Андрей Коваль,

технический редактор газеты «50 Герц»

Введение

В настоящее время известные варианты пуска двигателей можно разделить на три основные группы:

I. Прямой пуск;

II. Пуск с дискретным изменением напряжения:

переключение со звезды на треугольник;

включение в обмотку статора пусковых сопротивлений;

применение пускового трансформатора;

III. Плавный пуск:

плавным изменением величины подаваемого на двигатель напряжения;

плавным изменением частоты и напряжения на двигателе (частотный пуск).

Многие механизмы в большинстве случаев не допускают прямого пуска двигателя от сети, так как такой пуск сопровождается существенными динамическими воздействиями на вал двигателя и динамическими усилиями и сверхтоками в обмотках, что приводит к быстрому выходу из строя как двигателя, так и самого механизма.

При запуске приводных двигателей дискретным изменением величины питающего напряжения хотя и наблюдается облегчение пускового режима, но не снимаются все негативные последствия прямого пуска. Величина начального напряжения в этом случае достаточно велика, вследствие чего имеет место бросок тока в статорной обмотке и, соответственно, ударные воздействия на вал двигателя и механизм, динамические усилия и перенапряжения в обмотках. Причем, чем выше установленная мощность привода, тем последствия такого пуска более заметны. В результате срок службы двигателей резко сокращается, а затраты на профилактику и ремонт растут.

Частотный пуск приводных двигателей решает все проблемы, но использова­ние преобразователя частоты только для пусковых режимов нецелесообразно, так как их стоимость выше стоимости двигателя и для их настройки и обслуживания требуются специалисты высокой квалификации.

Выход один

Там, где в цикле работы не требуется регулирование работы приводного механизма, наиболее эффективно применять менее дорогие устройства плавного пуска.

Состав и принцип действия

Устройство плавного пуска (далее пускатель) обычно представляет собой нереверсивный трехфазный высоковольтный тиристорный коммутатор (ВТК) с многофункциональной системой управления (СУ) на базе микроциклорного контроллера (МК) и развитым пользовательским интерфейсом, аппаратно обеспечиваемым устройством ввода-вывода дискретных сигналов (УВВ).

Основным силовым элементом ВТК является тиристорный ключ, представляющий собой два встречно-параллельно включенных тиристора. Такой ключ помещается в каждую из трех фаз. Изменяя угол управления (включения) тиристоров, можно менять подводимое к статорной обмотке двигателя напряжение и, соответственно, ток. Снижение подводимого к статорной обмотке двигателя напряжения позволяет уменьшить токи в динамических режимах (при пуске) и избежать ударных нагрузок на механизм. Наличие регулятора тока обеспечивает поддержание заданного значения тока практически в течение всего времени разгона с помощью увеличения напряжения на выходе ВТК. Это достигается уменьшением угла управления тиристоров. Разгон с заданным значением пускового тока продолжается до тех пор, пока текущее значение угла управления тиристорами больше также изменяющегося угла сдвига м. первыми гармониками напряжения и тока. Когда это соотношение не соблюдается, тиристоры открываются полностью. К этому моменту, однако, ток уже не должен превышать заданного значения при правильно настроенных параметрах пускового устройства.

Изменяя k усиления и постоянную интегрирования регулятора тока, и начальное значение угла открывания тиристоров и величину (кратность) пускового тока, можно получить требуемые динамические характеристики. Следует учесть, что величина пускового тока не должна превосходить номинального значения тока, указанного в паспорте конкретного пускового устройства.

Функциональные возможности

Представленные на российском рынке пускатели обеспечивают:

Пуск:

плавный пуск с заданным темпом пуска;

плавный пуск с ограничением пускового тока;

пуск с начальным импульсом тока. Применяется для механизмов с фрикционным характером нагрузки;

пуск с заданным начальным моментом и с дальнейшим разгоном по заданной кривой;

пуск на пониженной (14% или 25%) скорости с последующим разгоном по заданной кривой. Применяется для механизмов с заправочной скоростью или работающих на дискретных скоростях.

Останов:

плавное торможение. рек. применять для останова насосов во избежание резких скачков давления в трубах и, соответственно, сохранения нормальной работы обратного клапана;

останов с переходом на пониженную v и последующим (через заданное время) полным снятием напряжения. Применяется в основном по технологическим показаниям.

Защиту двигателя:

от короткого замыкания при пуске;

от затяжного пуска двигателя;

от обрыва одной или нескольких фаз;

от перегрузки в рабочем режиме;

от опрокидывания двигателя;

от перегрева обмоток двигателя при наличии встроенного в двигатель датчика температурной защиты. В этом случае УПП не позволит повторно включить двигатель до его остывания;

от повторного включения. При этом устройство допустит включение двигателя не ранее чем через время, которое потребитель оговаривает при заказе.

Применение пускателя позволяет:

устранить ударные токи в питающей сети и асинхронном электродвигателе (АД) при его пуске;

снизить пусковые токи АД;

устранить гидравлические удары в сети;

устранить механические ударные воздействия на АД;

предотвратить гидравлические удары при включении и выключении;

снизить потребление асинхронным двигателем электроэнергии в режиме малых нагрузок:

реактивной в 4-5 раз,

активной на 30-40%;

уменьшить нагрев асинхронного электродвигателя и повысить его срок службы;

повысить надежность эксплуатации, снизить износ оборудования;

повысить срок его службы.

Применение пускателей в жилищно-коммунальном хозяйстве

на данный момент пускатели применяются на насосных станциях первого, второго и третьего подъёма, водозаборных узлах, канализационно-насосных станциях, в системах технологического водоснабжения.

Они уже управляют работой насосов, компрессоров, охладителей, вентиляторов и воздуходувок, конвейеров, поворотных двигателей и множественных других механизмов.

Кто представлен на рынке

на данный момент на российском рынке силового оборудования Заказчику предлагается широкий выбор устройств плавного пуска как отечественных, так и зарубежных производителей: Siemens, Danfoss, ABB, Control Techniques, EMOTRON AB, Triol, Kimo.

Низковольтные (220/380 В) устройства плавного пуска

Для этого класса пускателей разница цен сравнительно небольшая (20-25% в пользу отечественных производителей), и на выбор Поставщика влияют сроки поставки, возможности сервисного обслуживания, известность предлагаемой торговой марки.

Высоковольтные (3, 6, 10 к В) устройства плавного пуска

На рынке же высоковольтных устройств плавного пуска ситуация несколько отличается. Разница в цене на однотипные пускатели отечественного и импортного производств составляет 45 - 50 %: SIMOSTART (фирмы Siemens) — ~80000 у.е. против 42000 у.е. Триол АС15 (Корпорации Триол).

Кроме этого, близость к Заказчику и знание реальных условий эксплуатации делает предложение отечественного производителя более выгодным.

Источник: http://www.triolcorp.ru