Запуск электродвигателя: плавный пуск или Звезда-Треугольник

Большинство асинхронных двигателей запускаются непосредственно от сети, но когда таким образом запускаются очень мощные двигатели, они вызывают нарушение напряжения в линиях питания из-за больших скачков пускового тока.

Этот внезапный всплеск мощности может повредить двигатель, привести к провалам напряжения и другим проблемам. Чтобы защититься от этих нежелательных эффектов, вам необходимо выбрать метод запуска, который позволит вашему двигателю безопасно запуститься.

Чтобы ограничить скачок пускового тока, большие асинхронные двигатели запускаются при пониженном напряжении, а затем снова подключаются к полному напряжению питания, когда они достигают скорости, близкой к вращающейся.

Существует два основных способа запуска - это использование устройств плавного пуска и использование стартовых устройств "звезда-треугольник". Несмотря на то, что эти два метода служат одной цели, они имеют существенные различия. В данной статье мы рассмотрим и сравним оба этих подхода, чтобы помочь вам выбрать наиболее подходящий.

Что представляет собой устройство плавного пуска?

Устройства плавного пуска, также известные как устройства плавного пуска с пониженным напряжением (RVSS), - это полупроводниковые устройства, которые служат защитой для электродвигателей переменного тока от возможных повреждений, вызванных резким увеличением мощности в момент запуска. Они достигают этого, позволяя мощности увеличиваться плавно путем постепенного нарастания напряжения, подаваемого на двигатель. Обычно такие устройства применяются только при запуске, но некоторые из них можно также использовать при остановке двигателя.

Устройства плавного пуска могут состоять из электрических компонентов, механических компонентов или их комбинации. Механические устройства плавного пуска могут использовать различные виды муфт и механизмов, включая муфты с жидкостным, стальным или магнитным моментом для передачи крутящего момента. Электрические устройства плавного пуска изменяют входной ток или напряжение с помощью электрических средств, чтобы временно уменьшить крутящий момент или изменить способ подключения двигателя к электрическому току. Электрические устройства могут управлять одной, двумя или тремя фазами. Обычно трехфазное управление дает наилучшие результаты.

Обычно мягкие стартеры используют симисторы (SCR) и тиристоры для снижения напряжения. В их выключенном состоянии симисторы ограничивают ток, а включенном - позволяют ему пройти. При постепенном увеличении скорости мотора симисторы включаются. Как только достигнута максимальная скорость, включаются обходные контакторы, что помогает снизить нагрев мотора.

Что такое стартер "звезда-треугольник"?

Стартер "звезда-треугольник" - это еще один метод управления пусковым процессом, который позволяет снизить пусковой ток при запуске электродвигателя. Обычно он применяется для запуска трехфазных асинхронных двигателей, особенно когда требуется ограничить пусковой ток, например, при запуске двигателя без нагрузки или при небольшом начальном токе.

При использовании этого метода двигатель сначала запускается с одной обмоткой статора, соединенной в звезду. Как только двигатель достигает определенной скорости или проходит определенное время, он переключается на другую обмотку статора, соединенную в треугольник. Запуск в режиме "звезда" снижает напряжение на каждой обмотке и уменьшает крутящий момент.

В режиме "звезда" используются четыре провода - три фазных и один нейтральный. Нейтральный провод подключается в начальной точке, где соединяются три фазных провода. В режиме "треугольник" используются только три провода без нейтрального, но при необходимости землю можно использовать в качестве нейтрального провода.
Более детально особенности подключения обмоток электродвигателя типа Звезда и Треугольник описаны в нашей новой статье https://polymernagrev.ru/nagrev-v-proizvodstve/osobennosti-podklyucheniya-zvezda-i-treugolnik-v-elektrodvigatele/

Стартеры "звезда-треугольник" включают в себя трехполюсный двухпозиционный переключатель, который переключает обмотки статора между режимами "звезда" и "треугольник". Они также имеют три контактора: главный, звезда и треугольник, которые контролируют токи обмоток. Кроме того, они обычно включают в себя реле времени, трехполюсный тепловой расцепитель максимального тока, а также плавкие предохранители или автоматические выключатели цепей для дополнительной безопасности и защиты.

Устройства плавного пуска против пускателей звезда-треугольник: сходства и различия

Итак, в чем сходства и различия между устройствами плавного пуска и пускателями звезда-треугольник, и какой из них следует выбрать для запуска вашего двигателя?

Оба типа стартеров служат одной и той же цели: они уменьшают напряжение, поступающее на двигатель во время запуска, чтобы предотвратить внезапное увеличение мощности, которое может повредить двигатель и вызвать другие проблемы. Однако основные различия включают в себя следующее:

1. Количество состояний: Пускатели звезда-треугольник имеют только два состояния - низкое напряжение и полное напряжение, между которыми переключается стартер. Устройства плавного пуска, напротив, позволяют мягкому и постепенному старту и могут иметь бесконечное число состояний в пределах управляющей электроники и требований к запуску.
2. Обработка изменяющихся условий нагрузки: Устройства плавного пуска способны справляться с различными условиями нагрузки, такими как запуск под нагрузкой или без нее, в то время как пускатели звезда-треугольник этого не позволяют.
3. Время запуска: Устройства плавного пуска предоставляют контроль над временем запуска, в то время как у пускателей звезда-треугольник это время фиксировано и обычно составляет от трех до семи секунд, в то время как устройства плавного пуска предоставляют регулируемое время запуска от одной до примерно 60 секунд.
4. Управление крутящим моментом: Устройства плавного пуска также обеспечивают динамическое управление крутящим моментом, что позволяет регулировать его в зависимости от характеристик двигателя и нагрузки. В случае пускателей звезда-треугольник такая регулировка невозможна.
5. Плавная остановка: Некоторые устройства плавного пуска также предоставляют функцию мягкой остановки, чего не имеют пускатели звезда-треугольник.
6. Снижение тока при очень низких нагрузках: В случае очень легких нагрузок пускатели звезда-треугольник могут снизить пусковой ток до более низкого уровня, чем устройства плавного пуска.
7. Простота: Пускатели звезда-треугольник более сложны в установке и использовании, чем устройства плавного пуска, которые обычно проще устанавливать.
8. Отсутствие открытого перехода и потери мощности: При использовании пускателей звезда-треугольник возникает открытый переход между соединениями звезда и треугольник, что может вызвать переходные токи и высокий крутящий момент. Устройства плавного пуска не имеют такого открытого перехода и потери мощности.
9. Стоимость: Устройства плавного пуска стоят дороже, чем пускатели звезда-треугольник, но они более эффективны. Сегодня разница в стоимости между этими двумя типами стартеров меньше, чем раньше.
10. Применение: Пускатели звезда-треугольник могут использоваться для запуска маломощных машин под нагрузкой, машин средней мощности без нагрузки, низкомощных вентиляторов и центробежных насосов. Устройства плавного пуска могут использоваться с большими моторами как с нагрузкой, так и без нее, включая моторы для компрессоров, вентиляторов, насосов, конвейеров, агитаторов, мешалок, мельниц и многих других приложений.