No Image

Что нужно для запуска электродвигателя

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
12 марта 2020

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.

Читайте также:  Посудомойка ханса как пользоваться

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.

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.

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.

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.

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

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.

Читайте также:  Когда лучше ремонтировать крышу

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.

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

Подписка на рассылку

Для корректной эксплуатации необходимо помнить, что первый пуск электродвигателя должен проводиться опытными наладчиками с представителем электромонтажной организации. Рассмотрим, какие действия необходимо выполнить для нормальной работы электромашин с использованием двигателей.

Необходимо проверить полную комплектность двигателя — состояние передачи от электродвигателя к ведомому механизму, наличие защитного кожуха вентилятора электромотора, наличие требуемой смазки в подшипниках и надежность заземления устройства. Стоит проверить все виды защит двигателя. Перед началом пуска они должны быть испытаны.

Необходимо также произвести полный осмотр внутренней составляющей электромотора, проверить положения щеток, убедиться в отсутствии случайных предметов и провести контроль соединений между обмотками. Рекомендуется удостовериться в свободном ходе вала электродвигателя. В обязательном порядке проверить мегомметром изоляцию силовых цепей, включить амперметр в цепь обмоток и произвести расчет пускового тока электродвигателя.

Должна быть по цепочке проверена схема запуска электродвигателя. Нужно предусмотреть ситуацию на случай непредвиденного отказа схемы управления электромотором при его отключении. Стоит принять во внимание наличие аварийного снятия напряжения ближайшим надежным рубильником или автоматом.

В некоторых случаях желательно предусмотреть возможность осуществления механического торможения.

Необходимо продумать возможные специальные методы пуска, которые могут зависеть от мощности питающей сети.

Перед первым пуском электромотора надо проверить действительное сопротивление изоляции обмоток, которое должно соответствовать техническим параметрам по ГОСТу или ТУ.

Первоначально электродвигатель пускается на 2–4 секунды. Во время пуска проверяется направление вращения вала устройства, состояние ходовой части, наличие посторонних шумов, величина пускового тока и надежность срабатывания отключающих устройств. Также необходимо проверить состояние защитных устройств.

При отсутствии каких-либо замечаний стоит произвести холостой пуск электромотора на более длительный период. Во время этого действия важно измерить ток холостого хода — по показателям, указанным заводом-производителем, он не должен быть выше, чем на 10 %. Электродвигатель разгоняется и должен достигать установившейся скорости вращения. Достигнув установившейся скорости, электродвигатель можно отключить.

После того как электродвигатель запущен, надо проверить вибрацию. Далее можно приступать к полноценной эксплуатации электромотора.

При подсоединении электромотора к насосу производится центровка насоса и электродвигателя. После пробного включения на 25–30 минут агрегат включают на более длительное время с насосом на обкатку. Обкатку стоит делать в течение 7–10 часов для притирки подвижных связей механизмов и оперативного выявления слабых мест схемы управления всей системы и проверки электродвигателя на нагревание. За это время можно сделать вывод о наличии в какой-либо части электромотора избыточного выделения тепла. При наличии повреждения обмоток электродвигателя может проявляться характерный запах горелой изоляции.

Читайте также:  Листья похожи на глоксинию

При каких-либо замеченных неполадках электродвигатель немедленно отключается без предупреждения.

Первый пробный пуск смонтированного электродвигателя производится после окончаний наладочных работ по настройке схемы управления и после испытания неподвижной машины. Для установления полной исправности и надежности двигателя желательно предварительно испытать его в режиме холостого хода при отсоединенном механизме и редукторе. Пробный пуск без механизма обусловливается, как правило, не проверкой исправности двигателя, а необходимостью произвести настройку схемы управления.

В практике наладочных работ принято предварительно испытывать без механизмом все крупные и средние двигатели постоянного тока, синхронные и асинхронные двигатели с фазным ротором, а также двигатели приводов, имеющих тяжелый запуск (насосы, компрессоры). Пуск двигателя без нагрузки или с механизмом должен быть тщательно подготовлен и произведен с максимальной осторожностью.

Подготовка пробного пуска. Перед подачей на схему рабочего напряжения должны быть выполнены следующие подготовительные операции:

осмотр внутренней части машины для проверки положения щеток, отсутствия посторонних предметов, контроля соединений между обмотками и др.

проверка состояния подшипников и наличия в них масла

проверка надежности заземления корпуса машины

проверка свободного хода ротора электродвигателя

реле максимальной защиты временно устанавливаются на ток срабатывания, не превышающий 200% номинального тока двигателя

при ступенчатом пуске реле ускорения временно исключается из схемы

мегомметром проверяется изоляция силовых цепей

в цепь обмоток включается амперметр для контроля пусковых токов.

Следует предусмотреть аварийное снятие напряжения в случае отказа действия схемы управления. Для этого рекомендуется обеспечить быстрое отключение автомата ввода.
В некоторых случаях необходимо предусмотреть возможность осуществления электрического или механического торможения.
Необходимо принять меры защиты персонала: установить ограждения, вывесить плакаты, пользоваться резиновым ковриком, перчатками и т. п.

Первое включение электродвигателя производится толчком продолжительностью 1-2 сек. Двигатель разгоняется и тормозится на выбеге. При толчке двигателя проверяются: а) направление вращения; б) состояние ходовой части; в) величина пускового тока и надежность действия отключающих устройств; г) действие максимальной защиты и других элементов схемы управления.

Толчок двигателя целесообразно повторить 2-3 раза, постепенно увеличивая длительность включения.
Кратковременное включение и разгон до полной скорости. Убедившись в надежности пусковых устройств и исправности механической части, можно произвести включение двигателя на более продолжительное время. Двигатель разгоняется и достигает установившейся скорости вращения, соответствующей введенному пусковому сопротивлению. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором при этом разгоняются полностью, а синхронные – входят в синхронизм. После достижения установившейся скорости двигатель отключается.

За время включения двигателя нужно убедиться в хорошем состоянии ходовой части: отсутствии вибрации, у машин постоянного тока оценивается коммутация щеток. Если состояние двигателя и работа схемы управления оказывается стабильными, производятся повторные включения. В дальнейшем ходе испытаний двигателей, для которых схемой управления предусмотрено регулирование скорости вращения, проверяется их работа на повышенных скоростях.

Длительное включение двигателя и обкатка совместно с механизмом. При удовлетворительных результатах пробных пусков двигатель включается на 20-30 мин. Проверяется нагревание подшипников, обмоток и железа. За это время детали даже небольшой машины не успевают нагреться до установившейся температуры, но по характеру ее нарастания можно судить, нет ли в какой-либо части машины избыточного выделения тепла. Повреждение обмоток машины проявляется также характерным запахом горелой изоляции, который во многих случаях обнаруживается раньше, чем обмотка успевает заметно нагреться.

Если двигатель соединен с механизмом, работающим продолжительное время, например, с транспортером или вентилятором с закрытой задвижкой, то пуск и проверка его работы выполняются аналогично испытанию двигателя без механизма.

После пробного включения на 20-30 мин производится длительное включение двигателя с механизмом на обкатку. Обкатка, производимая в течение 8 ч или более служит для прошлифовки подвижных связей механизмов, определения слабых мест схемы управления и проверки электрооборудования на нагревание.

Узнайте условия проведения наладки станков, отправив запрос на [email protected]

Время выполнения запроса: 0,00240993499756 секунд.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector