Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Интересные электротехнические новинки, Промышленное электрооборудование, Электродвигатели и их применение » Устройство плавного пуска электродвигателя: назначение, устройство и принцип работы, преимущества, схема подключения
Количество просмотров: 144111
Комментарии к статье: 10


Устройство плавного пуска электродвигателя: назначение, устройство и принцип работы, преимущества, схема подключения


Устройство плавного пуска - это электронное устройство, которое используется для защиты электродвигателя. Не все электродвигатели оснащены устройствами плавного пуска, но они стали обычным явлением, особенно для электродвигателей мощности и электродвигателей двигателей с большой частотой включений, которые могут быть легко повреждены внезапными скачками пускового тока. В них используются полупроводниковые переключатели для управления напряжением и пусковым током.  

Содержание статьи

Одним из самых главных недостатков асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором является наличие у них больших пусковых токов. И если теоретически методы их снижения были хорошо разработаны уже довольно давно, то вот практически все эти разработки (использование пусковых резисторов и реакторов, переключение со звезды на треугольник, использование тиристорных регуляторов напряжения и т.д.) применялись очень в редких случаях.

Все резко изменилось в наше время, т.к. благодаря прогрессу силовой электроники и микропроцессорной техники на рынке появились компактные, удобные и эффективные устройства плавного пуска электродвигателей (УПП, motor soft starter, софтстартеры).

Устройства плавного пуска предназначены для плавного пуска асинхронных двигателей переменного тока

Как работают устройства плавного пуска

Устройства плавного пуска - это электронные устройства, предназначенные для плавного пуска асинхронных двигателей переменного тока. Они управляют запуском, постепенно увеличивая напряжение до номинального уровня.

Поскольку ток двигателя пропорционален напряжению питания, устройства плавного пуска значительно ограничивают пусковой ток, и увеличение крутящего момента двигателя постоянно адаптируется к нагрузке ведомого устройства. Это надежно исключает механические удары, а также падения напряжения в питающей сети.

Напряжение питания двигателя уменьшается во время пуска путем изменения угла фазы пуска (тиристора) до начального значения и постепенно увеличивается до полного значения сетевого напряжения с помощью функции линейного изменения с заданным интервалом.

Плавный запуск и остановка экономят приводную систему, обеспечивают бесперебойную работу, сводят к минимуму механические удары и, таким образом, значительно продлевают срок службы оборудования.

С помощью устройства плавного пуска напряжение питания на клеммах двигателя плавно увеличивается до полного напряжения питания, доступного от сети. При торможении все наоборот. Частота вращения вала двигателя не изменяется при использовании устройства плавного пуска, что является его принципиальным отличием от частотного преобразователя. Устройство плавного пуска снижает пусковой ток двигателя с типичных 6-9xIn для прямого пуска до 3-5xIn или меньше. Значение пускового тока можно настроить по мере необходимости.

Только устройство плавного пуска обеспечивает плавное и плавное изменение напряжения и полный контроль над током и крутящим моментом двигателя. Кроме того, устройство плавного пуска защищает двигатель от перегрузок, то есть от перегрева, от обрыва фазы, недопустимого дисбаланса напряжения и тока, а также от короткого замыкания в источнике питания.

Примерами установок с постоянной скоростью, периодически работающих на холостом ходу, являются: приводы металлорежущих и деревообрабатывающих станокв, ленточные пилы, конвейеры, дробилки, мельницы, смесители, прессы, вентиляторы, насосы для наполнения резервуаров и т.п. оборудование.

истема управления фазовой отсечкой и структурная схема 3-фазного устройства плавного пуска с 2-мя управляемыми фазами (с 2-х фазным управлением)

Система управления фазовой отсечкой и структурная схема 3-фазного устройства плавного пуска с 2-мя управляемыми фазами (с 2-х фазным управлением)

 

В чем отличие пуска от устройства плавного пуска с пуском от автотрансформатора?

Устройства плавного пуска намного более гибкие, чем пускатели с автотрансформатором, и обеспечивают более плавный пуск, как правило, с меньшими затратами. Пускатели с автотрансформатором не могут адаптироваться к изменяющимся условиям нагрузки (например, обычный пуск и пуск без нагрузки), а пусковой момент не может свободно регулироваться в соответствии с характеристиками двигателя и нагрузки.

Кратковременные скачки и скачки тока по-прежнему происходят на ступенях между напряжениями, и пускатели автотрансформаторами не могут обеспечить плавный останов. Пускатели с автотрансформатором большие и дорогие, особенно если требуется высокий пусковой момент.

Устройства плавного пуска Sirius 3RW30 компании Siemens:

Устройства плавного пуска Sirius 3RW30 компании Siemens

Это компактное устройство плавного пуска со встроенным мониторингом неисправностей и состояния предлагает множество возможностей диагностики. Три светодиода и релейные выходы позволяют наблюдать за приводом и по-разному его диагностировать, поскольку они предоставляют информацию о рабочем состоянии, неисправностях сети или фазы, отсутствии нагрузки, недопустимой настройке времени и класса отключения, тепловой перегрузке или отказе устройства.

В чем отличие устройства плавного пуска от частотного преобразователя?

Устройство плавного пуска дешевле частотного преобразователя (инвертора) как в покупке, так и в эксплуатации. Когда приводная система работает с постоянной скоростью, устройство плавного пуска является лучшим решением, чем частотный преобразователь. Если нет необходимости регулировать скорость вращения, частотный преобразователь представляет собой решение, которое излишне увеличивает инвестиционные затраты и дополнительно вызывает неизбежные потери энергии.

Что означают торможение постоянным током и мягкое торможение?

Однонаправленное торможение и мягкое торможение сокращают время простоя двигателя. Торможение постоянным током использует импульсы постоянного тока для сокращения времени остановки двигателя.

Устройство плавного пуска замедляет двигатель примерно до 70% от его полной скорости, а затем останавливает двигатель с помощью тормозного момента в выбранное время торможения.

Плавное торможение вызывает меньший нагрев двигателя и обеспечивает больший тормозной момент для заданного тока, чем торможение постоянным током, и лучше подходит для нагрузок с чрезвычайно высоким моментом инерции (например, ленточные пилы и циркулярные пилы).

Устройства плавного пуска асинхронных двигателей (УПП)

Преимущества УПП

Устройства плавного пуска асинхронных двигателей (УПП) - это устройства, которые значительно увеличивают срок эксплуатации электродвигателей и исполнительных устройств, работающих от вала этого двигателя. При подаче напряжения питания обычным способом, происходят процессы, разрушающие электродвигатель.

Пусковой ток и напряжение на обмотках двигателей, в момент переходных процессов, значительно превышают допустимые значения. Это приводит к износу и пробою изоляции обмоток, «подгоранию» контактов, значительно сокращает срок службы подшипников, как самого двигателя, так и устройств «сидящих» на валу электродвигателя.

Для обеспечения необходимой пусковой мощности, приходится увеличивать номинальную мощность питающих электрических сетей, что приводит к значительному удорожанию оборудования и перерасходу электроэнергии.

Кроме того «просадка» напряжения питания в момент пуска электродвигателя - может привести к порче оборудования, задействованного от этих же источников питания, эта же «просадка» наносит серьезный ущерб оборудованию электроснабжения, уменьшает срок его службы.

Устройство плавного пуска в шкафу с электрооборудованием

В момент пуска электродвигатель является серьезным источником электромагнитных помех, нарушающих работу электронного оборудования, запитанного от этих же электрических сетей, или находящихся в непосредственной близости от двигателя.

Если произошла аварийная ситуация и двигатель перегрелся или сгорел, то, в результате нагрева, параметры трансформаторной стали изменятся настолько, что номинальная мощность, отремонтированного двигателя, может снизиться на величину до 30%, в результате, этот электродвигатель окажется непригодным к использованию на прежнем месте.

Подключение и настройка УПП

Устройство плавного пуска электродвигателей объединяет функции плавного пуска и торможения, защиты механизмов и электродвигателей, а также связи с системами автоматизации.

Плавный пуск с помощью софтстартера реализуется медленным подъемом напряжения для плавного разгона двигателя и снижения пусковых токов. Регулируемыми параметрами обычно являются начальное напряжение, время разгона и время торможения электродвигателя.

Очень маленькое значение начального напряжения может очень сильно уменьшить пусковой момент электродвигателя, поэтому оно обычно устанавливается 30-60% от значения номинального напряжения.

При запуске напряжения скачком увеличивается до установленного значения начального напряжения, а потом плавно за заданное время разгона поднимается до номинального значения. Электродвиагетль будет при этом плавно и быстро разгоняться до номинальной скорости.

Применение софстартеров позволяет уменьшить пусковой «бросок» тока до минимальных значений, уменьшает количество применяемых реле и контакторов, выключателей. Обеспечивает надежную защиту электродвигателей от аварийной перегрузки, перегрева, заклинивания, обрыва фазы, снижает уровень электромагнитных помех.

Устройства плавного пуска электродвигателей просты в устройстве, монтаже и эксплуатации.

Пример схемы подключения устройства плавного пуска электродвигателя

Пример схемы подключения устройства плавного пуска электродвигателя

Устройства плавного пуска должны иметь встроенный или внешний байпасный контактор. Байпас вызывает полное отключение устройства плавного пуска и переход к питанию двигателя непосредственно от сети после завершения пуска, и, следовательно, устранение потерь, возникающих в энергосистемах внутри прибора.

Без системы байпаса потери внутри устройства могут достигать 1,5–2% мощности, и это следует учитывать при расчете энергоэффективности приводной системы. После перехода устройства плавного пуска в режим байпаса модуль управления устройства постоянно наблюдает за приводом и в случае получения управляющего сигнала переходит в режим торможения, отключая байпас и принимая на себя нагрузку.

При выборе устройства плавного пуска необходимо учитывать следующее:

1. Ток электродвигателя. Необходимо выбирать устройство плавного пуска по полному току нагрузки двигателя, который не должен превышать ток предельной нагрузки устройства плавного пуска.

2. Максимальное число запусков в час. Обычно оно ограничено софтстартером. Необходимо, что-бы количество запусков в час электродвигателя не превышало этот параметр.

3. Напряжение сети. Каждое устройство плавного пуска рассчитано на работу при определенном напряжении. Напряжение сети питания должно соответствовать паспортному значению софтстартера.

Что такое адаптивное управление ускорением?

AAC (Adaptive Acceleration Control) - еще одно развитие технологии плавного пуска. С помощью AAC устройство плавного пуска «изучает» характеристики вашего двигателя во время пуска и останова, а затем регулирует элементы управления для оптимизации работы.

Устройство плавного пуска оценивает скорость двигателя при каждом запуске и останове AAC и регулирует мощность двигателя, чтобы обеспечить выбранный профиль ускорения или замедления. AAC в значительной степени не зависит от изменений нагрузки и особенно подходит для насосов. 

Дополнительно:

Учебное пособие по выбору и применению устройств плавного пуска

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Интересные электротехнические новинки, Промышленное электрооборудование, Электродвигатели и их применение

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Устройство плавного включения ламп накаливания
  • Применение микросхемы КР1182ПМ1. Плавный пуск электродвигателя
  • Регулятор напряжения для плавного регулирования мощности на нагрузке
  • Устройство управления однофазным асинхронным двигателем
  • Как определить рабочую и пусковую обмотки у однофазного двигателя
  • Как правильно управлять теплыми полами?
  • Трехфазный асинхронный двигатель: все самое главное, что нужно знать
  • Как выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель для асинхронно ...
  • Силовое электрооборудование в вашем доме
  • Как выбрать лампочку для встраиваемых точечных светильников
  • Категория: Интересные электротехнические новинки, Промышленное электрооборудование, Электродвигатели и их применение

    Автоматика, Автоматика регулирования, Асинхронные электродвигатели, Выбор электрооборудования, Плавный пуск, Промышленная автоматизация, Тиристоры, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: дмитрий |

    Схемку такого честотника где найти?

      Комментарии:

    #2 написал: andy78 |

    Статья про устройство плавного пуска, а не про частотные преобразователи. Схему Вы не найдете, так как они довольно сложные и производители ими не делятся. В Интернете есть схемы самодельных устройств плавного пуска, но они значительно уступают описанным промышленным образцам в функциональности и надежности. Ну и потом, чтобы собрать самому такое устройство плавного пуска нужно быть не хилым специалистом в электронике и микропроцессорной технике. Проще купить готовое, тем более, не такие они и дорогие.

      Комментарии:

    #3 написал: Вася |

    В целях безопасности, всевозможные примочки вредны для двигателя, в том числе импульсные, так как совершенно не берётся в учёт разрушение изоляции обмотки при импульсном режиме. Особенно поработавшие приличный срок двигателя.

      Комментарии:

    #4 написал: 4myxin4@gmail.com |

    ДОБРЫЙ ДЕНЬ. У меня токарный станок, с двигателем 4kw на 380v работает от сети 220v, через конденсаторы. При запуске сильная посадка в сети, светодиодные лампочки притухают, а вечером, визуально видно, как у соседей притухают свет. (живу я в частном секторе)
    Подойдет ли мне такой прибор.?
    И как правильно подобрать?
    Посоветуйте если можете.
    Заранее вам благодарен!

      Комментарии:

    #5 написал: Георгий |

    Устройства плавного пуска могут ограничивать пусковой ток до любого заданного уровня, но практический минимум зависит от двигателя и нагрузки. Уменьшение пускового тока снижает крутящий момент, создаваемый двигателем, так что нагрузка останавливается, если пусковой ток слишком низкий. Для успешного запуска двигателя он должен создавать больший крутящий момент, чем требуется нагрузке во время запуска. Пусковой ток можно оценить на основании предыдущего опыта или проанализировать кривые частоты вращения / нагрузки / крутящего момента двигателя для точного расчета.

      Комментарии:

    #6 написал: Сергей Сергеевич |

    Устройства плавного пуска часто используются в качестве альтернативы преобразователям частоты. В то время как преобразователи частоты позволяют, помимо плавного пуска двигателя, еще и плавно регулировать скорость двигателя (изменять его частоту ), устройства плавного пуска служат только для плавного пуска двигателя. Они ограничивают пусковой ток (и падение напряжения в распределительной сети) и тем самым исключают механические удары, возникающие при прямом пуске двигателя и вызывающие износ его механических частей. Для трехфазных двигателей электронные устройства плавного пуска чаще всего проектируют как систему из трех пар тиристоров в обратной цепи (встречно-параллельное соединение) для управления каждой фазой отдельно. Управление широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) с использованием транзистора может использоваться для двигателей постоянного тока. Резистивное устройство плавного пуска можно универсально использовать для обоих типов двигателей, когда двигатель сначала подключается к сети через резистор, который отключается (шунтируется) реле времени после запуска двигателя.

      Комментарии:

    #7 написал: Byaak |

    Можно ли установить устройство плавного пуска на уже существующий электродвигатель или его необходимо устанавливать при покупке нового?

      Комментарии:

    #8 написал: Андрей Повный |

    Вася,
    Использование устройства плавного пуска является не только безопасным, но и экономически выгодным решением, поскольку позволяет уменьшить нагрузку на электросеть и снизить энергопотребление при пуске двигателя.

    Цитата: 4myxin4@gmail.com
    У меня токарный станок, с двигателем 4kw на 380v работает от сети 220v, через конденсаторы. При запуске сильная посадка в сети, светодиодные лампочки притухают, а вечером, визуально видно, как у соседей притухают свет. (живу я в частном секторе) Подойдет ли мне такой прибор.? И как правильно подобрать? Посоветуйте если можете. Заранее вам благодарен!

    Если у вас возникают проблемы с посадкой в сети при запуске токарного станка, то устройство плавного пуска может помочь уменьшить резкие скачки тока и напряжения при пуске двигателя. Однако, перед покупкой необходимо убедиться, что выбранное устройство имеет достаточную мощность и подходит для вашего конкретного случая. При выборе устройства плавного пуска необходимо обратить внимание на следующие параметры:

    • Мощность устройства должна соответствовать мощности вашего двигателя. В вашем случае, устройство должно иметь мощность не менее 4 кВт.
    • Напряжение устройства должно соответствовать напряжению питания вашего двигателя и сети.
    • Ток плавного пуска должен соответствовать номинальному току вашего двигателя.
    • Тип устройства должен соответствовать типу вашего двигателя (в вашем случае однофазный).

     

    При выборе устройства плавного пуска также рекомендуется обратиться к специалисту для консультации и подбора оптимального варианта для вашего конкретного случая.
    Георгий, Действительно, ограничение пускового тока может привести к снижению крутящего момента двигателя, что может быть проблемой при запуске некоторых нагрузок. Поэтому, при выборе устройства плавного пуска, необходимо учитывать как минимум три фактора: пусковой ток двигателя, требования к крутящему моменту для запуска конкретной нагрузки, а также необходимость снижения скачков напряжения и тока в электросети при пуске. Все эти факторы должны быть учтены для выбора наиболее подходящего устройства плавного пуска для конкретной задачи.

    Цитата: Byaak
    Можно ли установить устройство плавного пуска на уже существующий электродвигатель или его необходимо устанавливать при покупке нового?

    Устройство плавного пуска можно установить как на уже существующий электродвигатель, так и на новый. Это не зависит от того, является ли двигатель однофазным или трехфазным. Однако, перед установкой устройства плавного пуска на существующий электродвигатель, необходимо убедиться в его совместимости с выбранным устройством. Для этого нужно проверить технические характеристики двигателя и выбранного устройства плавного пуска, чтобы удостовериться, что они совместимы друг с другом.

      Комментарии:

    #9 написал: Михаил |

    Устройство плавного пуска (УПП) - это электронный блок, который используется для плавного запуска и остановки электродвигателей. УПП снижает ток пуска и уменьшает механические нагрузки на двигатель и приводное оборудование. Он обычно используется в тех случаях, когда необходимо ограничить ток пуска и предотвратить нежелательные механические воздействия при пуске.

    Частотный преобразователь (ЧП) - это устройство, которое преобразует постоянное напряжение в переменное с заданной частотой и амплитудой. ЧП используется для регулирования скорости вращения электродвигателя путем изменения частоты питающего напряжения. Он позволяет управлять скоростью двигателя, а также осуществлять плавный пуск и остановку, повышение крутящего момента, обеспечивает защиту двигателя от перегрузок, коротких замыканий и других аварийных ситуаций.

    Таким образом, отличие между устройством плавного пуска и частотным преобразователем заключается в их функциональности. Устройство плавного пуска предназначено только для плавного запуска и остановки электродвигателя, тогда как частотный преобразователь используется для регулирования скорости вращения электродвигателя и выполнения других функций, таких как защита двигателя от перегрузок и коротких замыканий.

      Комментарии:

    #10 написал: Николай |

    Устройство плавного пуска электродвигателя (Soft Starter) предназначено для снижения тока и рывка при запуске мощных двигателей. Оно включает силовые полупроводниковые устройства, которые постепенно увеличивают напряжение на двигателе, избегая резкого перепада тока и механических нагрузок. Это уменьшает износ оборудования и помогает экономить энергию. Плавный пуск также снижает влияние на электросеть, устраняя большие пусковые токи. Это особенно полезно для устройств с частотным регулированием, так как позволяет достигать плавного и контролируемого пуска при изменении частоты вращения. Устройство плавного пуска эффективно применяется в промышленности и строительстве для повышения надежности и продолжительности работы электродвигателей.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.