Принцип действия устройство плавного пуска электродвигателя: Принцип работы устройства плавного пуска

Содержание

Устройство плавного пуска

Статус технологии

Содержимое заголовка

​рассмотрено НИУ «МЭИ»

Наименование фирмы

description_for_technology2

Полное название технологии

description_for_technology3

​устройство плавного пуска

Короткое название технологии

description_for_technology4

​​устройство плавного пуска

Суть энергосберегающего эффекта

description_for_technology5

​Софт-стартер (устройство плавного пуска) ДМС2 является усовершенствованным вариантом предыдущей модели ДМС и также, как его предшественник, предназначен для ограничения на минимально возможном уровне пускового тока асинхронного электродвигателя. Принцип действия софт-стартера заключается в регулировании действующего значения  выходного напряжения (необходимого для поддержания заданного тока) при неизменной частоте выходного напряжения (50 Гц.).

 

Полное техническое описание, текст

description_for_technology6

​При выборе модели софт-стартера необходимо учитывать данные используемого электродвигателя и характер нагрузки.

Характеристики пуска в зависимости от используемого оборудования или решаемой задачи могут быть разделены на следующие категории:

 

·        Легкий режим требует значения пускового тока Iмах не более 250% Iном, а полное время разгона до 10 сек.

 

·        Тяжелый режим работы характеризуется наличием нагрузки, имеющей большее значение момента инерции и требующее значение пускового тока не менее 300% Iном и временем разгона при этом токе до 20 секунд.

 

·        Очень тяжелый режим работы характеризуется большим значением момента инерции нагрузки, пусковым током порядка 400% Iном , временем разго- на при этом токе порядка 1мин. Для выбора модели софт-стартера необходимо руководствоваться таблицей на- грузки в зависимости от применения (табл.1., рекомендуемая) и таблицей выбора мо- дели в зависимости от типа нагрузки (табл.2., обязательная).

 

 

 

Устройства плавного пуска серии ДМС предназначены для плавного пуска и останова асинхронных двигателей мощностью 11 кВт – 400 кВт с номинальным напряжением питания 380 В, 50 Гц.

 

Выбор модели ДМС зависит от режима пуска механизма и номинального тока электродвигателя. При выборе ДМС номинальный ток электродвигателя не должен превышать расчетного тока для соответствующего режима пуска.

 

·        Механизмы с легким и нормальным режимом пуска: насос центробежный, компрессор винтовой без нагрузки, вентилятор центробежный с закрытой заслонкой, строгальная машина и др.

 

·        Механизмы с тяжелым режимом пуска: насос погружной, пресс, миксер высокоскоростной, лебедка, конвейер загруженный, пилорама, сепаратор для твердых тел, шнек и др.

 

·        Механизмы с очень тяжелым режимом пуска: вентилятор высокого давления, дробилка щековая, компрессор поршневой под нагрузкой, мельница шаровая, насос поршневой и др.

 

Анализ экономической целесообразности внедрения устройств плавного пуска для двигателя 0,4кВ (Iном=565 А, Iпуск=4070 А, время пуска 5.5 с, время пускового броска 2.5 с) с использованием УУП (ДМС2-550Н,  400 кВт, номинальный выходной ток 710 А, кратность токов 1.5) с числом пуском = 2000 в год показал окупаемость в 47 лет. При обосновании экономической целесообразности помимо пряго энергосберегающего эффекта рекомендуетсявключать в расчёт снижение эксплуатационных и ремонтных затрат на обслуживание электрического двигателя, возникающего как результат уменьшения износа электрических элементов из-за снижения пусковых токов.

 

Целесообразней использовать устройства плавного пуска для параллельного (одновременного) пуска нескольких двигателей.

Полное техническое описание, файлы

description_for_technology7

Вид основного экономящегося энергоресурса

description_for_technology8

​Электрическая энергия

Вид вторичного экономящегося энергоресурса

description_for_technology9

​​Электрическая энергия

Минимальный возможный процент экономии, %

description_for_technology10

Максимальный возможный процент экономии, %

description_for_technology11

Средний срок окупаемости (лет)

description_for_technology12

Патент

description_for_technology13

Контактный телефон

description_for_technology14

Авторы разработки

description_for_technology15

E-mail

description_for_technology16

Сайт

description_for_technology17

​http://www. vesper.ru/catalog/soft-starters/ 

Изображение страницы

Реакторное устройство плавного пуска СПРИНТ-В-Р

Основным силовым элементом устройства плавного пуска (УПП) реакторного типа является магнитно-регулируемый реактор. Принцип действия реактора основан на изменении индуктивного сопротивления катушки с ферромагнитным сердечником при подмагничивании ее постоянным током.
В начальный момент сердечники реакторов, обладающие высокой магнитной проницаемостью — не насыщены, а рабочие обмотки имеют большое индуктивное сопротивление. Начальный ток в цепи нагрузки незначительный. Напряжение на нагрузке также мало, так как большая часть напряжения питания теряется в виде падения напряжения в рабочих обмотках. При подаче в обмотки тока управления сердечники реакторов постепенно подмагничиваются до насыщения и индуктивное сопротивление рабочих обмоток уменьшается, а ток в цепи нагрузки и поступающая к ней мощность увеличивается.


Именно устройства с подобным принципом работы обеспечивают качественный процесс плавного пуска с необходимым ограничением тока для электродвигателей без перегрузок и перенапряжения в сети.

Конструкция Реакторного устройства плавного пуска СПРИНТ-В-Р

Устройство плавного пуска реакторного типа поставляется в шкафном исполнении с классом защиты стандартного исполнения IP31 с возможностью расширения защиты до IP65. Стандартная конфигурация включает в себя: шкаф устройства плавного пуска, шкаф байпаса (в конструктивном исполнении до 2000 кВт байпас размещен в шкафу УПП) и ячейка ввода, выполненная на базе ячейки КСО с вакуумным выключателем BB/TEL. Система охлаждения – естественная воздушная.

На передней двери шкафа УПП размещены панель управления и блок светодиодной индикации, предназначенные для мониторинга и контроля работы УПП, выдачи команд пуска и останова, вывода ошибок.

Для гибкого управления УПП оснащен дискретными и аналоговыми выводами (4-20 мА). Все данные и параметры выводятся на интуитивно понятный и простой в использовании интерфейс на базе цветного сенсорного дисплея. Поддержка связи осуществляется через интерфейс RS-485 по встроенным портам связи Modbus RTU или Profibus.



В состав ячейки ввода входит:
QS1, QS2 – микропереключатель
Y1, Y2 – блок замок
TTA, TTC – трансформатор тока
TCH – трансформатор питания
FU – предохранитель

В состав шкафа байпаса входит:
B1, B2 – контакторы
QS3 – микропереключатель
Y3 – блок замок

В состав шкафа УПП входит:
QF — выключатель
TA — трансформатор
КМ — контактор
RR — регулируемый реактор
KN — контроллер управления
BT – блок тиристоров
LCD — цветной сенсорный дисплей

Рис. Принципиальная схема устройства плавного пуска серии СПРИНТ-В-Рв варианте с ячейками ввода и байпаса

КАК ЭТО РАБОТАЕТ:

Устройство использует принцип насыщенного реактора. В начальный момент при пуске электродвигателя, подмагничивание отсутствует и индуктивное сопротивление максимальное, что обеспечивает ограничение пускового тока, на уровне 1,5-3 Iном. В последующем, при снижении пускового тока электродвигателя происходит увеличение тока подмагничивания, которое обеспечивает удержание тока электродвигателя на том же уровне. После разгона двигателя (падение тока ниже 3 Iном) ток подмагничивания достигает максимального значения, индуктивное сопротивление при этом минимальное. При снижении пускового тока ниже установленной величины, например, 1,1 I ном включается контактор закорачивающий силовую катушку и электродвигатель подключается непосредственно к питающей сети.

Таким образом, устройство плавного пуска позволяет избавиться от негативных последствий связанных с запуском электродвигателя напрямую.

Применение устройства плавного пуска позволяет уменьшить пусковые токи и как следствие снизить просадки напряжения и нагрев обмотки. Снижение пускового тока приводит к уменьшению пускового момента, при этом смягчаются удары в момент пуска, что сохраняет механические детали привода. Пуск осуществляется с плавным ускорением, без рывков, за достаточно короткое время (50–120 с) что способствует избежать перегрева обмоточной части электродвигателя.

Рис. График времени пуска электродвигателя с устройством плавного пуска СПРИНТ-В в зависимости от кратности пускового тока (IНом)

Плавное торможение

В УПП для плавного торможения опционально может быть включен блок торможения с компенсатором реактивной мощности КРМ, выполненный по схеме. При отключении питания электродвигателя его магнитное поле затухнет только через небольшой промежуток времени.

Если в этот момент подключить к статорной обмотке двигателя компенсатор реактивной мощности, то энергия магнитного поля будет переходить сначала в заряд конденсаторов, а затем снова возвращаться в обмотку статора, при этом возникнет тормозной момент, который остановит двигатель. Такое торможение часто называют конденсаторным. Величина тормозного момента будет зависеть от емкости конденсаторов, чем больше емкость, тем больше момент. Конденсаторы могут быть включены постоянно, а могут отключаться во время работы двигателя с помощью контактора.

Применение компенсации реактивной мощности позволяет:

  1. улучшить качество электроэнергии в сети

  2. увеличить срок службы электродвигателя

  3. снизить расходы на оплату электроэнергии и общие затраты на энергопотребление

  4. подключить дополнительную активную нагрузку, без увеличения мощности силового трансформатора и без увеличения сечения питающего кабеля

  5. автоматически отслеживать изменения нагрузки и компенсации реактивной мощности


ОПЦИИ

Плавное торможение
Ячейка ввода с предохранителями
Групповое управление электродвигателями
Дистанционный пульт управления
АСУ ТП

Датчик сигнала КИП
Расширение дискретных и аналоговых входов/выводов
Увеличение степени защиты с IP31 до IP65
Освещение шкафа
Выбор корпусного исполнения

ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ КРМ



Групповое управление электродвигателями

В устройстве плавного пуска СПРИНТ-В опционно может быть реализована функция группового подключения до 8 электродвигателей. Использование одного устройства для запуска нескольких электродвигателей позволяет сократить капиталовложения и потребление энергии. Данная функция является незаменимой для многодвигательных насосных и компрессорных станций.


Рис.Схема УПП с поочередным подключением для 3-х электродвигателей

ТИПЫ ЗАЩИТЫ: 

Перегрузка по току
Устройство обладает повышенной способностью к перегрузкам по току. Время отключения при перегрузке в 420% номинального тока — 60 секунд при перегрузке в 550% -3 секунды
Защита от пониженного напряжения
Защита срабатывает, когда напряжение сети в течение заданного времени остается ниже установленного диапазона
Перенапряжение
Устройство плавного пуска отключается, если напряжение сети остается выше заданного уровня в течение установленного времени задержки
Защита от низкого тока
Защита срабатывает, если значение тока падает и остается ниже установленного значения в течение заданного периода времени
Превышение времени пуска
Защита срабатывает, если электродвигатель не достигает номинальной скорости вращения за заданный период времени. Стандартно диапазон времени пуска 0-60 сек. Опционно расширенный диапазон 0-180 сек
Защита от обрыва фаз
Если в главной цепи произойдет обрыв одной или двух фаз, по достижению заданного диапазона времени сработает защита. Есть возможность настройки функции «Автоперезапуска»
Дисбаланс токов
Защита отключает устройство при дисбалансе токов выше установленного значения в течение заданного периода времени
Контроль последовательности фаз
Электроника отключит УПП при попытке его включения с неправильной последовательностью фаз.
Превышение допустимого количества пусков
Настройки позволяют устанавливать до 4 (стандартно) и до 8 (по заказу) пусков в час. Если количество пусков превышает количество, заданное в настройках, то УПП не запустится
Защита от ошибки байпаса после пуска
После того, как электродвигатель достигает номинальной скорости вращения, срабатывает сигнал байпас, если в этот момент контактор байпас не сможет сработать, то срабатывает защита
Ток утечки на заземление
При превышении тока утечки на заземление выше предварительно задаваемого уровня на время более задаваемой задержки, срабатывает защита, размыкающая УПП
Неправильное подключение электродвигателя
При некорректном подключении электродвигателя к выходным клеммам либо при обнаружении обрыва в цепи обмоток внутри электродвигателя, электроника отключает УПП

Эффект от внедрения

Устройства плавного пуска электродвигателя

УПП — преобразователь частоты

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

пуск и остановка электродвигателя
  • универсальный плавный разгон электрического двигателя;
  • оптимальный режим остановки электрического двигателя;
  • уменьшение нагрузки тока пуска;
  • согласованный режим работы крутящегося момента с разрешимым моментом нагрузки электродвигателя.

В момент пуска электродвигателя, крутящий момент за считанные доли секунды, может достигать значения до 150-200%, который отличный от номинального показания. Данный фактор влияет на рабочие характеристики электродвигателя, и в некоторых случаях это приводит к выходу из строя электрической машины. При этом пусковое значение тока в 6-8 раз превышает номинальное значение, которое значительно влияет на нагрузку во всей системе электросети. Перепады напряжения могут создавать на всех участках сети явные проблемы, а если падение достаточно большое, то это чревато проблемой полного запуска электродвигателя (то есть электродвигатель может вовсе не запуститься).

Технические параметры устройства плавного пуска

Устройства плавного пуска двигателей ограничивают отрицательные моменты плавного пуска двигателей. Технические параметры устройства плавного пуска электродвигателей позволяют выдерживать строгие рамки запуска, которые предписаны для каждого электродвигателя. При этом параметры пуска будут соответствовать приближенным в техусловиях электродвигателя, то есть от нуля до номинального значения. Выдержка параметров запуска будет влиять на заданные значения в строго определенный временной промежуток, то есть, до полного запуска электродвигателя в нормальный режим работы.

устройства плавного пуска электродвигателяминимизируются гидравлические удары в системах трубопровода, задвижек

В электронном оборудовании добиться плавного хода можно за счет нарастания допустимого значения напряжения на обмотках электродвигателя. Данные свойства помогают удерживать в нормальном рабочем состоянии напряжение, ток и прочие параметры электрического двигателя. Таким образом, снижается риск перегрева электродвигателя, а также устраняются или минимизируются гидравлические удары в системах трубопровода, задвижек во время пуска, а также в момент остановки системы.

устройства плавного пуска электродвигателейпрямой пуск насоса

На сегодняшний день разработаны практически все типы устройства плавного пуска электродвигателей, ко всем типам, маркам, моделям электродвигателя. Подобрать необходимое устройство достаточно просто, необходимо знать основные рабочие параметры электродвигателя, а также конечное предназначение и роль электротехнического приспособления. Правильно подобранное устройство обеспечит долговечность службы электродвигателя, а также минимизирует отрицательные влияния электрики на всю систему обслуживания. Устройства плавного пуска для электродвигателя имеет большой диапазон функций, на сегодняшний день наиболее популярные устройства это — УПП, устройство, рассчитанное на мягкий пуск, система плавного пускателя, система мягкого пускателя, софтстартер.

Оцените качество статьи:

Устройство плавного пуска для асинхронного двигателя

Блоки плавного пуска с тремя проводами

Кстати будьте внимательны, есть похожие устройства, но с тремя проводками. Например XS-12/D3.

Или другие модели внешне похожие на KRRQD.

Но они собраны на несколько другом принципе и их нужно устанавливать после кнопки ПУСК, в самом инструменте. Напряжение на них должно подаваться только в момент замыкания пусковой кнопки болгарки и сразу исчезать после ее отпускания.

Схема подключения на них следующая:

Фаза подается на контакт «А», ноль на «С». Далее фаза выходным проводом управления идет на двигатель (это как раз третий проводок).

Без кнопки такое устройство будет постоянно под напряжением 220В, что не допустимо.

В двухпроводном блоке такого нет, так как подключается он в разрыв цепи, и напряжение (разность потенциалов) к нему прикладывается только в момент пуска и работы инструмента.

Еще один момент — так называемый электрический тормоз или тормозная обмотка на торцовках. С 3-х проводным внешним УПП он может не работать, а вот с 2-х проводной моделью будет.

Сборка модели с симисторами серии VS1

Собрать на симисторе VS1 плавный пуск для болгарки своими руками можно при помощи нескольких блоков выпрямителя. Конденсаторы для устройства подходят линейного типа с емкостью от 40 пФ. Начинать сборку модификации стоит с пайки резисторов. Конденсаторы устанавливаются в последовательном порядке между изоляторами. Номинальное напряжение у качественного пускателя равняется 200 В.

Далее, чтобы сделать плавный пуск для болгарки своими руками, берется заготовленный симистор и припаивается в начале цепи. Минимальная рабочая частота у него должна составлять 30 Гц. При этом тестер обязан показывать значение 50 Ом. Если возникают проблемы с перегревом конденсаторов, то нужно использовать дипольные фильтры.

Модели на болгарку 600 Вт

Для болгарок на 600 Вт применяются пускатели с контактными симисторами, у которых перегрузка не превышает 10 А. Также стоит отметить, что есть много устройств с обкладками. Они выделяются защищенностью и не боятся повышенной температуры. Минимальная частота для болгарок на 600 Вт равняется 30 Гц. При этом сопротивление зависит от установленного триода. Если он применяется линейного типа, то вышеуказанный параметр не превышает 50 Ом.

Если говорить про дуплексные триоды, то сопротивление при высоких оборотах может доходить до 80 Ом. Очень редко у моделей встречаются стабилизаторы, которые работают от компараторов. Чаще всего они крепятся сразу на модули. Некоторые модификации делаются с проводными транзисторами. У них минимальная частота стартует от 5 Гц. Они боятся перегрузок, но способны поддерживать большие обороты при напряжении 220 В.

Читать также: Провод в силиконовой изоляции маркировка

Принцип работы УПП

Силовая часть устройства плавного пуска состоит из силовых тиристоров, включенных встречно-параллельно и обходных контакторов. Изменение напряжения достигается регулировкой проводимости полупроводниковых устройств путем подачи отпирающих импульсов на управляющие контакты. Б.

В состав УПП также входит:

  • Генератор управляющих импульсов. Этот блок вырабатывает сигналы, изменяющие угол проводимости полупроводниковых устройств при пуске и остановки электродвигателя.
  • Управляющее устройство на базе контроллера или микропроцессора. Его основные функции – подача команд на генератор импульсов, обеспечение связи с другими устройствами, прием сигналов от датчиков, обеспечение защитного отключения электрической машины при аварийных и ненормальных режимах работы.

Старт электрической машины осуществляется на напряжении, составляющем 30-60% от номинального. При этом происходит плавное зацепление шестеренок передаточного механизма, постепенное натяжение ремней привода. Далее управляющий блок постепенно увеличивает проводимость тиристоров до полного разгона электродвигателя. При достижении номинальной частоты вращения вала, замыкаются контакты шунтирующих коммутационных устройств. Ток начинает течь в обход тиристоров. Это необходимо для снижения нагрева полупроводниковых устройств, увеличения срока службы УПП, снижения энергопотребления.

При остановке электродвигателя, контактор включает в цепь тиристоры. С генератора импульсов поступают сигналы, плавно уменьшающие проводимость тиристоров до остановки электрической машины.

Схема блока Интерскола, Лепсе и прочие, схема на тиристоре, фото

Как отмечалось ранее, основу любого устройства плавного пуска составляет специальная микросхема. На болгарках имеющих такую опцию они устанавливаются производителем. Если пользователь желает доработать болгарку с целью оснащения функцией плавного пуска можно приобрести отдельно продающийся блок. Вариант изготовления своими руками также имеет право на существование. Ниже приведена одна из схем блока плавного пуска от производителя.

Основными элементами схемы являются:

  • собственно сама микросхема на основе полупроводниковых управляющих тиристоров;
  • конденсаторов различной емкости;
  • сопротивлений влияющих на время действия управляющих сигналов;
  • силового симистора, управляемого с помощью микросхемы и ограничивающего мощность (число оборотов) на выходе.

Принцип работы схемы следующий.

  • Переменное напряжение из сети поступает на микросхему.
  • Следует отметить, что тиристоры, из которых собрана микросхема, начинают работать при определенном напряжении. Напряжение на ней формируется через конденсатор, который заряжается с некоторым запаздыванием. Требуется некоторое время, чтобы он зарядился полностью.
  • Силовой симистор также будет работать с запаздыванием, так как управляется с помощью микросхемы.
  • При переменном сетевом токе описанные выше процессы осуществляются полупериодами, которые уменьшаются, вследствие наличия остаточных напряжений на элементах схемы. Поэтому напряжение на электродвигатель болгарки будет подаваться плавно, без резкого скачка.

Мягкий пуск стартерного электродвигателя постоянного тока

При исследовании пусковых характеристик стартерных электродвигателей выявлено, что при подаче напряжения на электродвигателе возникает импульс обратного тока напряжением более 2000 вольт. Изоляция обмоток электродвигателей может не выдержать и получить межвитковый пробой. Искрение коллектора при больших пусковых токах ведёт к прогоранию пластин коллектора. Избежать пробоя и аварийной ситуации при пуске электродвигателя можно, используя метод разгона оборотов во времени.

Пусковой ток в данной схеме снижен до приемлемой величины с 220 ампер до 20. Условия мягкого пуска созданы двойным уровнем тока — первый создаётся регулировочной характеристикой полевого транзистора в течении времени 0-10 мс,второй — контактами пускового реле от 10 до 60 мс. Ток во время пускового режима растёт почти линейно, что не ведёт к разрушению электрической части электродвигателя.

Схема на рисунке представляет собой гибрид из мощного полевого транзистора и пускового реле.

Полевой транзистор после нажатия кнопки «Старт» открывается подачей напряжения с аккумулятора GB1 на затвор через резистор R1. Цепь, параллельная затвору транзистора и минусу аккумулятора защищает транзистор и несколько увеличивает время включения с 0,02 до 1 мс, зависящего от номиналов резисторов R1,R2 и конденсатора C1 — подаёт с ростом напряжения питание на пусковой электродвигатель М1. Электродвигатель разгонится до номинальных оборотов, в конце этого процесса замкнутся мощные контакты К1.1 реле К1, ток через полевой транзистор прекратится, а рабочий ток электродвигателя не создаст искрения контактов, так как режим разгона выполнен.

Размыкание цепи «Старт» приведёт к размыканию цепи К1.1 и обесточиванию электродвигателя, с понижением тока по экспоненте.

В цепь затвора полевого транзистора в схеме введен стабилитрон для защиты от превышения порогового напряжения, в цепи истока транзистора, параллельно пусковому электродвигателю подключена цепь для гашения импульсного напряжения обратной полярности –диод VD2 и конденсатор С2.

Обмотка реле К1 защищена от импульсов обратной полярности двухполярным светодиодом HL1 с разрядным резистором R4, резистор R3 ограничивает ток питания цепи обмотки, снижает ее нагрев при длительном включении. Диод VD3 устраняет проникновение импульсных помех в цепи питания.

В схеме нет дефицитных радиодеталей: полевые транзисторы установлены на суммарный рабочий ток в 212 ампер. Резисторы типа МЛТ-0,25, R3 на один ватт. Диоды VD2, VD3 импульсного типа. Реле автомобильное -типа MG16566DX на ток контактов 30 ампер и напряжение 12 вольт, напряжение включения такого реле 7 вольт, отпускания 3,5 вольта. Светодиод HL1 заменим на КИПД 45Б -2 или КИПД 23 А1-К, кнопка пуска типа КМ 1-1. В конструкции использовался стартерный электродвигатель итальянского производства, исследования проводились и на других типах электродвигателей мощностью от 10 до 300 ватт. .

Конструкция собрана в корпусе размерами 110 * 35 *55 и закреплена рядом со стартером, кнопка пуска установлена в удобном для включения месте и соединена многожильным изолированным проводом сечением 0,5 мм. Полевые транзисторы закреплены общим болтом к радиатору.

Светодиод можно использовать как индикатор пуска или оставить на плате.

Силовые цепи питания электродвигателя необходимо выполнить многожильным проводом сечением не менее 10 мм и как можно короче по длине, для снижения потерь напряжения.

Схема проверена на стенде с указанным двигателем на 250 ватт, для надёжности установить два полевика в параллель, закрепив с двух сторон радиатора, пусковой ток тогда может достигать 220 ампер. Ток в 130 Ампер берёт от аккумулятора стартер а/м «Жигули» ВАЗ 2107.

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
VT1 MOSFET-транзистор IRL2505L 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
VD1 Стабилитрон КС818Е 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
VD2, VD3 Выпрямительный диод 1N4003 2 Поиск в магазине Отрон В блокнот
HL1 Светодиод L-57EGW 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
C1 Конденсатор 0. 1 мкФ 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
C2 Электролитический конденсатор 100 мкФ 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
R1 Резистор 120 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
R2 Резистор 75 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
R3 Резистор 1 Ом 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
R4 Резистор 3.3 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
K1 Реле 711.3747-02 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
M1 Электродвигатель MG16566DX 1 15В 250Ватт Поиск в магазине Отрон В блокнот
SB1 Кнопка КМ 1-1 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
GB1 Аккумулятор 7-60 А/Ч 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Добавить все

Устройство

В болгарках без плавного пуска на обмотки коллекторного двигателя сразу подается напряжение сети 220 В, а для приведения его в рабочее состояние требуется повышенный пусковой ток. Устройство плавного пуска обеспечивает постепенное нарастание напряжения и соответственно, ток при запуске также не растет скачкообразно.

Обеспечить такой режим пуска возможно при использовании специальной электронной схемы. Основным компонентом ее является полупроводниковая микросхема, которая управляет другим, более мощным полупроводниковым прибором симистором, обеспечивающим подачу мощности на электропривод болгарки. Тиристоры микросхемы работают с задержкой питающего напряжения, до того момента пока конденсатор цепи не зарядится полностью. Принцип работы микросхемы удачно сочетается с обеспечением плавного пуска болгарок.

Микросхемы к1182, LM358

Наиболее известная микросхема для устройства плавного пуска к1182. Эта микросхема была создана еще в советские времена и сейчас ее не так просто найти. Существуют другие более доступные микросхемы, например, LM358. Многие современные болгарки в заводском исполнении устройства используют микросхему LM358.

Микросхема LM358

Выбор инструментов

На промышленных предприятиях гипсокартон требуется в больших объемах. Поэтому для резки ГКЛ разработаны специальные аппаратные установки. В домашних условиях всё обстоит гораздо проще – в ход идут подручные инструменты, которые найдутся в каждой квартире.

Чтобы по окончанию работы дополнительно не выстругивать каждую деталь, необходимо резать гипсокартон как можно ровнее. Для достижения этой цели на гипсе отмечают разметку с помощью карандаша и сантиметровой рулетки. Если последнего среди инструментов нет или длина гипсокартона превышает 2,5 м, то разметить поверхность можно благодаря металлическому профилю.

Справиться с резкой гипсокартона могут несколько инструментов:

  • резак (ножовка) по металлу или дереву;
  • электролобзик;
  • строительный нож со сменными лезвиями;
  • электродрель.

Последний инструмент подходит для сверления ровной окружности малого диаметра. По мере увеличения радиуса необходимо использовать перьевые сверла или закругленные пилы.

Электродрель подходит для создания отверстий под сердцевину дверных замков. Распилить гипсокартон способна обычная ножовка по металлу или дереву. Инструмент отличается тонким лезвием с частым рядом зубьев. Между острыми гребнями сохраняется минимальное расстояние для предотвращения образования зазубрин.

Плотные листы гипсокартона поддаются резке строительным ножом. Устройство удобно в эксплуатации за счет двухстороннего острого лезвия. С течением времени сердцевина затупляется, однако производители кладут внутрь несколько дополнительных элементов. Поэтому при необходимости лезвие легко можно сменить на новое.

Для резки строительным ножом гипсокартон требуется разметить и положить вдоль карандашной отметки металлическую линейку. Придерживая профиль, сделать надрез ножом. Если гипс небольшой толщины, строительный нож возможно заменить на канцелярский.

Схема устройства для болгарки с симистором на 10 А

Схема плавного пуска болгарки, своими руками изготовленного, предполагает применение контактных резисторов. Коэффициент полярности у модификаций, как правило, не превышает 55 %. Многие модели производятся с блокираторами. За защиту устройства отвечает проводной фильтр. Для пропускания тока используются трансиверы низкой частоты. Процесс понижения порогового напряжения осуществляется на транзисторе. Симистор в данном случае выступает стабилизатором. При подключении модели выходное сопротивление при перегрузке 10 А должно составлять около 55 Ом. Обкладки для пускателей подходят на полупроводниковой основе. В некоторых случаях устанавливаются магнитные трансиверы. Они хорошо справляются с малыми оборотами и могут поддерживать номинальную частоту.

Bt136 600E: схема включения регулировки напряжения

Дешёвые болгарки, не обладающие достаточной мощностью, производители не обременяют схемами включения регулировки напряжения, иначе такие болгарки уже были бы не из дешевых. При пуске болгарки, если он плавный, процесс осуществляется через переходник, соединенный контактами с блоком выпрямителя. Блок выпрямителя преобразовывает ток.

Регулятор оборотов позволит долго работать без перегрузки инструмента

Но иногда болгарку имеет смысл модернизировать с помощью установленной схемы. Электросхема собирается достаточно просто. Сделать ее не сложно, и в готовую схему можно при желании подключать не только болгарку, но любой другой инструмент. Однако в инструменте должен быть коллекторный двигатель, а не асинхронный.

Самодельный подход к созданию схемы будет заключаться в следующем:

  • Для начала работы следует скачать плату, если её нет;
  • В качестве силового звена используется симистор Bt136 600E;
  • При работе симистор будет нагреваться, чтобы этого избежать, устанавливается теплоотвод;
  • Используемые резисторы дают сопротивление току, обеспечивая токогашение;
  • Настройка регулятора происходит за счет многооборотного подстроечного резистора;
  • Для проверки следует подключить лампочку;
  • После подключения лампочку необходимо отключить – симистор должен быть холодным;
  • Подключение полученной схемы к болгарке.

Если правильно подключена плата, симистор и резисторы УШМ должны запускаться плавно, а также использование частоты вращения должно регулироваться. После этого можно апробировать болгарку в деле. Подобные знания могут понадобиться при ремонте неисправностей электродвигателя. Например, когда повышается напряжение или имеет место неправильная балансировка.

Изготовление розетки плавного пуска

Самое главное требование для такой розетки — это ее мобильность. Поэтому вам понадобится переноска.

С помощью нее можно будет плавно запускать инструмент в любом месте — в гараже, на даче, при строительстве своего дома на разных участках стройплощадки.

Первым делом переноску нужно разобрать.

Основные провода питания в ней могут быть либо припаяны, либо подсоединены на винтовых зажимах.

В зависимости от этого, также будет происходить и подключение вашей дополнительной розетки. Это должна быть именно дополнительная розетка возле переноски, чтобы иметь возможность одновременно подключать инструмент в разных режимах.

Кстати, если вы по ошибке включите болгарку или циркулярку, имеющие заводской встроенный плавный пуск в розетку, также снабженной таким УПП, то на удивление все будет работать. Единственный момент — получится задержка запуска пилы или оборотов диска на пару секунд, что не очень удобно в работе и без привычки может озадачить.

Вот реальные испытания такого подключения, проведенные одним мастером с ютуб BaRmAgLoT777. Его комментарий после таких опробований на гравере типа Dremel, дреле Bosch, фрезере Makita, циркулярной пиле Интерскол:

Далее для сборки розетки берете многожильный медный провод сечением 2,5мм2 и зачищаете его концы.

После чего необходимо залудить контактную площадку на переноске, куда будет припаиваться этот провод.

Надежно припаиваете жилы кабеля к этим площадкам.

Аккуратно укладываете провода и закрываете удлинитель.

Берете квадратную наружную розетку для установки на внешней поверхности стен, и в ее корпус примеряете блок плавного пуска. Так как он имеет компактные прямоугольные размеры, то должен поместиться туда без особых проблем.

Монтируете и закрепляете корпус розетки на одной площадке с удлинителем.

Блочок ПП подключаете в разрыв любого провода, фазного или нулевого. Не перепутайте, на него не подается одновременно фаза и ноль, т.е. 220В.

Он устанавливается на какой-то один из проводов.

Также для этого БПП, нет никакой разницы с какой стороны сделать вход, а с какой выход. Скрутки пропаиваются и изолируются термоусадкой.

После чего, все внутренности розетки собираются в корпус и остается всю конструкцию закрыть крышкой.

На этом вся переделка переноски и изготовление розетки можно считать завершенной. По времени это займет у вас не более 15 минут.

Что такое устройство плавного пуска

Устройство плавного пуска (УПП) – это электротехнический прибор, который применяется в работе асинхронных двигателей и позволяет контролировать и управлять его запуском и параметрами для безопасной работы в сети переменного тока. Такое устройство снижает воздействие на двигатель ряда негативных факторов, в том числе уменьшает вероятность повышенного нагрева двигателя, устраняет рывки, обеспечивая плавный запуск и выход на рабочую нагрузку. Также устройства плавного пуска снижают негативное влияние на электрическую сеть посредством уменьшения пусковых токов электродвигателя.

Часто устройство плавного пуска электротехнические специалисты и люди, связанные с работой электродвигателей, называют такие приборы «мягкими пускателями». Это связано с тем, что на английском языке (а большинство качественных устройств – импортного производства) эти устройства называются «soft starter», что и означает «мягкий пускатель».

Плавный пуск электродвигателей с помощью преобразователей частоты и мягких пускателей позволяет решать большое количество задач и управлять работой электродвигателя в широких пределах его параметров. Особенно часто УПП применяют при работе в условиях тяжелого пуска (с большой инерцией или запуском под нагрузкой с четырехкратными пусковыми токами, с разгоном двигателя не менее 30 секунд) и особо тяжелого пуска (при шести или восьмикратных значения пусковых токов и большим временем разгона двигателя).

Также УПП применяют при сниженной или ограниченной мощности электрической сети, когда пусковые токи могут создавать значительные перегрузки в сети, в том числе с влиянием на автоматическое защитное оборудование, которое при высоких значениях пускового тока, даже кратковременного воздействия, отключает питание.

Сфера применения устройств плавного пуска достаточно обширна: их применяют в работе насосных агрегатов, в вентиляционном и компрессорном оборудовании, на электродвигателях тяжелых производств и в строительстве, в дробильном оборудовании, на конвейерах, эскалаторах и в других механизмах и оборудовании.

Принцип действия

Во время пуска электродвигателя коллекторного типа происходит значительное кратковременное увеличение тока потребления, которое и служит причиной преждевременного выхода из строя электроинструмента и сдачей его в ремонт. Происходит износ электрических частей (превышение тока в 7 раз) и механических (резкий запуск). Для организации «мягкого» пуска следует применять устройства плавного пуска (далее УПП). Эти устройства должны соответствовать основным требованиям:

  1. Плавное увеличение нагрузки.
  2. Возможность запуска двигателя через определенные интервалы времени.
  3. Обеспечение защиты от линейных скачков U, пропадания фазы (для 3-фазного электродвигателя) и различных помех электрической составляющей.
  4. Значительно повышение срока эксплуатации.

Наиболее широкое распространение получили симисторные УПП, принципом действия которых является плавное регулирование U при помощи регулировки угла открытия перехода симистора. Симистор нужно подключить напрямую к обмоткам двигателя и это позволяет уменьшить пусковой ток от 2 до 5 раз (зависит от симистора и схемы управления). К основным недостаткам симисторных УПП являются следующие:

  1. Сложные схемы.
  2. Перегрев обмоток при длительном запуске.
  3. Проблемы с запуском двигателя (приводит к значительному нагреву статорных обмоток).

Схемы усложняются при использовании мощных двигателей, однако, при небольших нагрузках и холостом ходе возможно использование простых схем.

УПП с регуляторами без обратной связи (по 1 или 3 фазам) получили широкое распространение. В моделях этого типа появляется возможность предварительного выставления времени пуска и величины U перед пуском двигателя. Однако, в этом случае невозможно регулировать величину вращающего момента при нагрузке. С этой моделью применяется специальное устройство для снижения пускового тока, защиты от пропадания и перекоса фаз, а также от перегрузок. Заводские модели имеют функцию слежения за состоянием электромотора.

Простейшие схемы однофазного регулирования исполняются на одном симисторе и используются для инструмента с мощностью до 12 кВт. Существуют более сложные схемы, позволяющие производить регулировку параметров питания двигателя мощностью до 260 кВт. При выборе УПП заводского производства необходимо учесть такие параметры: мощность, возможные режимы работы, равенство допустимы токов и количество запусков в определенный промежуток времени.

Устройства для болгарок на 800 Вт

Болгарки на 800 Вт работают с пускателями низкой частоты. Симисторы довольно часто применяются на 15 А. Если говорить про схему моделей, то стоит отметить, что у них используются расширительные транзисторы, у которых пропускная способность тока стартует от 45 мк. Конденсаторы используются с фильтрами и без них, а емкость у элементов равняется не более 3 пФ. Также стоит отметить, что пускатели отличаются по чувствительности.

Если рассматривать профессиональные болгарки, то для них подходят модификации на 400 мВ. При этом проводимость тока может быть низкой. Также существуют устройства с переменными транзисторами. Они быстро прогреваются, но не способны поддерживать большие обороты болгарки, а проводимость тока у них составляет около 4 мк. Если говорить про другие параметры, то номинальное напряжение стартует от 230 В. Минимальная частота у моделей с широкополосными симисторами составляет 55 Гц.

Пошаговая инструкция модернизации обычной переноски

Мое усовершенствование обычного удлинителя состояло из простых действий. Опишу весь процесс по-порядку:

Разобрал имеющуюся переноску и осмотрел ее содержимое.

Сделал в корпусе отверстие, предназначенное для провода, соединяющего с розеткой наружного монтирования.

Зачистил с обоих концов ПВС 3*2,5.

Припаял провода к контактным клеммам электроудлинителя.

Зафиксировал переноску на деревянной планке и закрыл верхнюю часть.

Ввел кусочек провода в корпус дополнительной наружной розетки, который прикрутил к той же дощечке. Зачистил концы провода.

Подключил БПП ( как видно из схемы выше — последовательно ), прочно пропаял места соединений провода от удлинителя с блоком и изолировал термоусад о чной трубкой (вместо нее можно задействовать изоляционную ленту).

Аккуратно в ставил в корпус внешней розетки блок и контактные клеммы. Все легко помещается внутрь.

Закрыл крышку розетки и проверил работоспособность своего устройства.

Получилась универсальная и удобная конструкция. Мастер может использовать ее в разных режимах ( плавно запуска ть лю бой э лектроприбор или обычным способом), а также носить и применять повсюду: дома, в гараже, на даче и т. д.

В качестве альтернативы предлагаю еще один вариант усовершенствованной переноски с БПП и регулятором скорости оборотов.

Эта схема способствует плавной работе инструментов, с их выходом на номинальную частоту вращения. Что касается времени разгона, то заявленная скорость достигается быстрее или медленнее в зависимости от имеющегося конденсатора С3. Регулировать частоту вращения призван переменный резистор R2.

БПП можно установить и в рукоятку электрического инструмента. Но эта манипуляция сложнее, к тому же можно лишиться права на гарантийный ремонт. Целесообразнее приспособить для таких целей разветвительную коробку.

В схеме указан симистор TS122-25-5, однако сгодится и другой , лишь бы класс напряжения был не меньше IV и ток не меньше 1,5-2 номиналов.

Описанное приспособление призвано упростить работу с электроинструментами, повысить ее безопасность, а также увеличить срок эксплуатации применяемых устройств. Эти факторы в сочетании с простотой модернизации переноски позволяют получить необходимую в хозяйстве вещь.

Сферы применения устройств плавного пуска

Прежде чем ознакомиться с параметрами выбора УПП, рассмотрим, при каких режимах пуска и условиях требуется установка этого электроаппарата.

По нагрузке и разности пусковых и номинальных токов различают следующие типы пусков электродвигателей:

  • Легкий пуск. При запуске электропривода ток не превышает номинального значения умноженного на три, переходной процесс длится не более 20 секунд. Для такого оборудования используют простейшие УПП.
  • Тяжелый пуск. В производственном оборудовании со значительной инерцией или с запуском под нагрузкой, токи возрастают более чем в 4 раза, длительность переходного процесса составляет более 30 секунд.
  • Особо тяжелый пуск. При таких условиях величина пускового тока может составлять 6-ти, 8-ми кратное значение от номинала. Разгон электродвигателя также занимает значительное время.

УПП применяются в составе электропривода различного производственного оборудования и технологических установках с тяжелыми и особо тяжелыми условиями пуска. Кроме того, их применение обосновано:

  • При ограниченной мощности электросети. Пусковые токи создают перегрузку, при которой падает напряжение, срабатывает защита, перегреваются и отключаются генераторы. В таких случаях установка УПП является решением проблемы. При этом следует учесть, что устройство снижает пусковой ток в лучшем случае в 2,5 раза. Если мощности сети недостаточно, следует установить частотный преобразователь.
  • При недопустимости быстрого пуска. При непосредственном запуске момент на валу электродвигателя гораздо выше номинального. Это приводит к ударным нагрузкам на механическую часть оборудования, вызывает его поломки. УПП обеспечивает ограничение пускового момента и с успехом решает эту проблему.

При срабатывании автоматического выключателя до того, как вал двигателя достигает номинальной скорости вращения, также же может помочь установка устройства плавного пуска.

УПП устанавливают:

  • На электроприводе насосных агрегатов. При пуске с повышенным моментом и резкой остановке насосных установок в сети возникают гидравлические удары, повреждающие запорно-регулирующую арматуру, контрольно-измерительные приборы, трубопровод. Плавный пуск и остановка агрегатов, которые обеспечивают УПП, позволяет избежать этих проблем.
  • На вентиляционном оборудовании. Высокий пусковой момент вызывает обрыв ременной передачи, увеличивает износ подшипников. Вентиляторы также требуют плавного запуска и остановки приводного двигателя.
  • На компрессорном оборудовании и центрифугах. Для привода такого оборудования необходимо согласование момента на валу и фактической нагрузки. Пульсации, возникающие при резком пуске и разгоне электродвигателя, отрицательно сказываются на работе таких промышленных установок.
  • На мельницах, дробильных установках и другом оборудовании с постоянным моментом нагрузки. Использование привода с УПП исключает механические удары при запуске.
  • На конвейерах и других промышленных установках с приводом через редуктор. Применение УПП снижает ударную нагрузку на шестеренки и продлевает срок службы оборудования.

Общие сведения

Статор электродвигателя представляет собой катушку индуктивности, следовательно, существуют сопротивления с активной и реактивной составляющей.

При протекании электрического тока через радиоэлементы, имеющие сопротивление с активной составляющей, происходят потери, связанные с преобразованием части мощности в тепловой вид энергии. Например, резистор и обмотки статора электродвигателя обладают сопротивлением с активной составляющей. Вычислить активное сопротивление не составляет труда, так как происходит совпадение фаз тока (I) и напряжения (U). Используя закон Ома для участка цепи, можно рассчитать активное сопротивление: R = U/I. Оно зависит от материала, площади поперечного сечения, длины и его температуры.

Если ток проходит через реактивный тип элементов (с емкостными и индуктивными характеристиками), то, в этом случае, появляется реактивное R. Катушка индуктивности, не имеющая практически активного сопротивления (при расчетах не учитывается R ее обмоток). Этот вид R создается благодаря Электродвижущей силе (ЭДС) самоиндукции, которая прямо пропорционально зависит от индуктивности и частоты I, проходящего через ее витки: Xl = wL, где w — угловая частота переменного тока (w = 2*Пи*f, причем f — частота тока сети) и L — индуктивность (L = n * n / Rm, n — число витков и Rm — магнитное сопротивление).

При включении электродвигателя пусковой ток в 7 раз больше номинального (ток, потребляемый при работе инструмента) и происходит нагрев обмоток статора. Если статорная катушка является старой, то может произойти межвитковое КЗ, которое повлечет выход электроинструмента из строя. Для этого нужно применить устройство плавного пуска электроинструмента.

Пуск электромотора с обмотками, соединенными по типу «звезда» возможен только при 2-х не одновременно замкнутых контакторах. Через определенный интервал времени, который задает реле времени, один из контакторов отключается и включается еще один, не задействованный ранее. Благодаря такому чередованию включения обмоток и происходит снижение пускового тока. Этот способ обладает существенным недостатком, так как при одновременно замыкании двух контакторов возникает ток КЗ. Однако при использовании этого способа обмотки продолжают нагреваться.

Еще одним способом снижения пускового тока является частотное регулирование запуска электродвигателя. Принципом такого подхода является частотное изменение питающего U. Основной элемент этого вида устройств плавного пуска является частотный преобразователь, состоящий из следующих элементов:

  1. Выпрямитель.
  2. Промежуточная цепь.
  3. Инвертор.
  4. Электронная схема управления.

Выпрямитель изготавливается из мощных диодов или тиристоров, выполняющий роль преобразователя U питания сети в постоянный пульсирующий ток. Промежуточная цепь сглаживает пульсирующий постоянный ток на выходе выпрямителя, которая собирается на конденсаторах большой емкости. Инвертор необходим для непосредственного преобразования сигнала на выходе промежуточной цепи в сигнал амплитуды и частоты переменной составляющей. Электронная схема управления нужна для генерации сигналов, необходимых для управления выпрямителем, инвертором.

Как подключить и настроить

Настройка определяется соответствующей схемой подключения плавного пуска к двигателю. Стандартной считается та, где предусмотрено применение магнитного пускателя, теплового реле, быстродействующих предохранителей и регулирующих ток автоматов.

Чтобы правильно подключить устройство плавного пуска, необходимо четко следовать схемам, где наглядно обозначены все важные моменты:

  • Последовательность цепи;
  • Конец разгона;
  • Вывод заземления;
  • Наладка запуска и торможения;
  • Расположение нейтрали.

Софтстартер может легко помочь в разы продлить срок службы электрического двигателя, при этом снизив сопутствующие расходы, а производимые мощности повысив без вреда для машины. Стабилизация работы механизма, контролирование нагрузок и регуляция происходящих процессов – все это станет незаменимым помощником в решении проблем тяжелого пуска.

Что даёт электроинструменту плавный пуск

Перед тем как модернизировать переноску для электроинструмента и оснастить её блоком плавного пуска, нужно рассмотреть преимущества подобной переделки. Итак, плюсы внедрения устройства.

  1. Отсутствие скачка тока при включении электроинструмента, что позволяет предотвратить перегрузки бытовой сети.
  2. Меньше износ механических деталей инструмента.
  3. Реже выходят из строя обмотки ротора и статора.
  4. Меньше выгорают электрощётки.
  5. Отсутствует искрение на коллекторе якоря и выгорание его ламелей.
  6. При запуске дрель или болгарка не вырвется из рук, что необходимо с точки зрения техники безопасности.

При запуске инструмент с БПП не вырвется из рук от резкого толчка

Что такое переноска с плавным пуском и ее преимущества

Данное устройство — это модернизированный электрический удлинитель, позволяющий плавно запускать питающиеся от сети устройства. Его плюсы заключаются в следующем:

  1. При включении рабочего инструмента нет скачка электроэнергии, что исключает перегрузки в бытовой сети.
  2. Меньше изнашиваются механические детали используемых приборов, ведь во время старта не осуществляется резкий удар по ним.
  3. Реже стачиваются и выгорают щетки.
  4. Менее подвержены выходу из строя обмотки ротора, а также статора.
  5. Исключается появление искорок на коллекторе якоря и выгорание ламелей этой детали.
  6. В момент включения электродрель и «болгарка» не будут внезапно вырываться из рук, что повышает безопасность осуществляемых работ.

Перечисленные преимущества несомненно важные, поэтому рекомендую заняться преображением переноски.

Устройство плавного пуска электродвигателей постоянного тока серии УППДПТ и УППДПТ-4

 

Устройство предназначено для плавного пуска двигателей постоянного тока независимого возбуждения с заданным уровнем токоограничения.

Состав устройства:

  • IGBT-модуль, состоящий из IGBT-транзистора V1.1 и обратного диода V1.2;
  • драйвер;
  • емкостной фильтр С1;
  • пусковое реле К1;
  • зарядный резистор R1;
  • блок управления;
  • датчик тока ДТ.

Устройство УППДПТ и УППДПТ-4 может применяться при необходимости пуска электродвигателя от сети постоянного тока малой мощности, например, от аккумуляторов.

После поступления команды на запуск электродвигателя устройство плавного пуска УППДПТ и УППДПТ-4 выполняет функцию регулятора напряжения, обеспечивающего ограничение тока якоря электродвигателя на заданном уровне, превышающем ток, определяемый нагрузкой на валу электродвигателя, вплоть до достижения скоростью величины близкой к номинальной.

При достижении этой величины скорости прекращается регулирование напряжения, подаваемого на якорь электродвигателя, и электродвигатель переходит на естественную характеристику, соответствующую полному напряжению, определяемому напряжением источника питания (сети постоянного тока или аккумуляторной батареи).

С целью исключения неэффективных потерь энергии и перегрева обмотки возбуждения электродвигателя питание на обмотку возбуждения подается сразу же в момент поступления команды на запуск электродвигателя. Снимается напряжение питания обмотки возбуждения сразу после торможения электродвигателя.

Подключение к сети производится внешним контактором. Контактор в состав устройства плавного пуска не входит, но может быть поставлен в комплекте с ним по специальному заказу.

В УППДПТ-4 дополнительно предусмотрены изолированные дискретные выходы «Готовность к работе» и «Пуск завершен».

Технические характеристики УППДПТ, УППДПТ-4

Номинальные значения климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70, при этом:

  • температура окружающего воздуха от плюс 5 до 40°С для исполнения УХЛ4;
  • высота над уровнем моря не более 4300 м;
  • при высотах свыше 1000 м до 4300 м максимальная температура окружающей среды должна быть снижена на 0,6°С на каждые 100 м свыше 1000 м;
  • окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая значительного количества агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщенная водяными парами, токопроводящей пылью;
  • в части коррозийной активности атмосферы устройства соответствуют группе условий эксплуатации «1» для металлических изделий.

В части воздействия механических факторов внешней среды устройства соответствуют группе условий эксплуатации М2. Степень жесткости II по ГОСТ 17516-90:

  • рабочее положение — вертикальное, допускается отклонение от вертикального положения не более 5° в любую сторону.

Устройства питаются от сети постоянного тока напряжением 220 В. Допустимые отклонения напряжения питающей сети от плюс 20 до минус 20 % от номинального значения.

Номинальный ток:

  • УППДПТ — 100 А;
  • УППДПТ4 — 50 А.

Максимальный ток:

  • УППДПТ — 150 А;
  • УППДПТ4 — 80 А

Режим работы — длительный.

Устройство плавного пуска двигателя «ППД-1»

Назначение

Устройство плавного пуска двигателя «ППД-1» предназначено для плавного пуска, плавного или динамического торможения, реверса трехфазных асинхронных электродвигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором, а также защиты  двигателя от аварийных режимов работы.

Область применения

Устройство «ППД-1» предназначено для использования в составе реверсивного/нереверсивного трехфазного электропривода переменного тока напряжением 0,4 кВ. 
Устройство применяется в нефтяной, газовой, металлургической, машиностроительной отраслях промышленности; на объектах тепло- и электроэнергетики, водоснабжения и мн.др  для плавного пуска разных типов производственных механизмов (вентиляторы, компрессоры, насосы, транспортеры, мешалки, пилы, и другие установки).
Устройство плавного пуска «ППД-1» в зависимости от мощности электродвигателя имеет различные конструктивные исполнения:

  • ППД-1-55 — мощность электродвигателя до 55 кВт,
  • ППД-1-11 — мощность электродвигателя до 110 кВт,
  • ППД-1-250 — мощность электродвигателя до 250 кВт.

Принцип работы

Устройство «ППД-1» обеспечивает плавный пуск подключенного к нему двигателя путем регулирования напряжения, подаваемого на статорные обмотки двигателя. 
В цепь питания каждой фазы двигателя включаются два тиристора, соединенных встречно-параллельно. При подаче на управляющие электроды тиристоров импульсов управления, тиристоры открываются, и к нагрузке прикладывается напряжение, величина которого зависит от угла открытия тиристоров. 
Устройство  принимает решение о запуске/останове подключенного двигателя, анализируя состояние сигналов управления «Пуск», «Стоп» или команд по кодовой линии связи RS-485. 
Контроллер управления «ППД-1» осуществляет управление запуском двигателя (формирование требуемых углов проводимости тиристоров, защиту двигателя от неноминальных режимов работы, настройку параметров пуска и торможения, индикацию и интерфейс с пользователем) .
На протяжении всех этапов работы обеспечивается защита двигателя от аварийных режимов работы.
Степень защиты «ППД-1» IP00 по ГОСТ 14254-96.

Основные функции

  • плавный пуск с заданным временем нарастания напряжения,
  • плавный пуск с ограничением пускового тока двигателя,
  • плавный пуск с увеличенным начальным моментом двигателя,
  • плавный останов двигателя,
  • динамическое торможение двигателя
  • реверс двигателя,
  • последовательный плавный пуск нескольких двигателей,
  • защита двигателя от аварийных режимов работы:

o   защита от обрыва фазы,

o   защита от перегрузки двигателя (ВТЗ),

o   максимальная токовая защита (МТЗ),

o   защита от перекоса фаз питающего напряжения,

o   сигнализация потери нагрузки на двигателе,

o   защита от затянувшегося пуска,

o   включение аварийной сигнализации при возникновении аварии двигателя.

  • дистанционное управление и мониторинг состояния двигателя (запуск — останов, изменение параметров устройства, контроль характеристик двигателя, чтение архива аварий по интерфейсу RS-485),
  • ведение архива работы устройства (время — дата запуска — останова, величина пусковых токов, запись архива аварий).

Применение устройств плавного пуска

Применение устройства плавного пуска для пуска насоса котла В сегодняшней статье мы расскажем об устройстве плавного пуска (УПП), которое часто применяется для запуска асинхронных электродвигателей. Будет приведен пример модернизации промышленного газового котла, когда вместо контакторов установлены устройства плавного пуска ABB PSR25-600-70

Внешний вид PSR25-600-70

Принципы действия и особенности УПП

Рассмотрим кратко устройство плавного пуска, прежде чем перейти к практической стороне вопроса. Само название говорит о том, что это устройство нужно для того, чтобы запускать двигатель плавно. Иными словами – исключить резкий пуск, как это происходит в случае с контактором (магнитным пускателем). Не нужно объяснять, что плавный пуск резко снижает нагрузку на электросеть, механику привода и сам электродвигатель. И применение УПП в итоге повышает ресурс работы системы питания и нагрузки электродвигателя в целом.

Регулировка оборотов, а значит, времени разгона и торможения, происходит за счет работы ключевых элементов (как правило, тиристоров). Они «обрезают» часть синусоиды, таким образом уменьшая количество энергии, передаваемой на питание двигателя. При запуске и остановке двигателя напряжение на выходе УПП плавно нарастает и понижается, позволяя контролировать ток и момент электродвигателя. Время разгона и торможения можно менять даже в самых дешевых моделях. Кроме УПП, для подключения электродвигателей к трехфазной сети используются также магнитные контакторы и преобразователи частоты. А устройство плавного пуска стоит между ними примерно посередине, если говорить о функциональности и цене.

Постановка задачи

Газовый котел, который используется для отопления, имеет насосы подачи воды. Насосов два, они резервируют друг друга. Шкаф управления содержит 2 контактора, которые включают насосы;

Шкаф управления на контакторах

Алгоритм работы таков, что одновременно может работать только один насос, выбор которого производится оператором котла. Контакторы питаются напряжением 24 В, и кроме силовых контактов, имеют дополнительные контакты для контроля включения;

Дополнительные контакты для контроля включения

Проблема состояла в том, что при пуске любого из насосов происходил гидроудар, приводящий к понижению надежности системы. Поскольку установка преобразователя частоты была излишней по функциональности, было решено применить устройство плавного пуска (софтстартер). Поскольку котел – очень важный производственный объект, необходимо обеспечить запас по мощности для увеличения надежности всей системы.

Выбор УПП

Применяется двигатель 7,5 кВт, при соединении обмоток в «звезду» он потребляет ток до 14,7 А. Поэтому, из линейки УПП производства ABB была выбрана модель PSR-25-600. Из названия следует, что его максимальный ток – 25 А, что обеспечит запас почти в 2 раза.

УПП ABB PSR25-600-70

Как следует из инструкции на данное устройство, для питания цепей управления нужно напряжение порядка 100 — 240 В. А поскольку в котле цепи управления питаются напряжением 24 В, необходимо применение промежуточных реле.

Установка УПП

В результате, схема получилась следующей.

Подключение устройств плавного пуска

Вместо контакторов подключены промежуточные реле, которые развязывают цепи напряжением 24 В от цепей управления устройств плавного пуска с фазным напряжением 220В. Согласно схеме, после включения промежуточного реле оно одними своими контактами дает обратную связь на проверку включения. Второй контакт включает устройство плавного пуска, подавая напряжение на вход Start. Время пуска (разгона) насоса установлено порядка 10 секунд, время торможения – около 5 секунд. Также имеется регулятор начального напряжения на двигателе в момент начала разгона. Он установлен на минимум (40%). Таким образом, напряжение на двигателе за время разгона повышается с 40% до 100%.

Следует сказать, что регулировка скорости происходит в момент разгона и торможения, а в процессе работы двигателя, после разгона, двигатель работает на обычной скорости, благодаря замыканию контактов контактора байпаса, встроенного в УПП.

Безопасность и защита

В заключение – несколько замечаний по установке и подключению устройств плавного пуска.

  • 1. В устройстве плавного пуска ABB PSR25-600 имеется особенность, которая может быть опасной. Регулировка происходит только по двум фазам, в то время, как третья фаза не имеет коммутации. Таким образом, на двигателе, даже когда он не вращается, присутствует фазное напряжение. В совокупности с тем, что в данном случае вокруг вода и заземленный металл, это может быть смертельно опасным для электротехнического персонала, обслуживающего данный котел. В связи с этим, на коробке подключения двигателя и в электрошкафу должны быть соответствующие предупреждающие плакаты.
  • 2. Важно, что в данной модели УПП и в подобных моделях других производителей нет встроенной защиты от перегрузки и короткого замыкания. Поэтому необходимо применять стандартные методы защиты – автомат защиты двигателя и тепловое реле. Настройку защит производить согласно реальному измеренному току конкретного двигателя.
  • 3. Поскольку в УПП для управления напряжением применяются такие ключевые элементы, как тиристоры, при их работе создается высокочастотная помеха, вызванная короткими фронтами «обрезанного» синусоидального напряжения при разгоне и торможении. В устройствах, в которых применяются контроллеры и другая чувствительная к помехам электроника, возможно возникновение сбоев по этой причине. В связи с этим необходимо разделять по питанию и по месту установки силовую часть электрошкафа и часть управления. Кроме того, рекомендуется экранировать кабель питания двигателя.

Что такое устройство плавного пуска? Его работа, схема и применение

Устройство плавного пуска

, его принципиальная схема, работа, преимущества и применение

В нашей промышленности используются различные типы машин. Асинхронная машина — одна из наиболее часто используемых трехфазных машин переменного тока, которая составляет почти 70% двигателей, используемых в промышленности. их прочная конструкция и высокая эффективность делают их лучшим выбором для любого промышленного сектора. Но им действительно требуются защитные устройства и оборудование, используемые для их безопасной работы, чтобы они могли работать безопасно и предотвращать любое возможное повреждение двигателя, а также увеличивать срок их службы.Наиболее важным оборудованием, используемым для трехфазного асинхронного двигателя, является пускатель двигателя.

Пускатель двигателя

Пускатель двигателя — это электрическое устройство, которое используется для безопасного пуска и остановки электродвигателя. Он также предлагает защиту от перегрузки по току и защиту от низкого напряжения.

Поскольку асинхронный двигатель широко используется в различных отраслях промышленности, им нужен пускатель двигателя, чтобы безопасно запускать и останавливать его. Асинхронные двигатели при запуске потребляют большой ток.Это связано с низким сопротивлением обмоток двигателя в состоянии покоя.

Это очень важно для безопасной работы асинхронного двигателя. Это связано с низким сопротивлением ротора двигателя в состоянии покоя. Импеданс ротора зависит от скольжения (относительной скорости между ротором и статором) асинхронного двигателя. Скольжение асинхронного двигателя не является постоянным и изменяется во время его работы, поэтому сопротивление ротора также изменяется. Это обратно пропорционально скольжению двигателя.

В состоянии покоя (исходное положение) скольжение асинхронного двигателя максимальное, т.е. 1, таким образом, полное сопротивление ротора минимально. Подключение двигателя к источнику питания потребляет огромное количество тока в обмотке статора из-за этого низкого импеданса, называемого пусковым током. Переменный ток в статоре создает вращающееся магнитное поле (RMF), которое наводит ток в обмотках ротора.

Ток ротора генерирует собственное магнитное поле, которое пытается устранить его причину, и начинает вращаться в направлении RMF.Таким образом, ротор испытывает крутящий момент, и по мере того, как его скорость начинает увеличиваться, скольжение двигателя уменьшается (т.е. скорость RMF ротора приближается к скорости RMF статора). Поскольку скольжение уменьшается, сопротивление ротора увеличивается, и двигатель начинает потреблять нормальный номинальный ток.

Высокий пусковой ток в 5-8 раз превышает номинальный ток двигателя при полной нагрузке. Асинхронный двигатель не может выдерживать такое количество тока, поскольку он может быстро повредить или сжечь обмотки, снижая производительность и срок службы двигателя.Такие высокие токи также могут вызвать сильное падение напряжения в сети, что опасно для других устройств, подключенных к той же линии.

Чтобы предотвратить такой высокий пусковой ток, мы используем пускатели двигателя, которые уменьшают начальный ток на короткое время. Как только двигатель наберет определенную скорость, возобновится нормальное энергоснабжение. Он также предлагает защиту от низкого напряжения и перегрузки по току.

Эти пускатели двигателей обычно используются для двигателей большой мощности. Небольшие двигатели мощностью менее 1 л.с. не требуют пускателя двигателя из-за их высокого сопротивления.Однако им действительно нужна защита от перегрузки по току, которая есть в пускателе DOL.

В пускателе двигателя используются различные методы запуска двигателя, такие как

  • Полное напряжение или метод запуска через линию ; он подключает двигатель к полному напряжению источника питания. используется для малых двигателей
  • Пускатель пониженного напряжения ; он снижает напряжение питания во время запуска двигателя, чтобы уменьшить пусковой ток. Устройство плавного пуска использует эту технику для запуска асинхронного двигателя.
  • Многоскоростной стартер ; Двигатель спроектирован так, чтобы иметь несколько предварительно выбранных скоростей, которые достигаются за счет конфигурации полюсов (обмоток). Постепенное увеличение скорости снижает пусковой ток.

Что такое устройство плавного пуска?

Устройство плавного пуска — это тип пускателя двигателя, в котором используется метод снижения напряжения для снижения напряжения во время пуска двигателя.

Устройство плавного пуска предлагает постепенное повышение напряжения во время запуска двигателя.Это позволит двигателю медленно ускоряться и плавно набирать скорость. Это предотвращает любые механические разрывы и рывки из-за внезапной подачи полного напряжения.

Крутящий момент асинхронного двигателя прямо пропорционален квадрату тока. & ток зависит от напряжения питания. Таким образом, напряжение питания можно использовать для управления пусковым моментом. В обычном пускателе двигателя подача полного напряжения на двигатель создает максимальный пусковой крутящий момент, который представляет механическую опасность для двигателя.

Таким образом, можно сказать, что устройство плавного пуска — это устройство, которое снижает пусковой крутящий момент и постепенно увеличивает его безопасным образом, пока не достигнет номинальной скорости. Когда двигатель достигает номинальной скорости, устройство плавного пуска возобновляет подачу полного напряжения через него.

Во время остановки двигателя напряжение питания постепенно снижается для плавного замедления двигателя. Как только скорость достигает нуля, происходит отключение подачи входного напряжения на двигатель.

Основным компонентом, используемым для регулирования напряжения в устройстве плавного пуска, является полупроводниковый переключатель, такой как тиристор (SCR).Регулировка угла зажигания тиристора регулирует подачу напряжения через него. Также используются другие компоненты, такие как OLR (реле перегрузки), используемые для защиты от перегрузки по току.

Схема устройства плавного пуска

В трехфазном асинхронном двигателе два тиристора соединены встречно-параллельной конфигурацией вдоль каждой фазы двигателя, что в сумме составляет 6 тиристоров. Эти тиристоры управляются с помощью отдельной логической схемы, которая может быть ПИД-регулятором или микроконтроллером.Логическая схема питается от сети с помощью выпрямительной схемы, как показано на рисунке.

Помимо выключателей питания и логической схемы, используются другие компоненты защиты, такие как автоматический выключатель или предохранитель, магнитный контактор для изоляции и OLR (реле перегрузки) для предотвращения перегрузки по току.

Переключатель байпаса также используется для восстановления полного напряжения на двигателе, когда он достигает полной номинальной скорости.

Принцип работы устройства плавного пуска

Основным компонентом, используемым для управления напряжением в устройстве плавного пуска, является тиристор.Это управляемый выпрямитель, который запускает прохождение тока только в одном направлении, когда применяется стробирующий импульс, называемый пусковым импульсом.

Угол пускового импульса определяет, какая часть цикла входного напряжения должна проходить через него. Поскольку переменный ток колеблется между максимальным и минимальным пиками, образуя полный цикл на 360 °, мы можем использовать угол импульса зажигания для включения тиристора на определенную продолжительность и управления подаваемым напряжением.

Импульсы зажигания могут варьироваться от 0 ° до 180 °.Уменьшение угла запускающего импульса увеличивает период проводимости тиристора, тем самым пропуская через него высокое напряжение.

Два таких тиристора соединены встречно для каждой фазы. Таким образом, он может управлять током в обоих направлениях. Каждый полупериод, угол зажигания

Три пары тиристоров, каждая пара для отдельной фазы, используются для управления напряжением для запуска и остановки двигателя. Период проводимости тиристора зависит от угла включения, управляемого логической схемой.

Логическая схема содержит ПИД-регулятор или простой микроконтроллер, запрограммированный на генерацию импульсов. Контроллер изолирован от питающей сети с помощью оптоизолятора, а выпрямитель используется для питания источника постоянного тока. Импульсы, генерируемые микроконтроллером, поступают в схему включения тиристора, которая усиливает его перед срабатыванием тринистора.

Когда двигатель запускается, контроллер генерирует импульсы для каждого отдельного тиристора. Импульс генерируется на основе пересечения нуля, которое обнаруживается с помощью детектора пересечения нуля.Угол первого запускающего импульса составляет примерно 180 ° (очень низкий период проводимости), чтобы обеспечить минимальное напряжение.

Постепенно после каждого пересечения нуля угол запускающих импульсов начинает уменьшаться, увеличивая период проводимости тиристора. Напряжение через тиристор начинает увеличиваться. Следовательно, скорость двигателя постепенно увеличивается.

Когда двигатель достигает своей полной номинальной скорости (при угле зажигания 0 °), тиристоры полностью шунтируются с помощью байпасного контактора при нормальной работе.Это увеличивает эффективность устройства плавного пуска, поскольку SCR прекращает работу. Во время остановки двигателя SCR берет на себя управление и начинает работать, чтобы снизить напряжение питания.

Контакторы байпаса могут быть внутренними или внешними. Внутренние байпасные контакторы встроены в выключатели питания. Каждый тиристор имеет параллельный байпасный переключатель, который обеспечивает ток в нормальных условиях. Такая конфигурация контакторов занимает мало места, а пускатели имеют компактную конструкцию.В то время как контакторы внешнего байпаса подключены внешне параллельно устройству плавного пуска. Такие устройства плавного пуска бывают громоздкими.

Байпасные контакторы не предназначены для отключения или подачи тока в цепь, поэтому это могут быть контакторы с низким номиналом.

Преимущества устройства плавного пуска

Плавный пуск: В отличие от обычного пускателя двигателя, он обеспечивает очень постепенное увеличение напряжения, что обеспечивает очень плавный пуск.Отсутствуют какие-либо механические нагрузки или рывки, которые могут повредить двигатель.

Контроль ускорения и замедления: Он предлагает полностью регулируемое ускорение и замедление двигателя. Медленное или быстрое изменение угла зажигания позволяет контролировать ускорение при запуске и замедление при остановке двигателя. Это используется в приложении, где необходимо настроить ускорение при запуске.

Отсутствие скачков напряжения: Поскольку обычный пускатель двигателя допускает полное напряжение на двигателе, в двигатель начинает протекать сильный пусковой ток, который вызывает скачок напряжения в цепи.устройство плавного пуска ограничивает такой ток, предотвращая скачки напряжения.

Несколько запусков: В некоторых приложениях требуется, чтобы двигатель запускался и останавливался несколько раз за небольшой промежуток времени. такой двигатель при использовании обычного стартера будет перегреваться из-за высокого пускового тока. Однако устройства плавного пуска резко увеличивают количество запусков двигателя за определенную продолжительность.

Снижение перегрева: Перегрев двигателя — очень серьезная проблема.Это происходит из-за большого тока обмотки при ее запуске. Устройство плавного пуска допускает очень небольшой пусковой ток, что предотвращает перегрев двигателя.

Увеличенный срок службы: Устройство плавного пуска по сравнению с обычным пускателем увеличивает срок службы двигателя. это связано с плавной работой и отсутствием электрических и механических нагрузок на двигатель.

Меньше обслуживания: Благодаря плавной работе асинхронного двигателя меньше вероятность каких-либо механических неисправностей, поэтому он требует меньше обслуживания по сравнению с обычным пускателем двигателя.

КПД: Обычный пускатель двигателя подает полное напряжение (очень высокий пусковой ток) на двигатель, который потребляет слишком много энергии. Устройство плавного пуска значительно снижает его и позволяет постепенно увеличивать потребление энергии. Также переключатели мощности управляются с использованием очень низкого уровня напряжения. Это улучшает общий КПД двигателя.

Компактный и маленький Размер: Устройство плавного пуска имеет очень компактную конструкцию, которая занимает очень мало места.В отличие от других пускателей двигателя, он имеет очень маленькие размеры.

Низкая стоимость: По сравнению с другими стартерами, такими как VFD, этот действительно стоит дешевле.

Недостатки устройства плавного пуска двигателя

Нет регулирования скорости: Устройство плавного пуска позволяет управлять только входным напряжением, т. Е. От 0 вольт до напряжения сети с фиксированной частотой сети. Поскольку частота постоянна, скорость двигателя постоянна и регулируется только подключенной к нему нагрузкой.Скорость асинхронного двигателя регулируется путем изменения частоты питания ниже или выше частоты сети в зависимости от необходимости. Такая функция доступна только в VFD (частотно-регулируемый привод).

Рассеивание тепла : Полупроводниковые переключатели внутри устройства плавного пуска отводят часть энергии в виде тепла. Следовательно, для охлаждения переключателей питания также требуются радиаторы.

Пониженный пусковой крутящий момент: Поскольку он снижает входное напряжение, которое соответствует входному току, который прямо пропорционален пусковому крутящему моменту асинхронного двигателя, он значительно снижает пусковой крутящий момент.Вот почему устройства плавного пуска используются для приложений с низким или средним пусковым моментом.

Применение устройства плавного пуска

Устройство плавного пуска используется в промышленности и больше подходит для двигателей, которые работают с постоянной скоростью.

Вентиляторы: Огромные вентиляторы, используемые в промышленности, работают с постоянной скоростью. Однако они требуют защиты при запуске. Для таких фанатов как нельзя лучше подходит устройство плавного пуска.

Конвейерные ленты: Конвейерные ленты в промышленности используются для перемещения объектов и требуют особого ухода.Внезапные рывки во время запуска или остановки с использованием обычного стартера могут привести к смещению ремней, повреждению ремня из-за механического напряжения и повреждению размещенных на нем предметов. Для этого требуется плавный пуск и остановка, обеспечиваемые устройством плавного пуска.

Двигатели с использованием ремня и шкивов: Двигатель, приводящий в движение нагрузку через ремни и шкивы, не может выдерживать резких рывков. Он носит ремень, который соединяет его с грузом. Устройство плавного пуска обеспечивает плавный пуск для таких двигателей.

Водяной или жидкостный насос: Для любого типа насоса, подключенного к двигателю, требуется плавный запуск и остановка из-за внезапного повышения давления внутри труб. Обычный стартер при запуске может создать давление, достаточное для разрыва линии. Устройство плавного пуска предлагает постепенное увеличение давления в таких жидкостных насосах. Однако в нормальном режиме работы скорость насоса не регулируется. VFD — лучший выбор для переменной скорости насоса.

Похожие сообщения:

Что такое устройство плавного пуска? Принцип, преимущества, недостатки

Что такое устройство плавного пуска? Принцип, преимущества, недостатки и применение.

Устройства плавного пуска — это усовершенствованный и современный метод пуска асинхронных двигателей. Они в основном используются для пускателей асинхронных двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором, заменяя пусковые схемы звезда-треугольник, компенсирующий переключатель или методы прямого пуска.

Вышеупомянутые методы позволяют снизить пусковой ток, но переключение происходит ступенчато по напряжению. Однако ни один из них не может сравниться с методом плавного пуска (в котором используется устройство плавного пуска).

Устройство плавного пуска ограничивает пусковой ток двигателя для определения крутящего момента, а также устанавливает время пуска, чтобы можно было запустить двигатель очень плавно.

Принцип работы устройства плавного пуска

Принцип пуска устройства плавного пуска основан на быстродействующем полупроводнике, называемом тиристором. Он также известен как кремниевый управляемый выпрямитель (SCR), который может иметь четыре вывода .

Пусковое напряжение электродвигателя уменьшается в зависимости от угла проводимости тиристоров, тем самым уменьшая пики тока. Одна из функций устройства плавного пуска — регулирование мощности двигателя без изменения его частоты.

Для этого тиристоры действуют в двух точках. Один из них — контроль нулевого напряжения и контроль нулевого тока.

Схема управления должна синхронизировать запускающие импульсы от последнего нулевого значения формы волны, как напряжения, так и тока. Датчик может преобразовывать ток либо в однофазный, либо в каждую фазу, имеющуюся в системе.

Конструкция устройства плавного пуска

Устройства плавного пуска

в основном состоят из двух частей.

Блок питания состоит из рассеивателя тепла и тиристоров, которые управляются платой логической схемы, составляющей блок управления.

Обычно используется микропроцессорное управление. Иногда вместо предохранителей используется автоматический выключатель, чтобы гарантировать безупречную защиту тиристора во время неисправности. кроме того, на стороне питания предусмотрено реле тепловой защиты.

Однако эта защита обеспечивается внутри устройства плавного пуска, поэтому ее не требуется устанавливать снаружи.

Этот стартер также используется в схеме звезда-треугольник. Во время периода пуска контактор A замкнут, а B разомкнут, поэтому мощность передается на двигатель через устройство плавного пуска, которое мягко запускает двигатель.

Через некоторое время B замыкается, устройство плавного пуска отключается от источника питания, и питание подается непосредственно на двигатель.

Как работает устройство плавного пуска?

Регулируя угол включения тиристоров, можно управлять напряжением, подаваемым на двигатель. При правильной настройке переменных крутящий момент и ток регулируются в соответствии с потребностями нагрузки, то есть требуемый ток будет минимальным, необходимым для ускорения нагрузки без изменения частоты.

Устройства плавного пуска, которые с помощью микропроцессорной команды управляют тиристорами, которые регулируют напряжение, подаваемое на статор двигателя.Таким образом защитите электрическую сеть от высоких пусковых токов.

Некоторые характеристики устройств плавного пуска

  • Регулировка пускового напряжения в течение заданного времени,
  • Импульс напряжения при пуске для нагрузок с высоким пусковым моментом,
  • Быстрое снижение напряжения до регулируемого уровня (уменьшение гидравлических ударов в насосных системах),
  • Защита от выпадения фазы, перегрузки по току, минимального тока и т. д.
  • Устройства плавного пуска имеют микропроцессорную обработку и предназначены для ускорения (или замедления) и защиты трехфазных асинхронных электродвигателей.

Преимущества устройства плавного пуска

  • Устройство плавного пуска — это электронный тиристорный модуль для плавного пуска трехфазных асинхронных двигателей. Модуль заменяет традиционный Звездный Треугольник.
  • В устройствах плавного пуска используются электронные компоненты, размер пускателя очень мал. Современные микропроцессоры универсальны и потребляют мало энергии. Таким образом, можно разработать небольшое оборудование с низкими эксплуатационными расходами.
  • Простота в эксплуатации и плавность запуска.Это уменьшает удары и удары в механической системе.
  • Его преимущество заключается в том, что он не вызывает толчков в системе, ограничивает пусковой ток, избегает пиков тока, а также включает плавные остановки и защиты.
  • Также способствует экономии энергии, широко используется в холодильных и насосных системах. Применение микропроцессоров со временем резко расширяется. Одна из причин широкого распространения микропроцессоров — их низкая стоимость.
  • Это оборудование может заменить человеческий труд, который часто используется при выполнении повторяющихся задач. По этим причинам в цепи управления устройства плавного пуска используется микроконтроллер / микропроцессор.

Недостатки устройства плавного пуска

  • Устройства плавного пуска обычно дороги.
  • Накопление тепла значительно увеличивает внутреннюю температуру панели. (Обратите внимание на панельные пылевые фильтры и вытяжные вентиляторы).

Применение устройства плавного пуска

Устройства плавного пуска

могут использоваться в самых разных приложениях.

Его основные находятся в:

  • Центробежные насосы (канализация, орошение, масло)
  • вентиляторы, вытяжные устройства и нагнетатели
  • Воздушные и холодильные компрессоры
  • Смесители и аэраторы
  • Дробилки и измельчители

Ссылка: Электрические установки Джона Блауса.

Автор: Р. Джаган Мохан Рао

Если вам понравилась эта статья, то подпишитесь на наш канал YouTube с видеоуроками по ПЛК и SCADA.

Вы также можете подписаться на нас в Facebook и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.

Читать дальше:

Плавный пуск и VSD: основные принципы

Мягкий пуск и VSD: основные принципы

Электродвигатели не просто включаются и выключаются от полной остановки до рабочей скорости. Скорее, эти двигатели включаются за счет относительно медленного ускорения, пока они не достигнут желаемой скорости. Это «линейное изменение» скорости необходимо, чтобы двигатели не перегорели из-за перегрузки, и наиболее распространенный способ достижения этого эффекта линейного изменения — привод в движение двигателей с помощью устройства плавного пуска или привода с регулируемой скоростью (VSD) .

Мягкий пуск

Устройство плавного пуска изменяет приложенное к двигателю напряжение для управления его ускорением и заставляет его ускоряться (или понижаться в случае плавного останова) до желаемых условий в течение заданного периода времени. Если требуемая скорость и заданное время вызывают слишком большую нагрузку, большинство устройств плавного пуска работают с выключателем, который срабатывает, чтобы избежать повреждения схемы и самого двигателя.

Устройства плавного пуска

не только компактны, дешевы и просты в изготовлении, но еще одним большим преимуществом является их бесперебойная работа.Устройства плавного пуска легко регулируют пусковой ток без рывков по уровням напряжения, что обеспечивает стабильное ускорение, необходимое в точных приложениях.

Приводы с регулируемой скоростью

Приводы с регулируемой скоростью (VSD) работают на основе приема фиксированного синусоидального напряжения и вывода переменного напряжения для управления двигателем. Наличие переменной версии базового сигнала мощности дает вам возможность контролировать ускорение ваших двигателей и устанавливать их на нужные вам рабочие скорости, в отличие от наличия одного сигнала, который включает и выключает двигатель, и только одной скорости. !

Преобразователи частоты

предназначены для работы при непрерывных нагрузках высокого уровня и рассчитаны на почти неограниченный срок службы.Преобразователи частоты также могут быть спроектированы для приема практически любой синусоидальной формы волны и, таким образом, могут приводить в действие двигатели с очень высокими частотами. Однако преобразователи частоты обычно очень дороги и построены с очень сложной схемой.

Для сравнения

В настоящее время электродвигатели находят бесчисленное множество применений, и практически во всех из них требуется привод в виде устройства плавного пуска или преобразователя частоты. Поскольку двигатели могут служить множеству различных целей, выбор подходящего привода может быть довольно трудным.

Практически любое приложение для двигателей общего назначения будет работать с дешевыми и легкими устройствами плавного пуска, и если вам удастся их использовать, вам следует это сделать, потому что вы сэкономите время и деньги.

Однако бывает много случаев, когда вам придется управлять особенно мощным двигателем или двигателем, который будет испытывать постоянную нагрузку. Подобные ситуации приводят к отказу устройств плавного пуска и требуют универсальности мощности преобразователя частоты.

В заключение

Итак, мы видим, что устройства плавного пуска отлично подходят для небольших и более универсальных приложений и работают намного дешевле в расчете на единицу стоимости, чем преобразователи частоты.Однако преобразователи частоты предлагают управление более крупными и уникальными приложениями, но по более высокой цене, чем устройства плавного пуска.

Каким бы ни было ваше приложение, инженеры PanelShop.com являются экспертами в области приводных решений, специализирующихся на широком спектре отраслей и областей применения, и без труда помогут вам выбрать тип привода, который лучше всего соответствует вашим потребностям.

Начните с нами разговор, поговорите с экспертом сегодня!

Возможно, вам будет интересно прочитать

Устройство плавного пуска — PDFCOFFEE.COM

Устройство плавного пуска — принцип работы Устройство плавного пуска — это любое устройство, которое контролирует ускорение электродвигателя с помощью

Просмотры 50 Загрузок 5 Размер файла 121KB

Отчет DMCA / Авторское право

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Рекомендовать истории
Предварительный просмотр цитирования

Устройство плавного пуска — принцип и работа Устройство плавного пуска — это любое устройство, которое контролирует ускорение электродвигателя посредством управления приложенным напряжением.Теперь позвольте нам вкратце напомнить о необходимости иметь стартер для любого двигателя. Асинхронный двигатель имеет возможность самозапуска 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 тремя способами: o

Подача напряжения полной нагрузки через определенные промежутки времени: прямой пуск от сети

o

Постепенная подача пониженного напряжения: пускатель звезда-треугольник и устройство плавного пуска

o

Пуск частичной обмотки: автотрансформатор Стартер Определение мягкого запуска

Теперь давайте обратим особое внимание на плавный запуск. С технической точки зрения устройство плавного пуска — это любое устройство, которое снижает 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: Разомкнутое 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 фактически не контролирует ускорение двигателя. Управление по замкнутому контуру: контролируется любая из выходных характеристик двигателя, например, потребляемый ток или скорость, и стартовое 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

o

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.

o

Логика управления 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 вести себя при требуемой части напряжения питания цикл. Рабочий пример электронной системы плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя

Система состоит из следующих компонентов.o

Два спина к спине SCR для каждой фазы, то есть всего 6 SCR.

o

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 3-фазного асинхронного двигателя с помощью комплектов Edgefx 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 приводит к соответствующему изменению выходного сигнала

компаратора и изменению уровня напряжения с высокого на низкий. Напряжение этого выходного уровня подается на неинвертирующий вывод другого компаратора LM339, на инвертирующий вывод которого подается напряжение с линейным нарастанием. 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 посредством зарядки и разрядки электролитный конденсатор.Третий компаратор LM339 выдает сигнал высокой ширины импульса для каждого напряжения высокого уровня, который постепенно уменьшается по мере уменьшения напряжения уровня. Этот сигнал инвертируется и подается на оптический изолятор, который подает импульсы затвора на тиристоры. По мере падения уровня напряжения ширина импульса оптического изолятора 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 срабатывания SCR и регулируется подача тока питания, таким образом управляя выходным крутящим моментом двигателя.На самом деле весь процесс представляет собой систему управления с разомкнутым контуром, в которой время подачи импульсов запуска затвора на каждый тиристор регулируется в зависимости от того, насколько раньше линейное напряжение снижается от уровня напряжения. Преимущества Soft Start

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

Повышенная эффективность: эффективность системы плавного пуска, использующей твердотельные переключатели, больше из-за низкого напряжения во включенном состоянии.

o

Управляемый запуск: пусковой ток можно плавно регулировать, легко изменяя пусковое напряжение, что обеспечивает плавный пуск двигателя без рывков.

o

Управляемое ускорение: Ускорение двигателя регулируется плавно.

o

Низкая стоимость и размер: это обеспечивается за счет использования твердотельных переключателей.

Устройства плавного пуска — Как они работают

Устройства плавного пуска для асинхронных двигателей

Устройство плавного пуска — еще одна форма Пускатель пониженного напряжения на А.C. асинхронные двигатели. Устройство плавного пуска аналогичен стартеру первичного сопротивления или первичного реактивного сопротивления в том, что он включен последовательно с питанием двигателя. (Три провода или стандартное подключение) Сила тока в пускателе равна текущий выход. В устройстве плавного пуска используются твердотельные устройства для управления ток и, следовательно, напряжение, приложенное к двигателю. Теоретически устройства плавного пуска можно подключить последовательно к линии. напряжение, приложенное к двигателю, или может быть подключено внутри треугольника петля двигателя, подключенного по схеме треугольника, контролирующая приложенное напряжение к каждой обмотке.(Шестипроводное соединение или соединение внутри треугольника)

Контроль напряжения

Управление напряжением достигается с помощью полупроводникового переменного тока. переключается последовательно с одной или несколькими фазами. Эти переключатели включают в себя:

1 x Симистор на фазу
1 x SCR и 1 x диод, подключенный в обратную параллель на фазу.
2 x SCR обратное параллельное соединение на каждую фазу.

Твердотельные переключатели

Эти твердотельные переключатели управляются по фазе в аналогично диммерам в том смысле, что они включаются на часть каждого цикла. Среднее напряжение контролируется изменением проводимости. угол переключателей. Увеличение угла проводимости увеличит среднее выходное напряжение. Контроль среднего выходного напряжения с помощью твердотельных переключателей имеет ряд преимуществ, одно из основных преимуществ являясь значительным улучшением эффективности по сравнению с первичным сопротивлением стартер из-за низкого напряжения на полупроводниковых переключателях.Обычно рассеиваемая мощность в стартере во время запуска будет менее 1% мощности, рассеиваемой в пускателе первичного сопротивления во время Начните. Еще одним важным преимуществом твердотельного стартера является то, что среднее напряжение можно легко изменить в соответствии с требуемыми условиями запуска. Изменяя угол проводимости, можно увеличить выходное напряжение. или уменьшен, и это может быть достигнуто автоматически с помощью управляющей электроники.Управляющая электроника может быть предварительно запрограммирована для обеспечения определенного выхода. контур напряжения на основе временной последовательности (разомкнутый контур) или может динамически контролировать выходное напряжение для достижения выходного профиля на основе измерений выполнен по таким характеристикам, как ток и скорость (замкнутый контур).

Коммутационные элементы.

Переключающие элементы должны иметь возможность управлять ток, приложенный к двигателю при линейном напряжении. Чтобы поддерживать высокий уровень надежности на реальном питании промышленного типа, коммутационные элементы должно иметь номинальное напряжение, по крайней мере, в 3 раза превышающее линейное напряжение.При питании от сети 400 В это означает, что требуются устройства на 1200 Вольт и 600 Вольт. приборы на питании 200 вольт. Также важно, чтобы переключение элементы имеют хорошую перегрузочную способность по переходным токам.
Симисторы на 1200 В с хорошими характеристиками переходной перегрузки по току недоступны, поэтому выбор действительно стоит между SCR-Diode и SCR-SCR. Есть несколько симисторов, которые подходят для этой операции, но их нелегко достичь.
Основные различия между SCR-SCR и SCR-Diode: цена и гармонический состав выходного напряжения. Метод SCR-SCR обеспечивает симметричный выход, который технически желателен для точки нарушения питания и гармоник, а метод SCR-диода уступает технически, коммерчески эффективнее и проще реализовать.
Осведомленность о гармониках и паранойя резко сократили количество Устройства плавного пуска SCR-диодного типа на сегодняшнем рынке, но они все еще существуют.Технология не всегда легко узнаваема с такими терминами, как как трехимпульсная технология, используемая для описания систем SCR-Diode как в отличие от шестиимпульсной технологии, описывающей системы SCR-SCR.

Устройство плавного пуска может быть сконструировано для управления одна фаза, уменьшая крутящий момент, но не ток на двух фазах, (SCR / диод не может использоваться в этой связи)

или две фазы уменьшают крутящий момент, но ток не будет оптимальным пониженный или сбалансированный, будет нагревание токами обратной последовательности ротора и уменьшая крутящий момент на единицу пускового тока, (SCR / диод может не может использоваться в этой связи)

или три фазы, уменьшающие ток и крутящий момент, обеспечивая оптимальные результаты для крутящего момента, создаваемого на единицу пускового тока.

Байпасные контакторы

тиристоры, используемые в устройствах плавного пуска, рассеивают тепло во время работы пускателя, потому что через тиристоры протекает ток и на них падает напряжение. Как правило, рассеиваемая мощность невелика, так как на тиристорах во включенном состоянии обычно всего 1–1,5 вольт.
Для уменьшения рассеиваемого тепла байпасные контакторы подключаются к тиристору, замыкая их во время работы стартера. Эти контакторы обычно рассчитаны на AC1 и бывают внутренними или внешними.
Важно, чтобы байпасные контакторы также не закорачивали трансформаторы тока.


Управление разомкнутым контуром.

Устройства плавного пуска с разомкнутым контуром

— это устройства плавного пуска, обеспечивающие запуск профиль напряжения, который не зависит от потребляемого тока или скорости мотора. Профиль пускового напряжения запрограммирован так, чтобы следовать заданному контуру в зависимости от времени. Очень простая система Timed Voltage Ramp (TVR) работает подавая на двигатель начальное напряжение и вызывая это напряжение для медленного увеличения до полного напряжения.В базовых системах начальный запуск напряжение не регулируется, но есть время нарастания. Обычно напряжение время разгона называется временем разгона и калибруется. в секундах. Это неточное описание, так как оно напрямую не контролировать ускорение мотора. Слегка нагруженный мотор может разгоняться до полной скорости даже с выбранной рампой в шестьдесят секунд. Вернее это следует называть временем нарастания напряжения.По более полному единиц, пусковое напряжение устанавливается заранее, обычно от 10% до 70% от полное линейное напряжение. Это должно быть установлено, чтобы достичь по крайней мере крутящего момента отрыва. для мотора при пуске. В моторном сиденье мало преимуществ, начало окрашивания из-за недостаточного крутящего момента. это только увеличится тепло, рассеиваемое в двигателе. Настройка начального напряжения часто упоминается в качестве начального крутящего момента и откалиброван в процентах. Это чушь, поскольку, хотя увеличение пускового напряжения приведет к увеличению пускового крутящий момент подключенного двигателя, фактический пусковой крутящий момент является функцией как пускового напряжения, так и конструкции двигателя.Стартер не знает ничего о подключенном двигателе, и поэтому не может доставить предписанный величина крутящего момента в условиях разомкнутого контура. Фактический начальный крутящий момент изначально равно LRT, умноженному на квадрат: (начало напряжение, деленное на линейное напряжение). LRT двигателя может варьироваться от 60% FLT до 350% FLT, что составляет почти 6 к 1.

Профиль стартового напряжения

Стартовый профиль может быть простым одинарным откосом от нулевое напряжение до полного напряжения, или это может быть сложная форма, чтобы более точно имитировать управляемый пуск тока.
Как и электромеханические пускатели, устройства плавного пуска разомкнутого контура вызывают запуск напряжение, приложенное к двигателю, должно изменяться со временем независимо от состояние двигателя и нагрузки, в конечном итоге выход на полное напряжение, а условия заклинивания нагрузки, развитие LRC и LRT до тех пор, пока что-то не сработает или перерывы.

Замкнутый контур управления.

Пускатели с замкнутым контуром

контролируют выходную характеристику или эффект от пускового действия и динамически изменять пусковое напряжение профиль, чтобы вызвать желаемый ответ.Самый распространенный замкнутый софт Устройство плавного пуска — это устройство плавного пуска с управляемым током, в котором потребляемый ток двигателем во время запуска контролируется и регулируется, чтобы дать либо постоянный ток или плавный пуск с линейным нарастанием тока. Гораздо более редкий замкнутый цикл формат — это плавный пуск с постоянным ускорением, при котором скорость двигателя контролируется тахогенератором или датчиком вала, а напряжение контролируется для поддержания постоянной скорости ускорения или линейного увеличения двигателя скорость.
Устройства плавного пуска с регулируемым током доступны с различными уровнями изысканности. В самых простых системах устройство плавного пуска по существу стандартное устройство плавного пуска TVR с возможностью замораживания рампы, где текущая на одной фазе отслеживается и сравнивается с уставкой. Если нынешний превышает заданное значение, рампа замораживается до тех пор, пока ток не упадет ниже эта уставка. На другом конце шкалы комплексный закрытый Устройство плавного пуска контура будет контролировать ток на всех трех фазах и динамически измените выходное напряжение, чтобы скорректировать пусковой ток до требуемого профиль.Эта система способна как увеличивать, так и уменьшать пусковое напряжение. в соответствии с приложением.
Пускатель постоянного тока сначала запускается при нулевом напряжении и быстро увеличивайте выходное напряжение до тех пор, пока не будет подаваться требуемый ток. двигатель, а затем отрегулируйте выходное напряжение во время запуска двигателя пока не будет достигнуто полное напряжение или защита двигателя от перегрузки действует. Пускатели постоянного тока идеальны для высокоинерционных нагрузок, или нагрузки, при которых требования к пусковому крутящему моменту не меняются.
Устройство плавного пуска с линейным изменением тока работает так же, как и устройство плавного пуска с постоянной текущее устройство плавного пуска, за исключением того, что ток линейно возрастает от начального пусковой ток до установленного предела тока в течение определенного периода времени. Начальный пусковой ток, ограничение тока и время разгона настраиваются пользователем. настройки и должны быть настроены в соответствии с приложением. Электрический ток Устройство плавного пуска с рампой может иметь ряд преимуществ перед постоянным тока в некоторых приложениях.Машины с переменным пусковым моментом требования, такие как грузовые конвейеры, или приложения, требующие начальный крутящий момент, например, в насосных приложениях или в генераторных установках, где относительно медленное приложение текущей нагрузки позволит генератору для отслеживания нагрузки приведены примеры ситуаций, когда текущая рампа мягкая start можно использовать с пользой.
Другой формой пускателя с обратной связью является пускатель с контролем крутящего момента, где стартер моделирует двигатель в условиях высокого и низкого скольжения, а также использует эту математическую модель для расчета создаваемого крутящего момента вала мотором.Затем он используется в качестве источника обратной связи с линейным и квадратичные кривые пускового момента, используемые для управления пусковым напряжением применяется к мотору. Настоящий стартер с контролем крутящего момента способен дать гораздо лучший контроль над ускорением запускаемого мотора.

Пусковой момент

Для запуска машины двигатель должен развивать достаточную крутящий момент во всем диапазоне скоростей для превышения рабочего и потери крутящего момента ведомой нагрузки, и обеспечить избыточный крутящий момент для ускорения машина на полном ходу.Пусковой крутящий момент, создаваемый двигателем при любом скорость равна пусковому моменту полного напряжения на этой скорости, умноженному на квадрат уменьшения тока или напряжения. При условии полного напряжения доступны кривые скорости / крутящего момента и полные кривые скорости / тока напряжения, кривые скорости / крутящего момента при пониженном напряжении (или токе) могут быть рассчитаны. Эта кривая может быть наложена на кривую крутящего момента скорости нагрузки и предоставлена крутящий момент, развиваемый на всех скоростях, превышает момент нагрузки, двигатель разгонится до полной скорости.Если кривые пересекаются, стартовый ток (или напряжение) необходимо будет увеличить, чтобы увеличить развиваемый пусковой крутящий момент. мотором. Разница между развиваемым крутящим моментом и нагрузкой крутящий момент — это, по сути, момент ускорения, который ускоряет машина на полном ходу. Высокий момент ускорения может быть желателен для машина с высоким моментом инерции, чтобы минимизировать время пуска.
При использовании устройства плавного пуска с регулируемым током снижение напряжения уменьшается. поскольку сопротивление двигателя увеличивается из-за увеличения сопротивления двигателя.Когда двигатель приближается к полной скорости, напряжение быстро растет (против скорость) до полного напряжения. Когда кривая крутящего момента для двигателя, запущенного Пускатель постоянного тока сравнивается с пускателем постоянного напряжения например пускатель автотрансформатора, видно, что есть увеличение крутящего момента при разгоне двигателя при пуске с постоянным током. Это идеально, потому что по мере увеличения скорости двигателя и машины увеличится и фактическая нагрузка на вал двигателя.Эта характеристика часто позволяет запускать нагрузку с более низким током на мягком стартер, чем традиционные методы закваски.

Плавный останов.

Устройства плавного пуска

могут иметь плавный останов без каких-либо ограничений. Дополнительная стоимость.
Плавный останов противоположен плавному пуску. Напряжение постепенно снижается, снижение крутящего момента двигателя. Уменьшение доступного крутящий момент приводит к тому, что двигатель начинает глохнуть, когда крутящий момент на валу двигатель меньше крутящего момента, необходимого для нагрузки.Поскольку крутящий момент уменьшается, скорость груза снизится до точки, при которой нагрузка крутящий момент равен крутящему моменту вала.
Обычно в качестве плавного останова используется линейное нарастание напряжения разомкнутого контура, но это некоторые системы плавного останова с управлением крутящим моментом, которые используют обратную связь по крутящему моменту для обеспечивают лучший контроль над замедлением двигателя.
Характеристики плавного останова с разомкнутым контуром очень зависят от характеристик двигателя и ведомой нагрузки. На больших машинах это может быть не так. линейные и обеспечивают низкую производительность.
Мягкий забой эффективно увеличивает инерцию нагрузки и увеличивает время торможения. время. Его следует применять только к установкам, в которых время остановки слишком короткий и требует увеличения. Плавная остановка не дает никаких мера торможения.

Тормоз постоянного тока

Торможение постоянным током может быть добавлено к устройствам плавного пуска, но эффективность не так хороша, как торможение, которое может быть достигнуто с помощью специализированная тормозная цепь постоянного тока. Торможение постоянным током достигается включением положительный SCR на одной фазе и отрицательный SCR на второй фазе для небольшого угол каждого цикла.Это вызывает прохождение большого импульса постоянного тока через обмотки двигателя и создает в статоре неподвижное поле крутящего момента. Постоянное поле крутящего момента вызывает замедление двигателя. Короткие импульсы на частоте сети также создают синхронную составляющую в поле крутящего момента что может ограничить эффективность при скорости, близкой к синхронной. В некоторых в случаях закорачивающий контактор подключается к обмотке двигателя, чтобы продлить период протекания тока и уменьшить линейную частотную составляющую.
Торможение постоянным током используется для приложения тормозного момента к двигателю и нагрузке и чтобы он остановился быстрее. Во время торможения постоянным током энергия ведомой нагрузки рассеивается в роторе двигателя.

Двигатели с контактным кольцом.

Устройства плавного пуска

могут применяться ко многим электродвигателям с контактными кольцами, однако в некоторых случаях применение устройства плавного пуска не дают удовлетворительные результаты.
Двигатели с контактным кольцом часто используются из-за их способности производить очень высокий крутящий момент во всем диапазоне скоростей.Электродвигатель с контактным кольцом может сделать это при очень низком пусковом токе. Еще одна причина для заявки электродвигателя с контактным кольцом состоит в том, что он обеспечивает высокую степень контроля.
Если двигатель с контактным кольцом используется для обеспечения очень высокого пускового момента на весь диапазон скоростей, то УПП не обеспечит удовлетворительное решение. Это связано с тем, что применение устройства плавного пуска или любой другой первичный пускатель, уменьшит имеющийся крутящий момент.Там, где требуется плавный пуск при пониженном крутящем моменте, мягкий стартер приносит пользу.
Распространенное заблуждение состоит в том, что контактное кольцо стартера можно переделать. к двигателю клеточного типа, закоротив контактные кольца и запустив нормальный методы. Если вторичная обмотка закорочена, электродвигатель с контактным кольцом демонстрируют очень высокий LRC (обычно> 1000%) и очень низкий LRT (обычно <100%). Если в этих условиях применяется пускатель пониженного напряжения, пусковой крутящий момент будет очень низким, и машина не запустится.Применять пускателя пониженного напряжения к электродвигателю с контактным кольцом, сначала убедитесь, что уменьшенный крутящий момент собирается запустить машину, затем установите резисторы на контур ротора, который будет давать кривые, похожие на кривую, аналогичную клетке с высоким пусковым моментом мотор. Эти резисторы необходимо замкнуть, когда машина достигнет полная скорость. Значение сопротивления зависит от двигателя и требуемая кривая, однако резисторы должны поглощать много энергии, зависит от инерции нагрузки.Обычно используется финальный этап сопротивление существующего стартера при его наличии.

Рейтинги

Номинальные характеристики устройства плавного пуска

во многом соответствуют стандарту IEC947-4-2. так же, как контакторы. Существует две категории использования программного обеспечения. стартеры: AC53a и AC53b. AC53a применяется к пускателям без шунтирования. и номинальные значения AC53b относятся к пускателям, которые отключены во время работы. AC53a В пускателях с номинальным током все время протекает ток через тиристоры. стартер работает.Это генерирует тепло и увеличивает рабочее температура перехода SCR. Пускатели с номиналом AC53b пропускают только ток через SCR во время запуска, и период между запусками эффективно период охлаждения для SCR. Это может привести к повышению рейтинга в некоторых ситуациях.
Поскольку номинал стартера существенно термический, имеется сильный соотношение между временем начала, пусковым током, пусковой частотой, окружающей средой температура, время выключения и мощность стартера.Обычно там тепловая инерция узла радиатора SCR довольно велика, поэтому небольшая разница в рейтинге между, скажем, 10-секундным рейтингом и 30-секундный рейтинг. — Характеристики полупроводниковых предохранителей не соответствуют номинальным. кривые для устройств плавного пуска и обеспечивают только защиту от короткого замыкания.


Руководство: Устройства плавного пуска для электродвигателей

Правильный запуск — первый шаг к успеху.При разработке приложения всегда стоит учитывать, что именно происходит, когда вы запускаете электродвигатель. Устройство плавного пуска обеспечивает лучший запуск, избегая скачков напряжения и резких движений. Устройства плавного пуска также позволяют плавно останавливать приложения.

Введение в устройства плавного пуска

Электрические устройства плавного пуска работают, передавая напряжение через серию подключенных полупроводников. Во время плавного пуска эти компоненты могут быть настроены так, чтобы постепенно пропускать возрастающий ток.Изменяя процесс в обратном направлении, можно постепенно снижать напряжение, в конечном итоге приводя к плавной остановке двигателя.

Устройство плавного пуска работает с двумя основными параметрами: ограничением напряжения и контролем времени пуска. Регулировка этих факторов в соответствии с требованиями к пусковому крутящему моменту позволяет избежать скачков пускового тока при запуске двигателя и снизить механическую нагрузку на двигатель и подключенное приложение.

Преимущества использования устройства плавного пуска

Основными преимуществами использования устройства плавного пуска являются:

Улучшенное управление приложениями
Для многих приложений внезапный неконтролируемый запуск и остановка могут вызвать проблемы.Это например. случай для насосов, где резкие остановки приводят к гидроударам, которые вызывают износ трубопровода. Такие приложения, как центробежные вентиляторы и охлаждающие компрессоры, также выигрывают от плавного пуска, поскольку он снижает начальную нагрузку на систему и тем самым продлевает срок службы.

Предотвращение скачков мощности
При использовании как прямого, так и треугольного пускателя, доведение двигателя до полной скорости и крутящего момента часто приводит к возникновению пика тока, который может более чем в 10 раз превышать номинальный ток двигателя.Многие поставщики энергии предъявляют требования, ограничивающие такие пики тока, поскольку они могут вызвать падение напряжения в электросети и трансформаторе. Это также относится к морским установкам с питанием от генератора, где непреднамеренные пики тока повышают риск неисправности.

Важные соображения при выборе устройства плавного пуска

Выбор устройства плавного пуска зависит от следующих критериев:

  • Тип приложения и использование
  • Номинальная мощность и ток двигателя
  • Коэффициент загрузки приложения

Важно найти правильный баланс между снижением напряжения и требуемым крутящим моментом, поскольку слишком большое ограничение тока предотвращает запуск двигателя, а недостаточное его ограничение лишает смысла даже использование устройства плавного пуска.

Также имеет значение количество запусков, необходимое в течение определенного периода. Устройство плавного пуска выделяет значительное количество тепла во время использования, поэтому существует естественный предел того, сколько раз двигатель может останавливаться и запускаться при нормальном использовании. Если требуются частые пуски и остановки в час, может потребоваться увеличить размер и мощность устройства плавного пуска по сравнению с номинальной мощностью двигателя.

Рекомендуется устанавливать байпасный и линейный контакторы. Байпасный контактор устанавливается параллельно устройству плавного пуска для отвода мощности, когда двигатель достигает рабочей скорости.Это снижает потери энергии и продлевает срок службы устройства плавного пуска. Сетевой контактор устанавливается последовательно к устройству плавного пуска для безопасного отключения питания от устройства плавного пуска. Если устройство плавного пуска имеет встроенный байпасный переключатель, внешний байпасный контактор не нужен.

Всегда следует учитывать тип приложения и среду, например: выбор устройства плавного пуска, предназначенного для использования в морских условиях, на больших высотах или в опасных средах.

Устройства плавного пуска для различных применений

Использование устройства плавного пуска может быть актуально для различных типов приложений в различных отраслях и на рынках.

Промышленное применение
Для центробежных насосов и других промышленных насосов можно использовать устройство плавного пуска для уменьшения крутящего момента двигателя во время последовательности запуска. Плавный останов путем медленного уменьшения силы тока является эффективным способом предотвращения гидроудара.

Конвейерные ленты

с легкими или хрупкими нагрузками выигрывают от плавного пуска и остановки, что предотвращает толкание материала и чрезмерный износ редукторов и муфт. Кроме того, это может предотвратить проскальзывание ремня в системах с ременным приводом.

Для компрессоров устройство плавного пуска обеспечивает лучшие пусковые характеристики, особенно для винтовых компрессоров, где крутящий момент нагрузки увеличивается с увеличением скорости.

Судовые приложения
Устройства плавного пуска полезны для ряда морских применений, включая насосы балластной воды, грузовые насосы и скрубберные насосы. Возможность устранения пиков пускового тока полезна при использовании генератора, так как предотвращает его перегрузку.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Для центробежных вентиляторов устройства плавного пуска могут помочь снизить пусковой крутящий момент, чтобы предотвратить проскальзывание ремня и предотвратить падение напряжения из-за высоких пусковых токов.Поскольку многие более крупные промышленные вентиляторы приводятся в движение относительно мощными двигателями, установленными с маховиком, им обычно требуется запуск в тяжелых условиях. Для преодоления начальной инерции рекомендуется выбирать устройство плавного пуска большего размера, чем размер двигателя.

Нефтегазовая промышленность
В нефтегазовой морской отрасли устройства плавного пуска часто используются для грузовых насосов и компрессоров, которые требуют плавного пуска и останова, но в остальном работают на полной скорости.

101 Электротехника Темы интервью: Устройство плавного пуска

Устройство плавного пуска — это устройство, которое контролирует ускорение электродвигателя посредством управления приложенным напряжением.

Самостоятельный запуск асинхронного двигателя из-за взаимодействия между потоком вращающегося магнитного поля и потоком обмотки ротора, вызывая высокий пусковой ток ротора при увеличении крутящего момента. В результате статор потребляет высокий пусковой 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.

Асинхронный двигатель можно запустить следующими способами:

1. Прямой пуск от сети Путем подачи напряжения полной нагрузки через интервалы времени

2. Пускатель со звезды на треугольник и устройство плавного пуска Путем постепенного снижения напряжения

3. Пускатель автотрансформатора Пуск по частям обмотки

4. Частотно-регулируемый привод Путем подачи переменного напряжения и частоты

Типы управления с помощью устройства плавного пуска:

1) Управление разомкнутым контуром: Пусковое напряжение приложено w.r.t время, 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 начальная задержка постепенно уменьшается по сравнению с время, пока подаваемое напряжение не возрастет до полного напряжения питания. Это также известно как система изменения напряжения во времени.

2) Управление по замкнутому контуру: Контролируется выходная характеристика двигателя, такая как потребляемый ток или скорость, и соответственно изменяется пусковое напряжение для получения требуемого отклика.Ток в каждой фазе контролируется, и если он превышает предел, то линейное изменение напряжения по времени останавливается.

Характеристики устройства плавного пуска :

Обычно подходит для 3-фазных асинхронных двигателей переменного тока мощностью до 168 кВт (225 л.с.), расположенных спина к спине модулей SCR (например, Semikron производит серию SKKT). Он снижает пусковой ток. Выбираемая пользователем конфигурация для 3-проводного замыкания в треугольник (в линию) и для 6-проводного подключения в треугольник (в -боковая линия) Настраиваемое пользователем время запуска от внешнего источника и плавного пуска / линейного изменения.Он может принимать команды пуска и останова от внешнего беспотенциального контакта.

Контактор обходит выход и выход неисправности Простота установки и обслуживания

Принцип работы устройства плавного пуска:

Для постепенного увеличения скорости трехфазного асинхронного двигателя переменного тока требуется подавать на двигатель повышающееся напряжение, и такое поведение возможно только при последовательном подключении тиристоров к двигателю.SCR управляются пусковой картой для генерации пусковых импульсов, дающих эффект плавного пуска.

Пользователь может установить начальное напряжение для создания крутящего момента и время плавного пуска. Для отключения по перегрузке, обратная связь, которую требуется от ТТ 5A для контроля тока нагрузки и создания отключающего контакта в случае перегрузки. Когда двигатель достигает полных оборотов в минуту, нет необходимости пропускать ток через тиристоры, и, следовательно, эти тиристоры можно обойти с помощью внешнего контактора.Команда байпаса доступна в виде беспотенциального контакта, когда достигается полная скорость, о чем свидетельствует светодиод.

Кнопки START / STOP / RESET доступны спереди, а пользователю доступны параллельные удаленные подключения для внешнего управления. Устройство плавного пуска построено с платой включения тиристоров и подходящим модулем SCR с обратным подключением (с гальванически изолированным основанием), установленным на радиаторе с принудительным воздушным охлаждением, с медными / алюминиевыми шинами для подключения ввода и двигателя.Модули SCR защищены термовыключателями (термисторами), RC-демпфером и MOV.

Макс. Пусковой ток / длительный ток с устройством плавного пуска

Макс. Пусковой ток / длительный ток
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.