Схема за включване на двигателя чрез плавен старт. Трифазни модификации. Избор на мек стартер

устройство плавен стартдвигател (съкратено SC) е механизъм, използван за ограничаване на нарастването на стартовите характеристики. Той прави процесите на стартиране и спиране на двигателя меки, предпазва го от прегряване и дръпване и увеличава експлоатационния живот. Отнася се само за асинхронни двигатели.

При директно стартиране на двигателя за миг въртящият момент достига 150-200% от номиналната стойност. В същото време се образуват стартови токове, които надвишават номиналния ток 5 или дори повече пъти. Повишените характеристики по време на стартиране на двигателя причиняват проблеми:

Някои нечувствителни устройства имат. В случай, когато на фигура 13 тече само линеен ток и няма ток, протичащ през неутрала, следователно два тиристора с различни фази трябва да се движат едновременно. въпреки това Номинално напрежениеосновно същото.

За тази схема шест товарни клемикато двигател. За да тече ток в товара, два или три тиристора с различни фази трябва да водят до време и един импулс в портата се проваля, тъй като моментните времена на превключване във всеки тиристор са различни. Кога е това индуктивен товар, текущото поведение е еднофазно, което се връща към импулсната поредица като прекъсване на вратата. За резистивен товар тиристорът може да управлява мрежово напрежениесамо преди проводимостта да може да започне при 30 и да завърши при 180, тогава обхватът на ъгъла на проводимост на тиристора е соло.

Повреда на изолацията на намотките и прекратяване на работа поради прегряване.
Повреда на кинематична верига на телта поради счупване на транспортни ленти, механични удари или хидравлични удари.
Трудно начало, което пречи на завършването му.

Именно тези проблеми причиняват електрически моторнеобходимостта от мек стартер. Благодарение на него моторът ускорява плавно, без удари и неравности. Стартовите токове са намалени. Следователно задоволителното състояние на изолацията ще продължи дълго време.

Следователно, последователността от тригери за групата, контролираща изходящия ток; α, α плюс 10 и α плюс 40 съответно и подобно се случва с тиристори, които управляват обратен ток; α плюс 180, α плюс 300 и α плюс 40 или α по-голямо. В зависимост от стойността на ъгъла на проводимост α има три различни режима на превключване на тиристорите.

Тогава напреженията в товара съгласно фиг. 9 може да бъде равно на нула или половината от мрежовото напрежение. Така че има две части на анализа; първият, когато има три тиристори с различни фази, които едновременно генерират напрежение на натоварване, подобно на напрежението на входната фаза, и второто, когато се изпълняват само две устройства, а напрежението на натоварването ще бъде половината от линейното напрежение. Тези две условия на превключване се редуват.

Но как да разберем, че стартирането е трудно и двигателят трябва да бъде оборудван с мек стартер? За да направите това, запознайте се с описанието на три случая на това явление:

Твърде силно стартиране за използвания източник на захранване. Необходим е ток от мрежата, който тя може да генерира само когато „работи за износване“ или изобщо не може да произведе такава стойност. Когато се опитате да стартирате на входа на системата, машините се изрязват, крушките се изключват. Някои контактори и прехвърлящи релета са дезактивирани и генераторът спира да работи. В този случай софтстартерът ще помогне, ако захранващата мрежа може да осигури 250% от номиналния ток вместо 500-800%, които са извън неговата мощност. Ако мрежата дори не дава 250%, тогава няма смисъл да инсталирате мек стартер.
Двигателят не стартира директно (не започва да се върти или не ускорява до желаната скорост, което води до задействане на защитната система). Мекият стартер няма да помогне, но можете да опитате да коригирате ситуацията с честотен преобразувател.
Стартът е отличен, но машината се изключва на входа дори преди да е зададена номиналната честота. SCP може да помогне, но не е задължително. Колкото по-близо е скоростта до номинална стойноств момента, в който машината се задейства, толкова по-голям е шансът за успех.

Усъвършенстваните софтстартери за асинхронни двигатели осигуряват допълнителни функции:

В индукционните машини циркулират променливи токове в статора и ротора. Намотката на статора е трифазна и два или повече полюса, подобни на тези, използвани от синхронните машини. Намотката на ротора няма собствена мощност и може да бъде тип намотка или бяла клетка. В асинхронен двигател роторът не получава енергия чрез проводимост, а чрез индукция. По този начин асинхронният двигател е трансформатор с вторична въртяща се намотка. Фигура 15 Основните части на безчетков асинхронен двигател.

Защита от късо съединение при стартиране;
Предотвратяване на отказ на фаза;
Изключване на повторно непланирано включване;
Защита срещу превишаване на номиналните товари.

Можете да използвате такива устройства не само за омекотяване на старта, но и за плавно спиране на двигателя. Графиката по-долу показва зависимостта на скоростта на въртене на двигателя от времето при директно стартиране и използване на по-мек старт (второто име на софтстартера).

Електрическите двигатели подобряват защитата си. Мартенско издание Статор на асинхронен двигател. Корпус от стомана или лека сплав обгражда тънкостенна корона от силиконова стомана. Листовете са изолирани един от друг чрез оксидиране или изолационни лакове, както е показано на фигурата. Ламинирането на магнитната верига намалява загубите поради хистерезис и вихров ток или вихров ток.

Листовете имат жлебове, в които са поставени неподвижни намотки, предназначени да създават въртящо се поле. Всяка намотка се състои от няколко намотки. Това е движеща се част от двигателя. Подобно на веригата на магнитния статор, тя се състои от купчина тънки листове, изолирани един от друг и образуващи цилиндър около вала или вала на двигателя, както е показано на фигурата. Този елемент, по своята технология, позволява да се разграничат две семейства асинхронни двигатели: единият, чийто ротор е обозначен с клетка, а другият, върху навиващия се ротор, на който са посочени пръстени.

Допълнителен бонус за собствениците на SCP: ще бъде възможно да вземете по-малко мощен източник непрекъсваемо захранванеако има нужда от това.

Принципът на работа на софтстартера

Startsofters са:

Механични;
Електрически.

Помислете за принципа на работа на всеки тип SCP.

Механичен контрол на стартовите характеристики

Най-лесният начин да направите пускането на електродвигателя плавен е да ограничите принудително нарастващата скорост на въртене. За да направите това, можете да използвате устройството, механично регулирайки въртенето на вала. Те включват спирачни накладки, балансьори, магнитни блокировки и течни съединители.

Фигура 18 Основни части на типичен ротор. Здравият ротор обикновено е проста клетка. Клетката се затваря с две здрави халки. Тези двигатели при номинален въртящ момент имат голямо приплъзване. Неговият начален въртящ момент е висок, а стартовият ток е нисък, както е показано на фигурата. Роторът има много загуби и води до лоша работа на двигателя. 33. Във вдлъбнатини или жлебове, разположени по дължината на ротора, проводниците са свързани от всеки край с метална корона; тези драйвери развиват въртящия момент, генериран от въртящото се поле.

Във всеки случай принципът на действие е различен. Можете обаче да си представите какво се случва по време на механичен контрол на скоростта, като използвате примера на въртящ се диск: опитайте да го докоснете с предмет. Между него и диска се образува сила на триене, която ще бъде насочена към обратната странаотносно въртенето. Това означава, че дискът ще се нуждае от повече време, за да ускори до зададената стойност. Скоростта ще се увеличава постепенно.

За да бъде двойката хомогенна, проводниците са леко наклонени спрямо оста на двигателя. Всичко има вид на бяла клетка, откъдето идва и името на този тип ротори. По правило клетката на протеина е напълно формована. Алуминият се изпомпва под налягане и охлаждащите ребра, поставени в същата операция, гарантират, че проводниците на ротора са съединени накъсо. Тези двигатели имат относително нисък стартов въртящ момент и стартов ток над номиналната цифра от 19, за разлика от тях, те имат много малко приплъзване при номинален въртящ момент.

Те се използват главно за големи мощности за подобряване на работата на инсталации с помпи и вентилатори. Те също са свързани с честотни преобразуватели с променлива скорост, така че проблемите с въртящия момент и стартовия ток са напълно решени. Двоен ротационен ротор. Състои се от две концентрични рамки, една външна, с малко сечение с голяма устойчивости друга вътрешна част на по-голяма секция с по-малко съпротивление. При стартиране токовете на ротора имат висока честота и поради филмовия ефект целият ток на ротора протича по периферията на ротора и следователно по намалената напречно сечениев проводници.

Електрически устройства за плавен старт на електродвигатели

Принципът на работа на електрическите стартери е да се ограничи напрежението, подавано към двигателя, с помощта на тиристори, свързани паралелно, както е показано на фигурата по-долу.

По този начин, в началото на старта, при високи токове с висока честота, 34. Въртящият момент, генериран от стабилната външна клетка, е важен дори при малко количество ток. В края на цикъла честотата в ротора намалява и протичането на ток през вътрешната клетка става по-лесно. След това двигателят се държи така, сякаш е изграден като единична клетка с ниско съпротивление. В стационарно състояние скоростта е малко по-ниска от тази на двигател с една мощност. На фиг. 19 показва кривите на скоростта на въртене за всеки тип ротор.

Издание за март Ротационен ротор. Проводниците на ротора са формовани в жлебовете на ротора, които са с трапецовидна форма, а малката страна на трапеца е разположена от външната страна на ротора. Работата е подобна на тази на двублоков двигател: токът на ротора варира обратно пропорционално на неговата честота.

За да разберете по-добре как работи startsofter, трябва да проучите по-подробно стартирането. Теоретично това е процесът на преобразуване на енергия от електрическа в кинетична. В този случай съпротивлението на двигателя от малка стойност, характерна за невъртящ се двигател, се увеличава до голяма, когато вече е достигната номиналната скорост. И според закона на Ом (I \u003d U / R) в началния момент токът е максимален.

Така: в началото на старта въртящият момент е по-висок и токът е по-малък. В стационарен режим скоростта по същество е равна на скоростта на един сепаратор. 35. В жлебовете по периферията на роторните намотки са поставени, идентични с навивките на статора. Обикновено роторът е трифазен. Единият край на всяка от намотките е свързан към обща точка. Свободните краища могат да бъдат свързани или с центробежен конектор, или с три изолирани медни пръстена, които се въртят с ротора. На тези пръстени обърнете четките на основата на графит, свързани към стартера.

В зависимост от стойността на резисторите, включени в роторната верига, този тип двигател може да развие стартов въртящ момент до 5 пъти над номиналния въртящ момент. Стартовият ток е почти пропорционален на въртящия момент, развиван върху вала на двигателя. Това решение постепенно се премахва от електронните системи, свързани със стандартните двигатели. Не може да има въртящ момент, освен ако през веригата не протича индуциран ток. Този въртящ момент зависи от тока, протичащ през веригата, и не може да съществува, освен ако няма промяна в потока в веригата.

Енергийната формула е: E=P*t=U*I*t. И тъй като токът е максимален в началото на старта, енергията трябва да се прехвърли много бързо. Ако свържете електрическия мотор към мрежата със собствените си ръце чрез мекия стартер, тогава втората формула ще работи на входа на устройството. Енергията ще бъде доставена много бързо, но изходът ще бъде бавен. Това се постига чрез ограничаване на напрежението, за да се контролира увеличаването на пусковия ток. И тъй като токът има една и съща стойност и в двете формули, може да се види, че колкото по-ниска е силата на тока, толкова повече време ще отнеме за ускоряване. Но ускорението ще бъде плавно.

Следователно е необходимо да има разлика в скоростта между завоя и въртящото се поле. Поради тази причина електродвигател, работещ на този принцип, се нарича асинхронен двигател. Следователно при стартиране честотата на тока на ротора е максимална. Електрически двигатели, които подобряват тяхната защита. Характеристичната крива на въртящия момент на асинхронен двигател, дадена при 0 и 1, предоставя няколко важни части от информацията за работата на асинхронните двигатели. Индуцираният въртящ момент на двигателя е нула при синхронна скорост.

важно!Въпреки необходимостта от намаляване на пусковите токове, те не трябва да се задават твърде ниски. В противен случай двигателят няма да може да ускори. Обикновено е достатъчно да се намали тока до 250% от номиналния ток (при директен старт е 500-800%).

Управление на електрически стартове

Има два вида електрически устройстваомекотяване на стартовия процес:

Кривата на въртящия момент е приблизително линейна между вакуум и пълно натоварване; тъй като при увеличаване на приплъзването има линейно увеличение: роторен ток, роторно магнитно поле и индуциран въртящ момент. Максималният или отклоняващ въртящ момент е равен на или 3 пъти по-голям от номиналния въртящ момент и не може да бъде надвишен. Фигура 0 Характеристика на въртящия момент за асинхронен двигател.

Електрически автомобили. 3-то издание. За дадено приплъзване индуктивният въртящ момент варира в зависимост от квадрата на приложеното напрежение. Този факт е полезен за контролиране на скоростта на асинхронните двигатели. Индукционната машина работи като генератор в редки случаи, тъй като работата в този режим е неефективна, това се случва, когато скоростта на ротора е по-голяма от синхронната. За бързо забавяне на двигателя се включват две фази, което означава промяна в посоката на въртене магнитно поле.

С контрол на амплитудата;
с фазово управление.

Работата на амплитудния софтстартер се основава на постепенно увеличаване на напрежението на клемите на двигателя до максимална стойност. Такива устройства помагат за стартиране на електрически двигатели в режим на празен ход или с малък товар.

Омекотителите за фазов старт регулират честотните характеристики на фазовия ток, без да намаляват напрежението. Това ви позволява да запазите високата мощност на двигателя, който може да се стартира дори при голямо натоварване. Можете да зададете плавно увеличаване на честотата на въртене дори в работен режим. Това е важна функция, благодарение на която можете да промените скоростта на вала, без да губите мощност.

Фигура 1 Крива на въртящия момент, показваща разширени работни диапазони. Класове по проектиране на асинхронни двигатели. Националната асоциация на производителите на електротехника в Съединените щати и Международната електротехническа комисия в Европа са разработили система за идентификация с букви за търговски двигатели. Възможно е да се произвеждат различни криви на въртящия момент, както е показано на фигурата, чрез промяна на характеристиките на ротора на асинхронните двигатели. За да помогне на индустрията да избере правилните двигатели за различни приложения в целия диапазон на мощност.

Оборудването на двигателя с мек стартер или не зависи от вас, стига да не се изключи по средата на ускорението. Но имайте предвид, че в чужбина е забранено да се използват двигатели с мощност над 15 000 вата без по-мек старт. Опитът да се спести от софтстартер може да доведе до преждевременно износване на механизма. Ако наистина не искате да харчите много, тогава просто инсталирайте устройството със собствените си ръце, но не забравяйте да го купите.

Фигура Типични характеристични криви за различни конструкции на ротора. Те са стандартна конструкция с нормален пусков момент, нормален стартов токи ниско приплъзване. Общото приплъзване на натоварването на двигатели от клас А трябва да бъде по-малко от 5%. Стартовият въртящ момент на този дизайн е поне номиналният големи двигателии е 00% или повече от номиналния въртящ момент на малки двигатели. Основният проблем при този тип конструкция е изключително високият стартов ток.

Ако мощността надвишава 5 к.с трябва да се използва някаква форма на задействане, за да се избегнат проблеми с падането на напрежението в енергийната система, към която са свързани. Тези двигатели се използват във вентилатори, вентилатори, помпи, стругове и други машини. 39. Те се наричат двигатели с общо предназначение и повечето от роторните двигатели са от този тип. ротор с катерица, имат нормален стартов момент, нисък стартов ток и ниско приплъзване. Този двигател произвежда почти същия начален въртящ момент като двигател от клас А, с 5% по-малък ток.

Ефективното използване на устройства за плавно пускане (SCD) е възможно само ако рейтингът е правилно избран. Основните критерии за избор обикновено са типът натоварване на двигателя, честотата на стартиране, както и данните от табелката.

Стартовите характеристики на устройствата могат да се различават значително една от друга и техните стойности зависят от обхвата на решаваните задачи. Ето защо при избора на софтстартер за асинхронни двигатели е толкова важно да се вземе предвид обхватът на бъдещото му приложение.

Началните характеристики могат грубо да се разделят на три категории.

Режими на работа на мекия стартер

Нормалният режим е ограничен от стойността на стартовите токове на ниво 3,5 x Inom, с време за стартиране от 10 до 20 секунди.

Тежкият режим се характеризира с товари с малко по-висок инерционен момент. Стартовите токове са ограничени до 4,5 x I nom, а времето за ускорение е 30 секунди.

Много тежкият режим предполага много големи инерционни моменти. Стартовите токове достигат ниво от 5,5 x I nom, а времето за ускорение може значително да надхвърли 30 секунди.

Видове SCP

СхемаРаботата на мекия стартер може да бъде един от четири вида:

1. Пускови регулатори на въртящия моментуправлява само една фаза на трифазен асинхронен двигател. Въпреки че този тип управление е в състояние да контролира плавен старт, той не осигурява никакво намаляване на стартовите токове.

Всъщност, когато се използват регулатори на въртящия момент при стартиране, токът върху намотките на двигателя е приблизително равен на тока, който се получава при директно стартиране. В същото време този ток протича през намотките по-дълго, отколкото в случай на директно стартиране, така че двигателят може да прегрее.

Устройства от този тип не могат да се използват за задвижвания, които трябва да намалят пусковите токове. Те не могат да осигурят стартиране на механизми с висока инерция (поради опасност от прегряване на двигателя), както и чести стартирания / спирания на задвижването.

2. Регулатори на напрежение без обратен сигналможе да работи само според твърдо кодирана потребителска програма. Няма обратна връзка от двигателя, така че те не могат да променят скоростта на двигателя, регулирайки го към променящо се натоварване. Иначе отговарят на всички изисквания, които се отнасят за софтстартерите и могат да контролират всички фази на двигателя. Това са може би най-популярните меки стартери.

Таблица 1 Режим на работа в зависимост от приложението

Схемастартирането на двигателя се определя чрез предварително задаване на стартовото напрежение, както и времето, необходимо за стартиране. Много устройства от този тип също могат да ограничат количеството на пусковия ток - това се постига чрез намаляване на напрежението при стартиране. Разбира се, такива регулатори също могат да контролират забавянето на механизма, извършвайки плавно и продължително спиране.

Двуфазните регулатори могат да намалят напрежението в три фази, но токът е небалансиран.

3. Регулатори на напрежение със сигнал обратна връзка са подобрени версии на устройствата, описани по-горе. Те са в състояние да четат текущата стойност и да регулират напрежението, така че токът да не надхвърля дефинираните от потребителя граници. Също така получените данни се използват за работа на различни защити (срещу фазов дисбаланс, претоварване и др.).

Такива софтстартер за асинхронни двигателимогат да бъдат групирани с други подобни устройства в една система за управление на двигателя.

4. Токови контролери с обратен сигнал. Тези са най-модерните меки стартери. Схемаработата се основава на регулиране на силата на тока, а не на напрежението, както при предишните модели. Това осигурява по-добра точност на управление, по-лесно програмиране и по-бърза настройка на устройството - в крайна сметка повечето от параметрите тук се определят автоматично, без необходимост от ръчно въвеждане.

Старт при понижено напрежение

В момента на такъв старт токът, протичащ през двигателя, е равен на тока при заклещен ротор. По това време двигателят се ускорява и моментът в даден момент става по-висок от номиналната стойност, след което идва до номиналната стойност. Естеството на промяната в тока и въртящия момент зависи от дизайна и модела на всеки отделен двигател.

Трябва да се отбележи, че процесът на стартиране на двигатели от различни модели, но с еднакви характеристики, може да бъде много различен. Стартовият ток може да бъде в рамките на 500%-700% от номиналния, а въртящият момент може да бъде от 70% до 230%!

Такива характеристики са сериозна пречка за работата на този вид. софтстартери за асинхронни двигатели. Следователно, ако задачата ви е да получите висок стартов момент с минимален стартов ток, трябва да изберете подходящите двигатели.

Стартовият момент на двигателя има квадратична зависимост от силата на тока, както вече беше показано.

Трябва да се помни, че намаляването на тока трябва да бъде ограничено: ако началният въртящ момент стане по-малък от въртящия момент на товара, ускорението ще спре и двигателят няма да достигне номиналната скорост.

Стартери Delta/Wye

Въпреки че стартерите от този тип са най-често срещаният тип меки стартери, схематриъгълник / звезда не ви позволява да работите при големи натоварвания.

Първо, при стартиране двигателят е свързан "в звезда", а въртящият момент и стойността на тока са равни на една трета от номиналната стойност. В края на определения интервал устройството се изключва и се включва отново, но вече според схемата "триъгълник".

Стартирането ще бъде ефективно, ако по време на звездообразното ускорение двигателят може да развие въртящия момент, необходим за набиране на достатъчна скорост за превключване към делта. Ако това се случи при скорост, много по-ниска от номиналната, тогава токът при такъв старт няма да се различава значително от тока на директен старт, което означава, че използването на устройството е безсмислено.

В допълнение към експлозивните скокове на тока и въртящия момент, други сложни преходни процеси възникват в момента, в който двигателят превключи на триъгълник. Тяхната амплитуда зависи от амплитудата и фазата на напрежението, което се създава от двигателя при превключване.

В най-лошия случай напрежението може да е същото като в мрежата, но да е в противофаза. Тогава токът ще надвиши номиналния два пъти, а моментът, съгласно горната формула, четири пъти.

Стартери с автотрансформатор

При проектирането на такива стартери се използва автотрансформатор за намаляване на напрежението, подавано към двигателя. За стъпаловидно регулиране на пусковия ток и въртящия момент се използват специални кранове. Пълната скорост на въртене на вала на двигателя се постига до момента на преминаване към номиналното напрежение, а токовите удари са сведени до минимум. В същото време, поради поетапния характер на регулирането, е невъзможно да се постигнат високи нива на точност.

Стартер с автотрансформатор, за разлика от предишния (делта / звезда), се характеризира със затворени преходни процеси. Това означава, че няма твърди преходни процеси в кривите на въртящия момент и тока по време на ускорението на двигателя.

Поради падането на напрежението в автотрансформатора, въртящият момент намалява при всяка скорост на двигателя. При високо инерционно натоварване на задвижването, времето за стартиране може да надхвърли допустимите (безопасни) граници, а при променливо натоварване поведението на системата става неоптимално.

Стартерите с автотрансформатор обикновено се използват при честота на стартиране до 3 бр / час. , предназначени за по-чести стартирания или за по-силно натоварване, са по-големи и много по-скъпи.

Стартери с вградени резистори в статорната верига

Такива стартери използват течни или метални резистори за намаляване на напрежението, приложено към статора. С правилния избор на резистори такива устройства осигуряват добро намаляване на въртящия момент и стартовия ток на двигателя.

Точният избор на резистори трябва да се направи на етапа на проектиране, като се вземат предвид всички параметри на двигателя, неговите режими на работа и планираното натоварване. Такава информация обаче не винаги е налична и когато резисторите са избрани неточно, тогава качеството и надеждността на стартера остават ниски.

Особеността на такава схема е, че съпротивлението на резисторите се променя по време на работа поради тяхното нагряване. Поради опасност от прегряване стартерите с резистори не се използват за работа с високоинерционни машини и механизми.

Софтстартери за асинхронни двигатели

Устройствата за плавно пускане (тиристорни плавни пускатели) са най-модерните технически електронни устройства, използвани за плавен старт/стоп на електродвигатели. Принципът на работа е да се контролира входящото напрежение. Основната задача е да се контролира стартовият ток и въртящият момент, но модерни схеми на софт стартеримат много интерфейсни функции и също така осигуряват цялостна защита на двигателя.

Основните функции на SCP:

Възможност за плавна и безстепенна промяна на напрежението и тока;

Възможност за управление на тока и въртящия момент чрез създаване на прости програми;

Плавно спиране с меко спиране в онези системи, където може да се изисква (конвейери, помпи и др.);

Осигуряване на чести стартирания и спирания без промяна на характеристиките на системата;

Оптимизиране на работните процеси дори в системи с променливо натоварване.

Използването на SCP ви позволява да:

Елиминирайте ударните токове в захранващата мрежа и АД при стартиране;

намаляване на пусковите токове в AD;

премахване на механичните ударни ефекти върху IM и задвижващия механизъм;

намаляване на топлинните ефекти върху кръвното налягане;

премахване на пренапрежението при спиране на кръвното налягане;

намаляване на времето за отстраняване на неизправности;

за повишаване на надеждността на работа и срока на експлоатация на ИМ.

Мекият стартер е тиристорен регулатор на напрежението (TRN)

В регулатора на напрежение към всеки фазов проводник са свързани антипаралелно два тиристора, единият от които работи условно в положителния полупериод на мрежовото напрежение, а другият в отрицателния полупериод. Регулирането на напрежението на изхода на регулатора се осъществява чрез промяна на времето за включване на всеки тиристор спрямо момента, в който токът трябва да премине от един от трите тиристора към друг (базова точка), чрез прилагане на управляващ импулс към тиристорът, който позволява да се промени времето на протичане на ток през тиристора по време на напрежението на полупериода на мрежата и напрежението на неговия изход, подадено към товара, в този случай към двигателя. Това напрежение не е синусоидално и може да бъде представено като средно напрежение, което може да се промени чрез промяна на продължителността на тиристора по време на половин цикъл. Времето на включване на тиристора спрямо базовата точка се изразява в градуси и се нарича контролен ъгъл. Чрез промяна на ъгъла на регулиране на тиристорите е възможно да се получи необходимото напрежение за гладко стартиране на двигателя.

В края на процеса на стартиране тиристорите се прехвърлят в постоянно включен режим или могат да бъдат шунтирани чрез специален контактор. Използването на байпасен контактор ви позволява да увеличите ефективността на устройството, да увеличите експлоатационния живот на тиристорите и да премахнете влиянието на полупроводниковите елементи върху мрежата.

ЗАЩИТНИ ФУНКЦИИ

В допълнение към функциите за управление на режимите на стартиране и спиране, тиристорните преобразувателни устройства (TCD) са оборудвани с функции за защита на IM и защита на TCR от аварийни режими. Стандартните функции включват:

защита срещу късо съединение на изхода на TPU;

защита срещу блокиране на вала на двигателя при стартиране;

защита срещу токово претоварване в работен режим;

защита срещу неприемлив спад на напрежението на входа на TPU;

защита срещу неприемливо повишаване на напрежението на входа на TPU;

защита от прекъсване на фазата;

защита срещу невключване на байпасния контактор (ако има такъв);

защита от дисбаланс на входното напрежение;

защита срещу обратна последователност на фазите на входа;

термична защита на двигателя;

защита срещу повреда на силовия тиристор;

защита при загуба на управляемост на тиристора.

Термичната защита на двигателя изисква температурен датчик, вграден в намотката на двигателя, а системата за управление осигурява само наличието на съответната входна и обработваща система. При липса на такъв сензор се осъществява т. нар. индиректна термична защита, която се основава на един или друг термичен модел на двигателя, заложен в софтуера на микроконтролера от производителя.

В допълнение към разглежданите функции, някои производители включват сензори за изолационно съпротивление в TPU и възможност за изсушаване на намотката с постоянен или променлив ток.

Контролна система

Интерфейсната част на системата за управление по правило се състои от две части: интерфейс на оператора и интерфейс на оборудването.

Операторският интерфейс обикновено се изпълнява на базата на течнокристален дисплей (LCD) и клавиатура, разположени на предния панел на устройството. LCD и клавиатурата се използват за програмиране на устройството, като LCD показва информация за режимите на работа на устройството. Редица производители на евтини устройства с ниска мощност внедряват операторски интерфейс, базиран на LED индикация и микропревключватели (настройваеми джъмпери).

Интерфейсът на оборудването предполага развита система за въвеждане на управляващи сигнали и извеждане на сигнали за състоянието на устройството. По този начин командите за старт/стоп могат да бъдат получени под формата на нива на напрежение, унифицирани токови сигнали или сигнали за сух контакт. Най-новите модели устройства включват серийни комуникационни канали, базирани на RS-232, RS-432, CAN шини, чрез които може да се извършва както програмиране на устройството, така и задаване на старт/стоп команди и четене на информация за режима на работа. Общият брой входни, изходни сигнали може да достигне 15–20 канала.

Производители

В момента TPU се произвеждат от световни производители като ABB, Siemens, Emotron AB, Softtronic, Telemecanique, Ansaldo и редица други. Руските фирми също усвоиха производството на TPU. Повечето компании произвеждат TPU под формата на моноблок, в който се намира захранващият блок, системата за управление и спомагателните елементи. Трябва да се отбележи, че повечето чуждестранни устройства не включват байпасен контактор, а системата за управление осигурява само управляващи елементи за външен контактор.

Като пример домашен TPU TPU4K може да се задвижва с мощност от 55–160 kW. Изграден е по класическата схема, има вграден байпасен контактор и използва микроконтролер Atmel като ядро на системата за управление. Операторският интерфейс е комбиниран, включващ LCD дисплей, свързана клавиатура за време на въвеждане на параметри и множество потенциометри, задаващи текущите настройки за различните режими на работа. TPU има следните защитни функции: срещу устойчиво късо съединение на изхода на TPU; от задръстване на вала на двигателя по време на стартиране; срещу претоварване по ток в работен режим; от отказ на фаза; от невключване на байпасния контактор; термична защита на двигателя.

Когато се задейства някаква защита, TPU разработва процедурата за спиране на двигателя в съответствие с алгоритъм, оптимизиран за определен тип задвижване. TPU е направен инвариантен по отношение на последователността на фазите на входа, следователно не се нуждае от защита срещу неправилно фазиране на захранващата мрежа. От сервизните функции трябва да се отбележи, че има изход, сигнализиращ безпроблемното завършване на процеса на стартиране.

Голямо разнообразие от стартови устройства от различни производители, с приблизително еднакви технически характеристики, ви кара да обърнете внимание на разходите, оперативните и "потребителските" характеристики.

Трябва да се отбележи, че продуктите на местните производители са значително по-евтини от чуждестранните. Освен това някои местни производители, за разлика от чуждестранните, включват в цената на устройството разходите за пускане в експлоатация, адаптиране на продукта към конкретно задвижване и оптимизиране на неговите характеристики по отношение на конкретен механизъм. Наличието на микроконтролер позволява на отделните местни производители бързо да адаптират алгоритми и параметри към изискванията на конкретен клиент и конкретен тип задвижване, докато представители на западни компании не предоставят такива услуги.

Примери за SCP:

1) Софтстартер SIRIUS 3RW40 с интегрирани функции:

Защита на двигателя в твърдо състояние и собствена защита от претоварване на устройството

Регулируемо ограничение на тока за плавен старт и стоп на трифазни асинхронни двигатели

Диапазон на номиналната мощност от 75 до 250 kW (при 400 V)

Области на употреба:

Вентилатори, помпи, строително оборудване, преси, ескалатори, климатични системи, транспортни системи, монтажни линии, компресори и