Софтстартери


Категория на документа: Други


 Стартери за плавен пуск на асинхронни двигатели

Стартери за плавен пуск на асинхронни двигатели

Задачи, изпълнявани от софтстартерите, видове конструкции, критерии за избор

Английският термин softstarter се е наложил сред техническите среди у нас в смисъла на устройства за осигуряване на плавно пускане на асинхронни двигатели. Под общото название софaтстартери, се крият множество технически решения, които се различават едно от друго по своите възможности, схеми на свързване, необходимост от допълнителни апарати, принцип на действие. На българския пазар се предлагат стартери за плавен пуск както от водещи световни производители, така и от по-малки фирми.

Предпоставки за използване на софтстартери

При пускането на различни агрегати, задвижвани с асинхронни двигатели, настъпват електрически и механични преходни процеси, които в редица случаи са нежелани.

От гледна точка на електрическите процеси, пускането на асинхронен двигател с накъсо съединен ротор е съпроводено с пусков ток, който е от пет до осем пъти по-голям от номиналния ток на двигателя. Продължителността на пусковия процес зависи главно от инертността на ротора и свързаните с него въртящи части на задвижвания агрегат. Колкото по-инертна е системата, толкова по-продължително време се развърта роторът. Големият пусков ток създава редица проблеми - от една страна, нараства топлинното натоварване на тоководещите части, а от друга - се увеличава падът на напрежение в тях. Резултатът е понижено напрежение на захранващите шини, което засяга всички други консуматори, свързани към тях.

Нека разгледаме случай на няколко двигателя, захранени от мрежа с относително малка мощност. При кратковременно прекъсване на захранването - примерно след успешно задействане на АПВ (автоматично повторно включване), започва процес, известен като самопускане. Известно е, че АПВ се използва в електроенергийната система за предотвратяване на изключвания, дължащи се на преходни къси съединения. Например, по време на буря вятърът разлюлява проводниците на далекопровод, те се доближават твърде близко един до друг, в резултат на което възниква електрическа дъга. Ако се направи съвсем кратковременно изключване, с продължителност от около секунда, дъгата изгасва и след повторното включване, нормалното електрозахранване се възстановява.

Решават проблема със самопускането на двигателите

Самопускането на двигателите се изразява в едновременното им развъртане, следователно техните пускови токове протичат едновременно и сумират действието си в посока намаляване на напрежението на захранващите шини.

Пониженото напрежение, от своя страна, пречи на бързото развъртане, което удължава времето на протичане на големите пускови токове. В някои случаи е възможно да се стигне дори до ситуация, при която двигателите изобщо не могат да се развъртят. Описаният проблем е добре известен и за неговото отстраняване се използват т.нар. нулева защита, която не позволява самопускане на двигателите. Макар и ефикасна за отстраняване на опасния режим на работа при самопускане, нулевата защита затруднява автоматизираното управление на консуматорите.

Също така, както вече бе споменато, в много случаи става въпрос за отдалечени агрегати без обслужващ персонал, при които възможността за автоматизиране на работата им е много ценна. Софтстартерите могат да решат проблема, като осигурят развъртане с ограничен пусков ток, или чрез отместване във времето на развъртането на двигателите - при това напълно автоматизирано.

Механичните преходни процеси в редица случаи създават проблеми, по-големи от електрическите. При асинхронните двигатели е трудно да се съгласува пусковият момент на двигателя с този на товара. Трудностите при съгласуването на пусковите моменти се проявяват в две посоки. Едната се изразява във възможността пусковият момент на двигателя да е недостатъчен, т.е. по-малък от статичния съпротивителен момент на работния механизъм. В този случай се възпрепятства развъртането. Втората възможност е пусковият момент на двигателя да е много по-голям от съпротивителния момент на механизма при ниски обороти. Проявява се особено силно при цял клас устройства, работещи с т. нар. вентилаторна характеристика. В този случай се получават механични удари при пускане, а в някои случаи и при спиране на механизмите. Тези удари намаляват живота и надеждността на агрегатите, особено когато става въпрос за чести пускания и спирания.

Преодоляват проблеми с твърде голям пусков момент

По принцип, повечето от моделите софтстартери, отговарящи на стандартите в областта, не могат да се справят с първия тип проблеми, а именно недостатъчния пусков момент. Те са предназначени за преодоляване на проблемите, породени от твърде големия пусков момент. Понижават напрежението, подавано на двигателя по време на пускането, като по този начин се намалява и моментът му, тъй като той е пропорционален на квадрата на напрежението.

Понякога механичните удари не са единственият проблем. Нека разгледаме, например, релсов кран или телфер, повдигнали тежък товар. В началото на хоризонталния ход, поради големия момент при пускане, ускорението е високо, в резултат на което тежкият товар се разлюлява. Същият проблем се наблюдава и при рязко спиране по време на хоризонталния ход. Ако става въпрос за леярско производство и товарът представлява кофа с разтопен метал, разлюляването би могло да бъде изключително опасно. Възможно е бързото спиране също да бъде нежелано. При рязко спиране на помпени агрегати се наблюдава явление, наречено хидравличен удар. Този удар би могъл да бъде избегнат при плавно спиране на задвижващия двигател. На фиг. 1 и 2 са показани схематично изменението на скоростта на въртене на двигателя и налягането в тръбопровод, в приложения със и без устройство за плавно спиране. Както е видно и от графиките, при плавното спиране се намалява вероятността за повреди в тръбопровода, минимизира се стресът върху вентилите и уплътнителите, ограничава се количеството на отлаганията вътре в тръбите, увеличава се срокът на експлоатация на съоръженията.

Посочените примери представляват много малка част от приложенията, в които използването на устройства за плавно пускане и спиране на двигателите е желателно и дори необходимо.

Не са предназначени за управление на двигатели в установен режим

В интерес на обективността следва да бъде направено уточнението - честотните инвертори за регулиране скоростта на асинхронни двигатели осигуряват всички необходими функции за постигане на плавност при пускането и спирането им. В допълнение регулират оборотите на двигателите в установен режим. От своя страна, софтстартерите не са предназначени за управление на двигателите в установен режим и с тяхна помощ не е възможно да се регулират оборотите им. На практика, устройствата за плавен пуск се явяват по-евтина алтернатива на честотните инвертори, в случаите, когато е необходимо само контрол на преходните процеси при пускане и спиране, но не и непрекъснато регулиране на скоростта на въртене.

Необходимостта от плавно управление на преходните процеси в промишлените съоръжения не е от скоро. По тази причина, съществува набор от класически решения на проблема, основните от които са припомнени накратко в следващите редове.

Превключвател звезда-триъгълник

Сред най-разпространените и евтини методи за намаляване на механичното ударно натоварване при пускане. Класическата схема се реализира с два допълнителни контактора.

Основните предимства на метода са - ниската цена, както и елементарната и надеждна схема на свързване.

Недостатъци на метода са:

- превключването звезда-триъгълник би могло да доведе до изключително високи пускови токове. При кратковременно изключване на двигателя в момента на превключване от звезда в триъгълник, той преминава в генераторен режим. Ако при включването в триъгълник генераторното напрежение е в противофаза с мрежовото, комутационният ток би могъл да достигне изключително високи стойности (от порядъка на до два пъти тока на късо съединение).

- твърде често се наблюдават механични удари в момента на превключване, което се дължи на изменящия се скокообразно момент на двигателя.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Софтстартери 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.