При словах “мягкий пускатель” у человека, далёкого от электроники, возникает ассоциация – что-то мягкое, набитое поролоном или ватой.
Но давайте серьезно рассмотрим это замечательное устройство, выясним, что у него внутри и с какой стороны к нему подходить.
Мягкий пускатель – что это такое?
Понятие “мягкий” относится не к самому пускателю, а к пуску двигателя, который подключается через такой пускатель.
Имеется ввиду, как правило, асинхронный электрический двигатель с короткозамкнутым ротором. Это самый распространенный тип двигателей. По моим наблюдениям, в более 95% случаев в промышленном оборудовании применяются именно асинхронные двигатели.
Я уже писал в статье про подключение электродвигателей, что двигателя можно подключать различными способами – прямой подачей напряжения через контактор, через твердотельное реле, через схему “звезда-треугольник”, через частотный преобразователь. По приведенным ссылкам рекомендую перейти, если эта тема интересует, там много интересного.
А вот – пример реального практического применения устройства плавного пуска (мягкого пускателя), монтировал и изменял схему я сам.
Так вот, если контактор и твердотельное реле включают двигатель “жёстко” (БАХ! – и поехали), то мягкий пускатель позволяет сделать мягкий, плавный старт двигателя. Поэтому его ещё называют плавным пускателем, устройством плавного пуска (УПП) или soft starter – софтстартер.
При использовании контактора время разгона, конечно, не равно нулю – ведь двигатель не может мгновенно набрать скорость. И «плавность» в этом случае достигается за счет скольжения и потерь на питающей линии и в двигателе.
Причём, пускатель на то и пускатель, что он полностью обеспечивает все потребности двигателя в пуске, останове и защите.
Вывод:
Мягкий пускатель и софтстартер - это одно и то же.
По мягким пускателям (софтстартерам) у меня есть парочка статей на Дзене, вот они:
Почему сгорел софтстартер? - статья про реальный случай на производстве, когда из-за неправильного подключения защиты и перегрузки случился пожар. В комментариях меня почему-то обвинили во лжи и халатности. Видимо, эти комментаторы живут в идеальном мире, без аварий, поломок и Путина)
Пример установки и подключения софтстартера - про то, как я установил УПП вместо контактора прямого пуска. И для чего это нужно.
Чем отличается контактор от пускателя - тут я обосновываю, что контактор это не то, "что препод в ПТУ в 1975 году рассказывал", а то, как это определено в ГОСТ и на сайтах производителей.
Где используются мягкие пускатели
Мягкие пускатели целесообразно применять там, где существует большая нагрузка на валу в момент включения двигателя. Как следствие – большие пусковые токи.
Большая нагрузка может быть за счет большой инерции ротора двигателя, а также за счет собственно нагрузки (потребителя). Имеется ввиду такая нагрузка, как конвейера, имеющие большую протяженность и перемещающие хрупкие предметы, вентиляторы, имеющие массивную крыльчатку, а также различные насосы и компрессора.
Кроме того, иногда очень важно обеспечить не только плавный пуск, но и плавный останов. Например, при питании тех же конвейеров, чтобы предметы не попадали или не сместились. Либо в насосном оборудовании, для предотвращения гидроудара при выключении.
Мягкий пуск электродвигателя при помощи мягких пускателей и преобразователей частоты успешно решает все эти проблемы, а также даёт другие преимущества, предоставляя полную свободу в управлении двигателем.
Пару десятков лет назад, до развития электронных устройств пуска, при необходимости управления приводом применялись двигатели постоянного тока, управлять которыми проще. Однако, и стоят они дороже асинхронных.
Также применялись двухскоростные асинхронные двигатели.
Выбор софтстартера
При выборе мягкого пускателя вполне логично руководствоваться прежде всего мощностью подключаемого электромотора.
Однако, если мотор имеет тяжелые условия пуска, а также при частом включении/выключении, необходим запас по мощности.
Дело в том, что мягкий пускатель устроен так, что не может долго тянуть двигатель на напряжении ниже номинального. Поскольку для этого применяются тиристоры, а они греются. И им нужно время, чтобы остыть и подготовиться “морально” для очередного пуска или останова. Во время нормальной работы, когда двигатель работает на номинале, тиристоры полностью открыты, напряжение на них стремится к нулю, и они практически не греются.
В мощных софтстартерах, чтобы не напрягать тиристоры после выхода двигателя на номинал, используют шунтирующий контактор (байпас), который может быть как встроенным, так и внешним.
Основные параметры
1. Время разгона (передняя рампа). Название говорит за себя. Чем меньше время разгона, тем труднее двигателю, и тем меньше смысла использовать мягкий пускатель. Обычное время разгона – 10…20 сек. Чем больше это время, тем труднее мягкому пускателю – тиристоры не могут работать в таком режиме длительное время, греются. Другое название параметра – наклон характеристики разгона.
2. Время торможения (замедления), задняя рампа. То же самое, но напряжение плавно понижается. Другое название – наклон характеристики торможения.
3. Начальное напряжение. Если это значение выставить малым, то двигатель будет плавно набирать обороты. Если очень малым – может вообще не тронуться. Оптимально – выставить такой минимальный уровень, при котором мотор гарантированно начнет вращаться при включении.
4. Ограничения тока. Тут принцип такой же, как и у теплового реле, которое защищает двигатель от перегрузки. Только реле не может долго терпеть, и отключает цепь пуска, а софт стартер ограничивает ток двигателя на установленном уровне. Например, при разгоне ток некоторое время может составлять 120-140% от номинала, это нормально. Ток будет сохраняться на уровне ограничения, затем напряжение продолжит увеличиваться до номинала.
5. Номинальный ток. Этот параметр используется для защиты двигателя в процессе работы, и аналогичен работе теплового реле – отключает двигатель, если ток превысил уставку.
Схема включения
Схемы включения софт стартеров могут отличаться для разных моделей, но смысл один.
Выделю основные тезисы.
1. Три фазы на входе, три фазы – на выходе.
2. Система управления пуском/стопом – двухпроводная (переключатель) либо трехпроводная (две кнопки, Пуск и Стоп):
3. Внутреннее реле аварии, которое говорит о ошибке (например, перегрев или перегрузка) и размыкает соответствующую контрольную цепь.
Настройка параметров
Рассмотрим подробно для примера переднюю панель Софтстартера Toshiba TMC7, внешний вид которого показан в самом начале этой статьи.
Reset – сброс ошибок.
Trip codes – коды ошибок, которые индицируются в определенном количестве миганий светодиода Ready.
Вот количество миганий и соответствующая ошибка:
- Проблема с силовой частью
- Превышено время старта
- Перегрузка двигателя
- Перегрев двигателя
- Дисбаланс по фазам
- Частота на входе вышла за пределы 40…72 Гц
- Ошибка чередования фаз
- Ошибка связи (в случае применения дополнительного модуля)
Current Ramp – Нарастание тока при запуске, в процентах и в секундах.
Motor FLC – ток двигателя, в процентах от номинала мягкого пускателя. Параметр защиты двигателя.
Current limit – ограничение тока во время старта
Soft Stop – время мягкого останова. 0 – выбег двигателя (отключение питания, вращение по инерции)
Motor Trip Class – Класс термозащиты двигателя. Чем выше значение, тем медленнее сработает тепловая защита двигателя при перегрузке
AUX relay, Phase rotatoin – функция внутреннего реле, защита от смены фаз от неправильного вращения
Excess Start Time – Превышение времени старта. Двигатель за данное время не смог развить номинальную скорость. Требуется увеличить уровень ограничения тока.
По контактам управления.
С1, С2 – клеммы подключения термистора двигателя. Если термистора нет, устанавливается перемычка.
R33…R44 – выходы функциональных реле
02, 01 – подключение кнопок управления
А2, А1, А3 – выходы для питания цепей управления и контрольных цепей схемы софт стартера.
Защита софтстартера
Поскольку Soft Starter – это электронное силовое устройство, то для его защиты по входу требуются быстродействующие предохранители. На крайний случай – быстродействующие защитные автоматы с характеристикой В. Я об этом много распространяюсь в статье про твердотельные реле, даю ссылку ещё раз.
С другой стороны (по выходу Мягкого пускателя) надо защитить пускатель и двигатель от длительного перегруза. Это определяется классом срабатывания защиты. Класс срабатывания защиты определяет время пуска при заданном токе двигателя до того, как сработает защита. Существует несколько классов защиты – 10, 20, 30. Чем больше класс, тем большая инерция у системы защиты.
Пояснения – на графике:
Бывает, что встроенной защиты нет (как в УПП по ссылкам выше), и нужно обязательно ставить мотор-автомат (АЗД) и/или тепловое реле (РТЛ).
Ещё важно – устройство плавного пуска часто имеет одну фазу, которая напрямую передается со входа на выход. Особенно это относится к маломощным моделям. Поэтому – не удивляйтесь, если при выключенном двигателе “долбанёт”.
Поделитесь, часто ли вам приходится встречаться с мягкими пускателями, и как вы их называете?
Если интересны темы канала, заходите также на мой блог - https://samelectric.ru/ и в группу ВК - https://vk.com/samelectric
Не забываем подписываться и ставить лайки, впереди много интересного!
Обращение к хейтерам: за оскорбление Автора и Читателей канала - отправляю в баню.