Пристрої плавного пуску (УПП) (софтстартери) представляє механізм, що забезпечує плавне зростання пускових характеристик електродвигунів. Він пом'якшує процес запуску і зупинки роботи електродвигуна.
Функції та можливості пристрою плавного пуску
У двигунів, що запустилися в роботу безпосередньо, характеристики значно перевищують номінальні значення. Підвищені значення пускових струмів і крутного моменту при пуску, є джерелами ушкоджень, це механічні ривки, пошкодження ізоляції обмотки, перегрів, важкий старт і інших проблем з електродвигуном. Але за допомогою плавного пуску всі небажані несправності можна попередити, тому електричні двигуни потребують пристрої плавного пуску (УПП).
Головні функції УПП:
- Плавний розгін і зупинка.
- Зменшення пускового струму.
- Узгодження моменту навантаження з обертовим моментом двигуна.
В УПП напруга на обмотках електродвигуна поступово наростає, забезпечуючи обмеження струму. Завдяки цьому, параметри електромашини при запуску зберігаються в безпечних межах.
пристрій УПП
УПП випускаються різних модифікацій і можуть відрізнятися принципом роботи. Але все софтстартери мають однакові головні складові частини.
Основні компоненти УПП:
- тиристори. Ці елементи регулюють напругу, яка подається на електродвигун;
- блок друкованих плат. Ця частина софтстартери управляє тиристорами;
- радіатори, вентилятори. Ці прилади необхідні для розсіювання тепла;
- трансформатор струму. Завдяки цьому компоненту, здійснюється вимір струму;
- корпус.
Деякі пристрої плавного пуску оснащені клавіатурою і дисплеєм. Також в залежності від типу софтстартери, прилад може бути обладнаний вбудованим реле перевантаження, через що відпадає потреба в зовнішньому реле.
Принцип дії УПП
Регулювання пускових характеристик здійснюється за двома принципами:
Механічні УПП:
Простий спосіб здійснити плавний запуск двигуна полягає в примусовому утриманні посилюється швидкості обертання за допомогою гальмівних колодок, рідинних муфт та інших елементів.
Цей спосіб має суттєві мінуси:
- Зменшення напруги знижує крутний момент на валу.
- Тривалий старт мотора підвищує ризик перегріву двигуна.
- Тривалий запуск може призвести до перегріву напівпровідникових компонентів УПП, після чого вони можуть вийти з ладу.
Також механічне управління пуском здійснюється виключно при невеликих навантаженнях або запуску двигуна вхолосту.
Електричні УПП вважаються більш досконалими, їх поділяють на два види за специфікою роботи:
- Амплітудні. Софтстартери цього типу забезпечують старт мотора в холостому режимі або з помірним навантаженням. Ці пристрої поступово підвищують напругу на клемах електродвигуна до граничних показників.
- Частотні (фазові). Ці УПП керують частотними характеристиками фазного струму, не знижуючи напругу. Завдяки цьому, запустити мотор вдається навіть при великому навантаженні.
Фазові УПП надають такі переваги:
- Можливість здійснювати розмірене додаток обертальної частоти в робочому режимі.
- Гарантують стабільність високої потужності мотора навіть при зміні швидкості вала.
Мінуси фазових УПП:
- Складність монтажу.
- Складна налагодження.
Електричні прилади для плавного пускового процесу не мають таких недоліків, які могли б привести до неполадку самого пристрою або двигуна. Вони завжди виправдовують себе при експлуатації, але коштують набагато дорожче УПП з механічним управлінням.
УПП поділяють на такі типи:
• Регулятори напруги, в яких присутня функція зворотного зв'язку. Це вдосконалені моделі УПП, контролюючі фазовий зсув між струмом в обмотках і напругою.
• Регулятори напруга, в яких відсутня функція зворотного зв'язку. Прилади широко використовуються в порівнянні з іншими пускателями. Управління в них можна здійснювати за двома або трьома фазами виключно за вказаними раніше параметрами.
• Регулятори пускового момент а. Ці прилади можуть координувати виключно одну фазу електродвигуна. А це дозволяє контролювати пусковий момент двигуна і зовсім незначно знижувати пусковий струм. Можна сказати, ці регулятори не контролюють струм, його зменшення малопомітно, тому він практично такий, як при прямому запуску. Якщо такий струм буде протікати по обмоткам двигуна довше, ніж зазвичай при прямому пуску, то може виникнути, перегрів електродвигуна. Тому цей тип УПП не використовується для пристроїв, що вимагають зниження пускових струмів. Але їх можна використовувати для плавного запуску однофазних асинхронних електродвигунів.
• Регулятори струму зі зворотним зв'язком. Це найбільш прогресивні пристрої для плавного пуску. Вони здійснюють прямий контроль над струмом, що дозволяє більш точно управляти пуском. Переважають простими налаштуваннями, а також програмуванням пускача. Велика частина параметрів встановлюється автоматично.
Прилади, керуючі напругою і не мають зворотного зв'язку, є найбільш поширеним видом УПП. Вони бувають двох-і трифазними. Ці УПП можуть контролювати напругу в двох і відразу в трьох фазах двигуна. Регулювання виконується виключно за раніше заданою програмою, яка включає показники вихідного напруги пуску і точний час, за яке напруга має дорости до номінального значення. Деякі моделі цих пускачів здатні обмежувати пусковий струм, але найчастіше це обмеження пов'язане зі зменшенням напруги під час пуску двигуна. Також вони можуть управляти процесом уповільнення, повільно знижуючи напругу для зупинки.
Електричні і механічні характеристики цих пристроїв відповідають всім стандартним вимогам, що пред'являються до УПП. Але більш досконалим варіантом цих софтстартери є регулятори, які мають зворотний зв'язок.
Регулятори напруги зі зворотним зв'язком отримують дані про струм двигуна і, користуючись цією інформацією, припиняють зростання напруги під час запуску. Знижувати наростання напруги регулятори починають тоді, коли струмом будуть досягнуті граничні значення, які вказуються заздалегідь. Такі УПП дозволяють здійснювати запуск з мінімальним значенням струму і задовільним значенням крутного моменту. А дані, які вони отримують, застосовуються для організації захистів від дисбалансу фаз, перевантаження та ін.
застосування УПП
УПП експлуатуються у всіх галузях промисловості і сільського господарства. Їх можна застосовувати всюди, де присутня електродвигун. Але вибирають пристрої плавного пуску виходячи з навантаження двигуна, а також частоти запусків.
При невеликих навантаженнях і не частих запусках слід встановлювати регулятори без зворотного зв'язку або регулятори пускового моменту. Ці УПП підходять для шліфувальних верстатів, деяких типів вентиляторів, вакуумних насосів та ін. Обладнання з низькими навантаженнями.
При частих інерційних запусках і високому навантаженні рекомендовані регулятори зі зворотним зв'язком. Їх доцільно застосовувати в центрифузі, стрічкової пилки, вертикальному конвеєрі, розпилювачі і т.п.
Переваги та наявність недоліків
Застосування УПП знижує ймовірність перегріву двигуна. Таким чином, можна виділити головні плюси використання УПП:
- Підвищують термін служби електродвигунів та інших виконавчих пристроїв, що контактують з електродвигуном.
- Знижують витрату енергії.
- Знижують витрати на експлуатацію машин.
- Регулює тривалість розгону і гальмування електричного двигуна.
- Знижує силу електромагнітних завад.
- Монтується і експлуатується без особливих труднощів.
недоліки:
- Чи не виконують повернення напрямку обертання.
- Чи не контролюють в сталому режимі частоту обертань двигуна.
- Зменшити пусковий струм до менших значень, потрібних в момент старту для обертання ротора.
Пристрої плавного пуску електродвигуна, вважаються поширеними приладами, вирішальними проблеми прямого пуску.