Зачем нужны устройства плавного пуска и какими они бывают

Асинхронных электродвигатели широко применяются во множестве отраслей, но обладают двумя существенными недостатками. Первый — это высокий пусковой ток. Второй — невозможность согласования крутящего момента двигателя с моментом нагрузки при запуске. В момент запуска крутящий момент может возрастать до 200%,

Также в момент пуска асинхронного электродвигателя кратковременно подскакивает сила тока и может превысить номинальную до 8 раз, что порождает нестабильность питания. Когда двигатель набрал обороты, она опускается до стандартного уровня, также в момент запуска резко вырастает крутящий момент. Эти скачки могут вызвать срабатывание автоматов защиты, а если они не установлены в системе, может произойти поломка другого электрооборудования на этой линии. Кроме аварийных ситуаций, при запуске электродвигателей происходит подскок расхода электроэнергии.

Предотвратить такие явления помогают устройства плавного пуска (УПП). Этот компонент асинхронных электродвигателей разработан для того, чтобы при их запуске удержать ток и напряжение электродвигателя в безопасных границах. Применение этих аппаратов снижает силу пускового тока и вероятность перегрева двигателя, а также защищает механические приводы от резких рывков в момент старта. Также данные устройства называются софтстартеры.

Правильно подобранные устройства плавного пуска способны увеличить рабочий ресурс электродвигателя и обеспечить экономию до 30 % электроэнергии.

Разновидности устройств плавного пуска

По типу конструкции данные устройства делятся на два типа: электрическими и механические.

Механические УПП для ограничения резкого роста оборотов двигателя урезают крутящий момент. По своей конструкции данные агрегаты могут быть тормозными колодками, жидкостными муфтами, магнитными блокираторами, противовесами.

Устройства электрического типа обеспечивают постепенный рост силы тока или напряжения с изначально низкого уровня (опорного напряжения) к наивысшему. Электрические пусковики разделяются на два подвида — с амплитудным и фазовым методом управления. Амплитудный метод управления применяются для пуска агрегатов, работающий на холостом ходу или с незначительной нагрузкой. Аппараты с фазовым методом управления применяются для запуска электроприводов с тяжелым пуском. Также такие устройства позволяют производить частые запуски, могут работать в режиме энергосбережения и корректировать коэффициент мощности.

Для функционирования данные устройства используют один из двух способов:

1. Ограничивают силу тока в обмотке ротора. Такие устройства применяются в тяговых электромоторах городского электротранспорта.

2. Снижают подаваемые на статор напряжение и токи одним из двух методов;

- путем установки автотрансформатора или реостата;

- используя ключевые схемы на базе тиристоров или симисторов. Данный метод чаще всего применяются в конструкции софтстартеров. Тиристоры открываются, когда синусоида проходит ноль. Как правило, это происходит в фазе роста напряжения. изредка в фазе снижения.

Как выбрать УПП

По принципу от самого важного к наименее важному, критерии для правильного подбора этих аппаратов можно расположить в такой последовательности:

Главным параметром для УПП является сила тока. Она должна в разы превышать силу тока, проходящего через обмотку двигателя при работе на номинальных оборотах. Конкретное значение определяется тяжестью пуска. Металлорежущие станки, вентиляторы, насосы относятся к устройствам с легким пуском. В этом оборудовании пусковой ток должен быть сильнее номинального втрое. К агрегатам с тяжелым пуском относятся механизмы, развивающие при работе большую инерцию (вертикальные конвейеры, пилорамы, прессы и др). В таких устройствах ток должен быть выше номинального впятеро. Поршневые насосы, центрифуги, ленточные пилы относятся к устройствам с особо тяжелым пуском. У таких агрегатов сила тока софтстартера должна превышать соответствующий параметр в 8-10 раз.

Тяжесть или легкость пуска оказывает влияние также на время его завершения, которое составляет от 10 до 40 секунд. В этот период тиристоры значительно разогреваются, и для повторения цикла им требуется такое же время на остывание, как и на рабочий цикл. Так что если для производственного процесса необходимо частое включение и выключение, лучше предпочесть устройство для тяжелого пуска.

Количество фаз. Софтстартеры выпускаются с одной, двумя или тремя управляемыми фазами. Первый тип используется в однофазных двигателях. Однофазное устройство больше смягчает рост пускового момента, чем тока.

Наиболее распространены двухфазные пускатели. Аппараты с двумя фазами содержит байпасный контактор. Его срабатывание обеспечивает прямую подачу напряжения на электродвигатель после разгона до номинальной скорости.

Трехфазные УПП ограничивает силу тока и силы магнитного поля без перекосов по фазам. Для аппаратов с тяжелым и особо тяжелым пуском устройства этого типа будет лучшим вариантом.

Способ управления этих аппаратов может быть аналоговым или цифровым, на основе цифрового микроконтроллера.

Наличие обратной связи. Самое распространенная программа действий для пусковиков – обеспечить плавность роста напряжения до номинального за указанное время. Если устройства обеспечить функцией обратной связи, это расширит возможности управления. Параметрами обратной связи бывают: сопоставление напряжения и вращающего момента, фазовый сдвиг между токами ротора и статора.

Функционал. Одни модели могут действовать только на разгон или торможение, другие в обоих вариантах. Также в устройства могут устанавливаться вспомогательные контакторы, которые позволят остыть ключевой схеме и ликвидируют асимметричность фаз из-за отклонений формы синусоиды.

Наличие дополнительных функций. В агрегате могут присутствовать все виды защиты или некоторые, режим экономии электроэнергии, возможность пуска с рывка, работы на пониженной скорости (псевдочастотное регулирование).

В заключение стоит отметить, что частотные преобразователи также обладают функционалом для плавного запуска электродвигателя. Однако такие устройства только компенсируют резкий рост крутящего момента, не ограничивая при этом пусковой ток. Зато преобразователя обладают более широкими возможностями для автоматизации электродвигателей.

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.