Электродвигатели активно используются в различных технологических процессах и местах, на предприятиях, в более привычных нам приборах и оборудовании. Устройство плавного пуска — это электротехническое оборудование, предназначенное для снижения пусковых токов и обеспечения плавного разгона двигателей.
Понимание принципа работы УПП для электродвигателя помогает правильно эксплуатировать оборудование, не сокращая его срок службы. Многие пользователи задаются вопросом: как подключить плавный пуск без привлечения мастера — в статье мы осветим эту тему.
Оборудование особенно востребовано для асинхронных моторов, где пусковые токи могут превышать номинальные значения в 5-7 раз. Знание принципа работы устройства плавного пуска позволяет защитить механические передачи от ударных нагрузок. Применяется в насосных установках, вентиляционных системах, конвейерных линиях и других механизмах, где требуется постепенное наращивание оборотов.
Способы запуска электродвигателя
Традиционные методы включают прямое подключение к сети, использование пусковых резисторов или переключение «звезда-треугольник».
Прямой пуск. Характеризуется резким броском тока, что создает значительную нагрузку на питающую сеть и механические части привода.
Метод переключения «звезда-треугольник». Снижает пусковые токи, но все равно создает механические удары в момент переключения.
Пусковые резисторы, автотрансформаторы. Обеспечивают более мягкий запуск, но имеют крупные габариты, а также сложную схему управления.
Каждый из этих подходов обладает определенными ограничениями по точности контроля параметров и гибкости настройки. Современные электронные УПП предлагают более совершенный способ запуска двигателя. Они обеспечивают точный контроль напряжения на всех этапах разгона.
Принцип работы
Принцип работы УПП базируется на управлении напряжением, подаваемым на клеммы электродвигателя. Основным силовым элементом устройства служат симисторы или встречно-параллельно включенные тиристоры — полупроводниковые ключи открываются не на весь полупериод сетевого напряжения сразу, а с определенной задержкой. Угол открытия тиристоров регулируется схемой управления.
В начальный момент пуска напряжение на двигателе невелико, что ограничивает ток и момент. Постепенно, в течение заданного временного интервала, схема управления увеличивает напряжение, подаваемое на мотор, пока оно не достигнет полного сетевого значения. Этот процесс обеспечивает разгон двигателя без рывков.
Как работает устройство плавного пуска в базовом варианте: только контроль напряжения. Более продвинутые модели могут регулировать и ток, обеспечивая еще более точную настройку параметров пуска.
Как работает плавный пуск электродвигателя
Для обеспечения безопасного запуска электродвигателя применяют два основных метода.
Первый метод предполагает ограничение тока в обмотке ротора. Конструктивно это реализуется через использование трёх катушек, соединённых по типу «звезда». Их свободные концы выводятся на контактные кольца, зафиксированные на хвостовике вала. К коллектору подключается реостат, сопротивление которого в начальный момент запуска установлено на максимум. Постепенное уменьшение сопротивления приводит к росту тока в роторе и плавному увеличению оборотов двигателя. Подобные машины известны как двигатели с фазным ротором. Они нашли применение в крановых установках, а также используются в качестве тяговых электромоторов в троллейбусах, трамваях.
Второй метод направлен на снижение напряжения и тока, подаваемых на статор. Это может быть достигнуто двумя путями: с помощью автотрансформатора или реостата, либо посредством ключевых схем, построенных на тиристорах или симисторах. Именно ключевые схемы формируют основу электротехнических аппаратов, известных как УПП или софтстартеры. Стоит отметить, что частотные преобразователи также обеспечивают запуск электродвигателя, однако их работа направлена в первую очередь на сглаживание резкого нарастания крутящего момента, без активного ограничения пускового тока.
Виды
Классификация по числу регулируемых фаз
Двухфазные — осуществляют регулирование двух силовых линий из трех. Экономичный выбор, однако имеют ограниченный диапазон регулировочных возможностей.
Трехфазные — обеспечивают полный контроль над всеми фазами электродвигателя, что гарантирует прецизионное управление параметрами запуска, расширенный набор защитных функций.
Варианты исполнения по схеме обхода (байпаса)
Со встроенным контактором байпаса — автоматически переводят двигатель на прямое сетевое питание после завершения процесса разгона. Таким образом минимизируются энергетические потери и снижается тепловая нагрузка на силовые элементы.
Модели без функции обхода — сохраняют питание через тиристорные ключи на всех этапах работы, что обеспечивает непрерывный контроль параметров, но приводит к повышенному тепловыделению.
По дополнительным функциям
Базовые устройства сосредоточены на выполнении основных задач по обеспечению мягкого запуска и остановки электропривода. Многофункциональные версии дополнены комплексом защитных механизмов, системами диагностики, возможностями интеграции в автоматизированные системы управления технологическими процессами и другими опциями для сложных применений.
Сферы применения
Устройство плавного пуска для чего используется — вопрос, имеющий множество ответов, так как область использования этих приборов очень широка. Примеры:
- незаменимы в приводах насосов, где позволяют избежать гидравлических ударов, разрушающих трубопроводы и арматуру;
- в вентиляционных установках пуск без осложнений снижает пиковые токи и механические напряжения на лопастях;
- конвейерные линии, особенно нагруженные и длинные, требуют плавного пуска для предотвращения проскальзывания ленты, растяжения механических соединений;
- компрессоры, дробилки, мельницы, центрифуги — везде, где присутствует большая инерционная нагрузка, применение УПП оправдано с технической, а также экономической точки зрения. Они продлевают работу механическим передачам, подшипникам, самому электродвигателю.
Критерии выбора
Как подобрать устройство плавного пуска правильно?
Критерии подбора софтстартера:
-
Номинальный ток — основной параметр, определяющий пропускную способность тиристорных модулей. Данное значение должно существенно превышать рабочий ток электродвигателя при номинальных оборотах. Необходимый запас зависит от характера пускового режима:
- Для вентиляторов, станков, насосов — трехкратное превышение.
- Для прессов, конвейеров, пилорам — пятикратное превышение.
- Для работы центрифуги, поршневого насоса — 8-10-кратное превышение.
-
Продолжительность пуска составляет 10-40 секунд, в течение которых тиристоры значительно нагреваются. При частых циклах включения рекомендуется выбирать устройство с запасом для тяжелых условий.
-
Количество регулируемых фаз:
- Однофазные решения — снижают резкий рост пускового момента.
- Двухфазные системы — наиболее распространенный вариант.
- Трехфазные системы — максимальный контроль для тяжелых режимов.
-
Алгоритмы управления:
- Программное линейное нарастание напряжения.
- Адаптивное управление с обратной связью по току, моменту или фазовому сдвигу.
-
Функциональные возможности:
- Управление разгоном и торможением.
- Байпасный контактор для снижения тепловых потерь.
- Компенсация несимметрии фаз.
-
Способы работы:
- Аналоговый (потенциометры)
- Цифровой (микроконтроллерные системы)
Монтаж и настройка
Подключение плавного пуска осуществляется в строгом соответствии со схемой, предоставленной производителем. Общий порядок действий предполагает отключение питания, проверку его отсутствия, монтаж устройства вблизи двигателя. Силовые провода подключаются к входным и выходным клеммам, важно соблюсти фазировку. Цепи управления, которые могут включать кнопки старт/стоп, потенциометр для регулировки времени разгона или реле перепуска, подключаются к соответствующим слаботочным клеммам.
Как настроить устройство плавного пуска — параметры настраиваются с помощью встроенного интерфейса или программного обеспечения. Базовые настройки включают время разгона, время остановки (если есть мягкий стоп), начальное напряжение, ограничение тока. Настройка требует понимания характеристик приводимого механизма для достижения оптимального результата. Правильно выполненный монтаж, настройка гарантируют долгую и надежную работу всей системы.
Заключение
В заключение стоит отметить, что выбор, а также применение УПП — это стратегически важное решение, направленное на повышение надежности, долговечности промышленного оборудования. Грамотно подобранный софтстартер не только предотвращает разрушительные последствия пусковых токов и механические удары, но и ведет к существенной экономии энергоресурсов, сокращая эксплуатационные расходы предприятия.
Компания «ВЭЛТЭКС», обладая более чем 20-летним опытом на рынке электротехники, предлагает комплексный подход к оснащению ваших производственных объектов. Как официальный дистрибьютор ведущих отечественных и мировых брендов, мы гарантируем поставку сертифицированного, качественного оборудования.
