Плавний пуск електродвигуна

Електрики добре знають, що прямий запуск електричного двигуна тягне за собою різке збільшення споживання електроенергії з мережі струму, в 6-10 разів вище номінального значення. Тривалість протікання великих струмів прямо пропорційна інерційному моменту приводиться в рух електромеханічного пристрою і загальне навантаження на валу електродвигуна.

Великі величини струму здатні викликати значне нагрівання внутрішніх обмоток електродвигуна, що веде до передчасного старіння захисної ізоляції, а це веде до зниження терміну служби електродвигуна. Постійний нагрів обмоток (в силу пускових високих струмів) веде до скорочення кількості запусків електродвигуна. Також, великі пускові струми ведуть до сильних осіданням напруги, що викликає «відпадання» пускачів і збої в ланцюгах управління.

Особливо значимо наведені проблеми проявляються при запуску електродвигунів великої електричної потужності. Стрибок струму, що з’являється при прямому запуску електродвигуна, робить ударний електромагнітний момент, що йде через вал електродвигуна на приводиться пристрій і створює вібрації електродвигуна і самого механізму. Результатом подібних надмірних ударних навантажень є різні поломки валів, редукторів, з’єднувальних муфт і т.д.

Проблема перевантажень по струму при прямому запуску електродвигунів значно посилюється в механізмах зі значним моментом інерції, де запуск стає важким і струмовий надмірне перевантаження триває протягом досить тривалого часу. Крім перегріву внутрішніх обмоток електродвигуна тут створюється і нагрів силових електричних кабелів електродвигуна, що веде до застосування живильних кабелів більшого перетину.

Плавний пуск електродвигуна або пристрій плавного пуску (УПП) являє собою спеціальний електронний регулятор електричної напруги, який зроблений на напівпровідникових елементах, таких як транзистори, тиристори й сімістори. Основне завдання плавного пуску електродвигуна, це повільний розгін асинхронного електродвигуна до середньої номінальної швидкості шляхом поступового, плавно наростаючого збільшення електричної напруги на статорі електродвигуна.

Управління годує напругою здійснюється пристроєм імпульсно-фазового регулювання за допомогою зміни кута включення напівпровідникових ключів. Чим більше кут відкриття електронного ключа – тим більше буде величина вихідної напруги, яка подається на електричний двигун. У деяких випадках крім зміни кута фази використовується частотна регуляція. Тобто, для асинхронних електродвигунів збільшення потужність відбувається шляхом збільшення робочої частоти.

Оскільки обертовий момент асинхронного електродвигуна пропорційний квадрату напруги, то щогодини з обмеженням електричної напруги відбувається і зменшення пускових ударних моментів. В силу плавного запуску електродвигуна, забезпечується зменшення пускових струмів до рівня 2-4 рази від номінального, при цьому час пуску залишається малим, хоча і збільшується, якщо порівнювати з часом прямого запуску.

Пусковий струм характеризується налаштуванням початкового і кінцевого кутів включення електронних ключів (тиристорів, сімісторов), а також певною тривалістю збільшення напруги. При різних параметрах токового обмеження електродвигуна в процесі запуску виникають різні механічні характеристики електродвигуна. Слід врахувати, що, незважаючи на перевантаження по струму 2-3 рази від номіналу, при малих швидкостях обертання момент, що розвивається електродвигуном значно менше номінального.

Даний факт веде до того, що використання плавного пуску електродвигуна для запуску механізмів зі значним статичним моментом на основному валу при малих швидкостях обертання можливий тільки зі значним перевантаженням по струму. Дана перевантаження може бути порівнюватися з перевантаженням, що з’являється при прямому запуску таких пристроїв.

Посилання на основну публікацію