Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрическая схема плавного пуска асинхронного двигателя

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

Принцип действия устройства плавного пуска

Механические устройства плавного пуска — тормоза, гидравлические муфты и прочее. Такие устройства физически тормозят двигатель на старте, тем самым не позволяя ему быстро набирать обороты.

Электрические устройства плавного пуска — изменяют питание двигателя и бывают нескольких видов в зависимости от схемы запуска:

«Звезда-треугольник» — принцип основан на подключении трех катушек с использованием реостата, вначале сопротивление максимальное, но по ходу набора оборотов двигателя оно падает

Плавный пуск электродвигателя с изменением тока и напряжения – в этой схеме изменения достигаются, например, за счет реостата или автотрансформатора. Но наиболее успешные решения — это применение семисторных схем.

Семисторные устройства плавного пуска:

Плавный пуск асинхронного электродвигателя: реализация

Семисторы — это сверхбыстрые электрические ключи, которые могут за счет быстрого включения (пропускают через себя ток) и выключения (ничего не пропускают) формировать выходное напряжение уже с другой частотой (квазисинусоиду).

В начале разгона двигателя, напряжение на выходе устройства плавного пуска имеет низкую частоту. Далее частота увеличивается, согласно выбранным настройкам разгона. А так как обороты двигателя напрямую зависят от питающей частоты, это позволяет производить плавный набор скорости вращения электродвигателя.

При останове все происходит так же, только в обратную сторону.

Три наиболее распространенные схемы устройства плавного пуска.

Схема устройства плавного пуска для однофазного асинхронного электродвигателя. Она основана на двух семисторах, установленных на встречу друг другу.

Такая схема может еще применяться и для плавного пуска асинхронного двигателя от трех фаз, когда достаточно модулировать только одну фазу. Например, при легком пуске, и мощность двигателя — несколько киловатт .

Вторая схема — это модуляция по двум фазам. Она применяется, когда мощность у двигателя уже большая ( до нескольких сот киловатт ), но ограничения по току обеспечивать нет необходимости.

Основной плюс такой схемы — плавный пуск электродвигателя, который обходится дешевле, чем полноценная трехфазная модуляция.

Последняя схема — это полноценное трехфазное модулирование. Из плюсов — возможность контроля над пусковыми токами, наиболее качественный плавный пуск асинхронного электродвигателя и остановка. Из минусов — цена, т. к. на всех трех фазах установлены семисторы, а они — наиболее дорогая деталь устройства плавного пуска .

Выше мы ознакомились с основными принципами работы устройств плавного пуска. Самостоятельно подобрать необходимое Вам устройство можно в разделе устройства плавного пуска

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

Устройство двухфазных моделей

Двухфазные стартеры следует рассмотреть на примере общепроизводственных моделей. Данного типа электродвигатели асинхронные (трехфазные) технические характеристики имеют следующие: мощность 5-15 кВт, максимальная перегрузка 40 А, показатель входного напряжения 220 В. Якоря у модификаций используются с первичной обмоткой. В моделях используются трансформаторы понижающего типа. Также важно отметить, что реле устанавливаются со стабилизаторами. Модуляторы для данных устройств подходят только ортогональные. Модификации с резисторами встречаются очень редко.

Устройство плавного пуска электродвигателя. Как это работает.

Устройство плавного пуска — электротехническое устройство, используемое в асинхронных электродвигателях, которое позволяет во время запуска удерживать параметры двигателя (тока, напряжения и т.д.) в в безопасных пределах. Его применение уменьшает пусковые токи, снижает вероятность перегрева двигателя, устраняет рывки в механических приводах, что, в конечном итоге, повышает срок службы электродвигателя.

Назначение

Управление процессом запуска, работы и остановки электродвигателей. Основными проблемами асинхронных электродвигателей являются:

  • невозможность согласования крутящего момента двигателя с моментом нагрузки,
  • высокий пусковой ток.

Во время пуска крутящий момент за доли секунды часто достигает 150-200%, что может привести к выходу из строя кинематической цепи привода. При этом стартовый ток может быть в 6-8 раз больше номинального, порождая проблемы со стабильностью питания. Устройство плавного пуска позволяют избежать этих проблем, делая разгон и торможение двигателя более медленными. Это позволяет снизить пусковые токи и избежать рывков в механической части привода или гидравлических ударов в трубах и задвижках в момент пуска и остановки двигателей.

Принцип действия устройство плавного пуска

Основной проблемой асинхронных электродвигателей является то, что момент силы, развиваемый электродвигателем, пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения, что создаёт резкие рывки ротора при пуске и остановке двигателя, которые, в свою очередь, вызывают большой индукционный ток.

Софтстартеры могут быть как механическими, так и электрическими, либо сочетать то и другое.

Механические устройства непосредственно противодействуют резкому нарастанию оборотов двигателя, ограничивая крутящий момент. Они могут представлять собой тормозные колодки, жидкостные муфты, магнитные блокираторы, противовесы с дробью и прочее.

Данные электрические устройства позволяют постепенно повышать ток или напряжение от начального пониженного уровня (опорного напряжения) до максимального, чтобы плавно запустить и разогнать электродвигатель до его номинальных оборотов. Такие УПП обычно используют амплитудные методы управления и поэтому справляются с запуском оборудования в холостом или слабо нагруженном режиме. Более современное поколение УПП (например, устройства ЭнерджиСейвер) используют фазовые методы управления и потому способны запускать электроприводы, характеризующиеся тяжелыми пусковыми режимами «номинал в номинал». Такие УПП позволяют производить запуски чаще и имеют встроенный режим энергосбережения и коррекции коэффициента мощности.

Выбор устройства плавного пуска

При включении асинхронного двигателя в его роторе на короткое время возникает ток короткого замыкания, сила которого после набора оборотов снижается до номинального значения, соответствующего потребляемой электрической машиной мощности. Это явление усугубляется тем, что в момент разгона скачкообразно растет и крутящий момент на валу. В результате может произойти срабатывание защитных автоматических выключателей, а если они не установлены, то и выход из строя других электротехнических устройств, подключенных к той же линии. И в любом случае, даже если аварии не произошло, при пуске электромоторов отмечается повышенный расход электроэнергии. Для компенсации или полного устранения этого явления используются устройства плавного пуска (УПП).

Как реализуется плавный пуск

Чтобы плавно запустить электродвигатель и не допустить броска тока, используются два способа:

  1. Ограничивают ток в обмотке ротора. Для этого ее делают состоящей из трех катушек, соединенных по схеме «звезда». Их свободные концы выводят на контактные кольца (коллекторы), закрепленные на хвостовике вала. К коллектору подключают реостат, сопротивление которого в момент пуска максимальное. По мере его снижения ток ротора растет и двигатель раскручивается. Такие машины называются двигателями с фазным ротором. Они используются в крановом оборудовании и в качестве тяговых электромоторов троллейбусов, трамваев.
  2. Уменьшают напряжение и токи, подаваемые на статор. В свою очередь, это реализуется с помощью:

а) автотрансформатора или реостата;

б) ключевыми схемами на базе тиристоров или симисторов.

Именно ключевые схемы и являются основой построения электротехнических приборов, которые принято назвать устройствами плавного пуска или софтстартерами. Обратите внимание, что частотные преобразователи так же позволяют плавно запустить электродвигатель, но они лишь компенсируют резкое возрастание крутящего момента, не ограничивая при этом пускового тока.

Принцип работы ключевой схемы основывается на том, что тиристоры отпираются на определенное время в момент прохождения синусоидой ноля. Обычно в той части фазы, когда напряжение растет. Реже – при его падении. В результате на выходе УПП регистрируется пульсирующее напряжение, форма которого лишь приблизительно похожа на синусоиду. Амплитуда этой кривой растет по мере того, как увеличивается временной интервал, когда тиристор отперт.

Критерии выбора софтстартера

По степени снижения степени важности критерии выбора устройства располагаются в следующей последовательности:

  • Мощность.
  • Количество управляемых фаз.
  • Обратная связь.
  • Функциональность.
  • Способ управления.
  • Дополнительные возможности.

Главным параметром УПП является величина Iном – сила тока, на которую рассчитаны тиристоры. Она должна быть в несколько раз больше значения силы тока, проходящего через обмотку двигателя, вышедшего на номинальные обороты. Кратность зависит от тяжести пуска. Если он легкий – металлорежущие станки, вентиляторы, насосы, то пусковой ток в три раза выше номинального. Тяжелый пуск характерен для приводов, имеющих значительный момент инерции. Таковы, например, вертикальные конвейеры, пилорамы, прессы. Ток выше номинального в пять раз. Существует и особо тяжелый пуск, который сопровождает работу поршневых насосов, центрифуг, ленточных пил. Тогда Iном софтстартера должен быть в 8-10 раз больше.

Тяжесть пуска влияет и на время его завершения. Он может длиться от десяти до сорока секунд. За это время тиристоры сильно нагреваются, поскольку рассеивают часть электрической мощности. Для повторения им надо остыть, а на это уходит столько же, сколько на рабочий цикл. Поэтому если технологический процесс требует частого включения-выключения, то выбирайте софтстартер как для тяжелого пуска. Даже если ваше устройство не нагружено и легко набирает обороты.

Количество фаз

Можно управлять одной, двумя или тремя фазами. В первом случае устройство в большей степени смягчает рост пускового момента, чем тока. Чаще всего используются двухфазные пускатели. А для случаев тяжелого и особо тяжелого пуска – трехфазные.

Обратная связь

УПП может работать по заданной программе – увеличить напряжение до номинала за указанное время. Это наиболее простое и распространенное решение. Наличие обратной связи делает процесс управления более гибким. Параметрами для нее служат сравнение напряжения и вращающего момента или фазный сдвиг между токами ротора и статора.

Функциональность

Возможность работать на разгон или торможение. Наличие дополнительного контактора, который шунтирует ключевую схему и позволяет ей остыть, а также ликвидирует несимметричность фаз из-за нарушения формы синусоиды, которое приводит к перегреву обмоток.

Способ управления

Бывает аналоговым, посредством вращения потенциометров на панели, и цифровым, с применением цифрового микроконтроллера.

Дополнительные функции

Все виды защиты, режим экономии электроэнергии, возможность пуска с рывка, работы на пониженной скорости (псевдочастотное регулирование).

Правильно подобранный УПП увеличивает вдвое рабочий ресурс электродвигателей, экономит до 30 процентов электроэнергии.

Зачем нужно устройство плавного пуска (софтстартера)

Все чаще при запуске электроприводов насосов, вентиляторов применяются устройство плавного пуска (софтстартер). С чем это связано? В нашей статье мы постараемся осветить этот вопрос.

Асинхронные двигатели используются уже более ста лет, и за это время относительно мало изменилось их функционирование. Запуск этих устройств и связанные с ним проблемы хорошо известны их владельцам. Пусковые токи приводят к просадкам напряжения и перегрузкам проводки, вследствие чего:

— некоторая электротехника может самопроизвольно отключаться;

— возможен сбой оборудования и т. д.

Своевременно установленный приобретенный и подключенный софтстартер позволяет избежать лишних трат денег и головной боли.

Что такое пусковой ток

В основе принципа действия асинхронных двигателей лежит явление электромагнитной индукции. Наращивание обратной электродвижущей силы (э. д. с), которая создается путем применения изменяющегося магнитного поля во время запуска двигателя, приводит к переходным процессам в электрической системе. Этот переходной режим может повлиять на систему электропитания и другое оборудование, подключенное к нему.

Во время запуска электродвигатель разгоняется до полной скорости. Продолжительность начальных переходных процессов зависит от конструкции агрегата и характеристик нагрузки. Пусковой момент должен быть наибольшим, а пусковые токи – наименьшими. Последние влекут за собой пагубные последствия для самого агрегата, системы электроснабжения и оборудования, подключенного к нему.

В течение начального периода пусковой ток может достигать пяти-восьмикратного тока полной нагрузки. Во время пуска электродвигателя кабели вынуждены пропускать больше тока, чем во время периода стабильного состояния. Падение напряжения в системе также будет намного больше при пуске, чем во время стабильной работы – это становится особенно очевидным при запуске мощного агрегата или большого числа электродвигателей одновременно.

Способы защиты электродвигателя

Поскольку использование электродвигателей стало широко распространенным, преодоление проблем с их запуском стало проблемой. На протяжении многих лет для решения этих задач были разработано несколько методов, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения.

В последнее время были достигнуты значительные успехи в использовании электроники в регулировании электроэнергии для двигателей. Все чаще при запуске электроприводов насосов, вентиляторов применяются устройство плавного пуска. Всё дело в том, что прибор имеет ряд особенностей.

Особенностью устройства пуска является то, что он плавно подаёт на обмотки двигателя напряжение от нуля до номинального значения, позволяя двигателю плавно разгоняться до максимальной скорости. Развиваемый электродвигателем механический момент пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения.

В процессе пуска УПП постепенно увеличивает подаваемое напряжение, и электромотор разгоняется до номинальной скорости вращения без большого момента и пиковых скачков тока.

Виды устройств плавного пуска

На сегодняшний день для плавного запуска техники используются три типа УПП: с одной, двумя и со всеми управляемыми фазами.

Первый тип применяется для однофазного двигателя для обеспечения надежной защиты от перегрузки, перегрева и снижения влияния электромагнитных помех.

Как правило, схема второго типа помимо полупроводниковой платы управления включает в себя байпасный контактор. После того как двигатель раскрутится до номинальной скорости, байпасный контактор срабатывает и обеспечивает прямую подачу напряжения на электродвигатель.

Трехфазный тип является самым оптимальным и технически совершенным решением. Он обеспечивает ограничение тока и силы магнитного поля без перекосов по фазам.

Зачем же нужно устройство плавного пуска?

Благодаря относительно невысокой цене популярность софтстартеров набирает обороты на современном рынке промышленной и бытовой техники. УПП для асинхронного электродвигателя необходимо для продления его срока службы. Большим преимуществом софтстартера является то, что пуск осуществляется с плавным ускорением, без рывков.

Есть отличная альтернатива устройству плавного пуска. Стоимость отличается, но и функциональные возможности расширенные.

Преобразователь частоты – это решение задачи, когда требуется регулирование скорости электродвигателя и автоматизация работы технологичного оборудования через обратную связь посредством датчика. При помощи преобразователя Вы сможете решить более сложные и разносторонние вопросы по автоматизации электропривода.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Регулятор оборотов коллекторного двигателя

Большинство схем бытовых аппаратов и электрических инструментов создано на базе коллекторного электродвигателя 220 В. Такая востребованность объясняется универсальностью. Для агрегатов возможно питание от постоянного либо переменного напряжения. Достоинство схемы обусловлены обеспечением эффективного пускового момента.

Чтобы достичь более плавного пуска и обладать возможностью настройки частоты вращения, применяются регуляторы оборотов.

Пуск электродвигателя своими руками можно сделать, к примеру, таким образом.

Управляющая часть

Рассмотрим работу управляющей части схемы подключения УПП.

Важный элемент здесь – входные клеммы цепи запуска и останова. Существует два вида схемы управления – 2-проводная и 3-проводная. Вид управления выбирается пользователем через панель управления.

Схема управления через два провода

На схеме показан ключ с фиксацией (переключатель) К. При замыкании его контактов УПП запускается, при размыкании начинается процесс плавного останова двигателя.

Контакт «Мгновенный стоп» в нормальном состоянии должен быть замкнут. Им показана аварийная цепь, например, кнопка «Аварийный останов», либо концевые выключатели открытия защитных ограждений. Как только эта цепь рвется, устройство плавного пуска аварийно останавливает двигатель.

Схема управления через три провода

В данном случае используются 3 провода, которые подключаются к контактам 8, 9, 10. При кратковременном нажатии кнопки «Пуск» (без фиксации) софтстартер начинает процесс разгона электродвигателя, при нажатии кнопки «Стоп» (также без фиксации) начинается процесс останова.

Запуск УПП также может быть произведен посредством промежуточного реле. Это целесообразно для исключения ложных срабатываний в случае длинных проводов управления или сложной помеховой обстановки.

Схема двухпроводного управления с использованием промежуточного реле КА показана ниже.

Обозначения на схеме: KS – переключатель «Пуск/Стоп» с фиксацией, КА – катушка и контакт реле. Нормально замкнутые контакты К – цепь мгновенного стопа, о которой говорилось выше.

Для удобства оператора на посту управления могут быть установлены две кнопки – «Пуск» и «Стоп». При размещении поста на значительном удалении от устройства плавного пуска может быть использовано промежуточное реле, как это показано на схеме ниже:

На рисунке представлена классическая схема включения и выключения реле с самоподхватом. Здесь также используется двухпроводная схема через контакты реле КА.

В устройстве плавного пуска Prostar PRS2 имеются и выходные клеммы (см. общую схему подключения):

  • 01-02 – выход на байпас для управления шунтирующим контактором (было рассмотрено выше).
  • 03-04 – программируемый выход. Включается при событии, которое может быть запрограмировано при настройке устройства плавного пуска.
  • 05-06 – выход ошибки. Срабатывает при любой аварии УПП.
  • 11-12 – аналоговый токовый выход для контроля тока электродвигателя.

У софтстартеров других производителей могут отличаться номера клемм, значения напряжений и пр. Уточнить нюансы подключения можно в инструкции к конкретной модели УПП.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Двигатель 2111 а блок 21083 как такое
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector