянного тока, приводов и периферийных устройств и является агентом Sicme Motori в Великобритании. Мы охватываем весь спектр автоматизации от крупных проектов, таких как новая линия по производству бумаги, до замены одного привода и модернизации.

Устройство плавного пуска двигателя

Устройство плавного пуска двигателя используется для защиты двигателя и другого подключенного оборудования от повреждений из-за контролируемого напряжения на клеммах.Таким образом, это устройство, которое используется в электродвигателях переменного тока для мгновенного уменьшения нагрузки и крутящего момента в силовой передаче, а также скачка электрического тока двигателя при запуске. Это снижает механическую нагрузку на вал и двигатель и электродинамическую нагрузку на присоединенные силовые кабели, а также на распределительную электрическую сеть. Ограничение начального броска тока и уменьшение механического удара, связанного с запуском двигателя, помогает продлить срок службы системы.

Методы пускателя двигателя

Существует три основных технологии пускателя двигателя, а именно:

Пускатели с прямым подключением к сети (DOL) или по сети Пускатели Эти пускатели подают полный ток, напряжение и крутящий момент на двигатель сразу после команды двигателя.Методы прямого запуска работают на самых основных возможностях запуска двигателя.
Мягкие пускатели Их также называют интеллектуальными контроллерами двигателя, эти пускатели активно управляют напряжением для управления пусковым и остановочным током и профилями крутящего момента для улучшения механических и электрических характеристик двигателя, работы машины и цепи двигателя. Устройства плавного пуска экономичны для тех приложений, где требуется управление двигателем при пуске и останове, поскольку они имеют более совершенное управление по сравнению с вариантами DOL.
Приводы переменной частоты (ЧРП) Приводы переменной частоты преобразуют сетевое напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, которое затем инвертируется обратно в смоделированное напряжение переменного тока двигателя. VDF полагаются на управление двигателем через запуск, время работы и остановку.

Приложение устройства плавного пуска Устройства плавного пуска

могут быть настроены в соответствии с требованиями конкретных индивидуальных приложений. Например, он может избежать скачков давления в насосах и облегчить плавный запуск конвейерных систем, избегая при этом напряжения и рывков на компонентах привода.Вентиляторы и другие системы с ременным приводом могут запускаться медленно, избегая скольжения.

Плавный пуск можно найти в электрических вертолетах с дистанционным управлением, позволяя лопастям ротора вращаться плавно и контролируемым образом, в отличие от внезапного всплеска. Плавный пуск ограничивает пусковой ток, тем самым улучшая стабильность источника питания и уменьшая переходные падения напряжения, которые часто влияют на другие нагрузки. В конечном счете, вам следует задать ряд вопросов при определении потенциального рассмотрения для устройств плавного пуска:

Требуется ли в приложении регулирование скорости, когда двигатель работает на высокой скорости?
Нужна ли точная остановка и запуск приложения?
Нужен ли полный крутящий момент, когда приложение работает на нулевой скорости?
Требуется ли применение постоянного крутящего момента?
Какие размеры, температура и стоимость?
Есть ли гармоники и проблемы с установкой?

Как работает устройство плавного пуска?

Полупроводниковые устройства используются твердотельным устройством плавного пуска для снижения напряжения на клеммах двигателя, хотя и временно.Это позволяет контролировать ток двигателя для снижения пускового тока, а также для ограничения крутящего момента на валу. Управление основано на контроле напряжения на клеммах двигателя по двум-трем фазам. Ограничение напряжения двигателя снижает крутящий момент, обеспечивающий постепенный запуск нагрузки.

Есть три возможных способа запуска двигателя:

Применение пуска по частям обмотки: автотрансформаторный пускатель
Постепенное применение пониженного напряжения: устройство плавного пуска и устройство пуска звезда треугольник
Подача напряжения полной нагрузки через определенные промежутки времени: прямой пуск от сети

Преимущества выбора устройства плавного пуска

Преимущества использования устройства плавного пуска обычно являются более экономичным выбором для тех приложений, где требуется контроль крутящего момента и скорости в процессе запуска.Кроме того, они являются идеальным ответом для приложений, где требуется свободное место, поскольку они занимают меньше места по сравнению с частотно-регулируемыми приводами.

Типы управления с помощью устройства плавного пуска

Существует два основных типа управления с помощью устройства плавного пуска:

Управление с обратной связью

С помощью стартера выходные характеристики двигателя, такие как отслеживаемая скорость, потребляемый ток или пусковое напряжение, изменяются по мере необходимости, чтобы сгенерировать ожидаемую реакцию.Контролируется ток в каждой фазе. Следовательно, изменение напряжения по времени может быть остановлено, если оно превышает определенную уставку.
Управление открытием

Пусковое напряжение подается постепенно, независимо от скорости двигателя или потребляемого тока. Два SCR соединены спина к спине для каждой фазы, где SCR сначала проводятся с задержкой 180 градусов в ходе соответствующих полуволновых циклов (где каждый SCR проводит). Задержка постепенно уменьшается со временем до тех пор, пока подаваемое напряжение не возрастет до полного напряжения питания.Это также известно, как система временного нарастания напряжения. Даже в этом случае этот метод не актуален, потому что он не контролирует ускорение двигателя.

Компоненты базового устройства плавного пуска

Управляющая логика с использованием ПИД-регуляторов или микроконтроллеров, а также другая логика для управления приложением напряжения затвора, связанного с SCR. То есть для управления углом включения тиристоров, чтобы обеспечить работу тиристоров на рекомендуемой части цикла напряжения питания.
Силовые переключатели, такие как тиристоры, которым необходимо регулирование фазы, чтобы они применялись для каждой части цикла. Например, для еще трех фаз требуется два тиристора, которые должны быть подключены последовательно для каждой фазы. В этом случае коммутационные устройства должны быть рассчитаны как минимум в три раза выше сетевого напряжения.

Вот пример электронной системы плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя. Система состоит из двух спина к спине SCR для каждой фазы, что в общей сложности составляет 6 SCR.Схема управляющей логики в виде двух компараторов вырабатывает линейное напряжение и уровень, а также оптоизолятор, который управляет приложением напряжения затвора к каждой из фаз тринистора. Затем будет использоваться схема источника питания, обеспечивающая необходимое напряжение постоянного тока.

Преимущества устройства плавного пуска

Устройство плавного пуска предлагает множество преимуществ, делающих его предпочтительным в различных условиях. Вот несколько основных преимуществ устройства плавного пуска:

Повышенная эффективность – Система плавного пуска обеспечивает большую эффективность при использовании твердотельных переключателей из-за низкого напряжения во включенном состоянии.
Управляемый запуск – Устройства плавного пуска облегчают плавное регулирование пускового тока за счет легкого изменения пускового напряжения, обеспечивая плавный пуск двигателя без рывков.
Малый размер и стоимость – Использование твердотельных переключателей гарантирует это.
Контролируемое ускорение – Плавное управление ускорением двигателя.

Итак, когда вы используете устройство плавного пуска? Устройства плавного пуска

могут использоваться в различных приложениях.В их число входят:

Применения со средним или низким пусковым моментом. При остановке или запуске необходимы контроль крутящего момента и линейное изменение скорости. Рекомендуется постепенный контроль, чтобы избежать скачков крутящего момента, а также напряжения в механической системе, связанной с запуском оборудования. К ним относятся шестерни, приводные ремни, конвейеры и муфты.
Приложения, которые слабо загружены.
Управление высокими пусковыми токами, которые связаны с запуском большого двигателя и которые необходимо ограничить, чтобы предотвратить штрафные санкции или проблемы с сетью питания.
помогают минимизировать механические повреждения и износ системы, предотвращая возможные скачки давления в трубопроводных системах при быстрой смене жидкости.
Контроль мощности.
Мало или отсутствие контроля скорости в рабочем режиме.

Как правило, контроллеры предлагают различные функции в зависимости от области применения двигателя. Таким образом, они позволяют двигателю запускаться в условиях низкого напряжения, позволяют осуществлять обратное управление или работу с несколькими скоростями, обеспечивают защиту от перегрузок и перегрузок по току, а также выполняют широкий спектр функций.

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет. Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния. Он хранит обширный инвентарь электрических соединителей, фитингов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводов, предохранительных выключателей и т. Д. Он закупает электрические материалы у ведущих компаний по всему миру. Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной электротехнической продукции и современных решений в области электрического освещения.Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она занимает уникальное положение, предлагая конкурентоспособную структуру ценообразования. Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Основы устройства плавного пуска, принцип работы с примерами и преимуществами

Устройство плавного пуска – это любое устройство, которое управляет ускорением электродвигателя с помощью управления приложенным напряжением.

А теперь напомним вкратце о необходимости иметь стартер для любого двигателя.

Асинхронный двигатель может запускаться самостоятельно из-за взаимодействия между потоком вращающегося магнитного поля и потоком обмотки ротора, вызывая высокий ток ротора при увеличении крутящего момента. В результате статор потребляет большой ток, и к тому времени, когда двигатель достигает полной скорости, потребляется большой ток (превышающий номинальный ток), что может вызвать нагрев двигателя и, в конечном итоге, его повреждение. Чтобы этого не произошло, нужны пускатели двигателей.

Пуск двигателя может осуществляться 3 способами

Подача напряжения полной нагрузки через определенные промежутки времени: Прямой пуск от сети
Постепенная подача пониженного напряжения: пускатель звезда-треугольник и устройство плавного пуска
Пуск по частям обмотки: пускатель автотрансформатора

Определение плавного пуска

Теперь давайте обратим наше особое внимание на плавный пуск.

С технической точки зрения устройство плавного пуска – это любое устройство, уменьшающее крутящий момент, прилагаемый к электродвигателю. Обычно он состоит из твердотельных устройств, таких как тиристоры, для управления подачей напряжения питания на двигатель. Пускатель работает по тому, что крутящий момент пропорционален квадрату пускового тока, который, в свою очередь, пропорционален приложенному напряжению. Таким образом, крутящий момент и ток можно регулировать, уменьшая напряжение во время запуска двигателя.

С помощью устройства плавного пуска может быть два типа управления:

Открытое управление : Пусковое напряжение подается со временем, независимо от потребляемого тока или скорости двигателя.Для каждой фазы два SCR подключаются друг к другу, и SCR сначала проводятся с задержкой 180 градусов в течение соответствующих полуволновых циклов (для которых проводит каждый SCR). Эта задержка постепенно уменьшается со временем, пока подаваемое напряжение не возрастет до полного напряжения питания. Это также известно как система изменения напряжения во времени. Этот метод не имеет значения, поскольку он не контролирует ускорение двигателя.

Замкнутый контур управления : Любая из выходных характеристик двигателя, таких как потребляемый ток или скорость, отслеживается, и пусковое напряжение изменяется соответствующим образом для получения требуемого отклика.Ток в каждой фазе контролируется, и если он превышает определенную уставку, изменение напряжения по времени останавливается.

Таким образом, основной принцип устройства плавного пуска состоит в том, чтобы контролировать угол проводимости тиристоров, подачу напряжения питания.

2 Компоненты базового устройства плавного пуска

Силовые переключатели , такие как тиристоры, которые должны управляться по фазе, чтобы они применялись для каждой части цикла. В трехфазном двигателе по два тиристора соединены спина к каждой фазе.Коммутационные устройства должны иметь номинальное значение, как минимум, в три раза превышающее линейное напряжение.

Control Logic с использованием ПИД-контроллеров или микроконтроллеров или любой другой логики для управления приложением напряжения затвора к SCR, то есть для управления углом срабатывания SCR, чтобы заставить SCR проводить в требуемой части цикла напряжения питания .

Рабочий пример электронной системы плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя

Система состоит из следующих компонентов.

Два спина к спине SCR для каждой фазы, то есть всего 6 SCR.
Логическая схема управления в виде двух компараторов LM324 и LM339 для создания уровня и линейного напряжения и оптоизолятора для управления приложением напряжения затвора к каждому тиристору в каждой фазе.

Схема источника питания для обеспечения необходимого напряжения питания постоянного тока.

Блок-схема, показывающая электронную систему плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя

Напряжение уровня генерируется с помощью компаратора LM324, инвертирующий вывод которого подается с использованием источника постоянного напряжения, а неинвертирующий вывод подается через конденсатор, подключенный к коллектору транзистора NPN. .Зарядка и разрядка конденсатора приводят к соответствующему изменению выходного сигнала компаратора и изменению уровня напряжения с высокого на низкий. Напряжение этого выходного уровня подается на неинвертирующую клемму другого компаратора LM339, на инвертирующую клемму которого подается линейно нарастающее напряжение. Это линейное напряжение создается с помощью другого компаратора LM339, который сравнивает пульсирующее постоянное напряжение, приложенное к его инвертирующему выводу, с чистым постоянным напряжением на его неинвертирующем выводе и генерирует опорный сигнал нулевого напряжения, который преобразуется в линейный сигнал путем зарядки и разрядки электролитный конденсатор.

Компаратор LM339 3 ^rd выдает сигнал высокой ширины импульса для каждого напряжения высокого уровня, который постепенно уменьшается по мере уменьшения напряжения уровня. Этот сигнал инвертируется и подается на оптоизолятор, который подает стробирующие импульсы на тиристоры. По мере падения уровня напряжения ширина импульса оптоизолятора увеличивается, и чем больше ширина импульса, тем меньше задержка, и постепенно тиристор срабатывает без какой-либо задержки. Таким образом, управляя длительностью между импульсами или задержкой между приложениями импульсов, регулируется угол включения SCR и регулируется подача тока питания, таким образом управляя выходным крутящим моментом двигателя.

Весь процесс представляет собой систему управления без обратной связи, в которой время подачи импульсов запуска затвора на каждый тиристор регулируется в зависимости от того, насколько раньше линейное напряжение снижается от уровня напряжения.

Преимущества плавного пуска

Теперь, когда мы узнали о том, как работает электронная система плавного пуска, давайте вспомним несколько причин, по которым она предпочтительнее других методов.

- Повышенный КПД : КПД системы плавного пуска с твердотельными переключателями выше из-за низкого напряжения в открытом состоянии.
- Управляемый запуск : Пусковой ток можно плавно регулировать, легко изменяя пусковое напряжение, что обеспечивает плавный запуск двигателя без рывков.

Управляемое ускорение : Ускорение двигателя регулируется плавно.
Низкая стоимость и размер : это обеспечивается за счет использования твердотельных переключателей.

Выбор между частотно-регулируемым приводом и устройством плавного пуска

Электродвигатели находят множество применений в жилых, коммерческих и промышленных зданиях.Однако двигатели должны иметь соответствующие средства управления и защиты для обеспечения длительного срока службы и правильной работы. Когда двигатели запускаются при полном напряжении, высокий пусковой ток и пусковой момент могут сократить их срок службы. Для защиты двигателей от этого используются несколько методов пуска, включая устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы (VFD).

Пускатели защищают не только двигатели, но и другие электрические устройства и механические компоненты:

Нагрузки двигателя не подвергаются внезапному пусковому крутящему моменту.
Другие электрические устройства не подвержены падению напряжения из-за пускового тока.

Сравнивая устройство плавного пуска и частотно-регулируемый привод, нельзя сказать, что одно устройство лучше другого. Устройство плавного пуска предназначено исключительно для запуска двигателей при пониженном напряжении, в то время как частотно-регулируемый привод также может управлять скоростью работающего двигателя. При заданной мощности двигателя ЧРП дороже из-за дополнительных функций. Использование частотно-регулируемого привода для двигателя, не требующего регулировки скорости, – пустая трата средств.

Повысьте безопасность и сэкономьте энергию в вашем здании с помощью профессионального электрического проектирования.

В этой статье сравниваются устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы с указанием некоторых подходящих приложений для каждого устройства. Оба устройства используют силовую электронику, но их внутренние компоненты разные.

Когда использовать устройство плавного пуска?

В устройстве плавного пуска используется набор из шести тиристоров или кремниевых выпрямителей (SCR) для уменьшения пускового тока и крутящего момента трехфазного двигателя.Тиристор можно описать как электронный «клапан», который пропускает ток только в одном направлении и только при подаче управляющего сигнала. Шесть тиристоров необходимы для трехфазного питания, поскольку есть три напряжения переменного тока, которые переключают полярность с частотой 60 Гц – для каждой фазы требуется два тиристора, каждый для разной полярности.

Когда в электродвигателе используется устройство плавного пуска, шесть тиристоров используются в качестве клапанов, ограничивающих трехфазное напряжение. Вместо того, чтобы сразу подавать номинальное напряжение, устройство плавного пуска отсекает часть формы волны напряжения, что ограничивает как пусковой ток, так и пусковой момент.

Цепь SCR, используемая устройством плавного пуска, может ограничивать напряжение, но частота остается на уровне 60 Гц. Поскольку скорость работающего двигателя зависит от частоты, устройство плавного пуска не может снизить частоту вращения. Однако это не проблема в приложениях, где двигатель всегда работает на полной скорости.

Устройства плавного пуска

полезны, когда двигатели работают с большими нагрузками, которым для начала вращения требуется большой ток и крутящий момент. Эти нагрузки включают промышленное оборудование, вентиляторы пылесборников и насосные системы с постоянным потоком.

Когда использовать частотно-регулируемый привод?

Как упоминалось выше, частотно-регулируемый привод может управлять как напряжением, так и частотой, подаваемыми на электродвигатель. Это означает, что частотно-регулируемый привод можно использовать в качестве стартера, но он также может снизить скорость в приложениях, где изменяется рабочая нагрузка двигателя. Регулирование напряжения и частоты возможно благодаря трехступенчатому процессу:

Источник переменного напряжения преобразуется в постоянное с помощью выпрямителя.
Затем сигнал постоянного тока фильтруется для улучшения качества электроэнергии.
Наконец, инвертор преобразует постоянный ток обратно в переменный ток с требуемым напряжением и частотой.

Поскольку частотно-регулируемый привод регулирует как напряжение, так и частоту, он также может регулировать соотношение В / Гц, которое определяет крутящий момент. Снижение напряжения работающего двигателя обычно вызывает более высокий ток и перегрев, что отрицательно сказывается на производительности и сроке службы. Однако, когда напряжение и частота уменьшаются, электродвигатель может замедляться без негативных последствий.

ЧРП

полезны, когда двигатели имеют переменную рабочую нагрузку, а экономия энергии более 20% обычна при снижении скорости. Например, частотно-регулируемый привод может замедлить работу насосной системы здания при низком потреблении воды или снизить интенсивность вентиляции при низкой загруженности. В обоих случаях есть прекрасная возможность сэкономить электроэнергию.

Заключение

Когда двигатели запускаются при полном напряжении, высокий пусковой ток и пусковой момент могут повредить их и другие компоненты. И устройства плавного пуска, и частотно-регулируемые приводы снижают пусковой ток за счет ограничения напряжения, но между этими устройствами также есть важные различия.

Инженеры-электрики

рекомендуют устройства плавного пуска, когда двигателям требуется только система пуска, и частотно-регулируемые приводы, когда двигателям также требуется управление скоростью во время работы. Устройство плавного пуска не может экономить энергию за счет замедления двигателя с переменной нагрузкой, а частотно-регулируемый привод тратит свою способность регулирования скорости, когда используется только в качестве пускателя.

Когда контактор используется для запуска 3-фазного двигателя, все три напряжения прикладываются к мотор одновременно и по полной.А потому что ротор двигателей в состоянии покоя начальный ток в 5-7 раз превышает ток полной нагрузки. Это резкое приложение мощности называется жестким стартом, и в результате в двигателе, идущем от нуля до полной рабочей скорости при минимальном время. Продолжительность скачка тока колеблется от нескольких секунд до несколько минут, в зависимости от того, сколько времени нужно двигателю, чтобы набрать скорость. Чем ниже крутящий момент двигателя и больше инерция нагрузки, тем дольше время разгона будет.

Профили тока при пуске двигателя

Power может также применяться к двигателю более постепенно, в результате чего получается то, что называется мягкий старт. При использовании методов плавного пуска начальный импульсный ток уменьшается, но двигателю и нагрузке требуется больше времени для достижения полной скорости.

В чем преимущества мягкого старта? В каких ситуациях его следует использовать? И делает мягкую начинаете снижать счет за электричество? Эта статья пытается ответить эти вопросы.

ПРОБЛЕМЫ ВЫЗВАННЫЕ ЖЕСТКИМИ НАЧАЛАМИ

Электрооборудование Проблемы

Можно было ожидать что импульсный ток, в 5-7 раз превышающий нормальный, может вызвать проблемы, и часто делает. Такой скачок напряжения может привести к срабатыванию предохранителей и срабатыванию выключателей. и может вызвать чрезмерное падение напряжения на фидерах. Это напряжение падение может вызвать

трудность в запуске мотор,

тусклый свет,

другие двигатели заглохнуть, и

чувствительное оборудование, такое как компьютеры, чтобы выйти из строя.

Механический и тепловые проблемы

Тяжелый старт тоже приводит к механическим и термическим нагрузкам внутри двигателя, а также как механические нагрузки на трансмиссию и нагрузку. В частности, если трансмиссия имеет люфт или люфт, повторный резкий пуск может привести при чрезмерных нагрузках и износе. И хотя мягкий пуск не снизит общий нагрев двигателя, это гарантирует, что в обмотке температура будет происходить более постепенно.

МЯГКИЙ НАЧАТЬ ПОДХОДЫ

Некоторые техники для плавного пуска двигателя используются уже много лет. К ним относятся:

Автотрансформатор Отводы обмотки обеспечивают

ниже напряжение (и, следовательно, более низкий ток) двигателя во время пуска.

Частичная обмотка Некоторые двигатели имеют несколько обмоток, что позволяет инкрементный старт.

Резистор или дроссель серии Эти устройства ограничивают начальный ток и отключился в какой-то момент в процессе запуска.

Пуск по схеме звезды, треугольник Двигатели , способные работать как в звезду, так и в треугольник, могут быть настроенными как звезда для запуска и Delta для запуска.

Однако сегодня, когда говорят о плавном запуске, обычно имеют в виду: тип программируемого плавного пуска, который твердотельные устройства плавного пуска делать возможным.В этих устройствах используются выпрямители с кремниевым управлением. (SCR), тиристоры или другие силовые полупроводники для управления напряжением и ток, подаваемый на двигатель во время процесса запуска. Они доступны в трехфазных и однофазных моделях, на напряжение от 115 до 575 вольт (несколько и того выше), а для моторов до 700 л. Разные модели имеют разные характеристики, но два основных режима работы являются режимами ограничения тока и линейного изменения тока .Ссылаясь к графику еще раз, кривая 2 иллюстрирует первый режим, а кривая 3 второй.

Ток Ограничительный режим

Цель здесь заключается в ограничении максимального пускового тока до фиксированного заданного уровня и поддерживайте этот уровень, пока двигатель не наберет нужную скорость. Электрический ток уровень выбирается пользователем, чтобы обеспечить подходящий баланс между нагрузка на электрическую систему, пусковой момент и время разгона.Значение, показанное на графике (300% рабочего тока), является типичным. В запуск, предусмотренный в этом режиме, явно мягче, чем при прямом подключении к 3-фазной линии, но по-прежнему электрически и механически резок.

Ток Режим рампы

Режим рампы управление запуском обеспечивает более плавный запуск, чем текущий предел режим. Здесь начальное напряжение и ток выбираются пользователем. значение, которое постепенно увеличивается до выбранного пользователем максимума, который затем удерживайте, пока двигатель не наберет полную скорость.Такой подход делает любую каплю в фидере напряжения происходят более плавно. Это также устраняет механическое сотрясение трансмиссии и нагрузка, возникающая, когда двигатель внезапно производит высокий крутящий момент.

Наконец, пока невозможно использовать твердотельный блок плавного пуска и регулируемый Скоростной привод (ASD) на том же двигателе, имейте в виду, что большинство ASD сами по себе способен обеспечить относительно мягкий пуск.

ЭФФЕКТ НА ЭЛЕКТРОСЧЕТ

Вопреки постоянному По слухам, плавный запуск , а не сэкономит вам деньги на ваших установках счет за электричество.На это есть две причины. Во-первых, запуск мотора медленный по-прежнему требует примерно того же количества энергии, что и быстрый запуск. Во-вторых, даже если скачок кВА во время жесткого запуска может составлять от 5 до 7 раз больше рабочего кВА, период высокого тока почти всегда много короче, чем 15-минутное время ответа на запрос электроснабжения метр.

В ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При плавном пуске не уменьшит ваш счет за электричество, это все еще имеет смысл во многих промышленных ситуации.Если жесткий запуск вызывает механические проблемы с приводимого в действие оборудования или трансмиссии, или если жесткий запуск вызывает электрическую проблемы, твердотельный плавный запуск стоит рассмотреть.

Мягкий пуск электродвигателя: Устройство плавного пуска или Soft-Starter

Устройство плавного пуска или Soft-Starter

Откуда ноги растут или проблемы прямого пуска

Устройство плавного пуска или преобразователь частоты

Сводная таблица характеристик УПП, поставляемых компанией ООО «РусАвтоматизация»

Выбрать УПП наугад или не переплачивать?

Плавный пуск электродвигателя » Гиброид.ру

Устройства плавного пуска электродвигателя | Софтстартеры

Принцип работы софтстартера

Классификация УПП

Параметры выбора УПП

Схема устройства плавного пуска двигателя

Принцип работы

Рекомендации по выбору УПП

Плавный пуск асинхронного электродвигателя. Устройство и принцип работы

Способы плавного пуска асинхронных двигателей

Ознакомление с принципом плавного запуска

Теория осуществления плавного запуска

Основные параметры и характеристики УПП

Разновидности софт стартеров

УПП своими руками

Особенности плавного пуска электродвигателей

Плавный пуск электродвигателя. Устройства плавного пуска (УПП) | RuAut

Руководство по плавному запуску | Что такое Soft Start

Все о устройствах плавного пуска двигателей

Что такое устройства плавного пуска?

Как работают устройства плавного пуска?

Рис. 1: Типовое обозначение схемы для тиристоров / тиристоров.

Технические характеристики устройства плавного пуска

Тип нагрузки

Номинальное рабочее напряжение

Устройства безопасности

Монтаж, корпус и размеры

Заявки и критерии отбора

Сводка

Источники:

Прочие изделия из двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Что такое устройство плавного пуска?

Устройство плавного пуска двигателя

Основы устройства плавного пуска, принцип работы с примерами и преимуществами

Определение плавного пуска

2 Компоненты базового устройства плавного пуска

Рабочий пример электронной системы плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя

Преимущества плавного пуска

Выбор между частотно-регулируемым приводом и устройством плавного пуска

Повысьте безопасность и сэкономьте энергию в вашем здании с помощью профессионального электрического проектирования.

Когда использовать устройство плавного пуска?

Когда использовать частотно-регулируемый привод?

Заключение

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ