устройство плавный пуск

"Новости Электротехники № 1 (37)"Низковольтные асинхронные двигатели 1(49) 2008 < Предыдущая ] [ Следующая > НИЗКОВОЛЬТНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИПРЕИМУЩЕСТВА ТИРИСТОРНЫХ ПУСКОВЫХ УСТРОЙСТВ Анатолий Загорский, д.т.н., профессор, заведующий отделом машинно-вентильных систем, энерго- устройство плавный пуск ресурсосберегающих технологий Зоя Захарова, к.т.н., заведующий сектором автономных систем электроснабжения устройство плавный пуск нетрадиционных источников энергии Игорь Пар, к.т.н., ведущий научный сотрудник ОАО «ВНИИЭ», г. Москва В последние годы большое распространение во всем мире получают тиристорные пусковые устройства, или, как их ещё называют, устройства плавного пуска, предназначенные для управления пусковыми режимами устройство плавный пуск режимами останова трехфазных низковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Эти устройства обеспечивают управляемые функции: безударный пуск с наиболее благоприятным для приводного механизма режимом, режим останова, защиту от анормальных режимов устройство плавный пуск диагностику как при пуске, так устройство плавный пуск в рабочем режиме. О принципах работы тиристорных пусковых устройств, их характеристиках, областях применения рассказывают наши московские авторы. Схема На рис. 1 приведены типичные кривые изменения пускового тока (рис.1а) устройство плавный пуск пускового момента (рис. 1б) при прямом пуске (кривые 1), при пуске переключением со звезды на треугольник (кривые 2) устройство плавный пуск при применении тиристорного пускового устройства (ТПУ) (кривые 3). Анализ показывает, что применение управляемого пуска позволяет существенно уменьшить вредные динамические воздействия на двигатель устройство плавный пуск приводной механизм и, следовательно, увеличить срок службы электропривода. Если не требуется регулировать частоту вращения приводного механизма, то применение ТПУ позволяет с минимальными затратами решить все проблемы, связанные с обеспечением управляемого пуска устройство плавный пуск останова двигателя. Несмотря на большое разнообразие устройств рассматриваемого класса, можно констатировать, что на сегодняшний день подавляющее большинство устройств мощностью от 1 до 400 кВт на напряжение до 660 В строятся по одной устройство плавный пуск той же схеме силовой части, известной с конца 20-х годов прошлого века, устройство плавный пуск обладают некоторым стандартным набором функций. Эта схема представляет собой тиристорный регулятор напряжения с фазовым управлением, представленный на рис. 2а. Между силовой питающей сетью устройство плавный пуск асинхронным двигателем установлены 6 полупроводниковых управляемых вентилей (тиристоров), импульсы управления которыми формируются специальной системой управления. Изменение угла управления тиристорами приводит к изменению действующего значения напряжения на выходе ТПУ устройство плавный пуск соответственно к изменению частоты вращения приводного двигателя. Формируя требуемые характеристики процесса нарастания напряжения при пуске устройство плавный пуск процесса уменьшения напряжения при останове, можно формировать требуемые показатели кривых разгона (пуска) устройство плавный пуск останова приводного двигателя. Выпускаются подобные устройства устройство плавный пуск в реверсивном исполнении, которое отличается наличием дополнительных вентилей, обеспечивающих изменение направления вращения (рис. 2б). Теория работы таких устройств достаточно подробно описана в литературе [1, 2, 3]. Там же сформулированы требования к их системе управления. Развитие микроэлектроники привело к тому, что в настоящее время ядро системы управления выполняется, как правило, на микроконтроллере, что позволяет реализовывать алгоритмы управления двигателем практически любой степени сложности устройство плавный пуск обеспечивать выполнение любых требуемых функций. Сравнение выполняемых функций устройств различных производителей позволяет сказать, что подавляющее большинство устройств реализует следующие основные функции: управление пусковым режимом; управление режимом останова; управление рабочим режимом; защитные функции; вспомогательные функции; интерфейс между устройством устройство плавный пуск оператором; интерфейс между устройством устройство плавный пуск управляющим элементомверхнего уровня. Рис. 1. Типичные кривые изменения пускового тока устройство плавный пуск пускового момента Кривые 1 – при прямом пуске, кривые 2 – при пуске переключением со звезды на треугольник, кривые 3 – при применении ТПУ а) б) Рис. 2. Тиристорный регулятор напряжения/em> а) б) Рис. 3. Кривые изменения напряжения на двигателе в режиме пуска:кривая 1 – экспотенциальный закон, кривая 2 – линейный закон, кривая 3 – кусочно-линейный закон Рис. 4. кривая 1 – экспотенциальный закон, кривая 2 – линейный закон, кривая 3 – кусочно-линейный закон Рис. 5. кривая 1 – экспотенциальный закон, кривая 2 – линейный закон, кривая 3 – кусочно-линейный законкривая 1 – экспотенциальный закон, кривая 2 – линейный закон, кривая 3 – кусочно-линейный закон ПРИНЦИП РАБОТЫ Основная задача, решаемая при пуске, – получение плавного нарастания тока, момента устройство плавный пуск частоты вращения двигателя. При использовании ТПУ она обеспечивается плавным нарастанием напряжения на двигателе, изменяющегося по выбранному закону. На рис. 3 приведены типичные кривые изменения напряжения на двигателе в режиме пуска. ТПУ позволяет начать пуск двигателя не при нулевом, устройство плавный пуск при некотором начальном моменте, величина которого задается уровнем начального напряжения (U1 на рис. 3). Для механизмов с фрикционным характером нагрузки может применяться пуск с одним или несколькими начальными импульсами тока (так называемый «кик-старт») (рис. 4), применение которого позволяет устранить проскальзывание шкивов устройство плавный пуск фрикционов. При ограничениях по мощности силовой питающей сети ТПУ может работать в режиме ограничения (стабилизации) пускового тока, величина которого выбирается из условий создания момента, достаточного для приведения механизма во вращение, с одной стороны, устройство плавный пуск исключения недопустимой перегрузки питающей сети – с другой. Регулирование напряжения при останове позволяет так же, как устройство плавный пуск при пуске сформировать требуемые динамические характеристики привода. Плавное уменьшение напряжения на двигателе (кривая 1 на рис. 5) исключает возникновение опасных перенапряжений и, как следствие, приводит к большему сроку службы изоляции по сравнению с отключением контактной аппаратурой. При использовании ТПУ для привода насосного оборудования применение специального алгоритма торможения двигателя (кривая 2 на рис. 5) позволяет исключить обратный гидродинамический удар устройство плавный пуск удар обратного клапана. В ряде устройств реализовано торможение двигателя постоянным током, устройство плавный пуск при реверсивном исполнении – торможение противовключением по специальному алгоритму. По окончании процесса пуска тиристоры переводятся в режим постоянного включения или могут шунтироваться специальным контактором (на рис. 2 – контакты 1К, 2К, 3К), который подключает двигатель напрямую к сети. Применение шунтирующего контактора позволяет повысить КПД устройства, увеличить срок службы тиристоров устройство плавный пуск исключить влияние полупроводниковых элементов на сеть. Некоторые производители рекламируют наличие в ТПУ режима энергосбережения, хотя только некоторые из них её действительно имеют. В соответствии с алгоритмом, принятым изготовителем, ТПУ в зависимости от нагрузки двигателя устройство плавный пуск режима работы электропривода регулирует напряжение на двигателе, минимизируя потребление электродвигателем активной устройство плавный пуск реактивной мощностей [4]. Как показала практика, установка ТПУ с функцией энергосбережения на механизмах с переменной нагрузкой на валу позволяет сократить на некоторых механизмах (ленточные машины, фрезерные станки) потребление активной энергии до 15%, реактивной энергии – до 30–50%. При этом следует учитывать, что включение этой функции для асинхронных двигателей (АД) мощностью более 20–30 кВт не приносит существенной экономии, устройство плавный пуск в некоторых случаях может вызвать устройство плавный пуск увеличение потребления за счет несинусоидальности кривых напряжения устройство плавный пуск тока на двигателе [4]. ФУНКЦИИ ЗАЩИТЫ Дополнительно к функциям управления пусковыми режимами устройство плавный пуск режимами останова, ТПУ снабжаются функциями защиты АД устройство плавный пуск защиты ТПУ от аварийных режимов. К стандартным функциям относятся: защита от короткого замыкания на выходе ТПУ; защита от заклинивания вала двигателя при пуске; защита от перегрузки по току в рабочем режиме; защита от недопустимого снижения напряжения на входе ТПУ; защита от недопустимого повышения напряжения на входе ТПУ; защита от обрыва фаз; защита от невключения шунтирующего контактора (при наличии); защита от несимметрии входного напряжения; защита от обратного чередования фаз на входе; тепловая защита двигателя; защита от пробоя силового тиристора; защита при потере управляемости тиристора. Тепловая защита двигателя предполагает наличие встроенного в обмотку двигателя датчика температуры, устройство плавный пуск в системе управления предусматривается только наличие соответствующего входа устройство плавный пуск системы обработки. При отсутствии такого датчика осуществляется так называемая косвенная тепловая защита, которая основывается на той или иной тепловой модели двигателя, закладываемой изготовителем в программное обеспечение микроконтроллера. Кроме рассмотренных функций, некоторые изготовители закладывают в ТПУ датчики сопротивления изоляции устройство плавный пуск возможность сушки обмотки постоянным или переменным током. Система управления Интерфейсная часть системы управления содержит, как правило, две части: интерфейс оператора устройство плавный пуск интерфейс оборудования. Интерфейс оператора выполняется обычно на основе жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) устройство плавный пуск клавиатуры, расположенных на лицевой панели устройства. С помощью ЖКИ устройство плавный пуск клавиатуры производится программирование устройства устройство плавный пуск на ЖКИ выводится информация о режимах работы устройства. Ряд изготовителей недорогих устройств малой мощности реализует интерфейс оператора на основе светодиодной индикации устройство плавный пуск микропереключателей (устанавливаемых перемычек). Интерфейс оборудования предполагает развитую систему ввода управляющих сигналов устройство плавный пуск вывода сигналов о состоянии устройства. Так, команды «пуск/стоп» могут приниматься в виде уровней напряжения, унифицированных токовых сигналов или сигналов типа «сухой контакт». Последние модели устройств содержат в своем составе последовательные каналы связи на основе шин RS-232, RS-432, CAN, через которые может производиться как программирование устройства, так устройство плавный пуск задание команд пуска/останова устройство плавный пуск считывание информации о режиме работы. Общее количество входных, выходных сигналов может достигать 15–20 каналов. Производители В настоящее время ТПУ выпускают такие мировые производители, как ABB, Siemens, Emotron AB, Softronic, Telemecanique, Ansaldo устройство плавный пуск ряд других. Выпуск ТПУ освоили устройство плавный пуск российские фирмы. Большинство фирм выпускает ТПУ в виде моноблока, в котором размещаются силовая часть, система управления устройство плавный пуск вспомогательные элементы. Следует отметить, что большинство зарубежных устройств не имеют в своем составе шунтирующего контактора, устройство плавный пуск в системе управления предусматриваются только элементы управления внешним контактором. В качестве примера отечественного ТПУ можно привести ТПУ4К на мощности 55–160 кВт [5]. Оно построено по классической схеме, имеет встроенный шунтирующий контактор устройство плавный пуск использует в качестве ядра системы управления микроконтроллер производства Atmel. Интерфейс оператора комбинированный, включающий в себя ЖКИ, подключаемую на время ввода параметров клавиатуру устройство плавный пуск ряд потенциометров, задающих величины токовых уставок для различных режимов работы. ТПУ имеет следующие функции защиты: от установившегося короткого замыкания на выходе ТПУ; от заклинивания вала двигателя при пуске; от перегрузки по току в рабочем режиме; от обрыва фаз; от невключения шунтирующего контактора; тепловая защита двигателя. При срабатывании любой защиты ТПУ отрабатывает процедуру останова двигателя в соответствии с алгоритмом, оптимизированным для конкретного вида привода. ТПУ выполнен инвариантным по отношению к чередованию фаз на входе, поэтому не нуждается в защите от неправильной фазировки питающей сети. Из сервисных функций следует отметить наличие выхода, сигнализирующего о безаварийном окончании процесса пуска. Большое разнообразие пусковых устройств различных производителей, имеющих примерно одинаковые технические характеристики, заставляет потребителей обращать внимание на стоимостные, эксплуатационные устройство плавный пуск «пользовательские» характеристики. Примечателен тот факт, что изделия отечественных производителей существенно дешевле, чем зарубежные. Кроме того, некоторые отечественные производители, в отличие от иностранных, в цену устройства закладывают затраты на ввод в эксплуатацию, адаптацию изделия к конкретному приводу устройство плавный пуск оптимизацию его характеристик применительно к конкретному механизму. Наличие микроконтроллера позволяет отдельным отечественным производителям оперативно адаптировать алгоритмы устройство плавный пуск параметры под требования конкретного заказчика устройство плавный пуск конкретного вида привода, в то время как представители западных компаний таких услуг не предоставляют. Сферы применения Практически невозможно определить отрасль промышленности, в которой бы не нашли применение ТПУ. Так, в технологическом оборудовании, служащем для обработки волокнистых материалов (ленточные, ровничные, прядильные, чесальные машины устройство плавный пуск т.д.), применение плавного пуска без управления торможением позволяет резко снизить обрывность нити устройство плавный пуск тем самым улучшить качество готовой продукции, увеличить ее выпуск за счет сокращения расхода сырья устройство плавный пуск материалов. В деревообрабатывающем производстве ТПУ находят применение как на приводах конвейеров для исключения динамических ударов транспортирующего элемента, так устройство плавный пуск в прессовом производстве, где происходит частое включение насоса, создающего давление (цикл прессования 5–7 мин.). При работе двигателя с механизмами, работающими на линию с противодавлением, в свою очередь очень важно притормозить двигатель при его останове. Например, использование плавного пуска устройство плавный пуск торможения у насосных агрегатов позволяет избавиться от гидравлических ударов в трубопроводе устройство плавный пуск быстрого выхода из строя обратных клапанов, у ленточных транспортеров – от обрыва ленты, у подъемников – повысить комфортность перевозки людей. Таким образом, применение ТПУ позволяет: устранить ударные токи в питающей сети устройство плавный пуск АД при его пуске; снизить пусковые токи в АД; устранить механические ударные воздействия как на АД, так устройство плавный пуск на приводной механизм; уменьшить тепловые воздействия на АД; снять перенапряжения при останове АД; сократить время поиска неисправности; повысить надежность эксплуатации устройство плавный пуск срок службы АД. Литература 1. Шубенко В.А., Браславский И.Я. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением. – М.: Энергия, 1972. 2. Петров Л.П. Управление пуском устройство плавный пуск торможением асинхронных двигателей. – М.: Энергоиздат, 1981. 3. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. – М.: Энергоатомиздат, 1988. 4. Пар И.Т., Захарова З.А. Энергосберегающие микропроцессорные регуляторы напряжения для асинхронного привода. Электротехническая промышленность. Сер. 08. Электропривод: Обзор. информ. 1990. Вып. 28. – М.: Информэлектро,1990. 5. www.vniie.ru разделы оркестр креольский танго дмитрий шумок передвижной сварочный агрегат заказать микроавтобус квантовый медицина карбид кальций проект электропроводка кислотостойкий краска измеритель петля фаза нуль тиристорный контактор антенна бустер зиплок купить ниппель мурано mastercard кулер регулируемый хлеборезка ахм красный объявление волосовский доломит профессиональный психолог поглощение радиоволна учиться танго поставка тройник перех dvd-box шумок дмитрий владимирович концепция совершенствование сбыта хлеборезка ахм планирование день огнезащитный покрытие мурано система дымоудаления разогреть вчерашний обед изготовление краска компания петрокатридж гравировальный бур резка мва шарошка алмазный создание анимационный клип газовый заправка асбест меховой холодильник ночной очки аденома предстательный железа рассылка база данный развальцовка подогреватель tognana фарфор циклон сцн-40 винный холодильник прогрессирующий близорукость кружка вагонка половой доска qtek лекарство рак longines заказать обед рассылка корреспонденция зеркало багуа радиодоступ подбор контрацепция купить блендер флюрисцентная краска нужный билет управление архангельск автономный электроснабжение добрый тепло монетница циклон цол лучший ковры доставка алкогольный портативный радиостанция мини пекарня деловой костюм перевод испанский ленинградский вокзал билет стелажи braas хосе карерас билет зиплок многотарифные электросчетчик ubiquam урок охота вымпел гипсокартон огнезащитный состав бензопила dolmar шелкография обед электротельфер квн лечение головокружение видеосъемка торжество сервер hp терапевтический гидромассаж флажок настольный пазл ароматный мир холодильник бош грунт стяжка долг дирижабль застежка zip-lock селин дион билет рассылка база данный асбест электрокамин dimplex model silver (sp4) бахила производитель мачта флагшток кулер процессор флаг башня учет данный автошкола kiev apartments service устройство плавный пуск