Устройство для плавного запуска двигателей

Для чего нужен плавный пуск асинхронного двигателя

Из всех видов двигателей асинхронные двигатели получили наиболее широкое распространение в промышленности и продолжают вытеснять все больше и больше двигатели постоянного тока.

Асинхронные двигатели получили широкое распространение благодаря следующим своим качествам: дешевизне двигателя, простоте конструкции, надежности, высокому к. п. д. До настоящего времени асинхронные двигатели уступали место двигателям постоянного тока только в тех случаях, где требовалось плавное регулирование частоты вращения (строгальные станки, правильные машины, регулируемые главные приводы прокатных станов и т. п.), в электрическом транспорте и в приводах большой мощности повторно-кратковременного режима (реверсивные станы). Внедрение в промышленность регулируемых преобразователей частоты позволит, еще шире применять асинхронные двигатели.

Недостатками асинхронных двигателей являются:

1) Квадратичная зависимость момента от напряжения, при падении напряжения в сети сильно уменьшаются пусковой и критический моменты,

2) Опасность перегрева статора, особенно при повышениях напряжения сети, и ротора при понижении напряжения,

3) Малый воздушный зазор, несколько понижающий надежность двигателя,

4) Большие пусковые токи асинхронных двигателей. При пуске асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором ток статора больше номинального в 5 — 10 раз. Такие большие токи в статоре недопустимы по условиям динамических усилий в обмотках и нагрева обмоток. В асинхронных двигателях могут возникать переходные режимы с большими бросками тока не только при подключении двигателя к сети но и при его реверсе и торможении.

Итак, для чего нужно ограничивать пусковой ток в обмотках статора асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором?

Необходимость ограничения тока двигателей диктуется причинами электрического и механического характера. Причины электрического характера ограничения тока двигателей могут быть следующие:

1) Уменьшение толчков тока в сети. В некоторых случаях для крупных двигателей требуется ограничить пусковой ток до допускаемого для питающей системы.

2) Уменьшение электродинамических усилий в обмотках двигателя.

Уменьшение толчков тока в сети требуется обычно при пуске крупных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, если они получают питание от сравнительно маломощной питающей системы. Кроме того, для крупных двигателей заводы-изготовители машин не разрешают прямой пуск из-за чрезмерно больших электродинамических усилий в лобовых частях обмоток статора и ротора.

Причины механического характера ограничения момента двигателей могут быть самыми разнообразными, например предотвращение поломки или быстрого изнашивания передач, соскальзывания ремней со шкивов, буксования колес подвижных тележек, больших ускорений или замедлений, недопустимых для оборудования или людей в различных средствах передвижения и т. д. Иногда требуется уменьшить пусковой момент двигателей, даже небольших, для того чтобы смягчить удары в передачах и обеспечить плавное ускорение.

Во всех случаях, где условия работы не требуют форсированных ускорений или замедлений, желательно рассчитывать режимы на минимальные броски тока, а следовательно, и момента, сохраняя этим передачи механизма и двигатель.

Устройство плавного пуска двигателя

Для ограничения тока применяются пусковые реакторы, резисторы и автотрансформаторы, а также современные электронные устройства — софт-стартеры (устройства плавного пуска двигателей).

Напряжение на электродвигателе

Необходимо обратить внимание на то, что ограничение тока и момента с помощью устройств плавного пуска двигателей получается за счет усложнения схемы управления и удорожания установки, а потому должно применяться только там, где это обосновано.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Устройства плавного пуска УБПВД-ВЦ

Главная Продукция и услуги Устройства плавного пуска УБПВД-ВЦ

Пример системы безударного пуска на базе УБПВД-ВЦ.

Система безударного пуска 4-х электродвигателей механизмов с «вентиляторной» характеристикой нагрузки состоит из штатных рабочих выключателей Q1…Q4, головных выключателей QF1 и QF2, а также пусковых вакуумных выключателей в шкафах ШКА1 и ШКА2.

Пуск электродвигателя производится под управлением контроллера, расположенного в шкафу ШК в следующей последовательности. При наличии на входе контроллера сигнала готовности агрегата к пуску командой ПУСК с пульта управления (ПУ) инициализируется программа автоматического пуска. Контроллер включает пусковой выключатель QS, соответствующий запускаемому электродвигателю, а затем головной выключатель QF, подключающий устройство УБПВД к той секции шин, к которой после разгона будет подключен запускаемый двигатель. На тиристоры устройства УБПВД подается напряжение, и в запертом состоянии производится их тестирование. При положительном результате теста контроллер разрешает подачу отпирающих импульсов на тиристоры. Угол отпирания тиристоров плавно уменьшается, и на статорных обмотках двигателя начинают расти напряжение и ток.

Ток плавно нарастает до тока трогания (1,3…1,6) номинального тока двигателя, и электродвигатель начинает разгоняться. Если в процессе разгона нагрузка со стороны агрегата увеличивается, то контроллер плавно поднимает ток по линейному закону к концу разгона до величины 2…2,5 номинального. По окончании разгона контроллер включает рабочий выключатель и подключает двигатель на полное напряжение сети. При пуске синхронного электродвигателя подается возбуждение, после чего двигатель втягивается в синхронизм. Затем запираются тиристоры, отключаются головной выключатель QF и пусковой выключатель QS. Система готова к следующему пуску.

Устройство допускает 3 пуска подряд из холодного состояния. Каждый последующий пуск через 10 минут. Устройство УБПВД не только исключает негативные пусковые воздействия на электродвигатель и механизм, но и облегчает работу коммутирующей аппаратуры:

• Включение и отключение пусковых и головных выключателей происходит в бестоковом режиме.
• Рабочий выключатель Q после разгона электродвигателя включает вместо 6-8-кратного пускового тока установившийся ток на номинальной (подсинхронной) скорости двигателя.

Структура условного обозначения

Схема плавного пуска электродвигателей УБПВД-ВЦ тиристорным регулятором напряжения

Однолинейная схема плавного пуска электродвигателей УБПВД-ВЦ

ВТБ – высоковольтные тиристорные блоки
QSл – линейный разъединитель
QSш – шинный разъединитель
ОПН – ограничитель напряжений
ТТ – трансформатор тока

Технические характеристики устройств серии УБПВД-ВЦ

(8352) 39-00-10, 39-00-12

Каталог «Преобразовательная техника» 2.9 Mb

Устройства плавного пуска (софт-стартеры)

Устройства плавного пуска повышают экономичность работы электрических двигателей, защищают их и смежных потребителей от аварийных ситуаций. Софт-стартеры увеличивают срок безотказной работы ЭД, выигрывая в цене у частотных преобразователей.

Области применения устройств плавного пуска

Устройства плавного пуска применяются на производствах, использующих мощные электрические двигатели и иногда ограниченные по мощности промышленные сети. Примеры приложений:

• Строительство, добывающая и перерабатывающая промышленность (Насос для цемента, мешалка, миксеры, конвейеры и шнеки, компрессоры, мельницы)
• Машиностроение (Станки разных типов, дробилки, червячная и бумагорезательная машины)
• Системы водоснабжения (Погружной насос, лебедки)
• Сельское хозяйство и ЖКХ (Сепараторы, насосы)
• Металлургия (Электропривод)
• Пищевая промышленность
• Деревообработка (пилорама, ленточная и циркулярная пилы)
• Подъемно-транспортное оборудование (эскалаторы)
• Нефтехимическая индустрия
• Энергетика
• Электрические двигатели разных типов (синхронные, асинхронные)

Везде, где для производственных целей используется электрический двигатель, устройства плавного пуска (УПП) найдут себе оптимальное применение.

Назначение УПП

Устройства плавного пуска, выпускаемые в последние годы, решают все больше разных задач:

• Стабилизируют питающую сеть, защищая подключенное к ней чувствительное оборудование (контроллеры, компьютеры)
• Решают проблемы порчи продукции при рывках конвейеров
• Контролируют плавность пуска, торможения и останова двигателя:
  • Ограничение пусковых токов, формирование кривой разгона и торможения (задание рампы)
  • Согласование крутящего момента и момента нагрузки
• Защищают двигатели от:
  • Обрыва фаз и короткого замыкания
  • Перегрузки и недогрузки
  • Повышенного или пониженного напряжения, частоты сети
  • Блокировки ротора
  • Неправильного подключения, дисбалансов разных типов
  • Пробоя и перегрева
• Организуют системы управления и сбора информации
• Толчковый пуск
• Экономия энергии в специфических нагрузках (например в насосно-вентиляторной)

Исполнение ряда этих функций предотвращает аварийные ситуации, риск возникновения которых высок в отсутствие УПП.

Преимущества устройств плавного пуска

Основные достоинства устройств плавного пуска:

• Предельно быстрая реакция при отключении в аварийной ситуации
• Существенно повышают надежность и долговечность приводных устройств/агрегатов
• Полностью контролируют перегрузки двигателя и улучшают его защиту от неблагоприятных ситуаций, устраняют рывки и гидравлические удары
• Организуют АСУ, за счет оперативной диагностики облегчают ремонтные работы
• Защищают электрочувствительное оборудование от скачков мощности в сети
• Экономят энергию
• Дешевле частотных преобразователей

Модели приборов и аналоги

На рынке представлено множество моделей, различающихся своей функциональностью. Для примера отметим семейство CSX:

• CSX – устройство плавного пуска/останова трехфазных АД общепромышленного типа. Подключается к общепромышленной сети (200-440 В или 200-575 В), диапазон мощностей до 110 кВт. Габариты компактные (устройства на токи 60А устанавливаются на DIN-рейку).
• CSXi – отличается от собрата функционалом, добавлен комплекс функций защиты двигателя и контроль тока.

Недостатки

Основные недостатки устройств плавного пуска:

Защита от короткого замыкания.

Решение проблемы: частичное решение представляют собой специальные автоматы для защиты электродвигателей. + сами УПП устойчивы к определенным значениям токов КЗ (у CSX до 10 кА + доступны защитные предохранители). В иных случаях можно обратиться к частотным преобразователям.

Возможная несостыковка с вводными автоматами. Пусковой ток хоть и снижен, но держится дольше и может вызвать срабатывание автомата защиты сети.

Решение проблемы: Подбирайте вводной автомат с учетом тока плавного пуска, а не номинального и пускового в отсутствии УПП.

Принцип работы УПП

Принцип работы устройства плавного пуска заключается в ограничении подаваемого через него напряжения от сети на нагрузку/двигатель. На рисунке показан типовой случай подключения системы через входной автомат защиты. Алгоритмы передачи мощности настраиваются, а коммутация происходит при помощи управляемых силовых ключей (чаще всего – шунтируемых контактором тиристоров). При пуске двигателя происходит преобразование электрической энергии в кинетическую (по мере разгона ток падает в несколько раз до номинального). Софт-стартер, в свою очередь, ограничивает чрезмерно большой пусковой ток в начальной стадии, коммутируя тиристоры по заданному алгоритму и с учетом показаний датчиков.

Более подробно рабочие принципы рекомендуется рассмотреть на примере моделей CSX, EMX, SSI.

Устройства плавного пуска

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• »
• »»

Купить УПП устройства плавного пуска и торможения Altistar от Schneider Electric с доставкой в любые регионы: Новосибирск, Красноярск, Омск, Томск, Барнаул, Иркутск, Кемерово, Абакан

Устройства плавного пуска Altistart предназначены для ограничения пускового момента, плавного
пуска и торможения асинхронных двигателей. Использование устройств Altistart улучшает пусковые характеристики асинхронных двигателей, обеспечивая контролируемый, безударный, плавный пуск. Они позволяют исключить механические удары, являющиеся причиной преждевременного износа, уменьшить затраты на ремонт, сократить простои оборудования.

УПП разработано для применения в составе механизмов, для которых безотказность, безопасность обслуживающего персонала и оборудования, а также легкость ввода в эксплуатацию и обслуживания являются наиболее важными требованиями. Функция байпаса, основанная на применении шунтирующего контактора внутри устройства, позволяет использовать Altistart для механизмов, требующих переключения на байпасный контактор в конце пускового процесса, например, для уменьшения теплоотдачи самим пусковым устройством.

Например, Altistart 22 имеет встроенный терминал, позволяющий пользователю выполнять как конфигурирование и настройку параметров, так и контролировать их значение для проверки соответствия работы механизма заложенному алгоритму. Устройство обеспечивает тепловую защиту электродвигателя, позволяет легко контролировать параметры механизма и благодаря программному обеспечению SoMove может быть введено в работу сразу после установки.

Устройства плавного пуска предназначены для использования его в строительстве, инфраструктуре и промышленности для управления:

• центробежными и поршневыми насосами;
• конвейеры;
• ленточные транспортеры;
• вентиляторы;
• компрессоры;
• автоматические двери;
• небольшие краны;
• специальными механизмами (мешалками, миксерами);
• механизмы с ременной передачей.

Они чрезвычайно компактны, легки в настройке, устанавливаются вплотную друг к
другу, соответствуют нормам МЭК/EN 60947-4-2, сертификатам UL, CSA, C–Tick, CCC и ГОСТ.

Altistart позволяет осуществить реальную экономию затрат, предоставляя следующие возможности:

• Быстрая установка благодаря возможности выбора оптимального типоразмера устройства, наличию встроенной функции байпаса и снижение времени монтажа и подключения.
• Уменьшение нагрузок на электрическую сеть в результате уменьшения бросков тока и провалов напряжения в сети при пуске электродвигателя.
• Уменьшение эксплуатационных расходов вследствие снижения механических нагрузок на оборудование.