Критерии выбора устройства плавного пуска

 

Устройство плавного пуска выбирается исходя из трех главных критериев:

1. Напряжение питающей сети должно соответствовать номинальному напряжению УППТ.
2. Номинальный ток УППТ должен соответствовать току нагрузки двигателя.
3. Тип применения (категория эксплуатации).

Максимальный показатель УППТ рассчитывается таким образом, чтобы температура тиристоров силового канала не превышала 125 С.

На температуру тиристоров оказывают влияние следующие величины: рабочий и пусковой токи двигателя, продолжительность пуска, число пусков в час, продолжительность пребывания в выключенном состоянии. Поэтому для полного описания эксплуатационных возможностей УППТ недостаточно учитывать только показатель по току.

В документе МЭК 60947-4-2 определены эксплуатационные категории АС53, используемые для определения показателей УППТ.

При выборе УППТ необходимо учитывать следующие показатели:

1. Показатель по току (номинальный ток УППТ) — ток полной нагрузки двигателя, подключаемого к УППТ при условии, что рабочие параметры УППТ определены остальными величинами, приведенными в обозначении УППТ в соответствии с АС53.
2. Пусковой ток — максимальный пусковой ток, который отбирается во время пуска.
3. Продолжительность пуска — время, необходимое для разгона двигателя до установившейся скорости.
4. Цикл работы под нагрузкой — относительная доля времени работы УППТ, выраженная в процентах от продолжительности цикла.
5. Число рабочих циклов (пусков) в 1 ч.

Стандарт МЭК 60947-4-2 определяет две категории эксплуатации УППТ: АС53а и АС53b. Категория эксплуатации АС53а является нормой для выбора УППТ, функционирующего без шунтирования обходным (байпасным) контактором.

В каталогах фирм-изготовителей УППТ приводятся показатели двух уровней норм АС53а (для тяжелого и нормального/легкого режимов работы).

Приведем примеры обозначений УППТ:

• тяжелый режим работы: 370А:АС53а5.0-30:50-10, которое расшифровывается следующим образом: ток полной нагрузки 370 А, пусковой ток пятикратный (1850 А) в течение 30 с, относительная продолжительность включения в цикле 50 %, число пусков (циклов) в 1 ч 10;
• нормальный/легкий режим работы: 450А:АС53аЗ.0-30:50-10, обозначение указывает на более легкий по сравнению с пре­дыдущим режим применения одного и того же УППТ (пусковой ток трехкратный), что позволило увеличить ток полной нагрузки до 450 А.

 

 

График работы УППТ, соответствующий категории эксплуатации АС53а, показан на рис.6, а.

Рис. 16. Графики работы УППТ:

а - без шунтирующего контактора: - пусковой ток, - ток полной нагрузки, - время работы, - продолжительность паузы, - продол­жительность цикла, - относительная продолжительность работы, %; б - с шунтирующим контактором: - продолжительность пуска, — время в выключенном состоянии перед последующим пуском

 

Категория эксплуатации АС53b является нормой для выбора УППТ, функционирующего с шунтированием его после завершения пуска обходным контактором. Приведем обозначения УППТ функционирующего в таком режиме: 21 OA: АС53b5.0-30:1440, которое обозначает: ток полной нагрузки 210 А, пусковой ток пятикратный (1050 А) в течение 30 с, пауза между пусками 1440 с (24 мин).

График работы УППТ, соответствующий категории эксплуатации АС53b, показан на рис. 16, б.

Российская корпорация «Триол» за основу типа применения принимает пусковые режимы электропривода по тяжести пуска: легкий, нормальный и тяжелый.

Так, для УППТ российского производства типа АС И-02 ( = 100 А, = 400 В) допустимы следующие режимы пуска:

• легкий, рассчитанный на кратность пускового тока = 2, продолжительность пуска не более 10 с, мощность подключаемого двигателя не более 55 кВт;
• нормальный, рассчитанный на кратность пускового тока = 2, продолжительность пуска не более 30 с, мощность подключаемого двигателя не более 37 кВт;
• тяжелый, рассчитанный на кратность пускового тока = 4, продолжительность пуска не более 60 с, мощность подключаемого двигателя не более 22 кВт.

В каталогах ряда фирм-изготовителей УППТ приводится список применений по функциям (типовой пусковой ток, способ управления, функция останова и др.). В списке даны также сведения о наиболее часто встречающихся на практике для различных рабочих машин вариантах применения УППТ. Примером фрагмента такого списка может служить табл. 3.

 

ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ПРИМЕНЕНИЯ

Параллельное подключение нескольких двигателей допускается в пределах мощности УППТ (суммарный ток подключенных двигателей должен быть равен или меньше номинального тока УППТ).

Двигатель с фазным ротором с закороченной обмоткой ротора развивает слабый пусковой момент. С целью увеличения пускового момента целесообразно в цепь ротора ввести небольшое сопротивление. Возможен пуск двигателя с фазным ротором при закороченной обмотке ротора. Однако пусковой ток в этом случае может достичь 7-кратного значения, что потребует применения УППТ на одну ступень выше по мощности.

Двухскоростной двигатель. В избежание больших бросков тока, обусловленных противофазным состоянием ЭДС двигателя и напряжения сети, переход с одной скорости на другую осуществляется с выдержкой времени. Устройство, переключающее число полюсов, должно быть подключено между выходом УППТ и двигателем.

Шунтирование устройства с помощью контактора. По окончании процесса пуска УППТ может быть зашунтировано контактором. В отличие от сетевого контактора, рассчитанного на режим АС-3 (пусковой ток), шунтирующий контактор может быть рассчитан на режим АС-1, так как пропускает номинальный ток. Шунтирующий контактор управляется УППТ, причем функции защит остаются активными после шунтирования. При работе с шунтирующим контактором сохраняются все виды останова двигателя (свободный выбег, динамическое торможение). Если после завершения пуска УППТ закорочено и следующий пуск двигателя осуществляется из холодного состояния УППТ, то можно повысить типоразмер подключаемого двигателя. Если же УППТ работает без шунтирования после завершения пуска, то завышать типоразмер подключенного двигателя не следует.

Устройство плавного пуска, включаемое последовательно с обмоткой двигателя в каждой фазе, соединенное по схеме треугольник (внутренний треугольник). Кроме наиболее часто встречающихся схем управления двигателем, обмотка которого соединена по схеме звезда или треугольник, УППТ Altistart 48 может включаться по схеме, представленной на рис. 17. В этом случае он обтекается током в 1,7 раза меньше линейного, что позволяет использовать УППТ меньшей мощности. Для этих целей используются специальные УППТ Altistart...Q, имеющие в обозначении букву Q. Такой способ допускает останов двигателя только на свободном выбеге и не совместим с функцией предварительного подогрева двигателя перед пуском. При этом настройки номинального тока и тока ограничения остаются выраженными в значениях линейного тока, что дает возможность пользователю не прибегать к вычислениям.

 

 

Рис. 17. Соединение обмоток статора двигателя с устройством плавного пуска последовательно в каждой фазе по схеме треугольник

 

Подключение нескольких устройств плавного пуска к одному источнику питания. Для обеспечения требований электромагнитной совместимости между сетевым контактором и УППТ устанавливается сетевой дроссель. Использование сетевых дросселей особенно рекомендуется в случае подключения нескольких УППТ к одному источнику сетевого питания.

Другие рекомендации по применению. Нельзя от УППТ питать никакие другие приемники, кроме двигателей. Например, запрещено подключать тепловые приборы. Нельзя к клеммам двигателя подключать компенсаторы реактивной мощности. При использовании компенсаторов реактивной мощности они должны устанавливаться на входе УППТ и подключаться к питанию только после завершения процесса пуска двигателя.

Активизация функции каскадного пуска. Активизация этой функции позволяет последовательно осуществлять пуск нескольких двигателей одинаковой мощности от одного УППТ. В этом случае тепловая защита двигателя по математической модели теплового состояния исключается, а реле R1 (см. рис. 12) должно быть сконфигурировано в качестве реле изолирования.

Автоматический повторный пуск. Эта функция доступна при 2-проводном управлении. Ее активизация позволяет после блокировки по неисправности провести несколько последовательных попыток пуска с установленным интервалом времени (в УППТ Altistart 48 шесть пусков с интервалом 60 с) при условии, если неисправность устранена и команды управления сохраняются. После последней попытки пуска УППТ блокируется и требуется устранить неисправность перед повторным пуском.

Толчковый режим на малой скорости. Некоторые УППТ, например MSF фирмы «Emotron», имеют возможность получения толчкового режима работы при медленной скорости с запретом команды вращения двигателя назад или вперед. Этот режим необходим для рабочих машин, требующих точного позиционирования исполнительного органа.