Устройство плавного пуска mitsubishi

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.10.2024

Подключение устройства плавного пуска

Рассмотрим подключение УПП на примере устройства MCD 201. Софт-стартер этой марки предназначено для приводов мощностью 7,5-110 кВт. УПП обеспечивает запуск и остановку на плавно изменяющимся напряжении (функция Timed Voltage Ramp – TVR) без обратной связи по току. Регулировка напряжения осуществляется по всем трем фазам. УПП имеет встроенный шунтирующий контактор.

УПП или устройства плавного пуска – электрооборудование для постепенного старта, разгона и торможения асинхронных электродвигателей. Вне зависимости от особенностей конструкции, софт-стартер состоит:

Из безтрансформаторного преобразователя напряжения на базе силовых тиристоров и генератора импульсов. Этот элемент обеспечивает изменение напряжения, подаваемое на электродвигатель.
Из микропроцессорного устройства управления. Этот блок формирует управляющие команды на генератор импульсов, осуществляет связь с оборудованием телекоммуникаций, осуществляет контроль параметров и прием сигналов с внешних датчиков.
Из шунтирущих контарторов. Коммутационные электроаппараты переключают ток в обход силовых тиристоров после полного разгона электродвигателя. Это уменьшаетнагрев полупроводниковых устройств, снижает потребляемую мощность и исключает появление электромагнитных помех во время работы привода.

Устройства плавного пуска без встроенных обводных контакторов обычно имеют клеммы для подключения внешних аппаратов коммутации.

Компания Данфосс выпускает софт-стартеры VLT для приводов мощностью от 0,1 до 1200 кВт. В линейку УПП входят модели:

MCD 100.
MCD 201.
MCD 202.
MCD 600.

Устройства различаются по функционалу, электрическим характеристикам и другим параметрам.

Выбор УПП

Выбор софт-стартера делается при проектировании или модернизации электропривода. При этом учитываются требования к оборудованию, характеристики электросети и другие условия. Главными критериями являются:

Ток, напряжение и мощность электрической машины. Необходимо чтобы максимально возможный ток при пуске не превышал предельную величину тока УПП. Напряжение и мощность устройства должны соответствовать характеристикам двигателя.
Количество стартов и остановок. Этот параметр указан в технической документации УПП, он должен отвечать условиям работы электропривода.
Величина пускового момента. Интервал настраиваемых значений должен включать необходимую величину допустимого момента при запуске оборудования.
Электромагнитная совместимость. Все электрооборудование привода должно иметь одинаковый класс ЭМС.
Допустимое время разгона и торможение двигателя.

При выборе также принимаются во внимание наличие функций динамического торможения, защиты от ненормальных режимов работы, поддерживаемые интерфейсы связи.

Подключение софт-стартера

Софт-стартер поддерживает протоколы связи PROFIBUS, DeviceNet, Modbus RTU, Profinet, Modbus TCP, Ethernet IP. Возможно подключение панели дистанционного управления. УПП MCD 201 используется с внешними аппаратами защиты электродвигателя.

Клеммная панель содержит следующие входы и выходы:

Подключение цепей управления

Запуск и остановка электродвигателя реализуется двух- или трехпроводными схемами.

Старт привода производится нажатием кнопки. Остановка электрической машины осуществляется повторным нажатием.

Устройство плавного пуска электродвигателя. Пример применения

Всем привет! Сегодня будет статья, в которой показан реальный пример использования устройства плавного пуска (мягкого пускателя) на практике. Плавный пуск электродвигателя установлен мною на реальном устройстве, приводятся фото и схемы.

Что это за устройство, я ранее подробно рассказывал в статье про мягкий пускатель. Напоминаю, что мягкий пускатель и устройство плавного пуска суть одно и то же устройство. Названия эти берутся от английского Soft Starter. В статье я буду называть этот блок и так, и эдак, привыкайте). Информации по устройствам плавного пуска в интернете достаточно, рекомендую также почитать здесь.

Моё мнение по пуску асинхронных двигателей, подтвержденное многолетними наблюдениями и практикой. При мощности двигателя более 4 кВт стоит подумать, чтобы обеспечить плавный разгон двигателя. Это нужно при тяжелой, инерционной нагрузке, которая как раз и подключается на вал такого двигателя. Если двигатель используется с редуктором, то ситуация полегче.

Я уже использовал устройство плавного пуска от Schneider Electric, был такой положительный опыт в моей деятельности. Тогда нужно было плавно включать/выключать длинный круговой конвейер с заготовками (двигатель 2,2 кВт с редуктором). Жаль, что фотоаппарата тогда не было под рукой. Но в этот раз всё рассмотрим очень детально!

Зачем понадобился плавный пуск двигателя

Итак, проблема — на котельной есть насосы подпитки котла водой. Всего два насоса, и включаются они по команде от системы слежения за уровнем воды в котле. Одновременно может работать только один насос, выбор насоса осуществляет оператор котельной путем переключения водяных кранов и электрических переключателей.

Насосы приводятся в действие обычными асинхронными двигателями. Асинхронные двигатели 7,5 кВт включаются через обычные контакторы (магнитными пускателями). А поскольку мощность большая, то пуск очень жесткий. Каждый раз при пуске возникает ощутимый гидроудар. Портятся и сами двигатели, и насосы, и гидросистема. Иногда такое ощущение, что трубы и краны сейчас разлетятся вдребезги.

Всего на котельной два идентичных котла, но во втором установлены частотники на насосы. Котлы (точнее, парогенераторы) вырабатывают пар с температурой более 115 °С и давлением до 14 кгс/см2.

Повторюсь, что для плавного включения асинхронных двигателей мы имеем на выбор такие варианты:

В данном случае необходимо было выбрать тот вариант, при котором бы было минимальное вмешательство в рабочую схему управления котлом.

Дело в том, что любые изменения в работе котла должны быть обязательно согласованы с производителем котла (либо сертифицированной организацией) и с надзорной организацией. Поэтому изменения должны быть внесены незаметно и без лишнего шума. Хотя, в систему безопасности я не вмешиваюсь, поэтому тут не так строго.

Выбор устройства плавного пуска

Для начала посмотрим на шильдик двигателя:

Двигатель насоса, который подключается к схеме плавного пуска

Система прямого пуска двигателей насосов

Вот наклейка на софтстартере с параметрами:

Установка УПП

Примерил для начала:

Пробная установка блока плавного пуска

По высоте подходит один в один, по ширине тоже, только длина чуть больше, но место есть.

Теперь вопрос по цепям управления. Контакторы в исходной схеме включались напряжением 24 VAC, а наши АББ управляются напряжением минимум 100 VAC. Налицо необходимость промежуточного реле либо изменения напряжения питания цепи управления.

Что же, ставим промежуточное реле, которое приводит напряжение к нужному уровню:

Пример монтажа системы плавного пуска электродвигателей

Вот с другого ракурса:

Пример монтажа системы плавного пуска электродвигателей

Схемы плавного пуска

Вот исходная схема.

Схема жесткого пуска двигателей, через контакторы (исходная)

А вот как нехитро я изменил схему:

Схема с плавным пуском двигателей на софтстартерах

Можно было бы использовать одно устройство плавного пуска, и контакторы выбора двигателя (переключать одно устройство на два двигателя). Но это усложнит и сильно изменит схему, и понизит надежность. Что для такого стратегического объекта, как котельная, очень важно.

Осциллограммы напряжения

Орешек знанья твёрд, но всё же
мы не привыкли отступать!
Нам расколоть его поможет
киножурнал «Хочу всё знать!»

Собрать схему отверткой всякий может. А для тех, кто хочет увидеть напряжение и понять, какие реальные процессы происходят, без осциллографа не обойтись. Публикую осциллограммы на выходе 2Т1 устройства плавного пуска.

Двигатель выключен. Чистый синус.

Будьте осторожны! При обслуживании двигателя, подключенного к устройству мягкого пуска, отключайте вводные автоматы, и проверяйте отсутствие напряжения!

Запуск. Тиристоры режут фазу нещадно.

Поскольку нагрузка индуктивная, то синусоида не только режется на куски, но и сильно искажается.

Двигатель почти включен. Около 90% от энергии синуса.

Фото сделано да пару секунд до того, как включился внутренний контактор (байпас), который подал полное напряжение на двигатель.

Видео про работу и настройку УПП ABB

Фото корпуса

Крепёж на ДИН-рейку. Надежный и качественный, как и вся продукция ABB.

Пока всё, вопросы и критика в комментариях по плавному пуску электродвигателей приветствуются!

Вот одна из книг, приведенных там:

• Ломоносов, В.Ю.; Поливанов, К.М.; Михайлов, О.П. Электротехника. / Ломоносов, В.Ю.; Поливанов, К.М.; Михайлов, О.П. Электротехника. Одна из лучших книг, посвящённых основам электротехники. Изложение начинается с самых основ: объясняется, что такое напряжение, сила тока и сопротивление, приводятся указания по расчёту простейших электрических цепей, рассказывается о взаимосвязи и взаимозависимости электрических и магнитных явлений. Объясняется, что такое переменный ток, как устроен генератор переменного тока. Описывается, что такое конденсатор и что собой представляет катушка индуктивности, какова их роль в цепях переменного тока. Объясняется, что такое трёхфазный ток, как устроены генераторы трёхфазного тока и как организуется его передача. Отдельная глава посвящена полупроводниковым приборам: в ней речь идёт о полупроводниковых диодах, о транзисторах и о тиристорах; об использовании полупроводниковых приборов для выпрямления переменного тока и в качестве полупроводниковых ключей. Коротко описываются достижения микроэлектроники. Последняя треть книги целиком посвящена электрическим машинам, агрегатам и оборудованию: в 10 главе речь идёт о машинах постоянного тока (генераторах и двигателях); 11 глава посвящена трансформаторам; о машинах переменного тока (однофазных и трёхфазных, синхронных и асинхронных) подробно рассказывается в 12 главе; выключатели, электромагниты и реле описываются в главе 13; в главе 14 речь идёт о составлении электрических схем. Последняя, 15 глава, посвящена измерениям в электротехнике. Эта книга - отличный способ изучить основы электротехники, понять основополагающие принципы работы электрических машин и агрегатов., zip, 13.87 MB, скачан: 1833 раз./

• Устройства плавного пуска PSR, PSS, PST / Устройства плавного пуска ABB PSR, PSS, PST. Принципы работы, параметры, схемы включения, pdf, 430.55 kB, скачан: 248 раз./
• PRS2_softstarter_user manual_rus / Prostar PRS2_softstarter_usermanual_rus. Бюджетные модели. Полное описание софтстартеров, pdf, 2.42 MB, скачан: 171 раз./
• Siemens SoftStarter 3RW44 manual / Siemens SoftStarter 3RW44 - подробное руководство по софтстартерам Сименс, pdf, 1.37 MB, скачан: 159 раз./
• Soft Starter VTdriveFWI-SS3 manual rus / Soft Starter VTdrive FWI-SS3 manual на русском, pdf, 2 MB, скачан: 250 раз./
• Устройства плавного пуска / Устройства плавного пуска. Подробное описание принципов действия, примеров установки и параметров моделей софтстартеров ABB, pdf, 6.19 MB, скачан: 195 раз./

Ещё пособие по двигателям:

• Пуск и защита двигателей переменного тока / Пуск и защита двигателей переменного тока. Системы пуска и торможения двигателей переменного тока. Устройства защиты и анализ неисправностей двигателей переменного тока. Руководство по выбору устройств защиты. Руководство от Schneider Electric, pdf, 1.17 MB, скачан: 1457 раз./

Устройство плавного пуска mitsubishi

Данный раздел посвящен теоретическим основам частотного регулирования и принципам работы устройства плавного пуска.

Принцип работы преобразователя частоты

Частотный преобразователь - устройство, позволяющее осуществлять регулирование скорости вращения электродвигателей посредством изменения частоты электрического тока.

Для понимания процесса частотного регулирования для начала необходимо вспомнить из курса электротехники принцип работы асинхронного электродвигателя.

Вращение вала электродвигателя происходит за счет магнитного поля создаваемого обмотками статора. Синхронная частота вращения магнитного поля зависит от частоты напряжения питающей сети f и выражается следующей зависимостью:

где p – число пар полюсов магнитного поля.

Под действием нагрузки частота вращения ротора электродвигателя несколько отличается от частоты вращения магнитного моля статора вследствие скольжения s:

Следовательно частота вращения ротора электродвигателя представляет собой зависимость от частоты напряжения питающей сети:

Таким образом требуемую частоту вращения вала электродвигателя n p можно получить путем изменения частоты напряжения сети f. Скольжение при изменении частоты вращения не увеличивается, а соответственно потери мощности в процессе регулирования незначительны.

Для эффективной работы электропривода и обеспечения максимальных значений основных характеристик электродвигателя требуется вместе с частотой изменять и питающее напряжение.

Функция изменения напряжения в свою очередь зависит от характера момента нагрузки. При постоянном моменте нагрузки M c = const напряжение на статоре должно регулироваться пропорционально частоте:

Для случаев вентиляторного режима:

При моменте нагрузки, обратно пропорциональном скорости:

Таким образом, плавное регулирование частоты обеспечивается одновременным регулированием частоты и напряжения на статоре асинхронного двигателя.

Рис 1. Схема частотного преобразователя

На рис. 1. представлена типовая блок-схема низковольтного преобразователя частоты. В нижней части рисунка для каждого блока наглядно изображены графики входных и выходных напряжений и токов.

Сначала напряжение сети (U_BX) поступает на вход выпрямителя (1). Далее для сглаживание выпрямленного напряжения (U_ВЫПР) применяется конденсаторный фильтр (2). Затем уже постоянное напряжение (U_d) подается на вход инвертора (3), где происходит преобразование тока из постоянного обратно в переменный, формируя тем самым выходной сигнал с необходимыми значениями напряжения и частоты. Для получение сигнала синусоидальной формы применяются сглаживающий фильтр (4)

Для более наглядного понимания принципа работы инвертора рассмотрим принципиальную схему частотного преобразователя на рис. 2

Рис. 2 – принципиальная схема низковольтного преобразователя частоты

В основном в инверторах применяется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Принцип данного метода заключается в попеременном включении и выключении ключей генератора, формируя импульсы различной длительности (рис. 3). Синусоидальный сигнал получается за счет индуктивности двигателя или применения дополнительного сглаживающего фильтра.

Рис. 3. Выходной сигнал преобразователя частоты

Таким образом, управляя процессом включения-выключения инверторных ключей, мы можем формировать выходной сигнал нужной частоты, а следовательно управлять технологическими параметрами механизма путем изменения частоты вращения привода.

Теория и принцип работы устройства плавного пуска

В связи с особенностями переходных процессов происходящих во время пуска электродвигателя токи обмоток достигают 6-8 кратной величины номинального тока электродвигателя, а вращающий момент на его валу достигает 150-200% от номинального значения. Как следствие это увеличивает риск поломки механической части двигателя, а также приводит к падению напряжения питающей сети.

Для решение данных проблем на практике применяется устройства плавного пуска электродвигателей, обеспечивающие постепенное увеличение токовой нагрузки.

Помимо снижения токовых нагрузок мягкие пускатели позволяют: .

Снизить нагрев обмоток двигателя;
Снизить просадки напряжения во время пуска;
Обеспечить торможение и последующий запуск двигателя в установленный момент времени;
Снизить гидроудары в напорных трубопроводах при работе в составе привода насоса;
Снизить электромагнитные помехи;
Обеспечить комплексную защиту электродвигателя при пропадании фазы, перенапряжении, заклинивании и пр;
Повысить надежность и долговечность системы в целом.

Принцип работы УПП

Типовая схема устройства плавного пуска представлена на рис. 1

Рис. 1. Типовая схема устройства плавного пуска

Изменением угла открытия тиристоров осуществляется регулирования выходного напряжения УПП. Чем больше угол открытия тиристора - тем больше величина выходного напряжения, питающего электродвигатель.

Рис. 2. Формирование выходного напряжения УПП

Принимая во внимание то что величина крутящего момента асинхронного электродвигателя пропорциональна квадрату напряжения, то снижение напряжения снижает величину вращающего момента вала двигателя. При помощи такого метода пусковые токи электродвигателя снижаются до величины 2. 4 I_НОМ, при этом время разгона несколько увеличивается. Наглядное изменение механической характеристики асинхронного электродвигателя при понижении напряжении показано на рис. 3

Рис 3. Механические характеристика двигателя

Снижение токовой нагрузки в процессе мягкого пуска электродвигателя наглядно показаны на рис. 4.

Рис. 4. Диаграмма плавного пуска асинхронного электродвигателя показана

На рис. 1. продемонстрирована типовая схема устройства плавного пуска однако стоит отметить, что реальная схема мягкого пускателя будет завесить в первую очередь от условий его эксплуатации. Например, для бытового бытовой инструмента и электродвигателя привода промышленной дробилки требуются различные устройства плавного пуска. Важнейшими параметрами, определяющими режимы работы устройств плавного пуска, являются время пуска и максимальное превышение по току.

В зависимости от этих параметров выделяют следующие режимы работы устройств плавного пуска:

Нормальный: пуск 10-20 секунд, ток при пуске не более 3,5 I_ном.
Тяжелый: пуск порядка 30 секунд, тока при пуске не превышает 4,5 I_ном
Сверхтяжелый: время разгона не ограничено, системы с большое инерцией, пусковой ток в диапазоне 5,5…8 I_ном

Устройства плавного пуска можно разделить на следующие основные группы:

1. Регуляторы пускового момента
Данный тип устройств осуществляет контроль только одной фазы трехфазного двигателя. Контроль одной фазой дает возможность снижать пускового момент электродвигателя двигателя, но при этом снижение пускового тока происходит незначительное. Устройства данного типа не могут применяться для уменьшения токовых нагрузок в период пуска, а также для пуска высокоинерционных нагрузок. Однако они нашли применение в системах с однофазными асинхронными электродвигателями.

2. Регуляторы напряжения без обратной связи
Данный тип устройств работает по следующему принципу: пользователь задает величину начального напряжения и время его нарастания до номинальной величины и наоборот. Регуляторы напряжения без обратной связи могут осуществлять контроль как двух так и трех фаз электродвигателя. Такие регуляторы обеспечивают снижение пускового тока снижением напряжения в процессе пуска.

3. Регуляторы напряжения с обратной связью
Данный тип УПП представляет собой более совершенную модель описанного выше устройств. Наличие обратной связи по позволяет управлять процессом увеличения напряжения добиваясь оптимального режима пуска электродвигателя. Данные о токовой нагрузке позволяет также организовать комплексную защиту электродвигателя от перегрузки, перекоса фаз и т.п.

4. Регуляторы тока с обратной связью
Регуляторы тока с обратной связью представляют собой наиболее совершенные устройства плавного пуска. Принцип работы основан на прямом регулировании тока а не напряжения. Это позволяет добиться наиболее точное управление пуском электродвигателя, а также облегчает настройку и программирование УПП.

Обзор устройств плавного пуска –применение, принципы действия, разновидности, схемы включения

Одна из особенностей работы асинхронного двигателя, которую можно назвать недостатком – большой пусковой ток при старте, который может превышать номинальный в 8 и более раз. Это обусловлено принципом его работы – при подаче на него номинального напряжения он стремится сразу выйти на полную мощность. Данная особенность проявляется в большой мере при пуске через линейный контактор, это также называют прямым пуском двигателя.

В некоторых механизмах принципиально важно, чтобы пуск был плавный, без рывков и ударов. Это касается прежде всего технологического оборудования, у которого высокий момент инерции при запуске. Например, тяжелые маховики и конвейеры с продукцией, а также мощные насосы и вентиляторы.

Иными словами, большой пусковой ток и большой момент инерции механической нагрузки на валу двигателя – взаимосвязанные вещи, от который часто необходимо избавляться.

Кстати, в некоторых странах законодательно запрещено включать электродвигатели большой мощности прямой подачей напряжения, поскольку это создает помехи, падение напряжения и перегружает электросети, что может вызвать проблемы у других потребителей и даже стать причиной аварий.

Как обеспечить плавный пуск двигателя

Существуют несколько вариантов уменьшения пускового тока, которые используются на практике.

1. Применение преобразователей частоты. В этом случае можно обеспечить сколь угодно долгий разгон, а также ограничить превышение номинального тока, например, на уровне 110%. Это лучший способ плавного пуска, однако, он используется далеко не всегда, поскольку преобразователь частоты – дорогостоящее электронное устройство, которое имеет множество функций. Если нужно только ограничение пускового тока и плавный разгон, преобразователь частоты будет избыточен, и большинство его функций останутся не востребованы.

2. Схема «Звезда – Треугольник». Двигатель при этом должен быть таким, чтобы номинальное напряжение питания при включении его обмоток «треугольником» было 380 В. В этом случае двигатель запускается в два этапа. На этапе разгона обмотки включаются «звездой». Таким образом получается, что 380 В подается на схему, которая для нормальной работы требует напряжения порядка 660 В. Поскольку двигатель в «звезде» работает при пониженном напряжении, разгон (выход на рабочие обороты) получается сравнительно плавным. На втором этапе обмотки включаются «треугольником», и двигатель выходит на свою номинальную мощность. Минус этого способа – разгон получается ступенчатым, а пусковые токи могут принимать большое значение.

3. Когда речь идет только о минимизации пускового тока, наиболее оптимальный вариант – использование устройства плавного пуска (softstarter).

Ниже рассмотрим принципы работы устройств плавного пуска (УПП) и схемы их включения.

Как работает устройство плавного пуска

Рассмотрим пошагово, какие процессы происходят при работе УПП, и какие регулировки влияют на его работу.

В минимальной конфигурации устройства плавного пуска (УПП) имеют три регулировки – время разгона, время торможения, и напряжение пуска.

При включении действующее напряжение на двигателе определяется регулировкой напряжения пуска, которое обычно составляет 30…80 % от номинала. Понижение напряжения и его регулировка производится тиристорами, которые открываются (пропускают ток) только в части полупериода сетевого напряжения. Фазой открытия тиристоров можно менять напряжение на двигателе.

Таким образом, регулируя фазу открытия тиристоров, можно менять ток и крутящий момент двигателя.

В зависимости от конкретного случая может потребоваться большой начальный момент, чтобы двигатель мог тронуться с места. Но для уменьшения пускового тока начальное напряжение лучше устанавливать минимально возможным.

При большом времени разгона пусковой ток будет минимальным. Однако, следует выбирать его оптимальным, обычно 10…20 секунд, в зависимости от типа нагрузки. При слишком большом времени разгона возможен излишний нагрев тиристоров. Критерием оптимального времени разгона служит время выхода двигателя на номинальные обороты и номинальный рабочий ток. По истечении времени разгона включается контактор байпаса, который может быть установлен внутри УПП, или быть внешним. Во время работы двигателя на номинальном режиме весь питающий ток идет только через этот контактор, при этом тиристоры в работе не участвуют.

Если пришел сигнал на остановку двигателя, контактор байпаса выключается. Вступают в работу тиристоры, которые работают в обратном режиме – постепенно уменьшают фазу (время открытия в течение полупериода) с максимальной до нуля. Если время торможения не важно, то можно его установить минимальным (0-2 секунды), это увеличит ресурс тиристоров, и улучшит тепловой режим электрощита в целом. Двигатель будет останавливаться на выбеге, к ак при питании через обычный контактор. Но если важно исключить гидроудар, или плавно замедлить движение объектов без их резкой остановки и падения, то функция плавной остановки будет очень полезной.

В УПП также могут присутствовать такие регулировки: управление крутящим моментом двигателя, конечное напряжение при останове, номинальный ток двигателя, ограничение пускового тока. Современные УПП имеют ЖК-дисплей и кнопки управления, которые позволяют конфигурировать несколько десятков различных параметров для тонкой настройки.

Схемы включения

Как во всех подобных устройствах, в схеме включения УПП имеется силовая часть, и часть управления.

Силовая часть схемы – это та часть, через которую проходит ток питания двигателя. Ток двигателя поступает через силовые клеммы L1, L2, L3 (или R, S, T) на входы тиристоров или контактора байпаса, и затем через выходные клеммы T1, T2, T3 (U, V, W) подается на двигатель.

Схема управления включает в себя в основном цепи запуска и остановки. Напряжение питания цепей управления обычно составляет 24…220 В, и может быть внешним, либо браться из УПП.

С участием УПП можно реализовать схему плавного пуска электродвигателя с реверсом. Для этого нужно на входе установить реверсивный контактор по классической схеме. Важно сделать блокировку для предотвращения реверса двигателя во время его вращения.

Допускается запускать УПП и начинать вращение двигателя подачей питания на цепи управления и силовые цепи. Это может быть удобно при дистанционной подаче силового питания. Однако, при этом следует предусмотреть меры безопасности – обслуживающий персонал должен понимать, что при подаче питания на УПП двигатель может начать вращаться.

Пример схемы

Рассмотрим для примера схему включения УПП ABBPSTX.

В силовую часть входят: автомат защиты двигателя (вводной), тиристоры и контактор байпаса (внутри УПС), и собственно двигатель.

Для питания цепей управления подается фазное напряжение 220В и нейтраль на клеммы 1, 2. В УПП имеется встроенный блок питания, который вырабатывает напряжение 24 В для питания органов управления. Допускается также применение внешнего БП 24 В, при этом напряжение на клеммы 1, 2 подавать не нужно.

При соответствующем подключении и настройках кнопки могут быть как с фиксацией, так и без. Управление может производиться не только с кнопок, но и через контакты реле или контроллера.

Имеются и другие входы для различных режимов работы, а также три выходных реле с сухими контактами, которые могут использоваться по необходимости для включения дополнительных контакторов и индикации.

Защита

В дешевых УПП часто не реализована защита от перегрузки по току, перегреву и короткому замыканию. В таких случаях необходимо устанавливать нужную защиту и включать УПП по схеме, рекомендованной производителем.

В состав защиты могут входить:

Мотор-автомат (автомат защиты двигателя),
Полупроводниковые предохранители, либо защитные автоматы с характеристикой «В»,
Тепловое реле,
Короткое либо межвитковое замыкание в обмотках двигателя,
Контактор аварийной цепи, выключающий питание УПП при срабатывании внутреннего аварийного реле либо нажатии кнопки «Аварийный останов».

Пример неправильной установки защиты, в результате которой произошел пожар:

Следует сказать, что даже если в УПП входят все виды защит, необходимо на вводе силового питания и питания схемы управления устанавливать соответствующие защитные автоматы либо предохранители.

Двухфазные УПП

В некоторых бюджетных моделях управление выходным напряжением происходит только по двум фазам. Таким образом, происходит экономия на тиристорах и на одном контакте контактора байпаса.

Это решение имеет право на жизнь, и главный плюс таких УПП – цена.

Однако, имеются минусы, о которых стоит знать:

При запуске и торможении происходит перекос фаз, который приводит к дополнительному нагреву двигателя,
Пусковой ток по «прямой» фазе почти не уменьшается,
Постоянное присутствие фазного напряжения на двигателе представляет опасность для персонала.

Заключение

УПП нашли достойное место там, где не нужна регулировка скорости вращения двигателя, но важным аспектом является минимизация пусковых перегрузок питающей сети и приводимых в движение механизмов. Однако, в последнее время их всё больше вытесняют преобразователи частоты, которые имеют гораздо более широкий спектр возможностей управления двигателем.

Устройства плавного пуска

Интеллектуальные цифровые устройства плавного пуска
Разработанная на основе своего предшественника, серии EMX3, новая серия EMX4 задает новые стандарты в области плавного пуска. По сравнению с предшественником, серия EMX4 имеет еще более компактный корпус, обладает новыми функциями управления и защиты, а также дополнен новой конструктивной особенностью - использованием встраиваемых плат расширения. Благодаря установке нужной платы устройство плавного пуска становится не только интеллектуальным прибором управления двигателем, но и полноценным контроллером системы.

CSX, CSX-i

Компактные устройства плавного пуска
CSX - это компактное и недорогое решение для плавного (безударного) пуска, остановки и защиты трехфазных асинхронных электродвигателей, имеющих простую настройку, удобная конструкция и встроенный шунтирующий контактор. Серия делится на два модельных ряда, что позволяет сделать оптимальный выбор для индивидуального применения.

Цифровые устройства плавного пуска
Устройства плавного пуска серии EMX3 - это последняя разработка компании AuCom в области плавного пуска, базирующаяся на новейших технологиях и обеспечивающая полное управление режимами пуска, останова и защиты трехфазных асинхронных двигателей в широком диапазоне мощностей с различными типами нагрузки. Дружественный интерфейс пользователя и развитая система диагностики делают управление двигателем очень простым и, в то же время, очень эффективным!

Высоковольтные устройства плавного пуска
Устройства плавного пуска среднего напряжения MVS компании AuCom являются комплексным решением для управления и защиты электродвигателей. В УПП MVS улучшенные функции плавного пуска и останова объединены с продуманной защитой двигателя и системы, а также с простым интерфейсом и полной диагностикой пусконаладки. Устройства плавного пуска MVS выполняют комплексные функции пуска и контроля двигателя для самых ответственных промышленных установок.
Улучшенные алгоритмы обеспечивают сверхплавный пуск и остановку, а полностью регулируемые функции защиты улучшают электромеханическую защиту двигателя и системы. Крупноформатный дисплей и подробные рабочие журналы упрощают настройку и эксплуатацию.

Устройства плавного пуска (УПП)

Компания Eaton предлагает устройства плавного пуска, которые обладают высоким потенциалом экономии. Они считаются одними из самых компактных на рынке. Благодаря низкому уровню шума их можно использовать с насосами, конвейерами и вентиляторами в жилых и офисных зданиях. Ввод УПП в эксплуатацию упрощается за счет удобного управления и настройки.

Влияние УПП на работу системы

Сразу после запуска двигателя крутящий момент за доли секунды может достигать 150–200 %, а ток – 600–800 % от номинального. Из-за этого в местной электросети возникает падение напряжения, которое может создавать проблемы. Если падение слишком велико, есть риск, что не запустится и сам двигатель.

Главная задача УПП – обеспечение бесступенчатого, плавного разгона и остановки электродвигателя за счет регулирования величины напряжения. Плавный пуск положительно влияет на функционирование системы и предотвращает разнообразные негативные проявления: соударения шестеренок внутри редукторов, проскальзывание клиновидных ремней, гидравлические удары в трубопроводах, колебания в конвейерных системах и т. д.

Устройства плавного пуска изготавливаются в строгом соответствии с требованиями стандарта EN60 947-4-2 / IEC.

Устройство плавного пуска DS7

Модели устройств плавного пуска из серии DS7 представляют собой простые и экономичные решения для применения в целом ряде отраслей, а также для замены пусковых сборок по схеме «Звезда–Треугольник». Помимо этого, данное оборудование обеспечивает плавный пуск небольших конвейеров, насосов и вентиляторов.

Устройство плавного пуска S811+

Новые софтстартеры серии S8x1+ обеспечивают плавный пуск насосов, конвейеров и вентиляторов. К числу дополнительных преимуществ использования таких УПП относятся максимально компактные размеры в классе, расширенная функциональность и самый большой на рынке набор встроенных защит как системы, так и двигателя.

Устройства плавного пуска

Устройства плавного пуска RU-DRIVE SMV (УПП, софтстартеры) являются инновационным оборудованием, позволяющим сделать приводные системы более гибкими и менее затратными в эксплуатации. Это достигается за счет прогрессивных принципов цифрового управления запуском трехфазных асинхронных и синхронных двигателей.

УПП разработано для использования со стандартными трехфазными асинхронными электродвигателями высокого напряжения с короткозамкнутым ротором. Устройство плавного пуска обеспечивает оптимальный способ снижения тока и момента во время пуска двигателя.

УПП запускает двигатель путем подачи на него медленно нарастающего напряжения, обеспечивая мягкий пуск и плавный разгон при помощи минимального тока, необходимого для запуска двигателя. Второе поколение цифровой микропроцессорной техники предоставляет уникальные возможности по управлению насосом, надежной защите двигателя и получению информации с аналогового выхода.

Мы предлагаем купить софт стартеры RU-DRIVE SMV в кратчайшие сроки по самым выгодным ценам.

Технические особенности:

Плавные пуск без негативного влияния на оборудование - за счет изменения подаваемого напряжения на статор двигателя в управляемом режиме исключается воздействие на механизм и питающую сеть.
Гибкое управление запуском и остановом двигателя - возможность выбора пускового режима в зависимости от особенностей нагрузки и сети: пуск с двухступенчатой переменной частотой, пуск с линейно изменяющимся напряжением, пуск при постоянном токе и др.
Электромагнитная совместимость - спектр гармоник при пуске соответствует международным (IEEE 519-1992) и российским стандартам и не требует установки дополнительных фильтров.
Полная защита двигателя - возможности УПП обеспечивают надежную защиту электродвигателя во всех режимах работы: пуск, останов, продолжительный режим работы.
Передовые технологии тиристорного запуска и защиты - тиристорный пуск реализуется по технологии фотозапуска, при котором происходит последовательное переключение расположенных друг за другом тиристоров. При этом обеспечивается их высокая надежность.
Удобство и безопасность конструкции - позволяет осуществлять быстрый ввод в эксплуатацию путем подключения входных и выходных силовых и контрольных кабелей. Технология оптической развязки между схемами высокого и низкого напряжения обеспечивает оборудованию высокую безопасность, надежность и помехоустойчивость.
Низкая стоимость обслуживания - применение высоконадежной элементной базы позволяет уменьшить объем работ по его обслуживанию и, соответственно, снизить затраты на них.

Эффект от внедрения устройств плавного пуска:

Снижаются нагрузки на питающую подстанцию предприятий
Уменьшаются пусковые токи двигателей, продлеваются сроки службы их обмоток;
Плавный разгон двигателя обеспечивает постепенный выбор зазоров в механических передачах, что существенно увеличивает срок их службы;
Снижается усталостный износ механический частей привода;
Обеспечивается защита от перегрузок двигателя;
Уменьшается износ контактов за счет бестоковой коммутации.

“РУ-Инжиниринг” предлагает комплексные услуги по изготовлению устройств плавного пуска:

Новые возможности для запуска электродвигателя

Чтобы избежать бросков тока приводящих к просадке напряжения и механическому износу частей установки при прямом пуске или пуске со схемой звезда треугольник, лучшим решением будет использование устройств плавного пуска (УПП) SIRIUS. В линейке SIRIUS предлагаются варианты устройств плавного пуска для различных применений: от самых простых до самых сложных, с лёгкими и тяжёлыми условиями пуска. Применение УПП позволяет плавно и эффективно запускать стандартный трехфазный электродвигатель, поддерживая концепцию надёжной работы установки.

Запустить Simulation Tool

Расширенный функционал

Устройства плавного пуска SIRIUS 3RW55 с расширенным функционалом

Управление пуском по всем трем фазам
Параметрирование в среде TIA Portal
Возможность коммуникации по различным протоколам (PROFINET, PROFIBUS, Modbus)
Встраиваемая многофункциональная панель управления с дисплеем
Устойчивость к нестабильным параметрам сети
Для низковольтных электродвигателей мощностью от 5.5 до 1,200 кВт

Функционал для общего применения

Устройства плавного пуска SIRIUS 3RW52 с функционалом для общего применения

УПП SIRIUS 3RW52 – идеальная альтернатива пускателям со схемой звезда-треугольник. Эти универсальные устройства подойдут для различных типов приводов.

Управление пуском по всем трём фазам
Параметрирование при помощи поворотных потенциометров
Возможность коммуникации по различным протоколам (PROFINET, PROFIBUS, Modbus)
Возможность установки панелей управления с цветным ЖК дисплеем или с монохромным символьным дисплеем
Устойчивость к нестабильным параметрам сети
Для низковольтных электродвигателей мощностью от 5.5 до 560 кВт

Базовый и стандартный функционал

Устройства плавного пуска SIRIUS 3RW30 с базовым функционалом и SIRIUS 3RW40 со стандартным набором функций

УПП SIRIUS 3RW30/40 предназначены для стандартных применений. Они имеют компактное исполнение корпуса, что позволяет экономить пространство в шкафу управления.

Управление пуском по двум фазам по технологии Polarity Balancing
Параметрирование при помощи поворотных потенциометров
Встроенная защита от перегрузки и собственная защита от перегрева силовых полупроводников в устройствах 3RW40
Устойчивость к нестабильным параметрам сети
Для низковольтных электродвигателей мощностью от 1.5 до 250 кВт

Какую технологию плавного пуска выбрать?

Загрузить брошюру (англ. язык)

Серия устройств плавного пуска для различных задач

Обзор интеллектуальных функций

Линейка устройств плавного пуска SIRIUS включает аппараты с различным функционалом, в том числе и со специализированными функциями. Это дает возможность выбрать УПП для широкого круга задач.

Вне зависимости от отрасли применения будут полезны такие интеллектуальные функции УПП, как автопараметрирование, контроль состояния, очистка насоса или динамическое торможение.

Различные применения

Контроль состояния

Пример: компрессор

Функция контроля состояния УПП SIRIUS позволяет оценить электрические параметры двигателя, в том числе, активную мощность. Таким образом, вы получаете новый уровень прозрачности данных о состоянии электродвигателя и приводимой им установки. На основании измеренных значений возможно распознать сухой ход насоса, потерю масла в компрессоре, признаки разрушения подшипников и т.д.

Автопараметрирование

Пример: конвейер

Условия плавного пуска ленточного конвейера могут меняться под влиянием веса груза, размещенного на ленте. Устройства линейки SIRIUS 3RW55 справляются с этой задачей благодаря функции автопараметрирования. Для реализации оптимального пуска конвейера УПП перед запуском производит оценку параметров нагрузки и устанавливает соответствующие настройки.

Встроенная функция динамического торможения

Пример: лесопилка

Для запуска тяжелых лезвий пил, которые используются на крупных деревообрабатывающих предприятиях, необходимо осуществлять плавный пуск для защиты электрических и механических компонентов системы. В то же время должна быть возможность быстрого останова лезвия пилы, например, при его замене. Для этого в УПП 3RW55 предусмотрена функция динамического торможения, которая может быть активирована как в стандартных схемах, так и в схемах с реверсированием.

Очистка насоса

Пример: водоотведение

Насосы используются для перекачки жидкости в различных установках. В системе водоотведения грязь и частицы отходов могут оседать на крыльчатке насоса, что приводит к повышению нагрузки на электродвигатель и снижению производительности насоса. Функция очистки насоса позволяет снизить последствия загрязнения: встроенная измерительная технология распознает загрязнение и, в случае превышения заданной границы, изменяет направление вращения насоса.

Останов насоса

Пример: водоснабжение

Останов насосов, которые используются для перекачки большого объема воды в системах водоснабжения зданий или на насосных станциях, является непростой задачей. Конструкция этих насосов такова, что при резком останове кинетическая энергия транспортируемого объёма воды может привести к гидроудару и повреждению соединений трубопроводов, клапанов и уплотнений. В УПП 3RW52 и 3RW55 предусмотрена функция «останов насоса», которая контролирует процесс оптимального останова и позволяет снизить негативный эффект таких воздействий жидкости.

Устойчивость к нестабильным параметрам сети

Пример: вентилятор

Вентиляторы систем кондиционирования зданий, туннелей или крытых парковок обычно довольно большие и тяжелые, для запуска таких вентиляторов может требоваться до нескольких минут. Продолжительные высокие пусковые токи приводят к просадке питающего напряжения. В линейке УПП SIRIUS для таких случаев предусмотрены версии устройств с расширенным диапазоном питающего напряжения управления Us: 110-230 AC/DC (для 3RW30/40), 110-250 AC (для 3RW52/55). При просадке напряжения УПП остаётся в рабочем состоянии и гарантирует дальнейшую работу установки. Широкий диапазон управляющего напряжения позволяет использовать УПП SIRIUS в нестабильных сетях с возможными просадками напряжения.

Гибридная технология коммутации

Лучшее от двух технологий коммутации

Гибридная технология объединяет преимущества полупроводниковой и электромеханической технологий коммутации. В каждом случае сильные стороны той или иной технологии используются на соответствующей фазе коммутации.

Во время запуска электродвигателя ток проходит через силовые полупроводники, которые контролируют пусковой ток посредством ограничения напряжения. После разгона двигателя тиристорные модули шунтируются при помощи встроенных электромеханических контакторов. Работа на режиме продолжается через электромеханические контакты, что позволяет избежать чрезмерных тепловых потерь при нагреве тиристоров.

Благодаря гибридной технологии коммутации снижается износ электромеханических контактов, что увеличивает срок службы устройства по сравнению с устройствами традиционной технологии коммутации.

Отличия различных технологий коммутации

Электромеханическая технология

Электромеханическая технология отличается низкими потерями мощности при работе, но повышенным износом и шумом при коммутации. Под воздействием электрической дуги в момент коммутации контакты изнашиваются и уменьшается срок службы устройства.

Полупроводниковая технология

В отличие от электромеханических, полупроводниковые устройства бесшумные и имеют больший срок службы, но при этом отличаются повышенными потерями мощности на нагрев силовых полупроводников.

Гибридная технология

Гибридная технология в УПП SIRIUS объединяет преимущества обеих технологий коммутации. Комбинация электромеханической и полупроводниковой технологий позволяет снизить потери мощности при этом увеличить срок службы контактов и, соответственно, всего устройства.

Внедрение в цифровое производство

Преимущества использования инструментов дигитализации

Цифровая трансформация промышленности продолжается. Важную роль играют инструменты для автоматизированного проектирования и инжиниринга. Программное обеспечение Simulation Tool for Soft Starters (STS) позволяет легко выбрать оптимальное устройство плавного пуска в зависимости от характеристик привода и специфики применения.

TIA Selection Tool – это среда для подбора устройств. Программное обеспечение SIRIUS Soft Starter ES для среды TIA Portal позволяет легко и быстро параметрировать, производить мониторинг и диагностику УПП SIRIUS 3RW5. Параметры устройства могут быть заданы напрямую с ПК или переданы по PROFINET.

Подключение УПП SIRIUS к открытой облачной операционной системе MindSphere позволит получать универсальные диагностические данные и параметры для системы энергоменеджмента, обеспечит доступ к операционным данным и измеренным значениям из любой точки, позволит организовать предиктивное техническое обслуживание оборудования, оптимизировать процессы и перераспределить ресурсы предприятия.

Читайте также: