ABB_SoftStart_training_manuale

PSR_Catalog

PSR_PSE_PSTX_General_Catalog_Ru

Що таке пристрій плавного пуску?

Насамперед простими словами пояснимо, що таке пристрій плавного пуску.

Пристрої плавного пуску не змінюють частоту обертання двигуна, як це робить перетворювач частоти. Натомість вони плавно збільшують напругу, яка подається на двигун, від початкового значення до повного.

Спочатку напруга на двигуні при пуску настільки мала, що можна регулювати тільки зазор між зубчастими колесами або приводними ременями, що розтягуються тощо, що дозволяє уникнути різких ривків при пуску.

Поступово напруга і крутний момент збільшуються, а обладнання починає прискорюватися. Однією з переваг цього методу пуску є можливість точного регулювання крутного моменту, залежно від потреб і наявності або відсутності завантаження.

Використання пристрою плавного пуску дозволяє зменшити пусковий струм і цим уникнути падіння напруги в мережі. Також при цьому зменшується пусковий крутний момент і механічні впливи на обладнання, що знижує необхідність в обслуговуванні та ремонті механіки.

Як і частотні перетворювачі, деякі пристрої плавного пуску можуть виконувати плавну зупинку, усуваючи гідроудар та стрибки тиску в насосних системах і дозволяючи уникнути пошкодження крихкого матеріалу на стрічкових конвеєрах.

Як вибрати пристрій плавного пуску?

Пристрій плавного пуску (ППП або софтстартер) обирається головним чином за номінальним струмом електродвигуна, з урахуванням запасу потужності 10–20% чи більше залежно від навантаження та частоти обертання, типом навантаження (легкий чи важкий пуск), кількістю пусків на годину та умовами навколишнього середовища.

Не менш важливими є діапазон напруги живлення, живлення кіл керування пристрою плавного пуску, а також вбудовані функціональні та конструктивні можливості.

Більш детально розберемо всі важливі пункти підбору пристрою плавного пуску на прикладі відомих виробників ABB, Siemens, Schneider Electric:

1. Визначення електричних параметрів мережі живлення та електродвигуна

По-перше, ППП має відповідати напрузі вашої мережі живлення, наприклад 400 В. По-друге, пристрій повинен бути розрахований на струм, який перевищує номінальний робочий струм вашого електродвигуна, зазначений на фірмовій табличці чи в паспорті двигуна.

Обирайте софтстартер відразу із запасом у 10–20% від номінального струму, щоб уникнути перегріву напівпровідникових елементів (тиристорів), що особливо критично для двополюсних двигунів із частотою обертання 3000 об/хв, де навіть розгін на холостому ході без навантаження викликає більший пусковий струм, ніж у двигунів 1500 або менше обертів на хвилину.

2. Тип пуску та характер навантаження

Залежно від того, з яким механізмом працює двигун, пусковий момент буває двох типів:

• Легкий пуск — наприклад, відцентрові насоси, повітряні компресори, вентилятори, короткі конвеєрні стрічки тощо. У переважній більшості випадків достатньо ППП, номінальна потужність якого дорівнює потужності самого двигуна. Але можливі винятки, якщо, наприклад, двигун має 3000 об/хв або кількість пусків на годину більше 10. Тоді потрібно вибирати пристрій плавного пуску вищий на один або більше ступенів за потужністю, ніж двигун.
• Важкий пуск — це механізми, які потребують значних зусиль для розгону: довгі конвеєрні стрічки, дробарки, міксери, млини, відцентрові вентилятори з високою інерцією. У таких випадках потрібно брати пристрій з номінальною потужністю, що перевищує потужність вашого електродвигуна, враховуючи також кількість пусків на годину, або ж обирати спеціалізовані моделі з підтримкою керування крутним моментом.

3. Інтенсивність використання та кількість пусків

Зверніть увагу на те, як часто запускатиметься двигун. Якщо обладнання запускається не частіше 2–5 разів на годину, то в такому випадку стандартний ППП, підібраний з невеликим запасом по струму, чудово справлятиметься зі своєю роботою.

Якщо запусків більше 10 на годину, тиристори пристрою не встигатимуть охолоджуватися, тому для таких умов необхідно збільшувати потужність плавного пуску або ж інколи економічно доцільніше розглядати частотні перетворювачі, оскільки вони краще справляються з частими пусками без ризику перегріву.

4. Умови навколишнього середовища

Електронні компоненти ППП дуже чутливі до температурного режиму, тому перед купівлею переконайтеся, що клас захисту корпусу (IP) та температурні обмеження пристрою відповідають вашому робочому приміщенню або вулиці.

Переважна більшість пристроїв плавного пуску мають невисокий ступінь захисту корпусу, тому їх необхідно ховати в захищену шафу з необхідною вентиляцією. В пристроях плавного пуску PSTX виробництва компанії ABB в комплекті є знімна панель керування зі ступенем захисту IP66 та необхідний монтажний комплект з кабелем, яку легко можна винести на дверцята шафи керування.

5. Живлення кіл керування

Це допоміжна напруга, яка подається на електронні компоненти пристрою плавного пуску, зазвичай друковану плату керування, яка в подальшому слугує для керування командами пуску й зупинки двигуна.

Розрізняють головним чином два види напруги кіл керування: 24 В постійного струму, наприклад PSR30-600-11, та 100–250 В змінного струму, наприклад PSR30-600-70. Більшість ППП мають вбудований механізм контролю напруги кіл керування.

6. Конструктивні та функціональні особливості

Даний пункт надзвичайно широкий і починається з розуміння принципу роботи ППП та компонентів.

Пристрій плавного пуску складається з декількох основних компонентів: тиристорів, які можуть регулювати напругу, що подається на двигун, а також блоку друкованих плат (PCBA), який використовується для керування тиристорами. Крім цього, пристрій обладнано радіатором та вентиляторами, які розсіюють тепло, трансформаторами струму для вимірювання струму та, у деяких випадках, дисплеєм і клавіатурою, а також власне корпусом.

Пристрій плавного пуску має два зустрічно спрямованих тиристори, встановлених у кожній фазі. Це стосується тільки дорожчих моделей: ABB PSTX, Siemens 3RW52 або 3RW55, Schneider ATS22 або ATS480. У всіх інших серіях тиристори вбудовані або у двох, або навіть в одній фазі з трьох.

Тиристори є напівпровідниковими електронними ключами і мають два стійкі стани: закритий стан, тобто стан низької провідності, і відкритий стан — стан високої провідності, при якому вони пропускають струм.

При організації плавного пуску сигнал пуску відправляється на тиристори таким чином, щоб проходила остання частина кожного напівперіоду синусоїдальної напруги. Під час пуску сигнал пуску відправляється все раніше і раніше, дозволяючи дедалі більшій частині напруги проходити через тиристори.

Зрештою сигнал пуску відправляється точно після проходження нуля, після чого проходить 100% напруги. Оскільки через тиристори проходить все більше і більше напруги, даний процес можна розглядати як нарощування напруги від початкового значення до повного залежно від встановленого часу розгону.

Після закінчення розгону пристрій плавного пуску через вбудовані шунтуючі силові контакти тиристорів, які є в ABB, Siemens, Schneider, перемикає двигун на живлення від мережі з подальшим контролем. У деяких інших виробників такі контакти відсутні, тому потрібен додатковий обвідний контактор і супутнє обладнання, що не дуже зручно у використанні.

При виконанні плавної зупинки відбувається зворотний процес. У початковий момент часу через тиристори проходить повна напруга, а після подачі команди на зупинку двигуна сигнал відправляється все пізніше і пізніше, за рахунок чого через тиристори проходить все менше і менше напруги, аж до кінцевого значення.

Звідси випливає одна з головних конструктивних особливостей — керування, наприклад, по двох фазах з трьох. Це означає, що одна фаза не керується пристроєм плавного пуску, а струм чи напруга не регулюються в цій фазі. Оскільки одна фаза не регулюється, то струм через неї проходить навіть без подачі сигналу пуску на пристрій плавного пуску.

Навіть якщо для запобігання даному режиму буде використовуватись лінійний контактор, струм при пуску не знижуватиметься, а його зниження є, мабуть, найважливішою перевагою використання пристрою плавного пуску. Тому, якщо головною метою встановлення пристрою плавного пуску є зменшення пускових струмів та симетричність струмів, вибирайте тільки пристрій плавного пуску з тиристорами в кожній фазі.

Іншою конструктивною особливістю, на яку обов’язково потрібно звертати увагу, є наявність вбудованих шунтуючих (байпасних) контактів. Без них пристрій плавного пуску не зможе повноцінно функціонувати, і потрібно додатково докуповувати контактор, проводи й усе інше для організації перемикання двигуна напряму в мережу після закінчення розгону. Окрім того, пристрій плавного пуску без вбудованих шунтуючих контактів дещо втрачає потужність.

Щодо функціональних особливостей, то тут усе індивідуально. Але основне — чи є вбудовані захисні функції як самого пристрою плавного пуску, так і двигуна. Адже багато пристроїв плавного пуску не мають захисних механізмів, наприклад бюджетні моделі PSR ABB, SIRIUS 3RW30 Siemens чи ATS01 Schneider Electric, і для захисту знадобиться додаткове зовнішнє обладнання.

Також наведемо деякі основні функціональні можливості: час плавного пуску та зупинки двигуна; початкова стартова та кінцева напруга; регульований номінальний струм двигуна; керування крутним моментом двигуна; регульоване обмеження пускового струму; електронний захист від перевантаження та недовантаження; захист від низького коефіцієнта потужності; захист від блокування ротора двигуна; захист від асиметрії струмів або напруги; захист від неправильного чергування фаз; прогрів електродвигуна перед пуском; захист від підвищеної або зниженої напруги живлення; захист від витоку на землю та інші функції.

Більш детально щодо описаних функцій або необхідних можливостей для вашого конкретного застосування варто звертатися до професійних спеціалістів з електроприводу.