Прилад плавного пуску електродвигуна. Плавний пуск асинхронного електродвигуна: пристрій, схема

Характерним для будь-якого електродвигуна в процесі запуску є багаторазове перевищення струму і механічного навантаження на приводиться в дію обладнання. При цьому також виникають перевантаження мережі живлення, що створюють просідання напруги і погіршують якість електроенергії. У багатьох випадках потрібно пристрій плавного пуску (УПП).

Необхідність плавного пуску електродвигунів

Статорна обмотка є котушкою індуктивності, що складається з активного опору і реактивного. Значення останнього залежить від частоти напруги, що подається. При запуску двигуна реактивний опір змінюється від нуля, а пусковий струм має велику величину, багаторазово перевищує номінальний. Момент обертання також великий і може зруйнувати приводиться в рух устаткування. У режимі гальмування також з'являються кидки струму, що призводять до підвищення температури статорних обмоток. При аварійній ситуації, пов'язаної з перегрівом двигуна, можливий ремонт, але параметри трансформаторної сталі змінюються і номінальна потужність знижується на 30%. Тому необхідний плавний пуск.

Запуск електродвигуна перемиканням обмоток

Обмотки статора можуть з'єднуватися "зіркою" і "трикутником". Коли у двигуна виведені всі кінці обмоток, можна зовні коммутировать схеми "зірка" і "трикутник".

Пристрій плавного пуску електродвигуна збирається з 3 контакторів, реле навантаження і часу.

Електродвигун запускається за схемою "зірка", коли контакти К1 і К3 замкнуті. Через інтервал, заданий реле часу, К3 відключається і виробляється підключення схеми "трикутник" контактором К2. При цьому двигун виходить на повні оберти. Коли він розганяється до номінальних обертів, пускові струми не такі великі.

Недоліком схеми є виникнення короткого замикання при одночасному включенні двох автоматів. Цього можна уникнути, застосувавши замість них рубильник. Для організації реверсу потрібен ще один блок управління. Крім того, за схемою "трикутник" електродвигун більше нагрівається і жорстко працює.

Частотне регулювання швидкості обертання

Вал електродвигуна обертається магнітним полем статора. Швидкість залежить від частоти напруги живлення. Електропривод буде працювати ефективніше, якщо додатково змінювати напругу.

До складу пристрою плавного пуску асинхронних двигунів може входити частотний перетворювач.

Першою сходинкою пристрою є випрямляч, на який подається напруга трифазної або однофазної мережі. Він збирається на діодах або тиристорах і призначений для формування пульсуючого напруги постійного струму.

У проміжній ланцюга пульсації згладжуються.

У инверторе вихідний сигнал перетворюється на змінний заданої частоти і амплітуди. Він працює за принципом зміни амплітуди або ширини імпульсів.

Всі три елементи отримують сигнали від електронної схеми управління.

Принцип дії УПП

збільшення пускового струму в 6-8 разів і крутного моменту вимагають застосування УПП для виконання наступних дій при запуску або гальмуванні двигуна:

• поступове збільшення навантаження;
• зниження просадки напруги;
• управління запуском і гальмуванням в певні моменти часу;
• зниження перешкод;
• захист від стрибків напруги, при пропажі фази та ін .;
• підвищення надійності електроприводу.

Пристрій плавного пуску двигуна обмежує величину напруги, що подається в момент пуску. Воно регулюється шляхом зміни кута відкриття сімісторов, підключених до обмоток.

Пускові струми необхідно знижувати до величини, не більше ніж в 2-4 рази перевищує номінал. Наявність байпасного контактора запобігає перегріванню сімісторов після його підключення після того, як двигун розкрутиться. Варіанти включення бувають одно-, дво- і трифазні. Кожна схема функціонально відрізняється і має різну вартість. Найбільш досконалим є трифазне регулювання. Воно найбільш функціонально.

Недоліки УПП на сімісторов:

• прості схеми застосовуються тільки з невеликими навантаженнями або при холостому запуску;
• тривалий запуск призводить до перегріву обмоток і напівпровідникових елементів;
• момент обертання валу знижується і двигун може не запуститися.

види УПП

Найбільш поширені регулятори без зворотного зв'язку за двома або трьома фазами. Для цього попередньо встановлюється напруга і час пуску. Недоліком є \u200b\u200bвідсутність регулювання моменту по навантаженню на двигун. Цю проблему вирішує пристрій зі зворотним зв'язком поряд з виконанням додаткових функцій зниження пускового струму, створення захисту від перекосу фаз, перевантаження та ін.

Найбільш сучасні УПП мають ланцюга безперервного спостереження за навантаженням. Вони підходять для важко навантажених приводів.

вибір УПП

Більшість УПП - це регулятори напруги на сімісторов, що розрізняються функціями, схемами регулювання і алгоритмами зміни напруги. У сучасних моделях софтстартери застосовуються фазові методи регулювання електроприводів з будь-якими режимами пуску. Електричні схеми можуть бути з тиристорн модулями на різну кількість фаз.

Одне з найпростіших - це пристрій плавного пуску з однофазним регулюванням через один симистор, що дозволяє тільки пом'якшувати механічні ударні навантаження двигунів потужністю до 11 кВт.

Двофазне регулювання також пом'якшує механічні удари, але не обмежує струмові навантаження. Допустима потужність двигуна становить 250 кВт. Обидва способи застосовуються з розрахунку прийнятних цін і особливостей конкретних механізмів.

Багатофункціональний пристрій плавного пуску з трифазним регулюванням має найкращі технічні характеристики. Тут забезпечується можливість динамічного гальмування і оптимізації його роботи. Як недоліки можна відзначити тільки великі ціни і габарити.

Як приклад можна взяти пристрій плавного пуску Altistart. Можна підібрати моделі для запуску асинхронних двигунів, Потужність яких досягає 400 кВт.

Пристрій вибирається по номінальній потужності і режиму роботи (нормальний або важкий).

вибір УПП

Основними параметрами, за якими вибираються пристрої плавного пуску, є:

• гранична сила струму УПП і двигуна повинні бути правильно підібрані і відповідати один одному;
• параметр кількості запусків на годину задається як характеристика софтстартери і не повинен перевищуватися при експлуатації двигуна;
• задану напругу пристрою не повинно бути менше мережевого.

УПП для насосів

Пристрій плавного пуску для насоса призначене переважно для зниження гідравлічних ударів в трубопроводах. Для роботи з приводами насосів підходять УПП Advanced Control. Пристрої практично повністю усувають гідроудари при заповнених трубопроводах, дозволяючи збільшити ресурс обладнання.

Плавний запуск електроінструментів

Для електроінструмента характерні високі динамічні навантаження і більших обертів. Його наочним представником є \u200b\u200bкутова шліфувальна машинка (УШМ). На робочий диск діють значні сили інерції на початку обертання редуктора. Великі перевантаження по струму виникають не тільки при запуску, але і при кожній подачі інструменту.

Пристрій плавного пуску електроінструмента застосовується тільки для дорогих моделей. Економічним рішенням є його установка своїми руками. Це може бути готовий блок, який поміщається всередині корпусу інструменту. Але багато користувачів збирають просту схему самостійно і підключають її в розрив кабелю живлення.

При замиканні ланцюга двигуна, на регулятор фази КР1182ПМ1 подається напруга і починає заряджатися конденсатор С2. За рахунок цього симистор VS1 включається із затримкою, яка поступово зменшується. Струм двигуна плавно наростає і обороти набираються поступово. Двигун розганяється приблизно за 2 сек. Потужність, що віддається в навантаження, досягає 2,2 кВт.

Пристрій можна застосовувати для будь-якого електроінструменту.

висновок

Вибираючи пристрій плавного пуску, необхідно аналізувати вимоги до механізму і характеристикам електродвигуна. Характеристики виробника знаходяться в поданій до обладнання документації. Помилки при виборі бути не повинно, оскільки порушиться функціонування пристрою. Важливий облік діапазону швидкостей, щоб вибрати найкраще поєднання перетворювача і двигуна.

Одним з найголовніших недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки (використання пускових резисторів і реакторів, перемикання з зірки на трикутник, використання тиристорних регуляторів напруги і т.д.) застосовувалися дуже в рідкісних випадках.

Все різко змінилося в наш час, тому що завдяки прогресу силової електроніки і мікропроцесорної техніки на ринку з'явилися компактні, зручні та ефективні пристрою плавного пуску електродвигунів (софтстартери).

Пристрої плавного пуску асинхронних двигунів - це пристрої, які значно збільшують термін експлуатації електродвигунів і виконавчих пристроїв, що працюють від валу цього двигуна. При подачі напруги живлення звичайним способом, відбуваються процеси, що руйнують електродвигун.

Пусковий струм і напруга на обмотках двигунів, в момент перехідних процесів, Значно перевищують допустимі значення. Це призводить до зносу і пробою ізоляції обмоток, «підгоряння» контактів, значно скорочує термін служби підшипників, як самого двигуна, так і пристроїв «сидять» на валу електродвигуна.

Для забезпечення необхідної пусковий потужності, доводиться збільшувати номінальну потужність живлять електричних мереж, Що призводить до значного подорожчання обладнання і перевитрати електроенергії.

Крім того «осідання» напруги живлення в момент пуску електродвигуна - може привести до псування обладнання, задіяного від цих же джерел живлення, ця ж «осідання» завдає серйозної шкоди обладнанню електропостачання, зменшує термін його служби.

У момент пуску електродвигун є серйозним джерелом електромагнітних завад, що порушують роботу електронного обладнання, живиться від цих же електричних мереж, або знаходяться в безпосередній близькості від двигуна.

Якщо сталася аварійна ситуація і двигун перегрівся або згорів, то, в результаті нагрівання, параметри трансформаторної сталі зміняться настільки, що номінальна потужність, відремонтованого двигуна, може знизитися на величину до 30%, в результаті, цей електродвигун виявиться непридатним до використання на колишньому місці.

Пристрій плавного пуску електродвигунів об'єднує функції плавного пуску і гальмування, захисту механізмів і електродвигунів, а також зв'язку з системами автоматизації.

плавний пуск за допомогою софтстартери реалізується повільним підйомом напруги для плавного розгону двигуна і зниження пускових струмів. Регульованими параметрами зазвичай є початкова напруга, час розгону і час гальмування електродвигуна. Дуже маленьке значення початкової напруги може дуже сильно зменшити пусковий момент електродвигуна, тому воно зазвичай встановлюється 30-60% від значення номінального напруги.

При запуску напруги стрибком збільшується до устанволенного значення початкової напруги, а потім плавно за заданий час розгону піднімається до номінального значення. Електродвіагетль буде при цьому плавно і швидко розганятися до номінальної швидкості.

Застосування софстартеров дозволяє зменшити пусковий «кидок» струму до мінімальних значень, зменшує кількість застосовуваних реле та, вимикачів. Забезпечує надійний захист електродвигунів від аварійної перевантаження, перегріву, заклинювання, обриву фази, знижує рівень електромагнітних завад.

Пристрої плавного пуску електродвигунів прості в пристрої, монтажі та експлуатації.

Приклад схеми підключення пристрою плавного пуску електродвигуна

При виборі пристрою плавного пуску необхідно враховувати наступне:

1. Струм електродвигуна. Необхідно вибирати пристрій плавного пуску по повному струму навантаження двигуна, який не повинен перевищувати струм граничного навантаження пристрої плавного пуску.

2. Максимальне число запусків на годину. Зазвичай воно обмежене софтстартери. Необхідно, що-б кількість запусків на годину електродвигуна не перевищувало цей параметр.

3. Напруга мережі. Кожен пристрій плавного пуску розраховано на роботу при певній напрузі. Напруга мережі живлення має відповідати паспортному значенню софтстартери.

Пристрої плавного пуску електродвигунів відносяться до класу комбінованих приладів. Основним завданням їх прийнято вважати розподіл енергії. Також вони допомагають керувати потужністю електродвигунів. Для забезпечення безперервної роботи мотора вони підходять ідеально.

При необхідності харчування від мережі вони відключать досить швидко. На сьогоднішній день пристрої плавного пуску активно застосовуються в промисловості. Зокрема моделі можна зустріти в свердлильних і фрезерних верстатах. Для ліфтових станцій такі прилади підходять.

Схема стандартного пускача

Стандартна схема пристрою плавного пуску електродвигуна являє собою набір контактів. За рахунок зміни їх положення змінюється параметр вхідного напруга. Сердечники у моделей часто встановлюються імпульсного типу. Електричні котушки в пристроях знаходяться за контактами.

В даному випадку теплові реле використовуються з низькою і високою частотою. Висновків для підключення обладнання повинно бути передбачено два. Безпосередньо пересування контактів здійснюється завдяки пружинам. Блоки управління існують різноманітні. Клеми у моделей зазвичай розташовуються під нижньою кришкою. Фільтри посилення встановлюються не на всі пускачі.

однофазні модифікації

Однофазний прилад, що забезпечує пуск електродвигунів (пристрій плавного пуску), по конструкції є дуже простим. В даному випадку котушка підбирається з первинної обмоткою. Розімкнених контактів у моделей спостерігається не більше чотирьох одиниць. В даному випадку сердечник розташовується під котушкою. Безпосередньо частоту зобов'язане тримати не нижче 55 Гц.

Висновків для підключення до двигуна в пристроях передбачено два. Пружини у моделей застосовуються плоскі. Залежно від розміри пускачів змінюються. Деякі модифікації оснащуються регуляторами чутливості. Клеми у них знаходяться біля нижньої панелі. Застосовується пристрій плавного пуску часто для промислових верстатів.

Пристрій двофазних моделей

Двофазний прилад, що забезпечує пуск електродвигунів (пристрій плавного пуску), випускається тільки з імпульсним сердечником. В даному випадку теплові реле встановлюються низькочастотні. Безпосередньо контактів у моделей може бути до чотирьох одиниць. Для зміни фази використовується тригер. Також у багатьох пристроях встановлюються фільтри посилення. Підключаються моделі через висновки на задній панелі. Клеми в таких пристроях розташовуються над верхньою пластиною. Блоки управління часто є з регулятором чутливості. Зустріти двофазні моделі на виробництві можна часто. Для фрезерного обладнання вони підходять добре.

Модифікації трифазного типу

Пристрої плавного пуску трифазного електродвигуна працюють за рахунок зміни положення контактів. Котушки в даному випадку в багатьох моделях розташовуються за сердечниками. Серія розімкнутих контактів встановлюється на спеціальній платформі. Висновки у трифазних пускачів можуть перебувати над блоком управління. Однак найчастіше вони розташовуються біля задньої панелі.

Безпосередньо теплові реле в таких пристроях є на 60 Гц. Чутливість регулювати в обладнанні можна за рахунок важеля. Спусковий механізм встановлюється над сердечником. На сьогоднішній день трифазні пускачі часто працюють з судновими двигунами.

Моделі для синхронних двигунів

Синхронний прилад, що забезпечує пуск електродвигунів (пристрій плавного пуску), відрізняється зниженою частотністю. Досягається це за рахунок використання сердечників закритого типу. Котушки у таких моделей вхідна напруга зобов'язані витримувати на рівні 200 В .. теплові реле монтуються над верхньою платиною. Система замикаючих контактів розташовується по обидва боки сердечника.

Для збільшення чутливості пристрою використовується спеціальний регулятор. Клеми у моделей можуть монтуватися у верхній і задній частині панелі. Фільтри посилення використовуються досить рідко. При цьому тригери встановлюються часто.

Пускачі асинхронних двигунів

На сьогоднішній день асинхронних прилад, що забезпечує пуск електродвигунів (пристрій плавного пуску), проводиться з різною комплектацією. у моделей встановлюються на 220 і 300 В .. В даному випадку сердечники часто використовуються відкритого типу. В середньому параметр смуги пропускання у них досягає 5 мп. Однак на ринку представлені також сердечники імпульсного типу. Відрізняються вони від інших моделей підвищеною чутливістю. При цьому зношуються вони вкрай повільно, і здатні довго пропрацювати. Розімкнуті контакти в пристроях знаходяться у вірніше пластини.

Теплові реле встановлюються виключно низькочастотного типу. Вихідна напруга вони мінімум зобов'язані витримувати на рівні 230 В .. Підключення багатьох моделей здійснюється через висновки. Для зміни положення нижніх контактів застосовуються пружини. Встановлюються часто вони не великого діаметру. Блоки управління у всіх пристроях оснащуються блокаторами. Регулятори чутливості також присутні у всіх конфігурація. За типом тригерів моделі досить сильно відрізняються. Якщо розглядати пристрої з котушками на те вони найчастіше є хвильового типу. Однак фазові аналоги також представлені на ринку.

Окремої уваги в таких приладах заслуговує спусковий механізм. Як правило, складається він з наборів провідників. У наш час найбільш поширеними вважаються модифікації на чотири контакти. Якщо розглядати моделі з котушками індуктивності на 300 В, то в даному випадку тригери завжди використовуються фазового типу.

Особливості моделей пуску високовольтного двигуна

Пускачі високовольтного типу активно використовуються в атомній енергетиці. Котушки у таких пристроїв часто встановлюються на 300 В .. Параметр пропускної здатності коливається в районі 5 мп. Безпосередньо контакти є як рухомі, так і не рухливі. Сердечники встановлюються імпульсного, а також конденсаторного типу. Відрізняються вони між собою за показником чутливості. На сьогоднішній день більш надійними прийнято вважати імпульсні модифікації.

Теплові реле для приладів походять тільки низькочастотні. Параметр робочого струму в системі досягає 5 А .. Для регулювання пластин використовуються плоскі пружини. Блоки управління в пускателях є з блокаторами, і без них. Спускові механізми часто встановлюються на трьох провідниках. Фільтри посилення в даному випадку використовуються дуже рідко.

Окремої уваги в приладах заслуговує тип тригерів. Якщо розглядати низькочастотні пристрої, то вони підбираються тільки хвильового типу. Зі зниженням чутливості приладу вони справляються добре. Підключається пристрій плавного пуску високовольтного електродвигуна через замикання полюсів. Часто вони розташовуються на вірніше кришці.

Модель серії ABB

Пристрій плавного пуску електродвигуна ABB відрізняється наявністю фазових тригерів. Їх перевага перед хвильовими модифікаціями криється в здатності швидко справлятися з електромагнітними перешкодами. Таким чином, двигун працює більш стабільно, і обороти підтримує завжди на потрібному рівні. Фільтри посилення можна зустріти тільки в пристроях низьковольтного типу. Пластини у моделей фіксуються на плоских пружинах. Спускові механізми встановлюються на блоках управління. Безпосередньо частотність користувач здатний контролювати за допомогою важеля.

Котушки індуктивності в таких пристроях серії ABB встановлюються на 200 В .. Контакти розташовуються по обидва боки від пластини. Сердечники часто встановлюються закритого типу. В результаті зношеність їх вкрай малий. Теплові реле можна зустріти як ступеневої, так і опорного типу. Висновків в пристроях є тільки два. Використовуватися моделі даного типу можуть лише в мережах з змінним струмом. В даному випадку параметр вихідного напруги не повинен перевищувати 220 В .. В свою чергу рівень граничного тога максимум може становити 6 А.

Пристрій для пуску "Шнайдер"

Пристрій плавного пуску електродвигуна Шнайдер оснащено котушкою на 230 В .. Навантаження воно максимум здатне витримувати в 6 А .. В даному випадку мережа розімкнутих контактів знаходиться біля теплового реле. Сердечник у моделі встановлений імпульсного типу. Параметр смуги пропускання його становить максимум 6 мп. Встановлюється теплове реле відразу під пластиною. Виходи у моделі є з клемами. Рухливі контакти в системі кріпляться на плоских пружинах. Блок управління передбачений в пристрої стандартний.

Блокіратор в ньому є. Спусковий механізм встановлений на чотири контакти. Фільтр посилення в пускачі не передбачений. Однак для регулювання частотності є важіль. Тригер встановлений фазового типу. Кріпиться він в приладі над нижньою пластиною, поруч з рухомими контактами. Підходить пристрій для управління синхронними двигунами.

Пристрої для морських судів

Моделі для морських судів включають в себе сердечники відкритого типу. Безпосередньо котушки встановлюються на 300 В .. Перевантаження пристрій для плавного пуску електродвигуна максимум має витримувати на рівні 6 А .. Параметр смуги пропускання таких модифікацій досягає 7 мп. Для підключення моделей застосовуються спеціальні висновки. Часто вони встановлюються над сердечником у пластини.

Блоки управління для захисту можуть оснащуватися блокаторами. Спускові механізми по влаштуванню досить сильно відрізняються. Якщо розглядати низькочастотні моделі, то вони часто встановлюються на чотири провідника. В даному випадку клеми повинні знаходитися біля сердечника. Чутливість у моделей даного типу не регулюється. Фільтри посилення присутні тільки в пускателях з хвильовими тригерами. Рухливі пластини в приладах встановлюються біля теплових реле.

Модульні моделі для об'єктів атомної енергетики

Пристрої для атомної енергетики оснащуються надійними системами захисту. Всього пластин з контактами у приладів є близько п'яти. Котушки в пристроях встановлюються найрізноманітніші. У деяких випадках вони кріпляться на задніх панелях. Виходів для підключення у приладів є два. Теплові реле використовуються часто низькочастотного типу. В даному випадку сердечники підходять тільки імпульсні.

Даний розділ присвячений теоретичним основам частотного регулювання та принципам роботи пристрою плавного пуску.

Принцип роботи перетворювача частоти

Частотний перетворювач - пристрій, що дозволяє здійснювати регулювання швидкості обертання електродвигунів за допомогою зміни частоти електричного струму.

Для розуміння процесу частотного регулювання для початку необхідно згадати з курсу електротехніки принцип роботи асинхронного електродвигуна.

Обертання вала електродвигуна відбувається за рахунок магнітного поля створюваного обмотками статора. Синхронна частота обертання магнітного поля залежить від частоти напруги мережі живлення f і виражається наступною залежністю:

де p - число пар полюсів магнітного поля.

Під дією навантаження частота обертання ротора електродвигуна дещо відрізняється від частоти обертання магнітного благаючи статора внаслідок ковзання s:

Отже частота обертання ротора електродвигуна являє собою залежність від частоти напруги мережі живлення:

Таким чином необхідну частоту обертання валу електродвигуна np можна отримати шляхом зміни частоти напруги мережі f. Ковзання при зміні частоти обертання не збільшується, а відповідно втрати потужності в процесі регулювання незначні.

Для ефективної роботи електроприводу і забезпечення максимальних значень основних характеристик електродвигуна потрібно разом з частотою змінювати і напругу живлення.

Функція зміни напруги в свою чергу залежить від характеру моменту навантаження. При постійному моменті навантаження Mc \u003d const напруга на статорі повинно регулюватися пропорційно частоті:

Для випадків вентиляторного режиму:

При моменті навантаження, назад пропорційному швидкості:

Таким чином, плавне регулювання частоти забезпечується одночасним регулюванням частоти і напруги на статорі асинхронного двигуна.

Рис 1. Схема частотного перетворювача

На рис. 1. представлена \u200b\u200bтипова блок-схема низьковольтного перетворювача частоти. У нижній частині малюнка для кожного блоку наочно зображені графіки вхідних і вихідних напруг і струмів.

Спочатку напруга мережі (U BX) надходить на вхід випрямляча (1). Далі для згладжування випрямленої напруги (U випрямися) застосовується конденсаторний фільтр (2). потім вже постійна напруга (U d) подається на вхід інвертора (3), де відбувається перетворення струму з постійного назад в змінний, формуючи тим самим вихідний сигнал з необхідними значеннями напруги і частоти. Для отримання сигналу синусоїдальної форми застосовуються згладжує фільтр (4)

Для більш наочного розуміння принципу роботи інвертора розглянемо принципову схему частотного перетворювача на рис. 2

Мал. 2 - принципова схема низьковольтного перетворювача частоти

В основному в інверторах застосовується метод широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Принцип даного методу полягає в поперемінному включенні і виключенні ключів генератора, формуючи імпульси різної тривалості (рис. 3). Синусоїдальний сигнал виходить за рахунок індуктивності двигуна або застосування додаткового фільтра, що згладжує.

Мал. 3. Вихідний сигнал перетворювача частоти

Таким чином, керуючи процесом вмикання-вимикання інверторних ключів, ми можемо формувати вихідний сигнал потрібної частоти, а отже управляти технологічними параметрами механізму шляхом зміни частоти обертання приводу.

Теорія і принцип роботи пристрою плавного пуску

У зв'язку з особливостями перехідних процесів, що відбуваються під час пуску електродвигуна струми обмоток досягають 6-8 кратної величини номінального струму електродвигуна, а крутний момент на його валу досягає 150-200% від номінального значення. Як наслідок це збільшує ризик поломки механічної частини двигуна, а також призводить до падіння напруги мережі живлення.

Для рішення даних проблем на практиці застосовується пристрою плавного пуску електродвигунів, Що забезпечують поступове збільшення струмового навантаження.

Крім зниження струмових навантажень м'які пускачі дозволяють:.

• Знизити нагрів обмоток двигуна;
• Знизити просадки напруги під час пуску;
• Забезпечити гальмування і подальший запуск двигуна у встановлений момент часу;
• Знизити гідроудари в напірних трубопроводах при роботі в складі приводу насоса;
• Знизити електромагнітні перешкоди;
• Забезпечити комплексний захист електродвигуна при пропажі фази, перенапруженні, заклинювання і ін;
• Підвищити надійність і довговічність системи в цілому.

Принцип роботи УПП

Типова схема пристрою плавного пуску представлена \u200b\u200bна рис. 1

Мал. 1. Типова схема пристрою плавного пуску

Зміною кута відкриття тиристорів здійснюється регулювання вихідної напруги УПП. Чим більше кут відкриття тиристора - тим більше величина вихідної напруги, що живить електродвигун.

Мал. 2. Формування вихідної напруги УПП

Беручи до уваги те що величина крутного моменту асинхронного електродвигуна пропорційна квадрату напруги, то зниження напруги знижує величину крутного моменту валу двигуна. За допомогою такого методу пускові струми електродвигуна знижуються до величини 2 ... 4 I НОМ, при цьому час розгону дещо збільшується. Наочне зміна механічної характеристики асинхронного електродвигуна при зниженні напруги показано на рис. 3

Рис 3. механічні характеристика двигуна

Зниження струмового навантаження в процесі м'якого пуску електродвигуна наочно показані на рис. 4.

Мал. 4. Діаграма плавного пуску асинхронного електродвигуна показана

На рис. 1. продемонстрована типова схема пристрою плавного пуску однак варто відзначити, що реальна схема м'якого пускача буде завісити в першу чергу від умов його експлуатації. Наприклад, для побутового побутової інструменту і електродвигуна приводу промислової дробарки потрібні різні пристрої плавного пуску. Найважливішими параметрами, визначальними режими роботи пристроїв плавного пуску, є час пуску і максимальне перевищення по току.

Залежно від цих параметрів виділяють наступні режими роботи пристроїв плавного пуску:

• нормальний: Пуск 10-20 секунд, ток при пуску не більше 3,5 I ном.
• важкий: Пуск близько 30 секунд, струму при пуску не перевищує 4,5 I ном
• надважкий: Час розгону не обмежена, системи з велику інерцію, пусковий струм в діапазоні 5,5 ... 8 I ном

Пристрої плавного пуску можна розділити на наступні основні групи:

1. Регулятори пускового моменту
Даний тип пристроїв здійснює контроль тільки однієї фази трифазного двигуна. Контроль однією фазою дає можливість знижувати пускового момент електродвигуна двигуна, але при цьому зниження пускового струму відбувається незначне. Пристрої даного типу не можуть застосовуватися для зменшення струмових навантажень в період пуску, а також для пуску високоінерціонних навантажень. Однак вони знайшли застосування в системах з однофазними асинхронними електродвигунами.

2. Регулятори напруги без зворотного зв'язку
Даний тип пристроїв працює за наступним принципом: користувач задає величину початкового напруги і час його наростання до номінальної величини і навпаки. Регулятори напруги без зворотного зв'язку можуть здійснювати контроль як двох так і трьох фаз електродвигуна. Такі регулятори забезпечують зниження пускового струму зниженням напруги в процесі пуску.

3. Регулятори напруги зі зворотним зв'язком
Даний тип УПП є досконалішу модель описаного вище пристроїв. Наявність зворотного зв'язку з дозволяє управляти процесом збільшення напруги домагаючись оптимального режиму пуску електродвигуна. Дані про струмового навантаження дозволяє також організувати комплексний захист електродвигуна від перевантаження, перекосу фаз і т.п.

4. Регулятори струму зі зворотним зв'язком
Регулятори струму зі зворотним зв'язком являють собою найбільш досконалі пристрої плавного пуску. Принцип роботи заснований на прямому регулюванні струму а не напруги. Це дозволяє домогтися найбільш точне управління пуском електродвигуна, а також полегшує настройку і програмування УПП.