Pornirea ușoară a unui motor cu inducție este întotdeauna o sarcină dificilă, deoarece pornirea unui motor cu inducție necesită mult curent și cuplu, ceea ce poate arde înfășurarea motorului. Inginerii propun și implementează constant soluții tehnice interesante pentru a depăși această problemă, precum utilizarea unui circuit de comutare, a unui autotransformator etc.

În prezent, astfel de metode sunt utilizate în diferite instalații industriale pentru funcționarea lină a motoarelor electrice.

Din fizică, este cunoscut principiul de funcționare a unui motor electric cu inducție, a cărui întreagă esență este utilizarea diferenței dintre frecvențele de rotație a câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului. Câmpul magnetic al rotorului, încercând să ajungă din urmă cu câmpul magnetic al statorului, contribuie la excitarea unui mare curent de pornire. Motorul funcționează la turație maximă, în timp ce valoarea cuplului crește și ea în urma curentului. Ca urmare, înfășurarea unității poate fi deteriorată din cauza supraîncălzirii.

Astfel, devine necesară instalarea unui soft starter. Demaroarele soft pentru motoarele asincrone trifazate ajută la protejarea unităților de curentul și cuplul inițial ridicat rezultat din efectul de alunecare al motorului cu inducție.

Caracteristici avantajoase ale utilizării unui circuit cu un soft starter (SCD):

1. reducerea curentului de pornire;
2. reducerea costurilor cu energia;
3. îmbunătățirea eficienței;
4. cost relativ scăzut;
5. atingerea vitezei maxime fără deteriorarea unității.

Cum să porniți fără probleme motorul?

Există cinci metode de bază de pornire ușoară.

• Un cuplu ridicat poate fi creat prin adăugarea de rezistență externă la circuitul rotorului, așa cum se arată în figură.

• Prin includerea unui transformator automat în circuit, curentul de pornire și cuplul pot fi menținute prin reducerea tensiunii inițiale. Vezi poza de mai jos.

• Pornirea directă este cea mai ușoară și mai ieftină modalitate deoarece motorul cu inducție este conectat direct la sursa de alimentare.
• Conexiuni pe o configurație specială de înfășurare - metoda este aplicabilă motoarelor destinate funcționării în condiții normale.

• Utilizarea SCP este cea mai avansată dintre toate metodele enumerate. Aici, dispozitivele semiconductoare precum tiristoarele sau SCR-urile care reglează viteza unui motor cu inducție înlocuiesc cu succes componentele mecanice.

Controler de viteză a motorului colectorului

Majoritatea circuitelor electrocasnicelor și sculelor electrice au fost create pe baza unui motor electric cu colector de 220 V. Această cerere se explică prin versatilitatea sa. Unitățile pot fi alimentate cu tensiune continuă sau alternativă. Avantajul circuitului se datorează asigurării unui cuplu de pornire eficient.

Pentru a obține o pornire mai lină și pentru a avea capacitatea de a regla viteza, se folosesc regulatoare de viteză.

Pornirea unui motor electric cu propriile mâini se poate face, de exemplu, în acest fel.

Concluzie

Demaroarele soft sunt proiectate și construite pentru a limita creșterea performanței de pornire a motorului. În caz contrar, fenomenele nedorite pot duce la deteriorarea unității, arderea înfășurărilor sau supraîncălzirea circuitelor de lucru. Pentru o durată lungă de viață, este important ca motorul trifazat să funcționeze fără supratensiuni, în modul de pornire uşoară.

De îndată ce motorul cu inducție preia viteza dorită, este trimis un semnal pentru deschiderea releului de circuit. Unitatea devine gata să funcționeze la viteză maximă fără supraîncălzire și defecțiuni ale sistemului. Metodele prezentate pot fi utile în rezolvarea problemelor industriale și casnice.

Demaroarele moale ale motoarelor sunt dispozitive electronice sau electromecanice statice concepute pentru accelerarea și decelerația ușoară și protecția motoarelor cu inducție trifazate.

Demaroarele soft starter-ului iau măsuri pentru a reduce cantitatea de curent de pornire și ajută la potrivirea cuplului motorului și a cuplului de sarcină.

Principiul de funcționare al soft starter-ului

Tensiunea furnizată motorului este controlată prin modificarea unghiului de deschidere al tiristoarelor. Dispozitivul conține două tiristoare spate în spate proiectate pentru semicicluri pozitive și negative. Puterea curentului în a treia fază, lăsată fără control, este suma curenților fazelor sub control.

După reglare, valoarea cuplului de pornire a mașinii este optimizată la un curent de pornire extrem de scăzut. Valoarea curentului motorului scade în paralel cu valoarea tensiunii de pornire setată la pornire. Mărimea cuplului de pornire scade într-o relație pătratică cu tensiunea.

Nivelul de tensiune controlează curentul de pornire și cuplul motorului la pornirea și oprirea motorului.

Prezența contactelor de bypass în dispozitiv, care ocolesc tiristoarele, ajută la reducerea pierderilor de căldură în tiristoare și, în consecință, la reducerea încălzirii întregului dispozitiv. Sistemul de arc electronic încorporat protejează contactele în caz de deteriorare din cauza defecțiunilor neprevăzute, cum ar fi o întrerupere de curent, vibrații sau contacte defecte.

Echilibrul de polaritate

Dezavantajul controlului în 2 faze în soft starterul unui motor asincron se manifestă prin apariția unui curent continuu cauzat de tăierea de fază și suprapunerea curenților de fază, la care există un zgomot acustic puternic emis de motorul electric.

Utilizarea metodei „polarității echilibrului” reduce semnificativ influența valorilor DC în timpul accelerației motorului, respectiv reduce performanta acustica pornire, aceasta se realizează prin echilibrarea semi-undelor de polaritate diferită în timpul accelerării motorului.

Interfața dispozitivului

Interfața soft starter-ului soft starter „om-mașină” vă permite să configurați parametrii, facilitând și simplificând foarte mult procesul de pornire și funcționare a motorului. Controlul încorporat al pompei previne lovitura de berbec.

Fig 4. Diagrama combinației motor soft starter - alimentator cuLA FEL DE-interfata

Interfata este formata din doua display-uri cu indicatori de segment si un display LCD care permite vizibilitatea la o distanta considerabila, include o descriere a parametrilor si a mesajelor.

Caracteristicile hardware includ selecția modului de programare și opțiunile de limbă. Copiază parametrii de la un dispozitiv la altul, crescând viteza de programare, mărind fiabilitatea echipamentului și putând corecta și introduce parametri identici pe aceleași mașini.

Pornire soft pentru motor monofazat

Starter moale motor electric monofazat, folosit în viața de zi cu zi, este activat când ~ U este aplicat la ieșirile L1 și L2.

Există o creștere a valorii tensiunii liniare pentru o anumită perioadă de timp până la atingerea valorii sale limită. Concluzii T-2 și T-3 sunt alimentate constant de la rețea. Timpul de proces este reglat de regulator, în intervalul de până la 20 de secunde. Odată cu creșterea parametrilor de tensiune, are loc o creștere a cuplului. După terminarea pornirii, motorul este conectat de la rețea printr-un contactor de bypass (bypass).

Pornitor soft motor al pompei

Un soft starter pentru o pompă care utilizează un convertor de frecvență efectuează următoarele operații:

1. Implementarea pornirii și frânării soft a unității de pompare.
2. Producția de comutare automată în funcție de indicatorii de nivel și parametrii de presiune a lichidului.
3. Protecția unității de „funcționare uscată”, adică fără lichid.
4. Protecția unității în cazul unei scăderi critice a parametrilor de tensiune.
5. Implementarea acțiunilor de protecție împotriva supratensiunii la intrarea convertizorului.
6. Semnale despre pornirea, oprirea unității, precum și în caz de accident.
7. Oferă încălzire locală.

Motorul electric este conectat de la contacte U,V,W convertor de frecvență. Butonul de pornire SB2 declanșează releul K1 prin grupul său de contacte, intrările STF și PS ale convertizorului de frecvență sunt conectate, ceea ce produce pornire ușoară pompa electrica, care se realizeaza conform ipotecatului software incluse în configurarea dispozitivului.

Senzorul de presiune BP1 este alimentat de la intrarea convertizorului, ceea ce face posibilă existența unui feedback în circuitul de stabilizare a presiunii. Funcționarea acestui sistem are loc la furnizarea unui controler PID. Potențiometrul K1 sau un convertor de frecvență îndeplinesc funcția de menținere a parametrilor de presiune setați. Unitatea de pompare, atunci când are loc o funcționare „uscata”, trebuie oprită pentru protecție, în acest caz, contactele 7-8 din circuitul bobinei releului K3 se închid, oprirea are loc atunci când senzorul de funcționare „uscat” este conectat de la rezistență. releul A2 este declanșat. Releul K2 îndeplinește o funcție de protecție pentru a opri motorul electric al unității în caz de accident. În cazul unui accident, lampa НL1 se aprinde, lampa НL2 se aprinde după ce senzorul răspunde la o scădere a nivelului apei, la o valoare inacceptabilă.

Releul termic VK1 pornește încălzirea dulapului de control al contactorului KM1, încălzitoarele electrice EK1 și EK2. Dispozitivul este protejat de curentul de scurtcircuit și suprasarcină prin QF1 automat.

Caracteristici soft starter de înaltă tensiune

La trăsături distinctive raporta:

1. Prezența controlului prin fibră optică a tiristoarelor.
2. Management pe microprocesoare.
3. Capacitate de a lucra la temperaturi ridicate.
4. Abilitatea de a seta diverși algoritmi și caracteristici de pornire și frânare pentru tipuri diferiteîncărcături.
5. Capacitate de protecție intelectuală.
6. Abilitatea de a începe cu surse slabe de energie.
7. Implementarea gradului de protectie de la IP 00 la IP 65

Important: la reglarea softstarterului, este necesar ca timpul de accelerație setat să fie mai mare decât timpul fizic de accelerare al motorului, altfel există posibilitatea de deteriorare a dispozitivului, deoarece contactele interne de bypass sunt închise după expirarea timpului de pornire. În cazul în care motorul nu accelerează, sistemul de contact de bypass se poate defecta.

Important: repornirea automată este periculoasă nu numai prin deteriorarea dispozitivului, dar poate duce, de asemenea, la moarte și vătămări grave.

Comanda de pornire trebuie resetată înainte de comanda de resetare, deoarece dacă există o comandă de pornire după comanda de resetare, se efectuează automat o repornire. Acest lucru este valabil mai ales pentru protecția motorului.

Din motive de siguranță, este recomandabil să conectați o ieșire de eroare generală la sistemul de control.

Recomandare: nedorința pornirii automate dictează necesitatea de a conecta componente suplimentare, de exemplu, un dispozitiv de defectare a fazei sau a sarcinii, cu circuite de control și curent principal.

Partajați conținut util pe rețelele sociale

imprimare

acționare electrică

Startere soft: alegerea potrivită

Mai devreme am discutat despre caracteristicile convertizoarelor de frecvență, iar astăzi este rândul softstarter-urilor (softstarter, soft starter - un singur termen nu s-a stabilit încă, iar în acest articol vom folosi termenul "soft starter" - SCP) .

Uneori de pe buzele vânzătorilor trebuie să auzi părerea că este ușor să alegi un soft starter, spun ei, acesta nu este un convertor de frecvență, aici este necesar doar să organizezi un start-up. Nu este adevarat. Un soft starter este mai dificil de ales. Să încercăm să ne dăm seama care este această complexitate.

Scopul SCP

După cum sugerează și numele, sarcina dispozitivului este de a organiza pornire lină motor de inducție curent alternativ. Faptul este că în timpul pornirii directe (adică atunci când motorul este conectat la rețea folosind un demaror convențional), motorul consumă un curent de pornire care este de 5-7 ori curentul nominal și dezvoltă un cuplu de pornire semnificativ mai mare decât cel cotat. Toate acestea conduc la două grupuri de probleme:

1) Pornirea este prea rapidă, iar acest lucru duce la diverse probleme - șocuri hidraulice, smucituri în mecanism, selecția șocului de joc, ruperea benzilor transportoare etc.

2) Pornirea este grea și nu poate fi finalizată. Aici, mai întâi trebuie să definiți termenul „pornire greu” și posibilitățile de „facilitare” a acestuia cu ajutorul soft starter-ului. „Pornire grea” include de obicei trei tipuri de pornire:

a) pornire, „grea” pentru rețeaua de alimentare - rețeaua necesită un curent pe care cu greu îl poate furniza sau nu îl poate furniza deloc. Caracteristici: la pornire automatele de la intrarea sistemului sunt oprite, la pornire luminile se sting si unele relee si contactori se opresc, generatorul de alimentare se opreste. Cel mai probabil, UPP va corecta problema aici. Cu toate acestea, trebuie amintit că, în cel mai bun caz, curentul de pornire poate fi redus la 250% din curent nominal motor, iar dacă acest lucru nu este suficient, atunci există o singură soluție - este necesar să utilizați un convertor de frecvență.
b) Motorul nu poate porni mecanismul la pornirea directă - nu se rotește deloc sau „îngheață” la o anumită turație și rămâne la el până la declanșarea protecției. Din păcate, soft starter-ul nu îl va ajuta - motorul nu are suficient cuplu pe arbore. Este posibil ca un convertor de frecvență să facă față sarcinii, dar acest caz necesită investigație.
c) Motorul accelerează cu încredere mecanismul, dar nu are timp să atingă frecvența nominală - mașina automată la intrare este declanșată. Acest lucru se întâmplă adesea la ventilatoare grele cu o viteză destul de mare. Un soft starter va ajuta cel mai probabil aici, dar riscul de eșec rămâne. Cu cât mecanismul este mai aproape de viteza nominală în momentul operației de protecție, cu atât este mai mare probabilitatea de succes.

Organizare de start-up cu soft starter

Principiul de funcționare al softstarter-ului este că tensiunea furnizată de la rețea prin soft starter la sarcină este limitată de întrerupătoare speciale de alimentare - triac-uri (sau tiristoare conectate în contraparalel) - vezi fig. 1. Ca rezultat, tensiunea de pe sarcină poate fi reglată.

Un pic de teorie: procesul de pornire este un proces de transformare energie electrica sursa de energie în energia cinetică a mecanismului care funcționează la viteza nominală. Într-un mod foarte simplificat, acest proces poate fi descris astfel: în timpul accelerației, rezistența motorului R crește de la foarte mică când motorul este oprit la destul de mare la turația nominală, deci curentul, care, conform legii lui Ohm, este egal. la:

I = U / R (1)

se dovedește a fi foarte mare, iar transferul de energie

E \u003d P x t \u003d I x U x t (2)

foarte rapid. Dacă este instalat un soft starter între rețea și motor, atunci formula (1) acționează la ieșire, iar formula (2) acționează la intrare. Este clar că curentul în ambele formule este același. Softstarterul limiteaza tensiunea pe motor, crescand-o usor pe masura ce accelereaza in urma cresterii rezistentei, limitand astfel curentul consumat. Prin urmare, conform formulei (2), cu o energie necesară E constantă și tensiunea rețelei U, cu cât curentul I este mai mic, cu atât timpul de pornire t este mai lung. Din aceasta se poate observa că prin reducerea tensiunii, atât problemele asociate cu pornirea prea rapidă, cât și problemele asociate cu curent mare consumate din rețea.

Cu toate acestea, calculele noastre nu au luat în considerare sarcina, care are nevoie de un cuplu suplimentar pentru a accelera și, în consecință, un curent suplimentar, deci este imposibil să reduceți prea mult curentul. Dacă sarcina este mare, atunci este posibil să nu existe suficient cuplu pe arborele motorului chiar și cu o pornire directă, ca să nu mai vorbim de o pornire la tensiune joasă - aceasta este opțiunea de pornire greu „b” descrisă mai sus. Dacă, cu o scădere a curentului, cuplul se dovedește a fi suficient pentru accelerare, dar timpul din formula (2) crește, atunci mașina poate funcționa - din punctul său de vedere, timpul pentru fluxul de curent, depășind semnificativ valoarea nominală este inacceptabil de lungă (opțiunea de pornire greu „c”).

Principalele caracteristici ale soft starter-ului. Posibilitatea controlului curentului. În esență, aceasta este capacitatea demarorului soft de a regla tensiunea, astfel încât curentul să se modifice în funcție de o caracteristică dată. Această funcție este denumită în mod obișnuit start în funcția curentă. Cele mai simple softstarter, care nu au o astfel de oportunitate, reglează pur și simplu tensiunea în funcție de timp - adică. tensiunea de pe motor crește treptat de la inițial la nominal pentru un timp dat. În multe cazuri, acest lucru este suficient, mai ales atunci când se rezolvă problemele grupului 1. Dar dacă principalul motiv pentru instalarea unui soft starter este limitarea curentului, atunci o reglementare precisă este indispensabilă. Această funcție este deosebit de importantă atunci când, din cauza puterii limitate a rețelei (transformator mic, generator slab, cablu subțire etc.), depășirea curentului maxim admis este plină de accident. În plus, demaroarele soft cu control al curentului sunt capabile să realizeze o creștere lină la începutul procesului de pornire, ceea ce este deosebit de important atunci când funcționează de la generatoare, care sunt foarte sensibile la supratensiunile bruște de sarcină.

Nevoia de manevră.

La sfârşitul procesului de pornire şi atingerea Tensiune nominală pe motor, este de dorit să scoateți demarorul soft din circuitul de alimentare. Pentru aceasta, se folosește un contactor de bypass, care conectează intrarea și ieșirea softstarterului în faze (vezi Fig. 2).

La comanda de la soft starter, acest contactor se închide, iar curentul circulă în jurul dispozitivului, ceea ce permite elementelor sale de putere să se răcească complet. Cu toate acestea, chiar și în absența unui circuit de șunt, atunci când curentul nominal trece prin triacuri în timpul întregii funcționări a motorului curent de putere, încălzirea lor în comparație cu modul de pornire se dovedește a fi mică, prin urmare, multe demaroare soft permit funcționarea fără manevră. Prețul pentru această posibilitate este un curent nominal puțin mai scăzut și o creștere semnificativă a greutății și dimensiunilor datorită radiatorului necesar pentru a elimina căldura de la comutatoarele de alimentare. Unele demaroare soft sunt construite pe principiul opus - un contactor de bypass este deja încorporat în ele și nu sunt proiectate să funcționeze fără bypass, prin urmare, datorită reducerii radiatoarelor de răcire, dimensiunile lor se dovedesc a fi minime. Acest lucru are un efect pozitiv atât asupra prețului, cât și asupra schemei de conectare rezultată, dar timpul lor de funcționare în modul de pornire este mai mic în comparație cu alte dispozitive.

Număr de faze reglabile.

În funcție de acest parametru, softstarterele sunt împărțite în două faze și trifazate. În două faze, după cum sugerează și numele, cheile sunt instalate doar în două faze, în timp ce a treia este conectată direct la motor. Pro - încălzire redusă, dimensiuni și preț reduse.

Contra - neliniar și asimetric în consumul de curent de fază, care, deși compensat parțial de algoritmi speciali de control, afectează în continuare negativ rețeaua și motorul. Cu toate acestea, cu lansări rare, aceste neajunsuri pot fi neglijate.

Control digital. Sistemul de control al soft starter-ului poate fi digital și analogic. Demaroarele digitale sunt de obicei implementate pe un microprocesor și permit un control foarte flexibil al procesului de funcționare a dispozitivului și implementează o varietate de caracteristici suplimentareși protecție, precum și să ofere indicații convenabile și comunicare cu sistemele de control de nivel superior. Controlul analogic al demarorului ușor utilizează elemente operaționale, astfel încât funcționalitatea acestora este limitată, reglarea este efectuată de potențiometre și întrerupătoare, iar comunicarea cu sistemele de control externe se realizează de obicei folosind dispozitive suplimentare.

Funcții suplimentare

Protecţie. Cu excepția ta functie principala- organizarea pornirii soft - softstarterele contin un complex de protectie a mecanismului si a motorului. De regulă, acest complex include protecție electronică împotriva suprasarcinii și a defecțiunilor circuitului de alimentare. Setul suplimentar poate include protecție împotriva depășirii timpului de pornire, împotriva dezechilibrului de fază, schimbarea secvenței fazelor, curent prea scăzut (protecție împotriva cavitației în pompe), împotriva supraîncălzirii radiatoarelor soft starter, împotriva reducerii frecvenței rețelei etc. Multe modele pot fi conectate la un termistor sau un releu termic încorporat în motor. Cu toate acestea, trebuie amintit că demarorul soft nu se poate proteja pe sine sau rețeaua de un scurtcircuit în circuitul de sarcină. Desigur, rețeaua va fi protejată de o mașină introductivă, dar soft starter-ul va eșua inevitabil în cazul unui scurtcircuit. O oarecare consolare poate fi doar că un scurtcircuit cu o instalare adecvată nu are loc instantaneu, iar în procesul de reducere a rezistenței la sarcină, demarorul soft se va opri cu siguranță, dar nu ar trebui să îl porniți din nou fără a stabili motivul opririi. .

Viteză redusă. Unele soft startere sunt capabile să implementeze așa-numitul control pseudo-frecvență - transferul motorului la o viteză redusă. Pot exista mai multe dintre aceste viteze reduse, dar ele sunt întotdeauna strict definite și nu pot fi ajustate de utilizator.

În plus, funcționarea la aceste viteze este foarte limitată în timp. De regulă, aceste moduri sunt utilizate în procesul de depanare sau atunci când este necesară reglarea fină a mecanismului în poziție dorităînainte de a începe lucrul sau la sfârşitul acesteia.

Frânare. Destul de câteva modele se pot aplica la înfășurarea motorului DC., ceea ce duce la frânarea intensivă a motorului. Această caracteristică este de obicei necesară pe sistemele cu sarcina activa– ascensoare, transportoare înclinate, i.e. sisteme care se pot deplasa singure în absenţa unei frâne. Uneori, această funcție este necesară pentru a preporni un ventilator care se rotește în direcția opusă din cauza curentului de aer sau a acțiunii unui alt ventilator.

Apăsați pornirea. Este utilizat în mecanisme cu cuplu de pornire ridicat. Funcția constă în faptul că la începutul pornirii, motorul este furnizat motorului pentru o perioadă scurtă de timp (fracțiuni de secundă), iar mecanismul se defectează, după care are loc o accelerare suplimentară în Mod normal.

Economie de energieîn sarcina pompei și ventilatorului. Deoarece demarorul progresiv este un regulator de tensiune, la sarcină ușoară este posibilă reducerea tensiunii de alimentare fără a compromite funcționarea mecanismului.

Acest lucru oferă economii de energie, dar nu trebuie să uităm că tiristoarele în modul de limitare a tensiunii sunt o sarcină neliniară pentru rețea, cu toate consecințele care decurg.

Există și alte oportunități pe care producătorii le includ în produsele lor, dar volumul unui articol nu este suficient pentru a le enumera.

Metoda de selecție

Acum revenim la locul de unde am început - la alegerea unui anumit dispozitiv.

Multe dintre sfaturile date pentru selectarea unui convertor de frecvență se aplică și aici: selectați mai întâi seria care îndeplinește cerințele tehnice pentru funcționalitate, apoi selectați pe cele care acoperă domeniul de putere pentru un anumit proiect, iar din restul selectați seria dorită în funcție de alte criterii - producator, furnizor, serviciu, pret, dimensiuni etc.

Dacă trebuie să selectați un soft starter pentru o pompă sau un ventilator care pornește de cel mult două sau trei ori pe oră, atunci puteți selecta pur și simplu un model al cărui curent nominal este egal sau mai mare decât curentul nominal al motorului pornit. Acest caz acoperă aproximativ 80% din aplicații și nu necesită consultarea unui specialist. Dacă frecvența pornirilor pe oră depășește 10, atunci trebuie luate în considerare atât limitarea necesară a curentului, cât și întârzierea necesară la pornire. În acest caz, este foarte de dorit ajutorul unui furnizor care, de regulă, are un program de selectare a modelului dorit, sau cel puțin un algoritm de calcul. Date care vor fi necesare pentru calcul: curentul nominal al motorului, numărul de porniri pe oră, durata de pornire necesară, limitarea curentului necesară, durata de oprire necesară, temperatura ambiantă, manevrarea așteptată.

Dacă motorul pornește de mai mult de 30 de ori pe oră, atunci merită să luați în considerare utilizarea unui convertor de frecvență ca alternativă, deoarece chiar și alegerea unui model mai puternic de pornire ușoară poate să nu rezolve problema. Și prețul său va fi deja comparabil cu prețul convertorului, cu funcționalitate semnificativ mai mică și un impact grav asupra calității rețelei.

Conexiune

Pe lângă conexiunea evidentă a dispozitivului la rețea și motor, este necesar să se determine manevrarea.

În ciuda faptului că contactorul de bypass va comuta curentul nominal și nu curentul de pornire al motorului, este totuși de dorit să se utilizeze un model conceput pentru pornire directă - cel puțin pentru implementarea funcționării de urgență. Când vă conectați, acordați atenție Atentie speciala pentru fazare - dacă conectați din greșeală, de exemplu, faza A la intrarea softstarterului cu o altă fază la ieșire, atunci la prima pornire a contactorului de bypass va avea loc un scurtcircuit și dispozitivul va fi dezactivat.

Unele soft startere permit așa-numita conexiune cu șase fire, a cărei diagramă este prezentată în fig. 3. Această conexiune necesită mai multe cabluri, dar permite utilizarea soft starter-ului cu un motor care este mult mai mare decât soft starter-ul în sine.

La instalarea soft starter-ului, trebuie reținută încă o proprietate, ceea ce duce adesea la neînțelegeri (vezi pornirea grea „c”). La calcul mașină introductivă pentru un motor conectat direct la rețea, se ia în considerare curentul nominal al motorului, care curge mult timp, și curentul de pornire, care curge doar câteva secunde. Când utilizați demarorul soft, curentul de pornire este semnificativ mai mic, dar curge mult mai mult - până la un minut sau mai mult. Automatul nu poate „înțelege” acest lucru și crede că lansarea a fost finalizată cu mult timp în urmă, iar curentul care curge, care este de multe ori mai mare decât cel nominal, este o consecință a de urgență, și oprește sistemul. Pentru a evita acest lucru, fie instalați o mașină specială cu capacitatea de a seta un mod suplimentar pentru procesul de pornire ușoară, fie selectați o mașină cu un curent nominal corespunzător curentului de pornire atunci când utilizați demarorul ușor. În al doilea caz, această mașină nu va putea proteja motorul de suprasarcini, dar demarorul însuși îndeplinește această funcție, astfel încât protecția motorului să nu fie afectată.

Să rezumam. Dacă mecanismul, al cărui pornire vrei să-l faci mai fin, se încadrează în toate limitările enumerate în acest articol, iar posibilitățile oferite de modelele de soft starter disponibile ți se potrivesc, atunci alegerea ta este un soft starter. Economiile de costuri în comparație cu utilizarea unui convertor de frecvență (înlocuirea transformatorului de alimentare, creșterea puterii generatorului, înlocuirea cablului cu unul mai gros - alegeți-vă carcasa) vor fi remarcate. Dacă, dintr-un motiv oarecare, soft starter-ul nu este potrivit, fiți din nou atenți la convertoarele de frecvență, care, deși sunt mai scumpe, sunt mult mai funcționale.

Ruslan Khusainov, Ph.D., director tehnic al Santerno CJSC (Moscova)

Publicitate

acționare electrică 25.07.2017 Yaskawa Electric Corporation a anunțat crearea primului servomotor din lume cu un amplificator semiconductor cu nitrură de galiu integrat. Servomotorul Σ-7 F are jumătate din dimensiunea acționărilor convenționale, permițând soluții mai compacte și mai eficiente.

Această secțiune este dedicată fundamente teoretice reglarea frecvenței și principiile de funcționare ale softstarterului.

Cum funcționează convertorul de frecvență

Convertor de frecvență- un dispozitiv care vă permite să controlați viteza de rotație a motoarelor electrice prin modificarea frecvenței curentului electric.

Pentru a înțelege procesul de reglare a frecvenței, mai întâi trebuie să vă amintiți principiul de funcționare din cursul de inginerie electrică motor asincron.

Rotirea arborelui motorului se datorează camp magnetic generate de înfăşurările statorului. Frecvența sincronă de rotație a câmpului magnetic depinde de frecvența tensiunii de alimentare f și se exprimă prin următoarea relație:

unde p este numărul de perechi de poli ai câmpului magnetic.

Sub acțiunea sarcinii, viteza de rotație a rotorului motorului electric diferă oarecum de viteza de rotație a molului magnetic al statorului din cauza alunecării:

Prin urmare, frecvența de rotație a rotorului motorului electric este o dependență de frecvența tensiunii de alimentare:

Astfel, turația necesară a arborelui motorului np poate fi obținută prin modificarea frecvenței tensiunii de rețea f. Alunecarea nu crește odată cu modificarea vitezei de rotație și, în consecință, pierderile de putere în timpul procesului de reglare sunt nesemnificative.

Pentru funcționarea eficientă a acționării electrice și asigurarea valorilor maxime ale principalelor caracteristici ale motorului electric, este necesară modificarea tensiunii de alimentare împreună cu frecvența.

Funcția de schimbare a tensiunii, la rândul său, depinde de natura momentului de sarcină. Cu un cuplu de sarcină constant Mc = const, tensiunea de pe stator trebuie reglată proporțional cu frecvența:

Pentru cazurile în modul ventilator:

Când cuplul de sarcină este invers proporțional cu viteza:

Astfel, controlul fluid al frecvenței este asigurat prin reglarea simultană a frecvenței și tensiunii pe statorul motorului cu inducție.

Fig 1. Schema convertizorului de frecvență

Pe fig. 1. Este prezentată o diagramă bloc tipică a unui convertor de frecvență de joasă tensiune. În partea de jos a figurii pentru fiecare bloc sunt prezentate clar grafice ale tensiunilor și curenților de intrare și de ieșire.

Mai întâi, tensiunea de rețea (U BX) este alimentată la intrarea redresorului (1). În plus, un filtru condensator (2) este utilizat pentru a netezi tensiunea redresată (U REP). Atunci deja presiune constantă(U d) este alimentat la intrarea invertorului (3), unde curentul este convertit din DC înapoi în AC, formând astfel un semnal de ieșire cu tensiunea și frecvența necesare. Pentru a obține un semnal sinusoidal, se folosește un filtru de netezire (4)

Pentru o mai bună înțelegere a principiului de funcționare al invertorului, luați în considerare schema de circuit a convertizorului de frecvență din fig. 2

Orez. 2- schema circuitului convertor de frecvență de joasă tensiune

Practic, invertoarele folosesc metoda de modulare a lățimii impulsului (PWM). Principiul acestei metode este de a porni și dezactiva alternativ cheile generatorului, formând impulsuri de diferite durate (Fig. 3). Semnalul sinusoidal se obține datorită inductanței motorului sau utilizării unui filtru de netezire suplimentar.

Orez. 3. Ieșire convertizor de frecvență

Astfel, prin controlul procesului de pornire-oprire a comutatoarelor cu invertor, putem genera un semnal de ieșire cu frecvența dorită și, prin urmare, controlăm parametrii tehnologici ai mecanismului prin modificarea vitezei de antrenare.

Teoria și principiul de funcționare al soft starter-ului

Datorită particularităților proceselor tranzitorii care au loc în timpul pornirii motorului electric, curenții de înfășurare ating de 6-8 ori curentul nominal al motorului electric, iar cuplul pe arborele acestuia atinge 150-200% din valoare nominala. Ca urmare, acest lucru crește riscul de deteriorare a părții mecanice a motorului și duce, de asemenea, la o scădere a tensiunii de alimentare.

Pentru a rezolva aceste probleme în practică, demaroare soft pentru motoare electrice, oferind o creștere treptată a sarcinii curente.

Pe lângă reducerea sarcinilor curente, softstarterele vă permit să: .

• Reduceți încălzirea înfășurărilor motorului;
• Reduce căderile de tensiune în timpul pornirii;
• Asigurați frânarea și pornirea ulterioară a motorului la ora stabilită;
• Reduceți lovitura de aripă în conductele sub presiune atunci când lucrați ca parte a unei pompe;
• Reduce interferența electromagnetică;
• Asigurați o protecție completă a motorului electric în caz de defecțiune, supratensiune, blocaj etc.;
• Creșteți fiabilitatea și durabilitatea sistemului în ansamblu.

Principiul de funcționare al SCP

O diagramă tipică a unui soft starter este prezentată în fig. unu

Orez. 1. Diagrama tipică a unui soft starter

Prin modificarea unghiului de deschidere al tiristoarelor, tensiunea de ieșire a demarorului progresiv este reglată. Cu cât unghiul de deschidere al tiristorului este mai mare, cu atât valoarea tensiunii de ieșire care alimentează motorul electric este mai mare.

Orez. 2. Formarea tensiunii de ieșire a softstarterului

Având în vedere că mărimea cuplului unui motor cu inducție este proporțională cu pătratul tensiunii, o scădere a tensiunii reduce mărimea cuplului arborelui motorului. Prin această metodă, curenții de pornire ai motorului electric sunt reduse la o valoare de 2 ... 4 I NOM, în timp ce timpul de accelerație este ușor crescut. O modificare vizuală a caracteristicilor mecanice ale unui motor electric asincron cu o scădere a tensiunii este prezentată în fig. 3

Fig 3. Caracteristicile mecanice ale motorului

Scăderea sarcinii curente în timpul pornirii uşoare a motorului electric este prezentată clar în fig. patru.

Orez. 4. Este prezentată diagrama de pornire ușoară a motorului cu inducție

Pe fig. 1. Este prezentat un circuit obișnuit al demarorului progresiv, cu toate acestea, este de remarcat faptul că circuitul real al demarorului progresiv va depinde în primul rând de condițiile sale de funcționare. De exemplu, o unealtă de uz casnic și un motor de antrenare a unui concasor industrial necesită demaroare soft diferite. Cei mai importanți parametri, care determină modurile de funcționare ale softstarterelor, sunt ora de pornire și supracurent maxim.

În funcție de acești parametri, se disting următoarele moduri de funcționare a demaroarelor soft:

• Normal: pornire 10-20 secunde, curent la pornire nu mai mult de 3,5 I nom.
• Greu: pornire aproximativ 30 secunde, curentul la pornire nu depășește 4,5 I nom
• Super grea: Timp de accelerare nelimitat, sisteme cu inerție mare, curent de pornire în intervalul 5,5…8 I nom

Starterele soft pot fi împărțite în următoarele grupuri principale:

1. Regulatoare de cuplu de pornire
Acest tip de dispozitiv controlează doar o fază motor trifazat. Controlul monofazat face posibilă reducerea cuplului de pornire al motorului motorului, dar, în același timp, scăderea curentului de pornire este nesemnificativă. Dispozitivele de acest tip nu pot fi utilizate pentru a reduce sarcinile curente în timpul perioadei de pornire, precum și pentru a porni sarcini cu inerție mare. Cu toate acestea, au găsit aplicație în sistemele cu motoare asincrone monofazate.

2. Regulatoare de tensiune în buclă deschisă
Acest tip de dispozitiv funcționează după următorul principiu: utilizatorul setează valoarea tensiunii inițiale și timpul de creștere a acesteia la valoarea nominală și invers. Regulatoarele de tensiune fără feedback pot controla atât două, cât și trei faze ale motorului electric. Astfel de regulatoare asigură o reducere a curentului de pornire prin reducerea tensiunii în timpul procesului de pornire.

3. Regulatoare de tensiune cu părere
Acest tip de soft starter este un model mai avansat al dispozitivelor descrise mai sus. Prezența feedback-ului pe vă permite să controlați procesul de creștere a tensiunii, realizând modul optim de pornire a motorului electric. Datele despre sarcina curentă vă permit, de asemenea, să organizați o protecție cuprinzătoare a motorului electric împotriva suprasarcinii, dezechilibrului de fază etc.

4. Regulatoare de curent cu feedback
Controlerele de curent în buclă închisă sunt cele mai avansate soft startere. Principiul de funcționare se bazează pe reglarea directă a curentului și nu a tensiunii. Acest lucru vă permite să obțineți cel mai precis control al pornirii motorului electric și, de asemenea, facilitează setarea și programarea soft starter-ului.

Cine vrea să se încordeze, să-și cheltuie banii și timpul pe reechiparea dispozitivelor și mecanismelor care funcționează deja perfect? După cum arată practica - multe. Deși nu toată lumea întâlnește în viață echipamente industriale echipate cu motoare electrice puternice, ei întâlnesc constant, deși nu atât de vorace și puternice, motoare electrice în viața de zi cu zi. Ei bine, toată lumea a folosit liftul, cu siguranță.

Faptul este că practic orice motoare electrică, în momentul pornirii sau opririi rotorului, suferă sarcini uriașe. Cu cât este mai puternic motorul și echipamentul pe care îl conduce, cu atât costul de funcționare al acestuia este mai mare.

Probabil, cea mai semnificativă sarcină care cade asupra motorului în momentul pornirii este un exces multiplu, deși pe termen scurt, a curentului nominal de funcționare al unității. După câteva secunde de funcționare, când electromotorul își atinge turația nominală, și curentul consumat de acesta va reveni la niveluri normale. Pentru a asigura alimentarea cu energie necesară trebuie să mărească capacitatea echipamentelor electrice și a liniilor conductoare ceea ce le face să crească prețurile.

La pornirea unui motor electric puternic, din cauza consumului său mare, are loc o „scădere” a tensiunii de alimentare, care poate duce la defecțiuni sau defecțiuni ale echipamentelor alimentate cu acesta de pe aceeași linie. În plus, durata de viață a echipamentelor de alimentare este redusă.

În cazul unor situații de urgență care au cauzat arderea motorului sau supraîncălzirea severă a acestuia, proprietățile oțelului de transformator se pot modifica atât de mult încât după reparație motorul va pierde până la treizeci la sută din putere. În astfel de circumstanțe, nu mai este potrivit pentru operațiuni ulterioare și necesită înlocuire, ceea ce nu este, de asemenea, ieftin.

Pentru ce este o pornire soft?

S-ar părea că totul este corect, iar echipamentul este conceput pentru asta. Dar există întotdeauna un „dar”. În cazul nostru, există mai multe:

• în momentul pornirii motorului electric, curentul de alimentare îl poate depăși pe cel nominal de patru ori și jumătate până la cinci ori, ceea ce duce la încălzirea semnificativă a înfășurărilor, iar acest lucru nu este foarte bun;
• pornirea motorului prin conexiune directă duce la smucituri, care afectează în primul rând densitatea acelorași înfășurări, crescând frecarea conductoarelor în timpul funcționării, accelerează distrugerea izolației acestora și, în timp, poate duce la un scurtcircuit între tururi;
• smuciturile și vibrațiile menționate mai sus sunt transmise întregii unități antrenate. Nu este deloc sănătos, pentru că poate cauza deteriorarea pieselor sale mobile: sisteme angrenaje, curele de transmisie, benzi transportoare sau pur și simplu imaginați-vă că mergeți într-un lift tremurător. In cazul pompelor si ventilatoarelor, acesta este riscul de deformare si distrugere a turbinelor si paletelor;
• nu uitați de produsele care pot fi pe linia de producție. Ele pot cădea, se năruiesc sau se pot rupe din cauza unei astfel de smucituri;
• Ei bine, și probabil ultimul dintre punctele care merită atenție este costul de funcționare a unor astfel de echipamente. Vorbim nu numai despre reparații costisitoare asociate cu sarcini critice frecvente, ci și despre o cantitate tangibilă de energie electrică consumată ineficient.

S-ar părea că toate dificultățile operaționale de mai sus sunt inerente doar într-un puternic și greoi echipament industrial, Cu toate acestea, nu este. Toate acestea pot deveni o durere de cap pentru orice profan obișnuit. În primul rând, acest lucru se aplică uneltelor electrice.

Specificul utilizării unor astfel de unități precum ferăstraie electrice, burghie, polizoare și altele asemenea implică mai multe cicluri de pornire și oprire într-o perioadă relativ scurtă de timp. Acest mod de funcționare, în aceeași măsură, le afectează durabilitatea și consumul de energie, precum și omologii lor industriali. Cu toate acestea, nu trebuie uitat că sistemele pornire ușoară incapabil să controleze turația motorului sau inversează direcția lor. De asemenea, este imposibil să creșteți cuplul de pornire sau să reduceți curentul sub ceea ce este necesar pentru a porni rotația rotorului motorului.

Opțiuni pentru sisteme de pornire uşoară pentru motoare electrice

Sistem stea-delta

Unul dintre cele mai utilizate sisteme de pornire industrială motoare cu inducție. Principalul său avantaj este simplitatea. Motorul pornește atunci când înfășurările sistemului stea sunt comutate, după care, atunci când viteza nominală este setată, trece automat la comutarea delta. Genul acesta de început vă permite să obțineți un curent cu aproape o treime mai mic decât cu pornirea directă a motorului electric.

Cu toate acestea, această metodă nu este potrivită pentru mecanisme cu o mică inerție de rotație. Acestea includ, de exemplu, ventilatoare și pompe mici datorită dimensiunii și greutății mici a turbinelor lor. În momentul trecerii de la configurația „stea” la configurația „delta”, acestea vor reduce brusc viteza sau se vor opri cu totul. Ca urmare, după comutare, motorul electric repornește în esență. Adică, în cele din urmă, nu numai că vei realiza economii la resursa motorului, dar, cel mai probabil, vei obține o depășire de energie electrică.

Pornitor soft motor electronic

Pornirea soft a motorului poate fi efectuată folosind triac-urile incluse în circuitul de control. Există trei scheme pentru o astfel de includere: monofazată, bifazată și trifazată. Fiecare dintre ele diferă în funcție de funcționalitate și, respectiv, costul final.

Aceste scheme de obicei este posibilă reducerea curentului de pornire până la două sau trei nominale. În plus, este posibil să se reducă încălzirea semnificativă inerentă sistemului stea-triunghi menționat mai sus, ceea ce contribuie la creșterea duratei de viață a motoarelor electrice. Datorită faptului că pornirea motorului este controlată prin reducerea tensiunii, accelerarea rotorului se realizează fără probleme și nu brusc, ca în alte scheme.

În general, mai multe sarcini cheie sunt atribuite sistemelor de pornire uşoară a motorului:

• cel principal - scăderea curentului de pornire la trei sau patru nominale;
• reducerea tensiunii de alimentare a motorului, în prezența capacităților și cablajului corespunzătoare;
• îmbunătățirea parametrilor de pornire și frânare;
• protecția de urgență a rețelei împotriva supraîncărcărilor curente.

Circuit de pornire monofazat

Această schemă este concepută pentru a porni motoare electrice cu o putere de cel mult unsprezece kilowați. Această opțiune este utilizată dacă este necesar să se diminueze impactul la pornire, iar frânarea, pornirea ușoară și scăderea curentului de pornire nu contează. În primul rând, din cauza imposibilității organizării acestuia din urmă într-o astfel de schemă. Dar din cauza producției mai ieftine de semiconductori, inclusiv triaci, aceștia sunt întrerupti și rar întâlniți;

Circuit de pornire bifazat

O astfel de schemă este concepută pentru a regla și a porni motoarele cu o putere de până la două sute cincizeci de wați. Astfel de sisteme de pornire ușoară echipat uneori cu un contactor de bypass pentru a reduce costul dispozitivului, cu toate acestea, acest lucru nu rezolvă problema alimentării cu energie asimetrică a fazelor, care poate duce la supraîncălzire;

Circuit de pornire trifazat

Acest circuit este cel mai fiabil și versatil sistem de pornire ușoară pentru motoarele electrice. Puterea maximă a motoarelor controlate de un astfel de dispozitiv este limitată exclusiv de rezistența maximă termică și electrică a triacurilor utilizate. A lui versatilitatea vă permite să implementați o mulțime de funcții precum: frana dinamica, flyback sau camp magnetic si echilibrare limitatoare de curent.

Un element important al ultimului dintre circuitele menționate este contactorul de bypass, care a fost menționat mai devreme. El permite asigurarea regimului termic corect al sistemului de pornire soft al motorului electric, după ce motorul a atins turația normală de funcționare, prevenind supraîncălzirea acestuia.

Demaroarele soft ale motoarelor electrice care există astăzi, pe lângă proprietățile de mai sus, sunt proiectate pentru funcționarea lor în comun cu diverse controlere și sisteme de automatizare. Au capacitatea de a porni la comanda operatorului sau a sistemului de control global. În astfel de circumstanțe, în momentul pornirii sarcinilor, pot apărea interferențe care pot duce la defecțiuni ale automatizării și, prin urmare, merită să aveți grijă de sistemele de protecție. Utilizarea circuitelor de pornire ușoară poate reduce semnificativ impactul acestora.