Разновидности плавного пуска двигателя. Способы снижения пусковой нагрузки на цепи электрической сети и электродвигателя
11 октября 2024 0:00
Управление запуском двигателя не только снижает его износ, но и снижает нагрузку на электроснабжение, снижая требования к инфраструктуре и эксплуатационные расходы промышленных потребителей. Токовые нагрузки, необходимые для запуска двигателя, могут привести к падению напряжения питания. В промышленных условиях это может привести к сбросу контроллеров, перезагрузке компьютеров, сбоям связи и, как правило, нанести ущерб стабильно работающему предприятию.
Обмотки, получающие чрезмерные пусковые токи, могут изнашивать изоляцию, что со временем снизит эффективность и повлияет на выходную мощность двигателя. В зависимости от применения могут быть повреждены и другие детали. Если, например, для привода вентилятора используется ремень, эта перегрузка при запуске может привести к проскальзыванию ремня. Даже если это произойдет в течение короткого периода, это сократит срок службы ремня.
Для уменьшения износа, связанного с запуском двигателя, многие используют устройства плавного пуска или частотно-регулируемые приводы. Часто встречаются в таком оборудовании, как:
- вентиляторы / воздуходувки;
- насосы;
- компрессоры и др.
Что такое плавный пуск двигателя?
Плавный пуск (также известный как плавный пусковой режим) — это метод пуска электрического двигателя, при котором энергия подается на двигатель постепенно, обеспечивая плавное ускорение и минимизируя резкие напряженные пусковые токи. Вместо того чтобы мгновенно подавать полную мощность на двигатель, в плавном пуске используются устройства управления (часто в виде специальных пусковых устройств или преобразователей частоты), которые увеличивают напряжение и частоту подаваемого на двигатель тока.Преимущества использования плавного пуска включают в себя:
- Снижение механических напряжений: уменьшает резкое начальное ускорение и предотвращает износ двигателя.
- Снижение пусковых токов - снижает пусковые токи, что может уменьшить нагрузку на электрическую сеть и оборудование.
- Увеличение эффективности системы - помогает снизить скачки напряжения и тока, улучшая работу системы и продлевая срок службы оборудования.
Разновидности плавного запуска двигателей
Устройства плавного пуска представляют собой специализированные электронные устройства, которые применяются для обеспечения контролируемого и безопасного запуска электрических двигателей. Вот несколько распространенных устройств плавного пуска:- Пусковые стартеры (Soft Starters): пусковые стартеры представляют собой устройства, которые контролируют начальное напряжение и ток пуска двигателя, обеспечивая постепенное ускорение. Они часто используются для снижения повышенных пусковых токов и уменьшения механических напряжений на оборудование.
- Частотные преобразователи (Variable Frequency Drives, VFD, ЧРП): частотные преобразователи позволяют регулировать частоту и напряжение, управляя скоростью и мощностью двигателя. Обеспечивают плавный запуск двигателя, а также возможность регулирования скорости вращения, что способствует энергосбережению.
- Плавные пусковые устройства на основе тиристоров (Soft Starter with Thyristors): эти устройства используются для управления напряжением и током при пуске, обеспечивая плавное ускорение и снижая пусковые токи. Применяются для различных трехфазных двигателей и позволяют снизить нагрузку на систему и оборудование.
- Плавные пусковые устройства на основе резисторов (Soft Starter with Resistors): используются для пошагового уменьшения тока пуска при помощи включения дополнительных резисторов в цепь пуска. Использование плавных пусковых устройств на основе резисторов помогает снизить воздействие на электрическую сеть и предотвратить перегрузку оборудования.
- Электронные устройства управления мягким пуском (Soft Start Controllers): обеспечивают контролируемый и пошаговый старт двигателя для минимизации резких начальных токов и ударных нагрузок. Позволяют настраивать параметры пуска в соответствии с требованиями конкретного приложения. 6. Системы плавного пуска с механическими аккумуляторами энергии (Flywheel Soft Start Systems): эти системы используют механические аккумуляторы энергии, такие как маховик, для плавного ускорения двигателя, передавая энергию по мере накопления вращательной энергии. - Механические аккумуляторы энергии помогают сглаживать стартовые токи и увеличивать плавность пуска.
- Устройства плавного пуска с применением трансформаторов (Transformer-type Soft Starters): такие устройства используют трансформаторы для регулирования начального напряжения, обеспечивая плавное ускорение двигателя. Данные системы плавного пуска помогают смягчить стартовые условия и снизить резкие изменения в электрической сети.
- Устройства регулирования тока пуска (Current Limit Soft Starters): контролируют пусковой ток, ограничивая его значение и позволяя постепенно увеличивать мощность для старта двигателя. Способствуют установлению стабильного режима работы и предотвращают перегрузку системы.
В чем разница между устройством плавного пуска и частотно-регулируемым приводом (ЧРП)?
Устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы могут ограничивать пусковой ток при разгоне двигателя до номинальной скорости и помогать контролировать остановку.Главное отличие между этими приводами заключается в том, что плавный пуск предназначен только для запуска и остановки, тогда как ЧРП могут обеспечивать плавный запуск двигателей и регулирование оборотов в ручном режиме или по заданному алгоритму управления.
Как выбрать между устройством плавного пуска и частотно-регулируемым приводом?
Несмотря на то, что стоимость преобразователей частоты может быть несколько выше устройств плавного запуска двигателей, применение ЧРП обусловлено энергоэффективностью и уменьшением энергозатрат.Например, для вентиляционных систем или для задачи управления насосными станциями соотношение между скоростью, расходом, давлением и мощностью известно как закон зависимости, которые могут снизить эксплуатационные расходы.
В чем зависимость расчетов?
Соотношение между различными переменными в системе не всегда будет прямым 1:1. Изменения скорости двигателя будут оказывать все большее влияние на поток, давление и мощность.- Изменение скорости = изменение потока
- Изменение скорости x 2 = Изменение давления
- Изменение скорости x 4 = Изменение мощности
- Поток снижен до 50%
- Давление снижено до 25%
- Мощность снижена до 12,5%
Как правильно подобрать частотно-регулируемый привод?
Вам необходимо узнать номинальные значения по току в амперах и напряжение питания подключаемого электродвигателя.Оборудование должно учитывать начальную нагрузку или любые изменения нагрузки. Кроме того, рассмотрите, как часто двигатель включается и выключается. Эти факторы могут увеличить размер привода.
Предполагая, что вы знаете свое применение, проверьте паспортную табличку на двигателе, чтобы сопоставить мощность (кВт), напряжение и силу тока с минимальными требованиями для запуска системы.
Подбор привода должен быть выполнен по номинальному значению токовой нагрузки электродвигателя.
Производители учитывают в приводах коэффициент безопасности. Например, в руководстве может быть указано, что привод может работать при перегрузке 150% в течение 60 секунд без проблем.
Однако при запуске двигателя возможна перегрузка в 600%.
Уделив немного больше времени подбору ЧРП, вы обеспечите более длительный срок службы и более эффективную работу как привода, так и двигателя.
Надежным решением для управления вентиляторами могут быть специально разработанные и рассчитанные на повышенные токи - преобразователи частоты INNOVERT серии IVD (B).