Устройства плавного пуска для асинхронных двигателей схемы

Как выбрать устройство плавного пуска для электродвигателя

Устройства плавного пуска электродвигателей позволяют отнюдь не только снизить пусковой ток в момент старта. Они также способны обеспечивать контроль перегрузок, тем самым продлевая срок службы оборудования, и управлять его остановкой с максимальным быстродействием, что тоже немаловажно.

В первую очередь, при выборе устройства плавного пуска, следует обращать внимание на максимальный ток электродвигателя при наибольшей нагрузке, максимальное число пусков в течение часа, и на значение напряжения питания.

Грубо режимы работы устройств плавного пуска, по значению пускового тока, можно разделить на следующие три:

Легкий. Величина пускового тока не превышает трехкратного значения номинала, и время пуска не превышает 20 секунд. В легким режиме можно осуществлять пуск: винтовых и центробежных компрессоров, центробежных вентиляторов, насосов, приводов конвейеров, различных сверлильных и токарных станков.

Тяжелый. Пусковой ток достигает 4,5 значений номинала. Это касается устройств со значительным моментом инерции, пуск которых продолжается до 30 секунд. Это компрессоры под нагрузкой, роторные дробилки, вертикальные конвейеры, лебедки, пилорамы, прессы, цементные насосы и т.п.

Особо тяжелый. В этом режиме пусковой ток более чем в 6 раз может превышать номинал, при этом разгон может занимать весьма продолжительное время. Сюда относятся: шнековые дробилки, поршневые насосы, различные центрифуги, шаровые мельницы, ленточные пилы, вентиляторы высокого давления под нагрузкой, сепараторы для жидкостей и т.п.

Далее рассмотрим всевозможные характеристики устройств плавного пуска, их функции, на наличие или отсутствие которых следует обратить внимание при выборе той или иной модели для решения конкретной, заранее известной задачи.

Немаловажной характеристикой устройства плавного пуска является его способность контролировать ток. В простых устройствах напряжение постепенно повышается, пока не будет достигнуто его номинальное значение, и этого обычно достаточно для легких пусковых режимов. Однако в некоторых случаях важно ограничить непосредственно мощность, что особенно актуально при использовании маломощных генераторов или слабых линий, где есть риск аварии даже от кратковременного превышения критической мощности.

Следующим критерием выбора можно назвать функцию шунтирования, то есть отключение пускового блока от силовой цепи посредством срабатывания контактора, чтобы по завершении стадии пуска рабочий ток тек не через устройство, а напрямую к нагрузке, дабы не перегревать симисторы пускового устройства. Это актуально для мощных нагрузок. Иногда функция контактора встроена, иногда – требуется внешний контактор, срабатывающий от подающегося на него сигнала.

Типовая схема подключения устройства плавного пуска для одного направления вращения с сетевым и байпасным контакторами приведена на рис унке . Устройство выполнено на базе тиристорного регулятора напряжения.

Схема подключения устройства плавного пуска для одного направления вращения двигателя

По количеству фаз регулирования устройства плавного пуска бывают трехфазными и двухфазными. Двухфазные меньше по габаритам и дешевле, они подходят для легких режимов. Однако для частых пусков лучше и надежней применять непосредственно трехфазные, обеспечивающие полную симметрию режимов работы всех трех фаз.

По способу управления пусковые устройства делятся на аналоговые и цифровые.

Цифровые имеют более гибкое управление и легко предоставляют множество дополнительных защитных функций, в то время как аналоговые ограничены по функционалу, управляются потенциометрами, а внешние системы управления требуют подключения дополнительных узлов.

Электронная защита от перегрузки – немаловажная составляющая любого устройства плавного пуска. В дополнение может быть включена защита по превышению времени пуска, защита от перекоса фаз, изменения чередования фаз, от пониженного тока, от снижения частоты сети и т.д. В некоторых моделях доступно подключение встроенного в обмотку двигателя термистора. Важно при этом не пренебрегать вводными автоматами чтобы защитить устройство в случае короткого замыкания.

Встречаются модели с возможностью пуска двигателя на пониженной скорости за счет псевдочастотного регулирования, когда несколько пониженных скоростей заранее заданы в устройстве и не могут корректироваться. Работа в этих режимах ограничена по времени и функция служит лишь для отладки оборудования перед началом эксплуатации.

Многие модели имеют функцию торможения, когда на обмотку двигателя подается постоянное напряжение (динамическое торможение). Это необходимо для систем с активной нагрузкой, как то: наклонные транспортеры или подъемники, где при отсутствии тормоза движение системы продолжится, что часто не является желательным.

Для некоторых механизмов полезен толчковый пуск, это функция кратковременной подачи полного сетевого напряжения для сталкивания механизма с места, чтобы дальше можно было вести плавный разгон. Эта дополнительная функция встречается в некоторых моделях устройств плавного пуска.

Для насосно-вентиляторного оборудования бывает полезной функция снижения напряжения питания при малой нагрузке, причем это не нанесет ущерба нормальной работе механизма.

Таким образом, подход к выбору устройства плавного пуска может быть основан на сопоставлении конкретных требований с представленными выше критериями. Нередко поставщики предоставляют программу выбора устройства по примерным расчетным алгоритмам, что также облегчает выбор. Главными показателями, тем не менее, являются: количество пусков в час, длительность пуска, номинальный ток, требуемое ограничение тока, длительность остановки, возможность шунтирования, температура и другие условия окружающей рабочей среды.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Устройства плавного пуска асинхронных электродвигателей типа ШПУ

• Устраняются броски тока, достигающие 10-кратного значения Iн, при прямом пуске асинхронного электродвигателя;
• Устраняются гидроудары в трубопроводах, разрывы ременных передач в редукторах;
• Простая и удобная встраиваемость электропривода в существующие и внедряемые системы автоматизированного управления;
• Защита электродвигателя в аварийных режимах работы;
• Возможность работы с несколькими двигателями (как параллельное так и последовательное включение).
• Возможность быстрого торможения двигателя постоянным током.

Назначение

Устройства плавного пуска и защиты асинхронных электродвигателей серии ШПУ предназначены для управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором от 4 до 660 кВт. Обеспечивают плавный пуск при помощи увеличения напряжения. Ограничивают максимальное значение пускового тока, защищают электродвигатель в режимах работы, отличных от номинального.

Устройства ШПУ выполнены в шкафном исполнении и укомплектованы автоматическим выключателем, устройством плавного пуска в блочном исполнении, контактором для шунтирования блочного плавного пуска для работы электродвигателя напрямую с сетью.

Питание устройства осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380, 660 В. Номинальные токи станций управления от 10 до 630 А.

Цепи управления питаются от однофазной сети переменного тока 220В. Колебание напряжения питающей сети в пределах от +10% до −15%.

Краткие характеристики

• плавное пуск и останов двигателя за время 2 — 60 с.,
• ограничение максимального тока пуска на уровне 2. 4,5 Iн,
• Уставка начального напряжения 0. 90% от Uн
• работа с электродвигателями 0,5. 1,0 номинальной мощности устройства,
• шунтирование силовых тиристоров после окончания пуска встроенными контактами
• прямой пуск электродвигателя при неисправности блока плавного пуска,
• местное (с двери шкафа) и дистанционное (с пульта) управление
• управление из АСУ верхнего уровня каналу RS-485 c протоколом MODBUS, ProfiBus, DeviceNet (по заказу).
• Степень защиты от внешних воздействий: IP54, IP31;
• Встроенное программируемое реле;
• Встроенное реле «конец разгона»;
• Встроенное реле «Работа»;
• Рабочий диапазон температур от −40 до +40ОС;
• Число регулируемых фаз — 2 или 3;
• Рабочее положение — вертикальное, допустимые отклонения — не более 10° в любую сторону

Защиты

• от неисправности силовых тиристоров;
• от затяжки пуска;
• максимально-токовая от коротких замыканий;
• от перегрузки двигателя;
• от обрыва фазы двигателя,
• несимметрии фаз питания;
• неправильного чередования фаз двигателя;
• от перенапряжений со стороны сети и коммутационных перенапряжений на тиристорах;
• от неправильной частоты сети;
• от ошибки связи;
• от перегрузки встроенных шунтирующих контактов.

Дополнительно

• Гарантийный срок службы 2 года.
• Применение
• Системы вентиляции, насосные станции, дробилки, мельницы, конвейеры и др.

SSI-30/60-04

• Описание
• Оплата и доставка
• Дополнительно

Устройства плавного пуска серии SSI – защита любых асинхронных двигателей в различных применениях.

Устройства плавного пуска серии SSI предназначены для плавного запуска асинхронных короткозамкнутых электродвигателей путем постепенного повышения напряжения на статоре двигателя.

Устройства плавного пуска серии SSI снабжены силовыми тиристорными модулями в каждой фазе, включенными по встречно — параллельной схеме, что обеспечивает управление всеми тремя фазами на протяжении полного периода пуска и останова двигателя.

Устройства плавного пуска INSTART применяются в различных областях промышленности, везде, где необходим контролируемый пуск и останов двигателя. Данные устройства могут использоваться как в легких, так и в тяжелых условиях пуска

Серия SSI

Стандартная серия общего применения со внешнем обводным контактором (не входит в комплект поставки)

Диапазон мощности:

• 5.5 — 600 кВт

УПП серии SSI предпочтительнее в случаях:

1. Если УПП подключается к электродвигателю, который был установлен ранее и до это запускался прямым пуском. В этом случае задействуется имеющийся контактор.
2. Если необходимо реализовать возможность как плавного пуска электродвигателя (с использованием УПП), так и прямого пуска двигателя, через контактор.
3. Если необходимо реализовать плавного пуска электродвигателя мощность более 75 кВт.

Серия SBI

Стандартная серия общего применения со встроенным обводным контактором

Диапазон мощности:

• 7.5 — 75 кВт

УПП серии SBI предпочтительнее в случаях:

1. Если серия производится первичное подключение электродвигателя с нуля. В этом случае наличие встроенного обводного контактора максимально упросит процесс подключения.
2. Если габариты являются критически важным параметром. Использование УПП со встроенным обводным контактором позволяет минимизировать требуемые габаритные размеры.

Система обозначения

Схема подключения устройств плавного пуска

Масса-габаритные характеристики устройств плавного пуска



Масса-габаритные характеристики устройств плавного пуска могут отличаться в зависимости от партии выпуска.

РАБОТА 8 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВА ПЛАВНОГО ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Антон Стахович 4 лет назад Просмотров:

1 РАБОТА 8 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВА ПЛАВНОГО ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Цель работы 1. Исследование регулировочных свойств системы «Устройство плавного пуска асинхронный двигатель» (УПП АД). 2. Изучение электромеханических переходных режимов пуска двигателя с устройством плавного пуска. Приобретение навыков обработки и анализа осциллограмм. 1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1.1. По данным двигателя M1 (см. Приложение П3) рассчитать ток статора, обеспечивающий заданный пусковой момент АД (для своего варианта см. Приложение П4) Ознакомиться с электрооборудованием лабораторной установки. Изучить описание стенда (см. гл.2, п , 2.2.2). Изучить принцип работы и конструкцию устройства плавного пуска Altistart 48 асинхронного электропривода (см. Приложение П9) Собрать схему лабораторной установки (рисунок 4.8 ). Включением контактора КМ1 подать напряжение на входные цепи преобразователя Altistart 48. Не нажимая кнопку «ПУСК», изучить панель управления УПП, научиться программировать значение тока статора и редактировать параметры Запрограммировать минимальные значения для преобразователя номинального тока (In = 6,8A) и тока ограничения (ILt =150%). Включением кнопки «ПУСК» УПП запустить двигатель на холостом ходу. 1.5 Снять и построить регулировочные характеристики системы U С, I С, Р С, U 1, I 1, Р 1, M, I 2 = f (ω) с рассчитанным током ограничения и током ограничения 170, 190, 210, 230% (по указанию преподавателя). 1.6 Снять переходные процессы пуска и торможения двигателя I С, U 1, I 2, ω = f (t): на холостом ходу; со статическим моментом на валу М С = М ЗАД / Оформить отчет по проделанной работе. 2. ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ 2.1 Описание лабораторной установки Схема установки приведена на рисунке На входные силовые клеммы А3, В3, С3 преобразователя подаѐтся напряжение сети 50 Гц 380 В через автоматический выключатель QF1 (рисунок 4.8) и измерительный комплект DM24 «Измеритель мощности». Комплект DM24 включается в работу тумблером «Сеть» на модуле А2. 1

380 В QF1 Измеритель мощности КМ1 А3 В3 С3 Altistart4 8 A3 B3 C3 DA1 DA2 DV1 DV2 DA3 DV3 МП СИФУ КМ3 +24 В RUN STOP U V W I 1 V A W К50 ХS3 ДТ1 ХS1 ХS4 Х4 Х5 Х6 С1 С2 С3 ДН М1 НУ ХS2 С4 С5 С6 Х7 Х8 Х9 Р1 Р2 Р3 Х10 Х11 Х12 А1 А2 А3 А4 АЦП А1 11 ЭВМ ХS5 ХS6 ДТ2 К50 V A W Рисунок 4.8 Система Устройство плавного пуска АД 2

3 К выходным клеммам U, V, W преобразователя через измерительный комплект К50 подключены статорные обмотки X4-Х7, X5-X8, X6-X9 трехфазного асинхронного двигателя АД (рисунок 4.8). В цепь одной из фаз включается датчик тока статора ДТ1. Концы статорных обмоток собраны в звезду (клеммы Х7, X8, X9 закорочены). На выходное линейное напряжение преобразователя подключается датчик напряжения ДН. В цепь ротора для измерения тока ротора введен датчик тока ДТ2. Выходные зажимы обмотки ротора (Х10, X11, X12) закорочены с датчиком тока Нагрузка на валу двигателя М1 обеспечивается нагрузочным устройством (см п ) Подключение схемы электропривода к источникам силового напряжения производится в следующей последовательности: включением автомата QF (на схеме не показан) стенд подключается к сети лаборатории; автоматом QF1 модуля А1 подается питание на цепи стенда; нагрузочное устройство включается контактором КМ2 (модуль А6); устройства плавного пуска Altistart 48 подключается на сетевое напряжение контактором КМ1 (модуль А3). Отключение силовых цепей производится в обратной последовательности. 2.2 Настройка системы электропривода Собрать схему лабораторной установки (см. рисунок 4.8 ) Напряжение на стенд подается включением автомата QF на боковой стенке стенда (на рисунке 4.8 не показан). На боковой стенке стенда включаются сигнальные лампы нахождения стенда под напряжением Автоматом QF1 на модуле А1 подается питание на силовые цепи стенда. Включаются сигнальные лампы на модуле А1. Подается напряжение на цепи собственных нужд: питание операционных усилителей, задающих потенциометров и цифровых измерительных приборов Подготовить к работе УПП. Включением контактора КМ1 подать напряжение на входные цепи преобразователя Altistart 48. Не нажимая кнопку «ПУСК» УПП, изучить панель управления УПП, научиться программировать значение тока статора и редактировать параметры Запрограммировать минимальные значения для преобразователя номинального тока (In = 6,8A) и тока ограничения (ILt =150%) Включением кнопки «ПУСК» УПП запустить двигатель, контролируя по приборам в процессе пуска изменение напряжения на статоре, тока статора, скорости двигателя и тока ротора. Убедиться, поддерживается ли ток статора на заданном уровне до выхода двигателя на естественную характеристику. 2.3 Исследование регулировочных характеристик УПП Подготовить к работе нагрузочное устройство НУ в режиме поддержания скорости. Установить нулевое задание скорости и включить НУ в работу. 3

4 2.3.2 В настроенной системе электропривода (см. п ) выставить потенциометром RP1 НУ скорость нагрузочной машины ω 30 рад/с. Включить в работу УПП нажатием клавиши «Пуск» на панели УПП и замерить параметры системы: напряжение, ток, активная мощность из сети U С, I С, Р С = f (ω); напряжение, ток, активная мощность на статоре двигателя U 1, I 1, Р 1 = f (ω); момент на валу двигателя M = f (ω); ток ротора I 2 = f (ω) Плавно увеличить скорость нагрузочной машины и повторить п при другом значении скорости. Следует зафиксировать скорость выхода двигателя на естественную характеристику, когда включится байпассный контактор КМ3 и загорится индикатор КМ3 на панели УПП. Снять несколько точек естественной характеристики Остановить двигатель. На УПП изменить уставку тока ограничения по результатам предварительного расчета и повторить п Снять характеристики с током ограничения 170, 190, 210, 230% (по указанию преподавателя) Построить регулировочные характеристики п при одном значении тока ограничения. При этом же значении рассчитать и построить энергетические характеристики η = f (ω), cos φ 2 = f (ω) При разных значениях тока ограничения построить на одном графике зависимости I 1, М = f(ω) и оценить точность поддержания тока. 2.4 Исследование переходных процессов в системе УПП АД Целью изучения переходных процессов при плавном (мягком) пуске асинхронного двигателя (при поддержании постоянства тока статора) является анализ изменения момента и скорости во времени Снятие переходных характеристик тока статора и момента двигателя в переходных процессах выполняют одним из возможных приборов: а с помощью измерителя — регистратора напряжений АИР; б с помощью компьютера стенда при наличии необходимого программного обеспечения с последующей распечаткой и обработкой результатов; в при отсутствии указанных устройств непосредственно с экрана осциллографа на кальку Наблюдение за кривыми переходных режимов производится с экрана осциллографа, входные измерительные цепи которого подключают к гнездам датчиков величин (напряжения статора, тока статора, скорости и тока ротора), необходимых для контроля и анализа. Переходная характеристика момента может быть получена по огибающей максимальных значений тока ротора При одновременном снятии переходных характеристик напряжения статора, тока статора, скорости и момента (тока ротора) с помощью ЭВМ используется модуль А11 «Аналоговый ввод-вывод» (см. рисунок 4.8). На мнемосхеме модуля изображены четырехканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с вход- 4

5 ными клеммами А1 А4, ЭВМ, двухканальный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) с выходными клеммами А5 А6, разъем для подключения компьютера СОМ 1. На модуле также имеются четыре независимых блока клемм с одинаковым потенциалом. Входные измерительные клеммы А1 А4 подключают к гнездам датчиков величин Переходные характеристики снимаются в программе LGraph (см. Приложение LGraph). В разделе «Регистратор» устанавливается время сбора информации. Одновременно нажимается «Старт» и кнопкой «Пуск» на панели УПП запускается двигатель. ЭВМ регистрирует переходный процесс. Останавливаем двигатель, характеристики можно изучать и сохранять в разделе «Гляделка» программы LGraph. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА 1. Привести принципиальную схему лабораторной установки, силовые цепи выделить жирными линиями. 2. Представить предварительные расчеты 3. Привести таблицы результатов экспериментов, расчетные формулы. 2.3 Представить характеристики рассмотренных систем на одном рисунке, указать значения максимальной и минимальных токов. 5. Привести графики зависимостей, указанных при описании экспериментов. Для анализа особенностей систем и их основных показателей необходимо одноименные зависимости систем размещать на одном рисунке, однако число кривых должно быть не более шести. 6. В выводах по работе оценить основные показатели регулирования тока статора и скорости, указать способы улучшения этих показателей. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Каковы предельные значения момента, токов статора и ротора, скорости двигателя лабораторной установки? 2. Почему пуск двигателя при питании от преобразователя Altistart 48 получается плавным? 3. Какой параметр двигателя поддерживается постоянным для обеспечения мягкого пуска? 4. Для каких механизмов применение мягкого пуска неоправданно? 5. Как изменяется в процессе пуска напряжение на статоре двигателя? 6. Как изменяется в процессе пуска ток статора двигателя? 7. Как изменяются в процессе пуска момент двигателя? 8. Как изменяется в процессе пуска скорость двигателя? 9. Как связаны между собой момент двигателя и напряжение на статоре? 10. Как связаны между собой момент двигателя и ток статора? 11. Как осуществить реверс двигателя при работе от УПП? 12. Укажите достоинства системы УПП АД по сравнению с прямым пуском? 13. Как осуществляется торможение двигателя в системе УПП АД? 5

6 14. Как влияет величина статического момента на процесс пуска системы УПП АД? 15. Снижаются ли потери энергии при плавном пуске на холостом ходу по сравнению с прямым пуском? 6

а также рассчитать и построить энергетические характеристики η, cosφ = f (МС).

Цель работы 3.2 Работа 5 Статические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором Изучение режимов работы двигателя (двигательного, рекуперации, противовключения, динамического торможения), экспериментальное