Когда нет необходимости в плавном пуске двигателя

Для устранения негативного влияния чрезмерных пусковых токов применяются устройства плавного пуска (УПП). Они помогают сократить механические, электрические перегрузки двигателя. Несмотря на кажущуюся очевидную полезность перед покупкой подобного оборудования нужно взвесить все «за» и «против». Назовем аргументы, напрямую влияющие на выбор УПП, а для начала подробнее скажем для чего нужны такие устройства.

Принцип действия

При пуске двигателя крутящий момент за мгновение превышает номинальный в 1,5-2 раза, что увеличивает вероятность поломки деталей механической части. Пусковой ток нередко в 7-8 раз больше номинальных показателей, что приводит к падению напряжения в электросети.

Использование УПП (софтстартера) приводит к более медленному нарастанию показателей пускового тока и ограничению его максимального значения в 3-4 раза на протяжении заданного времени. Электронные устройства поступательно увеличивают напряжение на обмотках привода, поэтому его основные параметры (напряжение, ток) при пуске находятся в безопасных пределах.

Критерии выбора УПП

Стоимость

Производители выпускают два вида оборудования для плавного пуска — упомянутый УПП и частотные преобразователи. У первых есть немало плюсов по сравнению с контактором, которые отчасти перекрываются высокой ценой. Вариант запуска привода должен быть выгодным не только с точки зрения функциональной составляющей, но и экономически.

Устройства плавного пуска оправданы при запуске вентиляторных установок, центрифуг и иных систем с большой инерционной механической частью электропривода. При этом иногда для экономии допускается воспользоваться конвектором или задействовать схему «Звезда-Треугольник».

Электроника постоянно дешевеет, увеличивается количество функций, что открывает широкие возможности для УПП и преобразователей частоты в ситуациях, при которых ранее это было экономически нерационально.

В каталоге компании «Мир Привода» преобразователи частоты ведущих брендов — Siemens, Prostar, Innovert, Delta Electronics и др. Доступны векторные, скалярные устройства мощностью до 800 кВт для управления одно-и трехфазными асинхронными электродвигателями переменного тока.

Перегрев

Использование софтстартера не всегда оправдано по причине вероятного перегрева устройства и привода. Двигатель асинхронного типа очень чувствителен к параметрам питающего напряжения. Изготовители ограничивают время работы электропривода при изменении напряжения, превышающего 5%. Если УПП настроено на продолжительный период запуска во время плавного пуска температура электрических элементов двигателя становится выше нормальной.

При частом запуске/выключении привода не исключена ситуация, при которой перегрев софтстартера и двигателя окажется критичным. Сильно падает коэффициент полезного действия, наблюдается потеря электроэнергии.

В этом плане лучший вариант — применение частотного преобразователя. Устройство корректирует показатели напряжения и контролирует частоту питающего напряжения во время запуска.

Если постоянные запуски и продолжительный разгон связан с особенностями производственного процесса недостаток софтстартера без труда преодолевается на стадии проектирования. С этой целью закладывается более мощное УПП и электропривод, обустраивается эффективное охлаждение.

Сокращение момента при запуске

Момент на валу пропорционален квадрату напряжения электропитания двигателя. Плавное раскручивание привода происходит за счет понижающего механического момента на валу. Однако не всегда этот фактор выступает плюсом.

В отдельных производственных процессах продолжительность пуска ограничивается до минимума. Среди них работа дробилок, мукомольное производство — в этих установках пуск выполняется резко рывком.

Проблемы могут возникнуть и при включении насосного оборудования. Одна из них связана с запуском незаполненной гидравлической системы при условии очень медленного заполнения. Существует значительная вероятность появления карманов из воздуха с последующим заиливанием.

В такой ситуации использования софтстартера может быть эффективным при условии соответствующей настройки, подготовки корректной электросхемы с требуемыми защитами и блокировками. С инструкциями по работе с УПП нужно ознакомить техперсонал.

При работе с дробилкой устройство плавного пуска может принести много преимуществ в случае включения в производственный процесс операции по максимальному опорожнению установки перед отключением. Есть возможность настройки минимально допустимого времени разгона с одновременным выставлением максимально возможных параметров напряжений (до 50%). Запуск минуя УПП (посредством конвектора) можно не удалять для применения в нештатных ситуациях.

Помеха и реактивная составляющая

Работа каждого электрического силового устройства сопровождается помехами разной интенсивности. Они переходят в электромагнитное поле или электрическую сеть. Это приводит к повышению реактивной составляющей и росте гармонической нагрузки на источник питания.

По причине обрезания исходной синусоиды с частотой 50 Гц, которое наблюдается в УПП мощность помехи возрастает, что превышает показатели частотного преобразователя. В нем частота помехи определяется несущей частотой ШИМ.

Во время запуска приводов большой мощности с помощью полупроводникового оборудования помехи способны оказывать отрицательное влияние на слаботочные устройства/системы (контроллеры, программаторы, сети передачи данных). Подобную особенность нужно учитывать при разработке проектов технических установок.

Чтобы сократить передаваемые в электросеть помехи нужно использовать фильтры радиопомех и сетевые дроссели.

Высококачественные контроллеры способны эффективно управлять системами в условиях значительных помех. Оптимизировать помеховую обстановку можно посредством схемотехники, когда выполняется исправление ошибки программными и аппаратными способами.

С целью обеспечения надежной защиты от помех изготовители рекомендуют монтировать на выходе частотных преобразователей и УПП моторные дроссели, а питающие провода заземлять и экранировать.

Функционирование механической части на резонансных частотах

Во время замедленного разгона механической части двигателя не исключено функционирование системы определенный период на резонансных частотах. Возникает значительный риск выхода из строя редуктора, подшипников и иных элементов. Для снижения отрицательного воздействия резонансных частот требуется детальная центровка вращающихся механизмов.

При этом краткосрочная работа на резонансных частотах не столь разрушительна, чем возникновение ударных механических нагрузок при прямом запуске.

Компания «Мир Привода» — один из ведущих поставщиков приводного оборудования. Потребителям доступны устройства плавного пуска от брендов VT Drive, Siemens, Prostar, AuCom для асинхронных приводов мощностью до 1200 кВт. Изготавливаются на основе тиристоров со встроенным либо внешним байпасом. Софтстартеры создают высокий уровень защиты электродвигателя.

Подведем итоги

Негативные моменты, связанные с применением устройств плавного пуска, можно увидеть в основном при некорректной настройке. В остальном преимущества преобладают над недостатками и софтстартер оказывается основным помощником при необходимости плавного запуска привода.