Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Время запуска двигателя асинхронного двигателя

Время запуска двигателя асинхронного двигателя

Проблемы пуска: большой пусковой ток, малый пусковой момент.

Ток ротора I 2 определяется из соотношения

.

При пуске , , где I 2п и I – соответственно пусковой и номинальный токи ротора.

; .

.

Применяются следующие способы пуска: прямой пуск, пуск при пониженном напряжении, пуск при введении в цепь ротора добавочных активных сопротивлений.

Прямой пуск. Применяется при пуске двигателей в мощных сетях. Никаких мер по повышению пускового момента и понижению пускового тока не предусмотрено.

Пуск при пониженном напряжении. С целью понижения пускового тока на время пуска понижают напряжение питания в слабых сетях.

Рассмотрим два варианта пуска двигателя при пониженном напряжении:

Рис. 3.21. Схема пуска двигателя ( а) и механические

характеристики АД ( б). Вариант I ( 1 – К разомкнуты;

Вариант I – пуск при введении в цепь статора добавочных сопротивлений (рис. 3.21). На время пуска К разомкнуты, после пуска – замкнуты. При разомкнутых К .

Вариант II – пуск двигателя при переключении обмоток статора на время пуска с соединения треугольником на соединение звездой (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Схема пуска двигателя ( а) и механические

характеристики асинхронного двигателя ( б).

В момент пуска переключатель находится в правом положении и обмотки статора соединяются в звезду. После пуска переключатель устанавливают в левое положение и обмотки статора соединяются в треугольник. Из анализа трехфазной цепи получаем, что при соединении обмоток статора в звезду потребляемый из сети ток будет в 3 раза меньше, чем при соединении в треугольник.

Недостатком обоих методов является уменьшение пускового момента за счет понижения напряжения на статоре.

Пуск при введении в цепь ротора добавочных активных сопротивлений. На время пуска в цепь ротора вводятся добавочные сопротивления, которые по мере разгона выводятся (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Схема пуска двигателя при введении в цепь ротора добавочных активных сопротивлений ( а) и механические характеристики асинхронного двигателя ( б): 1 – К 1 и К 2 замкнуты, R Д = 0; 2 – К 1 разомкнуты, К 2 – замкнуты, R Д = R Д2 ; 3 –К 1 и К 2 разомкнуты, R Д = R Д1 + R Д2

Метод позволяет решить обе проблемы пуска, т.е. уменьшить пусковой ток за счет повышения сопротивления цепи и повысить пусковой момент. Такой способ пуска возможен только для двигателя с фазным ротором.

Автотрансформаторы для запуска асинхронных двигателей

В зависимости от мощности и вида асинхронных двигателей их запуск может происходить путём:

  • непосредственного включения в электросеть;
  • понижения напряжения питания двигателя (переключатель звезда/треугольник, автотрансформатор, устройство мягкого пуска);
  • повышения активного сопротивления цепи ротора (для асинхронных двигателей с фазным ротором);
  • изменения количества пар полюсов (переключатель полюсов);
  • изменения частоты напряжения питания (преобразователь частоты)

С целью ограничения пускового тока асинхронных двигателей большой мощности, можно подать на них напряжение, пониженное с помощью автотрансформатора. Запуск с использованием автотрансформаторов в принципе похож на пуск с переключателем звезда-треугольник. Однако, в случае с автотрансформатором можно понизить напряжение на время запуска двигателя таким образом, чтобы ток, потребляемый из сети, не превышал заданного значения.

Выгода от применения данного метода запуска состоит в ограничении тока:

  • проходящего по обмотке двигателя IRS и уменьшенного на коэффициент трансформации автотрансформатора:

  • потребляемого из питающей сети в момент запуска I1 и уменьшенного на квадрат коэффициента трансформации автотрансформатора:

Недостаток данного метода запуска состоит в том, что настолько же, насколько и ток, потребляемый из сети, уменьшается пусковой момент двигателя MPR :

где: ϑ – коэффициент трансформации автотрансформатора , IP – начальный пусковой ток при питании двигателя полным напряжением, IRS – ток, проходящий по обмотке двигателя, I2 – вторичный ток автотрансформатора, I1 – первичный ток автотрансформатора (потребляемый из питающей сети), MPR – начальный пусковой момент двигателя при питании от автотрансформатора, MP – начальный момент, развиваемый двигателем при полном напряжении.

Поэтому, подбирая коэффициент трансформации пускового автотрансформатора, следует обязательно убедиться в том, что момент, развиваемый двигателем при пониженном напряжении, больше чем момент сопротивления механизма, приводимого в движение.


Пусковой узел асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с использованием пускового автотрансформатора

Схема, изображённая на рисунке выше, часто используется для запуска асинхронных двигателей. Запуск происходит в два этапа, без перерывов напряжения, и может длиться несколько десятков секунд.
На первом этапе запуск двигателя начинается с подачи автотрансформатором пониженного напряжения при замкнутых контактах Q1 иQ2 и разомкнутом контакте Q3.
В этот момент пусковой ток ограничивается соответственно подобранным коэффициентом трансформации автотрансформатора.
На втором этапе при разомкнутых контактах Q2 и Q3 двигатель получает питание от сети через Q1 и последовательно соединённые индуктивности части обмоток автотрансформатора. Эти обмотки выполняют функцию дросселей, ограничивающих пусковой ток. По достижении двигателем соответствующей скорости вращения при замкнутых контактах Q1 и Q3 двигатель получает непосредственно из сети.
При необходимости и по согласованию с клиентом фирма «ELHAND» изготавливает автотрансформаторы с несколькими ответвлениями.
Следует помнить о том, что значение пускового тока значительно превышает значение номинального тока автотрансформатора.
Чтобы не допустить перегрева обмоток трансформатора при многократном запуске, необходимо контролировать их температуру с помощью датчиков температуры, встроенных в обмотку.

Читать еще:  Гонка двигателей что это


Пусковой автотрансформатор ELHAND, модель EA3R с датчиками температуры

Устройство плавного пуска

Устройство плавного пуска (УПП) — механическое, электротехническое (электронное) или электромеханическое устройство, используемое для плавного пуска (остановки) электродвигателей с небольшим моментом страгивания (например с вентиляторной характеристикой) рабочей машины.

Содержание

  • 1 Назначение
  • 2 Принцип действия
  • 3 Синонимы
  • 4 Примечания
  • 5 Литература
  • 6 Ссылки

Назначение [ править | править код ]

Управление процессом запуска, работы и остановки электродвигателей:

  • плавный разгон;
  • плавная остановка;
  • уменьшение пускового тока;
  • согласование крутящего момента двигателя с моментом нагрузки.

Во время пуска крутящий момент за доли секунды часто достигает 150—200 % от номинального, что может привести к выходу из строя механической части привода. При этом пусковой ток может быть в 6—8 раз больше номинального, из-за этого в местной электрической сети возникает падение напряжения. Падение напряжения может создавать проблемы для других нагрузок сети, а если падение напряжения слишком велико, то может не запуститься и сам двигатель. Применение устройств плавного пуска обеспечивает ограничение скорости нарастания и максимального значения пускового тока в течение заданного времени (после применения УПП значение пускового тока уменьшается до 3-4 номинальных). В электронных устройствах плавного пуска ограничение тока достигается путём плавного нарастания напряжения на обмотках электродвигателя. Это позволяет во время пуска удерживать параметры электродвигателя (ток, напряжение и т. д.) в безопасных пределах, что снижает вероятность перегрева обмоток и устраняет рывки в механической части привода, а также вероятность возникновения гидравлических ударов в трубах и задвижках в момент пуска и остановки. В конечном итоге правильно выбранное и настроенное устройство плавного пуска повышает показатели долговечности и безотказности электродвигателя и его привода.

Принцип действия [ править | править код ]

Мгновенное значение электромагнитного момента двигателя зависит не только от угловой скорости, параметров двигателя и параметров системы питания, но и от производных этих величин и их начальных значений [1] .

Вариация многих переменных значительно расширяет возможности управления динамическими режимами работы асинхронных электроприводов. Контактная коммутационная аппаратура позволяет реализовать только некоторые частные случаи формирования переходных процессов, связанных с введением в цепи двигателя сопротивлений и гашением его незатухающего магнитного поля, также могут использоваться тормозные колодки, жидкостные муфты, магнитные блокираторы, противовесы с дробью и прочее. Другими словами, возможны частные решения воздействием только на параметры двигателя. Применение в качестве коммутационных аппаратов магнитных усилителей позволяет дополнительно реализовать только воздействие на производную изменения напряжения.

Реализация большинства возможных способов формирования динамических характеристик стала принципиально осуществимой только с появлением полупроводниковых управляемых вентилей, которые из-за бесконтактности, безынерционности и легкости изменения среднего значения пропускаемого тока оказываются почти идеальными коммутирующими элементами для управления асинхронными электродвигателями.

Тиристорные коммутаторы (софтстартеры) и преобразователи частоты на основе управляемых вентилей позволяют сравнительно просто не только задавать требуемый темп изменения приложенного напряжения и создавать необходимые начальные условия, но также осуществлять фазовое регулирование в цепях двигателя и менять параметры системы питающих напряжений. Эти возможности делают не только принципиально возможным, но технически осуществимым и практически целесообразным управление электромагнитными переходными моментами и, следовательно, динамикой асинхронного электропривода.

В зависимости от характера нагрузки устройства плавного пуска обеспечивают различные режимы управления электродвигателем, реализуя ту или иную зависимость между скоростью вращения электродвигателя и выходным напряжением.

Режим с линейной зависимостью между напряжением и частотой (U/f=const) реализуется простейшими преобразователями частоты для обеспечения постоянного момента нагрузки и используется для управления синхронными двигателями или двигателями, подключенными параллельно. Для регулирования электроприводов насосов и вентиляторов используется квадратичная зависимость напряжение/частота (U/f 2 =const). К более совершенным методам управления относятся метод управления потокосцеплением (Flux Current Control — FCC), и метод бессенсорного векторного управления (Sensorless Vector Control — SVC). Оба метода базируются на использовании адаптивной модели электродвигателя, которая строится с помощью специализированного вычислительного устройства, входящего в состав системы управления преобразователя [2] .

Читать еще:  406 двигатель карбюратор какой бензин

Синонимы [ править | править код ]

УПП, устройство мягкого пуска, плавный пускатель, мягкий пускатель, софтстартер

УБПВД — устройство безударного пуска высоковольтных двигателей.

Время запуска двигателя асинхронного двигателя

  • О проекте
    • Главная
    • О проекте
    • Карта сайта
    • Вопрос-ответ
  • ПЧ и УПП
    • Терминология
      • Низковольтные ПЧ
      • Высоковольтные ПЧ
      • Низковольтные УПП
      • Высоковольтные УПП
      • Станции управления
      • Аксессуары
    • Теория
    • Подбор ПЧ и УПП
    • Монтаж ПЧ и УПП
    • Энергосбережение
  • Пресс-центр
    • Новости сайта
    • Интервью
    • Статьи
    • Мероприятия
    • Акции
  • Обзор рынка
    • Производители
      • ABB
      • Advanced Control Indastrial Equipment
      • AuCom Electronics Ltd
      • B&R
      • Baumuller
      • Bosch Rexroth
      • Control Techniques
      • Danfoss
      • Delta Electronics
      • Easy Drive
      • Eaton
      • EKF
      • Emotron AB
      • ERMAN
      • ESQ
      • EURA Drives
      • Fuji Electric
      • GE
      • Gefran Siei
      • Grandrive
      • Hitachi
      • Hyundai Heavy Industries
      • IC Electronics
      • IDS Drive
      • IEK
      • INNOVERT
      • Inovance
      • INSTART
      • Invertek drivers
      • Invt
      • Jacky Enterprise
      • Keb
      • Lenze
      • LS
      • Micno
      • Mitsubishi Electric
      • Omron
      • ONI
      • Parker
      • Powtran
      • Prostar
      • Rockwell Automation
      • Santerno
      • Schneider Electric
      • Sew Eurodrive
      • Siemens
      • Tecorp Electronics
      • Toshiba
      • Vacon
      • Weg
      • Yaskawa
      • Битек
      • Веспер Автоматика
      • Вниир
      • Горнозаводское Объединение
      • Ижевский Радиозавод
      • Овен
      • Оптимэлектро
      • Приводная техника
      • Русэлком
      • Силиум
      • Стройтехавтоматика
      • Технорос
      • Триол
      • ЧЭАЗ-ЭЛПРИ
      • ЭКРА
      • Электровыпрямитель
      • Электрозавод
      • Электротекс
      • Элсиэл
      • Эрасиб
      • Эффективные Системы
    • Серии
    • Рынок
  • Купить
    • Поставщики
      • КосПА
      • ONI
      • СТОИК
      • Danfoss
      • Веспер
      • EKF
    • Инжиниринг
  • Библиотека
    • Каталоги
    • ГОСТ и ТУ
    • Видео
  • Контакты
    • Обратная связь
    • Сотрудничество
    • Реклама на сайте
    • Вакансии
    • Ответственность
  • О проекте О проекте
    • Главная
    • О проекте
    • Карта сайта
    • Вопрос-ответ
  • ПЧ и УПП ПЧ и УПП
    • Терминология Терминология
      • Низковольтные ПЧ
      • Высоковольтные ПЧ
      • Низковольтные УПП
      • Высоковольтные УПП
      • Станции управления
      • Аксессуары
    • Теория
    • Подбор ПЧ и УПП
    • Монтаж ПЧ и УПП
    • Энергосбережение
  • Пресс-центр Пресс-центр
    • Новости сайта
    • Интервью
    • Статьи
    • Мероприятия
    • Акции
  • Обзор рынка Обзор рынка
    • Производители Производители
      • ABB
      • Advanced Control Indastrial Equipment
      • AuCom Electronics Ltd
      • B&R
      • Baumuller
      • Bosch Rexroth
      • Control Techniques
      • Danfoss
      • Delta Electronics
      • Easy Drive
      • Eaton
      • EKF
      • Emotron AB
      • ERMAN
      • ESQ
      • EURA Drives
      • Fuji Electric
      • GE
      • Gefran Siei
      • Grandrive
      • Hitachi
      • Hyundai Heavy Industries
      • IC Electronics
      • IDS Drive
      • IEK
      • INNOVERT
      • Inovance
      • INSTART
      • Invertek drivers
      • Invt
      • Jacky Enterprise
      • Keb
      • Lenze
      • LS
      • Micno
      • Mitsubishi Electric
      • Omron
      • ONI
      • Parker
      • Powtran
      • Prostar
      • Rockwell Automation
      • Santerno
      • Schneider Electric
      • Sew Eurodrive
      • Siemens
      • Tecorp Electronics
      • Toshiba
      • Vacon
      • Weg
      • Yaskawa
      • Битек
      • Веспер Автоматика
      • Вниир
      • Горнозаводское Объединение
      • Ижевский Радиозавод
      • Овен
      • Оптимэлектро
      • Приводная техника
      • Русэлком
      • Силиум
      • Стройтехавтоматика
      • Технорос
      • Триол
      • ЧЭАЗ-ЭЛПРИ
      • ЭКРА
      • Электровыпрямитель
      • Электрозавод
      • Электротекс
      • Элсиэл
      • Эрасиб
      • Эффективные Системы
    • Серии
    • Рынок
  • Купить Купить
    • Поставщики Поставщики
      • КосПА
      • ONI
      • СТОИК
      • Danfoss
      • Веспер
      • EKF
    • Инжиниринг
  • Библиотека Библиотека
    • Каталоги
    • ГОСТ и ТУ
    • Видео
  • Контакты Контакты
    • Обратная связь
    • Сотрудничество
    • Реклама на сайте
    • Вакансии
    • Ответственность

  • Главная
  • Статьи
  • Особенности плавного пуска электродвигателей

Общепромышленные двигатели, применяемые в составе приводных механизмов конвейеров, насосов, воздуходувок и компрессоров, все имеют одно общее свойство: при пуске двигателя в обмотках возникает повышенный токи, которые могут в шесть раз превышать значение номинального тока двигателя. Повышенные значения тока негативно влияют на компоненты двигателя, снижая его ресурс, а также снижает качество электроэнергии питающей сети, особенно для больших электродвигателей начиная с 1 кВт и более. Именно поэтому для двигателей этого размера часто используют плавного пуска.

Идея плавного пуска заключается в постепенном повышении питающего напряжения, пока двигатель не выйдет на установившийся режим. Это снижает пусковой ток, но также снижает пусковой крутящий момент двигателя. Регулировка питающего напряжения двигателя осуществляется путем использования, расположенных спина к спине тиристоров либо симисторов на каждой питающей линии переменного тока. Тиристоры приводятся в действие на начальном этапе, таким образом, что их последовательные включения происходят с небольшой задержкой для каждого полупериода. Задержка переключения эффективно наращивает среднее переменное напряжение на двигателе, пока двигатель не выйдет на номинальное напряжение сети. После того, как двигатель достигает своей номинальной скорости вращения, он может быть переключен напрямую (схема байпас). Для управления большими двигателями, как правило, применяются устройства плавного пуска или частотные преобразователи.

Читать еще:  Хорошее масло для двигателя лукойл

Устройству плавного пуска можно противопоставить выключатель и разъединитель полного напряжения, который подключает полное напряжение непосредственно на клеммы двигателя при запуске (прямой пуск). Такой способ пуска, ограничивается маленькими мощностями двигателя, где повышенный пусковой ток не проблема.

Некоторые мягкие пускатели могут также обеспечивать функцию плавного останова для применений, где резкая остановка может вызвать привести к каким либо нарушениям и поломкам. Например для насосов, где быстрая остановка может принести к гидроудару в системе или для конвейерных лент, где материал может получить повреждения, если полотно остановить слишком быстро. При плавном останове используется то же принцип переключения силовых полупроводников, что и для плавного пуска.

Тиристоры в УПП пропускают часть напряжения в начале переходного процесса и постепенно увеличивают его в соответствии с установленным временем разгона. Тиристоры могут также осуществлять мягкую остановку, уменьшая напряжение двигателя в соответствии с установленным временем замедления.

Отдельный вид мягкого пуска, часто применяемый на трехфазных двигателях получил название «звезда-треугольник». Принцип заключается в переключении обмоток двигателя соединенных звездой в соединение треугольником когда двигатель выходит на установившейся режим и достигает номинальной частоты вращения. В данном случае устройство обычно состоит из контакторов на каждого из трех фаз, реле перегрузки и таймера, который задает продолжительность времени. Пусковой ток при таком методе составляет около 30% от значений при прямом пуске, а крутящий момент составляет около 25% от пускового момента при подключении напрямую. Данный способ пуска работает только тогда, когда есть на двигателе, в момент пуска, есть нагрузка. Однако также стоит учесть, что слишком нагруженные двигатели не будут иметь достаточный крутящий момент для разгона до номинальной скорости скорости.

Устройства плавного пуска, как правило, используется с асинхронными моторов. Но они также могут обеспечить определенные преимущества при питании синхронных двигателей. Причина в том, что многие синхронные двигатели в момент разгона ведут себя как асинхронные. То есть, существует задержка между вращающимся электрическим полем и положения ротора.

Скольжение наблюдаемое в переходных процессах пуска синхронного двигателя, как и в случае с асинхронными двигателями, синхронных двигателей может вызвать повышенные токи статора (в пять-восемь раз превышающий номинальный ток).

Как для синхронных так и для асинхронных двигателей, высокие значения пусковых токов статора и ротора приводит к снижению коэффициента мощности. Коэффициент мощности и, следовательно, эффективность повышается, когда электродвигатель ускоряется до его номинальной скорости вращения. В связи с этим, следует также отметить, что некоторые УПП могут служить в качестве регулятора напряжения двигателя, в зависимости от нагрузки, при наличии соответствующего котнтроллера. Контроллер отслеживает коэффициент мощности двигателя, который зависит от нагрузки двигателя. На малых нагрузках, коэффициент мощности является достаточно низким, соответственно контроллер уменьшает напряжение двигателя и, таким образом, ток электродвигателя.

Выбор устройства плавного пуска

Большинство применений, к которым относятся устройства плавного пуска можно разделить на основные категории использования: насосы, компрессоры и конвейеры. Есть несколько правил правильного выбора для каждой из этих категорий.

Время разгона для плавного пуска является настраиваемой величиной. Типичный время запуска для большинства применений составляет от 5 до 10 сек. Длительные периоды времени, как правило, можно найти в насосных и компрессорных системах, где есть высокая вероятность возникновения гидроударов.

Типичное УПП уменьшает крутящий момент двигателя и ток во время пуска. Устройства переключения «звезда-треугольник» выполняет то же самое, но с помощью переключения обмоток двигателя из звезды на треугольник в соответствующее время.

В большинстве случаев напряжение пуска составляет 30% от номинального напряжения сети. Винтовые компрессоры и конвейеры иногда начинают на более высоких уровнях (возможно 40%).

Устройства плавного пуска, как правило, выбираются той же мощности, что и двигатели. Для тяжелых режимов работы, распространенной практикой является выбор устройства плавного пуска по мощности на один типоразмер больше мощности электродвигателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector