Проблемы пуска и регулирования АД
Пуск асинхронного электродвигателя можно осуществлять напрямую от сети, но при наличии больших нагрузок ток в двигателе может превышать номинальный в 6 и более раз. Вследствие частых пусков такого двигателя из-за перегрева изоляция может выйти из строя, что приводит к поломке всего привода. Данный факт наводит нас на мысль о том, что процесс пуска необходимо контролировать.
Привод в целом можно разделить на два вида:
· Регулируемый.
· Нерегулируемый.
В задачах, где скорость вращения механизма можно регулировать, при этом не уменьшая эффективность выхода, стоит также задуматься о снижении потребления электричества и повышении ресурса элементов системы путём введения обратной связи (ОС).
Пуск и нагрузка электропривода
В зависимости от конечной нагрузки, будь то центробежный вентилятор, приводной конвейер, динамический насос или обычный подъездный лифт, нам нужно понимать, есть ли необходимость регулирования скорости привода.
Насосные агрегаты, стоящие в подвалах жилых домов, вращаются с одной и той же скоростью в течение всего рабочего времени. Очевидно, что ночью потребление воды в квартирах минимально, и скорость двигателя можно понизить, тем самым экономя электроэнергию и ресурс двигателя. А лифт непрерывного действия, например, не нуждается в регулировании скорости.
Пуск двигателя грубо можно разделить на три вида:
· Лёгкий пуск. Пусковой ток не превышает 3-х номиналов, и пуск длится меньше 20 с. Примерами могут служить винтовые и центробежные компрессоры, приводы конвейеров, различные сверлильные и токарные станки и т.п.
· Тяжелый пуск. Пусковой ток находится в диапазоне от 3 до 5 номиналов, и пуск длится дольше 30 с. Примерами являются цементные насосы, бетономешалки, компрессоры под нагрузкой, различные лебёдки и т.п.
· Особо тяжёлый пуск. Пусковой ток превышает номинальный свыше 5 номиналов (7-10) и длится больше минуты. Это поршневые насосы, различные центрифуги, шаровые мельницы и т.п.
В данной статье мы рассмотрим применение УПП для регулирования скорости двигателя в тех или иных задачах.
Принцип работы устройства плавного пуска и его выбор
УПП необходимо для обеспечения линейно нарастающего напряжения питания двигателя в целях уменьшения пусковых токов и согласования момента на валу с нагрузкой.
Силовая часть обычного устройства плавного пуска представляет собой два или три встречно-параллельных тиристора и подключенный к ним обходной контакт. Плавное нарастание напряжения обеспечивается регулировкой проводимости (временем работы) этих самых тиристоров. После пуска двигателя обходные контакты переключают двигатель на питание от сети.
При выборе подходящего под определённую задачу УПП стоит обратить внимание на следующие характеристики:
· Мощность устройства.
Одним из самых важных критериев выбора устройства является его мощность. Мощность устройства плавного пуска должно быть рассчитана с учётом количества пусков двигателя и подключаемой к нему нагрузки. Должно выполняться главное условие:
То есть мощности УПП должно хватать для пуска на номинальную нагрузку привода.
· Количество фаз.
По количеству фаз УПП бывают двухфазными и трёхфазными. Двухфазные имеют меньшую цену и габарит, но они подходят только для лёгкого пуска, так как они вносят несимметрию токов и напряжений. Во всех остальных случаях нам необходимо полноценное трёхфазное УПП.
· Функция шунтирования.
Для достаточно мощных установок нам необходимо обеспечить функцию шунтирования пусковых тиристоров, то есть переключение двигателя на питание от сети с целью избегания перегрева тиристоров. Такая функция может быть встроена в УПП, или же нам будет необходимо докупать внешний контактор, который по внешнему сигналу будет шунтировать тиристоры.
· Способ управления.
По способу управления данные устройства делятся на цифровые и аналоговые. Цифровые в большинстве случаев имеют более гибкое управление и большее количество защит, но и, соответственно, большую цену.
· Функциональность и дополнительные функции.
Часто при решении задач от УПП требуются такие функции как кратковременный пуск на пониженной скорости, функция динамического торможения, толчковый пуск, снижение напряжения питания при малой нагрузке и др.
В целом устройства плавного пуска целесообразно применять в нерегулируемых электроприводах с целью снижения потребления электроэнергии и экономии ресурса оборудования путём снижения пусковых токов.