Влаштування плавного пуску ABB PSR-25-600
Всім привіт! Сьогодні буде стаття, де показаний реальний приклад використання пристрою плавного пуску (м'якого пускача) на практиці. Плавний запускелектродвигуна встановлений мною на реальному пристрої, наводяться фото та схеми.
Що це за пристрій, я докладно розповідав. Нагадую, що м'який пускачі пристрій плавного пускусуть те саме пристрій. Назви ці беруться від англійської Soft Starter. У статті я називатиму цей блок і так, і так, звикайте). Інформації щодо пристроїв плавного пуску в інтернеті достатньо, рекомендую також почитати.
Моя думка щодо пуску асинхронних двигунів, підтверджена багаторічними спостереженнями та практикою. За потужності двигуна понад 4 кВт варто подумати, щоб забезпечити плавний розгін двигуна. Це потрібно при тяжкому, інерційному навантаженні, яке якраз і підключається на вал такого двигуна. Якщо двигун використовується з редуктором, то ситуація легша.
Найпростіший і найдешевший варіант плавного пуску - варіант із включенням двигуна через схему "Зірка-Трикутник". Більш "плавні" і гнучкі варіанти - пристрій плавного пуску та перетворювач частоти (у народі - "частотник"). Є ще древній спосіб, який майже не застосовується – .
До речі, вірна ознака того, що двигун живиться через частотник – добре чутний писк із частотою близько 8 кГц, особливо на низьких обертах.
Я вже використовував пристрій плавного пуску Schneider Electric, був такий позитивний досвід у моїй діяльності. Тоді потрібно було плавно вмикати/вимикати довгий круговий конвеєр із заготовками (двигун 2,2 кВт із редуктором). Жаль, що фотоапарата тоді не було під рукою. Але на цей раз все розглянемо дуже детально!
Навіщо знадобився плавний запуск двигуна
Отже, проблема - на котельні є насоси підживлення котла водою. Усього два насоси, і включаються вони по команді від системи стеження рівня води в котлі. Одночасно може працювати лише один насос, вибір насоса здійснює оператор котельні шляхом перемикання водяних кранів та електричних перемикачів.
Насоси приводяться в дію звичайними асинхронними двигунами. Асинхронні двигуни 7,5 кВт через звичайні контактори (). А оскільки потужність більша, то пуск дуже жорсткий. Щоразу при пуску виникає відчутний гідроудар. Псуються самі двигуни, і насоси, і гідросистема. Іноді таке відчуття, що труби і крани зараз розлетяться вщент.
Підписуйтесь! Буде цікаво.
Крім того, коли котел остигнув, і в нього різко подається гаряча вода(понад 95 ° С), то відбуваються неприємні явища, що нагадують вибухоподібне вирування. Буває і навпаки, воду з температурою 100 °С можна холодною - коли в казані знаходиться суха пара з температурою майже 200 °С. І тут теж відбуваються шкідливі гидроудары.
Усього на котельні два ідентичні котли, але в другому встановлені частотники на насоси. Котли (точніше, парогенератори) виробляють пару з температурою понад 115 °З тиском до 14 кгс/см2.
Шкода, що конструкцією котла в електросхемі не передбачено плавне включення двигунів насоса. Хоча італійські котли, на цьому було вирішено заощадити…
Повторюся, що для плавного включення асинхронних двигунів ми маємо на вибір такі варіанти:
- система плавного пуску (м'який пуск)
- частотний перетворювач (інвертор)
В даному випадку необхідно було вибрати той варіант, при якому було б мінімальне втручання в робочу схему управління котлом.
Справа в тому, що будь-які зміни в роботі котла повинні бути обов'язково узгоджені з виробником котла (або сертифікованою організацією) та наглядовою організацією. Тому зміни мають бути внесені непомітно і без зайвого шуму. Хоча, в систему безпеки я не втручаюся, тож тут не так суворо.
Мої постійні читачі знають, що тепер, після того, я маю повне право виконувати роботи з КВП в котельні.
Вибір пристрою плавного пуску
Для початку подивимося на шильдик двигуна:
Потужність двигуна - 7,5 кВт, обмотки з'єднані в схему "трикутник", номінальний споживаний при цьому струм - 14,7А.
Ось як виглядала система пуску (“жорстка”):
Нагадую, що у нас два двигуни, і вони запускаються контакторами 07КМ1 і 07КМ2. Контактори мають блоки додаткових контактів – для індикації та контролю включення.
В якості альтернативи було обрано пристрій плавного запуску ABB PSR-25-600. Його максимальний струм – 25 Ампер, тому запас у нас хороший. Особливо, якщо врахувати, що працювати доведеться у важких умовах – кількість пусків/стопів, висока температура. Фото – на початку статті.
Ось наклейка на софтстартері з параметрами:
А що там свіжого у групі ВК СамЕлектрик.ру ?
Підписуйся і читай статтю далі:
Soft Starter ABB PSR-25-600 – параметри
- FLA – Full Load Amps – значення сили струму при повному навантаженні – майже 25А,
- Uc – робоча напруга,
- Us – напруга кола управління.
Встановлення УВП
Примірив для початку:
По висоті підходить один в один, по ширині теж, тільки довжина трохи більша, але місце є.
Тепер питання щодо ланцюгів управління. Контактори у вихідній схемі включалися напругою 24 VAC, а наші АББ керуються напругою щонайменше 100 VAC. В наявності необхідність проміжного реле або зміни напруги живлення ланцюга управління.
Однак, на офіційному сайті ABB я знайшов схему, де показано, що цей пристрій здатний працювати і за 24 VAC. Спробував щастя - не вийшло, не запускається.
Що ж, ставимо проміжне реле, яке приводить напругу до потрібного рівня:
Ось з іншого ракурсу:
От і все. Проміжні реле обізвав 07КМ11 та 07КМ21. До речі, вони також потрібні для додаткових ланцюгів. Через них включаються індикатори та сухі контакти для зовнішнього пристрою (поки не використовуються, у старій схемі – помаранчеві дроти).
Коли хотів керувати використанням безпосередньо, без реле (24 VAC), планував індикатори включення пустити через контакти Com – Run, які тепер залишилися невикористаними.
Схеми плавного пуску
Ось вихідна схема.
А ось як нехитро я змінив схему:
За налаштуваннями – коротко. Тут три регулювання - час розгону, час уповільнення, і початкова напруга.
Можна було б використовувати один пристрій плавного пуску і контактори вибору двигуна (перемикати один пристрій на два двигуни). Але це ускладнить і сильно змінить схему і знизить надійність. Що для такого стратегічного об'єкта як котельня дуже важливо.
Осцилограми напруги
Горішок знання твердий, але все ж
ми не звикли відступати!
Нам розколоти його допоможе
кіножурнал «Хочу все знати!»
Зібрати схему викруткою кожен може. А для тих, хто хоче побачити напругу та зрозуміти, які реальні процеси відбуваються, без осцилографа не обійтися. Публікую осцилограми на виході 2Т1 пристрою плавного запуску.
Чи не так, логічна нестиковка - двигун вимкнений, а напруга на ньому є?! Це особливість деяких пристроїв м'якого запуску. Неприємна та небезпечна. Так, на двигуні є напруга 220В, навіть коли він стоїть.
Справа в тому, що керування відбувається тільки по двох фазах, а третя (L3 - T3) підключена до двигуна безпосередньо. Оскільки струму немає, то на всіх виходах пристрою діє напруга фази L3, яка проходить через обмотки двигуна. Та ж нісенітниця буває і в трифазних твердотільних реле, .
Будьте обережні!При обслуговуванні двигуна, підключеного до пристрою м'якого пуску, відключайте вступні автомати та перевіряйте відсутність напруги!
Оскільки навантаження індуктивне, то синусоїда не тільки ріжеться на шматки, а й сильно спотворюється.
Перешкода пре, і це треба враховувати - можливі збої в роботі контролерів та іншої слаботочки. Щоб цей вплив зменшити, треба розносити та екранувати ланцюги, встановлювати дроселі на вході та ін.
Фото зроблено і кілька секунд до того, як увімкнувся внутрішній контактор (байпас), який подав повну напругу на двигун.
Фото корпусу
Ще невеликий бонус – кілька фото зовнішнього вигляду пристрою плавного запуску ABB PSR-25-600.
ABB PSR-25-600 – вид знизу
Опція – роз'єм та кріплення для підключення вентилятора охолодження, у разі великих навантажень
ABB PSR-25-600 – вхідні силові клеми та клеми живлення та управління.
Поки що все, питання та критика в коментарях щодо плавного пуску електродвигунів вітаються!
З травневими святами!
Як досягти оптимального енергозбереження у гідравлічних системах із відцентровими насосами? Це питання сьогодні все частіше виникає у фахівців та керівників підприємств. То які ж прилади здатні скоротити період окупності та підвищити енергоефективність – пристрої плавного пуску, частотно-регульовані приводи чи використання паралельної схеми керування насосами? Автори статті пропонують ретельно проведений аналіз різних технічних рішень, ілюстрований прикладами впровадження на виробництві, схемами та таблицями.
ТОВ "АББ", м. Москва
Забезпечення енергоефективності – одне з найактуальніших і водночас складних завдань у час. Скорочення витрат на споживання електроенергії – це один із методів підвищення рентабельності виробництва та ефективної експлуатації технологічних ліній. Загальний аналізпідприємств у різних галузях застосування показує, що витрати, пов'язані із закупівлею обладнання та простоєм виробництва через обслуговування та введення нового обладнання в експлуатацію, можуть бути частково компенсовані за рахунок економії на споживанні електроенергії.
Енергоефективні технології – одна з пріоритетних напрямківкомпанії АББ. Найкращі сучасні методита розробки для забезпечення найбільш ефективної експлуатації знайшли своє застосування в сучасному обладнанні компанії АББ – перетворювачах частоти та пристроях плавного пуску*, які широко застосовуються для керування приводними механізмами насосних установок та дозволяють суттєво скоротити споживання електроенергії на об'єктах водопідготовки та водоочищення.
Часто використовуваний механічний спосіб керування подачею насоса або метод дроселювання є вкрай неефективним з точки зору економії електроенергії. У зв'язку з цим виникає питання: яке з двох технічних рішень є економічним методом зниження споживання енергії - частотно-регульовані приводи або циклічне управління (рис. 1)? Фактично, характеристика гідравлічної системи, в якій використовується відцентровий насос, є визначальним фактором при виборі одного або іншого методу управління.
Мал. 1.Регулювання витрати в системі за допомогою дроселювання, циклічного та частотного керування
У сфері обробки стічних водвключення/вимикання відцентрових насосів, як правило, виконується під контролем системи керування технологічним процесом. Залишкова вода (тобто вода, що надходить із житлових або комерційних будівель) зазвичай збирається у відстійниках або резервуарах для стічних вод до моменту її перекачування за допомогою насосів на муніципальні водоочисні станції. З урахуванням деякої періодичності використання пристроїв плавного пуску значно знижує ризик засмічення насосів відходами, що містяться у воді.
Циклічне управління є цікавою альтернативою частотно-регульованого приводу, незважаючи на втрату гнучкості при регулюванні витрати. Іншими словами, пристрій плавного пуску вважається підходящою та конкурентоспроможною технологією, що захищає асинхронний електродвигун від електричних навантажень, механічних ударів та вібрації при пуску, а також від гідравлічних ударів у трубопровідній системі, що виникають при зупинці насоса. Крім того, електродвигун експлуатується в оптимальній робочій точці та вимикається на решту часу.
У наступних розділах наводиться аналіз енергозбереження та окупності рішень управління з частотним регулюванням та циклічного управління для двох відцентрових насосів (90 кВт та 350 кВт).
Типова насосна система
Під час розробки насосної системи основною умовою є забезпечення необхідної витрати Qop [м3/год]. У ідеальної системивибраний насос має характеристику Qbep [м3/год], яка збігається з характеристикою Qop [м3/год]. Насправді зазвичай вибирається насос більшого типорозміру (рис. 2). Внаслідок чого насос працює зі зниженим гідравлічним ККД у більшій частині діапазону продуктивності. Наведене вище проілюстровано на рис. 3 для двох відцентрових насосів Aurora з номінальною потужністю 90 кВт та 350 кВт.
Таблиця 1.Порівняльна характеристика параметрів двох насосів
Мал. 2.Вибір насоса для промислової установки
Мал. 3.Зменшення гідравлічного ККД у насосах 90 кВт та 350 кВт внаслідок зміни параметрів компонентів системи на 15%
Для аналізу можливостей економії електроенергії у цих насосах розглядалися три різні гідравлічні системи: з переважанням напору подолання тертя, тобто ставлення (?) статичного напору Hst [м] до максимальної гідравлічної висоті Hmax [м] становить 5 %; з переважанням статичного натиску (? становить 50%); з комбінованим натиском (? становить 25%) (рис. 4).
Мал. 4.Гідравлічні системи, вибрані для аналізу можливого енергозбереження
Робочі характеристики перетворювача частоти, пристрої плавного пуску та електродвигуна
Перетворювачі частоти мають високий ККД (ηconv), який природно зменшується, коли відбувається зниження вихідної потужності по відношенню до номінального значення. Працюючи УПП в встановленому режимі, тобто за активації байпаса, ККД пристроїв плавного пуску становить майже 100 %. Слід зазначити, що ККД пристроїв плавного пуску помітно знижується зі збільшенням кількості пусків на годину та скороченням інтервалів робочого часу, що зумовлено додатковими втратами Джоуля під час пуску та зупинки електродвигуна, а також роботою тиристорів (рис. 5).
Мал. 5.Зміна електричного ККД (%) пристрою плавного пуску та перетворювача частоти з насосним навантаженням
Прийняті нещодавно суворіші стандарти (класи IE) гарантують підвищений ККД електродвигуна – під час його роботи під навантаженням (рис. 6 і 7). На ККД електродвигуна (в строгій залежності від класу) впливає використання або перетворювача частоти, або пристрої плавного пуску: ККД знижується при живленні від швидкодіючого вихідного інвертора ПЧ внаслідок наявності гармонійних спотворень по струму та напрузі, але не змінюється при живленні від УПП після закінчення перехідного процесу розгону завдяки синусоїдальній формі напруги на виході пристрою.
Мал. 6. Вплив класу енергоефективності електродвигуна на ККД насоса
Мал. 7.Зміна ККД електродвигуна з гідравлічним навантаженням
Вплив зміни характеристик компонентів системи, класу енергоефективності електродвигуна та гармонійних втрат у реальній системі наведено у табл. 2.
Таблиця 2.Вплив більшого типорозміру системи, класу електродвигуна та втрат від гармонік
споживання електроенергії (Pn =90 кВт – частота комутації 4 кГц)
Економія електроенергії
Енергозбереження, досягнуте при використанні частотного та циклічного управління в насосних системах 90 кВт та 350 кВт, показано на рис. 8 і 9. У системах з переважанням напору на подолання тертя (? = 5 %) частотне управління забезпечує більш високу економію енергії практично у всьому робочому діапазоні (від 7 до 98 %) обох насосних систем. У разі насоса 90 кВт та в системі з переважанням статичного напору (? = 50 %) циклічне керування є найкращим технічним рішенням порівняно з використанням частотного перетворювача для всіх робочих точок. Перетворювач частоти забезпечує трохи більшу економію енергії для насоса потужністю 350 кВт, але тільки в діапазоні від 75 до 92% продуктивності насоса. При розгляді комбінованої гідравлічної системи (? = 25%), керування за допомогою частотно-регульованого приводу дозволяє отримати більш високу економію електроенергії тільки для насосів з продуктивністю вище 28% (для системи 90 кВт) та 24% (для системи 350 кВт). Насправді найвища економія енергії при використанні частотного управління спостерігається в діапазоні продуктивності насоса від 15 до 20%.
Мал. 8.
для насоса 90 кВт
Мал. 9.Економія енергії [%] при частотному та циклічному керуванні
для насоса 350 кВт
На відміну від перетворювачів частоти, в яких є втрати на напівпровідникових компонентах при номінальному режимі роботи, пристрої плавного пуску, в цьому випадку, працюють через байпасний контактор, таким чином тиристори не задіяні (рис. 10). Отже, немає додаткових теплових втрат. Експлуатаційні та системні характеристики, при яких кращий вибір того чи іншого способу управління регулювання продуктивності насоса, наведені на рис. 11**.
Мал. 10.Оптимальний ККД для насоса 90 кВт при байпасуванні через пристрій плавного пуску
при високих навантаженнях (90-100% розрахункової продуктивності)
Мал. 11.Контрольна точка, в якій економія при використанні циклічного управління стає вищою,
ніж при використанні рішення з частотно-регульованим приводом
Окупність інвестицій
Одним з найважливіших факторів для замовників є розрахунок окупності інвестицій, до яких входять додаткові витрати у зв'язку з простоєм обладнання під час монтажу та введення в експлуатацію пристрою плавного пуску.
Вартість перетворювача частоти втричі вища за вартість пристрою плавного пуску для насосів з номінальною потужністю до 25 кВт, а для насосів 350 кВт – у п'ять разів. Загальні початкові інвестиції при частотному регулюванні або циклічному управлінні розраховуються як сума вартості частотного перетворювача або пристрою плавного пуску і плюс процентна частка витрат, пов'язаних із простоєм обладнання, стосовно витрат, витрачених протягом усього життєвого циклу роботи технологічної лінії.
Для частотних перетворювачів та пристроїв плавного пуску ця частка становить 7,5 %.
Вартість індивідуальних компонентів може різнитися з кількох причин. Насамперед, слід зазначити, що частотні низьковольтні перетворювачі частіше застосовуються при тривалому режимі включення електродвигуна, а не в режимі пуску/зупинки, і забезпечують більш точне управління. Однак біполярні транзистори з ізольованим затвором (IGBT), що застосовуються в частотних перетворювачах, вимагають підтримки певного температурного режиму та охолодження, що робить їх досить дорогими елементами і відповідно підвищує вартість частотних перетворювачів порівняно з пристроями плавного запуску такої самої номінальної потужності. У пристроях плавного пуску напівпровідникові силові елементи – тиристори – відпрацьовують лише режими пуску та зупинки із середнім часом кожного режиму близько 15 секунд. Варто зазначити, що недорогі та надійні тиристори не вимагають постійного примусового охолодження.
Період окупності для перетворювачів частоти та циклічного управління витратою показано на рис. 12 та 13 для електродвигунів 90 кВт та 350 кВт для трьох гідравлічних систем: ? = 5%, 25% та 50%.
Мал. 12.Період окупності рішень з частотним та циклічним управлінням (пристрій плавного пуску)
для насоса 90 кВт
Мал. 13.Період окупності для рішень з частотним та циклічним керуванням (пристрій плавного пуску)
для насоса 350 кВт
Рішення для паралельної схеми керування насосами
У багатьох гідравлічних системах оптимальну економію електроенергії з хорошою окупністю капіталовкладень можна отримати шляхом застосування паралельної схеми управління насосами ***, в якій використовуються як перетворювачі частоти, так і плавного пристрою пуску.
Мал. 14.Рішення для системи з чотирма паралельними насосами
(гідравлічна система з переважанням напору на подолання тертя)
Таблиця 3.Схема керування в системі з чотирма паралельними насосами
У гідравлічних системах з переважанням напору на подолання тертя (? = 5 %) та з чотирма паралельними насосами – кожен насос з номінальною потужністю 350 кВт (2500 м куб./год) – оптимально використовувати два перетворювачі частоти та два пристрої плавного пуску (рис. 14). У схемі, що забезпечує найкраще рішення щодо окупності та гнучкості управління, два насоси, 1 і 2, керуються пристроями плавного пуску, а насоси 3 та 4 – перетворювачами частоти (див. табл. 3). Насоси з пристроєм плавного пуску працюють із максимальною продуктивністю. Збільшивши частоту обертання насосів, керованих перетворювачами частоти, до номінальної можна забезпечити максимальну продуктивність системи. У змішаній гідравлічній системі (гідравлічна система зі статичним напором/з переважанням напору для подолання тертя) (? = 25 %), схема, що дозволяє отримати оптимальне рішення з точки зору окупності інвестицій та гнучкості управління, є три насоси, перші два з яких керуються пристроями плавного пуску, а третій насос – перетворювачем частоти (див. рис. 15 та табл. 5).
Мал. 15.Рішення для системи з трьома паралельними насосами
(гідравлічна система зі статичним напором/з переважанням напору на подолання тертя)
Таблиця 4.Схема керування витратою в системі з трьома паралельними насосами
(Комбінована гідравлічна система)
Для обох систем початкові інвестиції із закупівлі пристроїв плавного пуску та перетворювачів частоти трансформуються в економічний прибуток менш ніж за 1,5 роки за умови, що регульована витрата становить менше 80 % загальної продуктивності (рис. 16).
Таблиця 5.Параметри
Мал. 16. Розрахунковий періодокупності для двох установок,
з паралельним керуванням насосів від перетворювачів частоти та пристроїв плавного пуску
Краще рішення?
Аналіз ефективності систем частотного та циклічного регулювання витрати був проведений для двох відцентрових насосів (90 кВт та 350 кВт) з двигунами до 1000 В. Отримані результати свідчать про те, що управління за допомогою частотного регулювання є найкращим рішенняму гідравлічних системах з переважанням напору на подолання втрат на тертя (транспортування рідини без різниці висот у разі використання циркуляційних насосів). У системах з величезним переважанням статичного напору рекомендується використовувати циклічне управління. Слід уникати застосування перетворювачів частоти в системах з пологими характеристиками насоса та навантаження через ризик нестабільності та поломки.
Пристрої плавного пуску є найбільш перспективним технічним рішенням для установок водоочищення та водовідведення, в яких необхідно здійснювати увімкнення/вимкнення насоса для відкачування рідини з колекторів та подальше переміщення стічних вод на очисні споруди. Пристрої плавного пуску відрізняються високою надійністю і мають вбудовані функції для усунення гідроударів при пуску, так і при зупинці системи. Однак максимального енергозбереження та мінімального періоду окупності для широкого ряду гідравлічних систем можна досягти шляхом застосування паралельних схем управління насосами, в яких використовується комбінація перетворювачів частоти та пристроїв плавного пуску. Спираючись на ноу-хау в галузі автоматизації та широкий асортимент низьковольтного обладнання для автоматизації, компанія АББ пропонує й інші рішення для ефективного використання енергії в різних областях застосування.
______________________________________
* Пристрої плавного пуску регулюють рівень напруги, що подається на електродвигун, за рахунок чого забезпечується плавний запуск та зупинка приводу.
** При переведенні економії енергії у відсотках (щодо фіксованої швидкості та дроселювання) у показник економічної ефективностіпередбачається, що насос працює 8760 годин на рік (330 x 24) за ціною 0,065 дол. США за 1 кВт-год електрики.
*** Для оптимального регулювання витрати в паралельних схемах працює один насос доти, доки не буде досягнуто максимальної продуктивності, після чого гідравлічне навантаження поділяється на два одночасно працюючі насоси. При досягненні другої контрольної точки активуються три насоси тощо.
Література
1. ITT Industries (2007). ITT's Place в cycle of water: Everything but the pipes.
2. Aurora Pump (Pentair Pump Group) June 1994, United States.
3. IEC 60034-31:2009. Розташування електричних машин. Part 31: Guide for selection and application of energy-efficient motors including variable speed applications.
4. Brunner, C. U. (4–5 February 2009). Efficiency classes: Electric motors and systems. Motor energy performance standards event, Sydney (Australia). www.motorsystems.org.
5. Department of Energy (DOE). Energy International Agency (EIA) (June 2009). Average retail price of electricity до ultimate customers.
6. Sagarduy, J. (January 2010). Economical evaluation of reduced voltage starting methods. SECRC/PT-RM10/017.
7. Hydraulic Institute (August 2008). Pumps & Systems, Understanding pump system fundamentals for energy efficiency. Calculating cost of ownership.
8. ITT Flygt (2006). Cirkulationspumpar med vеt motor för värmesystem і kommersiella byggnader.
9. Vogelesang, H. (April 2009). Energy efficiency. Два approaches до capacity control. World Pumps Magazine.
Сфера застосування та функції
Для запуску та відключення побутових насосів широко використовується пристрій плавного пуску EXTRA Акваконтроль УПП-2,2С 220 В. Прилад застосовують щодо вібраційних та відцентрових електронасосів. Крім того, пристрій позитивно зарекомендував себе в роботі з асинхронними та колекторними електричними двигунами. Воно також може керувати освітлювальними та нагрівальними приладами за умови, що максимальна потужність, вказана в інструкції, не буде перевищена.
Основною функцією УПП-2,2С є виключення гідравлічних та механічних ударів, які можуть виникати під час запуску насоса. Також прилад запобігає поломкам насоса, що виникають внаслідок стрибків напруги електромережі.
Принцип роботи
Управління EXTRA Акваконтроль УПП-2,2С відбувається через сигнальний кабель. Розробники забезпечили прилад захистом від низької та високої напруги електромережі. Якщо напруга перевищує 252 В, насос буде вимкнено в автоматичному режимі. Після стабілізації напруги до 245 В насос знову вмикається. При досягненні нижнього порогу тиску 160 В, насос також буде вимкнений. Як тільки напруга зросте понад 160 В, насос автоматично запуститься. Тривалість плавного запуску залежить від типу насоса: вібраційні – 2 сек; відцентрові – 3-7 сек.
Вимоги щодо експлуатації
Пристрій EXTRA Акваконтроль має бути встановлений у закритій кімнаті, де відсутня штучна регуляція клімату. Виробник забороняє напругу на сигнальний кабель. УПП-2,2С не може використовуватись для контролю роботи насосної станціїбез наявності гідроакумулятора. Пам'ятайте, що увімкнення та вимкнення насоса з періодом менше 60 секунд призведе до виходу з ладу пристрою.
Категорично заборонено експлуатувати прилад у разі пошкодження корпусу або при знятій кришці. Не можна самостійно проводити ремонт та розбирання УПП-2,2С. При виконанні всіх правил, викладених в інструкції термін експлуатації EXTRA Акваконтроль УПП-2,2С становить 5 років. Щороку слід оглядати корпус прилад щодо пошкоджень корпусу.
Опубліковано автором - - Листопад 8, 2013Високий пусковий струм – проблема для систем з обмеженням максимальної потужності. Автомат може вибивати, система безперебійного живлення перейти в режим перевантаження. Як бути?
Вдалим рішенням стане використання пристрою плавного пуску (УПП). Наприклад, ми маємо однофазний занурювальний насос потужністю 1кВт, розташований у свердловині на глибині 50 метрів. Для старту його двигуна знадобиться 4-6 кратний пусковий струм, тобто. система має витримати короткочасну потужність близько 5кВт. Скажімо, інвертор, розрахований на 3 кВт просто не зможе здійснити запуск. Момент старту також супроводжуватиметься різким підвищенням тиску, який фактично означає гідроудар у системі водопроводу.
У лінію, що живить насос, вставимо УПП. Пристрій протягом заданого часу (зазвичай до 20сек.) плавно підніме напругу, що дозволить насосу з прискоренням розкрутити крильчатку без ривка. Через війну ми прирівняли пусковий струм до номіналу, тобто. він склав величину 1кВт і суттєво продовжили життя занурювальному насосу (термін служби збільшується десь у 2 рази, враховуючи вартість насоса, рішення про застосування УПП, навіть у відсутності системи резервування енергії стає очевидним):
Представимо схему підключення, яке може використовуватися як з однофазним, так і з трифазним обладнанням:
Чи існують обмеження для використання пристрою плавного пуску? Так, такі є і про них слід знати:
1) УПП не можна використовувати з холодильниками. Високий пусковий струм необхідний для зриву в рух клапанів компресора
2) Аналогічно для кондиціонерів та іншого обладнання
Якщо у вас залишилися питання – радий відповісти в коментарях!
Читайте також:
- Чи можна економити на електриці за допомогою...
- Генератор з автозапуском (АВР) та ДБЖ: прибираємо…
Кому хочеться напружуватися, витрачати свої гроші та час на переобладнання пристроїв та механізмів, які й так чудово працюють? Як показує практика – багатьом. Хоч і не кожен у житті стикається з промисловим обладнанням, оснащеним потужними електродвигунами, але, постійно зустрічається нехай з не такими ненажерливими і потужними електромоторами в побуті. Ну, а ліфтом, напевно, користувався кожен.
Електродвигуни та навантаження – проблема?
Напевно, найзначніше навантаження, що припадає на двигун у момент пуску, це багаторазове, хоч і короткочасне, перевищення номінального робочого струму агрегату. Вже через кілька секунд роботи, коли електромотор вийде на свої штатні обороти, струм, який він споживає, теж повернеться до нормального рівня. Для забезпечення необхідного електропостачання доводиться нарощувати потужність електрообладнання та струмопровідних магістралейщо призводить до їх подорожчання.
При запуску потужного електродвигуна, через його велике споживання, відбувається «просідання» напруги живлення, яка може призвести до збоїв або виходу з ладу обладнання, запитаного з ним від однієї лінії. До того ж, знижується термін служби апаратури електропостачання.
У разі виникнення нештатних ситуацій, що спричинили перегорання двигуна або його сильний перегрів, властивості трансформаторної сталі можуть змінитисянастільки, що після ремонту двигун втратить до тридцяти відсотків потужності. За таких обставин до подальшої експлуатації він уже непридатний і вимагає заміни, що теж недешево.
Навіщо потрібен плавний пуск?
Здавалося б, все правильно, та й устаткування цього розраховано. Ось тільки завжди є але. У нашому випадку їх кілька:
- в момент запуску електродвигуна, струм живлення може перевищувати номінальний у чотири з половиною-п'ять разів, що призводить до значного нагрівання обмоток, а це не дуже добре;
- старт двигуна прямим включенням призводить до ривків, які в першу чергу впливають на щільність тих же обмоток, збільшуючи тертя провідників під час роботи, прискорює руйнування їхньої ізоляції і з часом може призвести до міжвиткового замикання;
- вищезгадані ривки і вібрація передаються на весь агрегат, що наводиться в рух. Це вже зовсім нездорово, бо може призвести до пошкодження його рухомих елементів: систем зубчастих передач, приводних ременів, конвеєрних стрічок або просто уявіть себе таким, що їде в ліфті. У разі насосів та вентиляторів - це ризик деформації та руйнування турбін та лопатей;
- не варто також забувати про вироби, які, можливо, знаходяться на виробничій лінії. Вони можуть впасти, розсипатися чи розбитися через такий ривок;
- ну, і напевно, останній з моментів, що заслуговують на увагу - вартість експлуатації такого обладнання. Йдеться не лише про дорогі ремонти, пов'язані з частими критичними навантаженнями, а й про відчутну кількість не ефективно витраченої електроенергії.
Здавалося б, всі перераховані складності експлуатації притаманні лише потужному і громіздкому промисловому обладнанню, однак, це не так. Все це може стати головним болем будь-якого середнього обивателя. Насамперед це стосується електроінструменту.
Специфіка застосування таких агрегатів, як електролобзики, дрилі, болгарки та подібних до них, припускають багаторазові цикли запуску та зупинки, протягом відносно невеликого проміжку часу. Такий режим експлуатації, так само, впливає на їх довговічність та енергоспоживання, як і в їх промислових побратимів. При цьому не варто забувати, що системи плавного запуску не можуть регулювати робочі обороти двигунаабо реверсувати їх напрямок. Також неможливо збільшити пусковий момент або знизити нижчий струм, ніж потрібно для початку обертання ротора електродвигуна.
Відео: Плавний пуск, регулювання та захист колектор. двигуна
Варіанти систем плавного пуску електродвигунів
Система «зірка-трикутник»
Одна з найбільш широко застосовуваних систем запуску промислових асинхронних двигунів. Основною її перевагою є простота. Двигун запускається при комутації обмоток системи «зірка», після чого при наборі штатних оборотів автоматично перемикається на комутацію «трикутник». Такий варіант старту дозволяє досягти струму майже на третину нижченіж при прямому запуску електромотора.
Однак цей спосіб не підійде для механізмів з невеликою інерцією обертання. До таких, наприклад, відносяться вентилятори і невеликі насоси, через малі розміри і масу їх турбін. У момент переходу з конфігурації «зірка» на «трикутник» вони різко знизять оберти або зовсім зупиняться. В результаті після перемикання електродвигун по суті запускається заново. Тобто в кінцевому рахунку ви не досягнете не тільки економії ресурсу двигуна, але і, найімовірніше, отримаєте перевитрату електроенергії.
Відео: Підключення трифазного асинхронного електродвигуна зіркою або трикутником
Електронна система плавного пуску електродвигуна
Плавний пуск двигуна може бути здійснений за допомогою симісторів, включених до ланцюга управління. Існує три схеми такого включення: однофазні, двофазні та трифазні. Кожна з них відрізняється своїми функціональними можливостямита кінцевою вартістю відповідно.
За допомогою таких схем, як правило, вдається знизити пусковий струмдо двох-трьох номінальних. Крім цього, вдається знизити суттєве нагрівання, властиве вищезгаданій системі «зірка-трикутник», що сприяє збільшенню терміну служби електродвигунів. Завдяки тому, що керування запуску двигуна відбувається за рахунок зниження напруги, розгін ротора здійснюється плавно, а не стрибкоподібно, як у інших схем.
Загалом на системи плавного пуску двигуна покладаються кілька ключових завдань:
- основна - зниження пускового струму до трьох-чотирьох номінальних;
- зниження напруги живлення двигуна, за наявності відповідних потужностей та проводки;
- поліпшення параметрів пуску та гальмування;
- аварійний захист мережі від перевантажень струмом.
Однофазна схема пуску
Ця схема призначена для запуску електродвигунів потужністю не більше одинадцяти кіловат. Застосовують такий варіант у тому випадку, якщо потрібно пом'якшити удар при запуску, а гальмування, плавний пуск та зниження пускового струму не мають значення. Насамперед через неможливість організації останніх у такій схемі. Але через здешевлення виробництва напівпровідників, зокрема й симісторів, вони знято з виробництва та рідко зустрічаються;
Двофазна схема пуску
Така схема призначена для регулювання та пуску двигунів потужністю до двохсот п'ятдесяти ват. Такі системи плавного пуску іноді комплектують обхідним контакторомдля здешевлення приладу, однак, це не вирішує проблеми несиметричності живлення фаз, що може призвести до перегріву;
Трифазна схема пуску
Ця схема є найбільш надійною та універсальною системою плавного пуску електродвигунів. Максимальна потужність двигунів, що керуються таким пристроєм, обмежена виключно максимальною температурною та електричною витривалістю застосованих симісторів. Його універсальність дозволяє реалізувати безліч функцій, таких як: динамічне гальмо, підхоплення зворотного ходу або балансування обмеження магнітного поля та струму.
Важливим елементом останньої зі згаданих схем є обхідний контактор, про який говорилося раніше. Він дозволяє забезпечити правильний тепловий режим системи плавного пуску електродвигуна, після виходу двигуна на штатні робочі обороти, запобігаючи його перегріву.
Існуючі на сьогоднішній день пристрої плавного пуску електродвигунів, крім наведених вище властивостей, розраховані на їхню спільну роботу з різними контролерами та системами автоматизації. Мають можливість включення за командою оператора чи глобальної системи управління. За таких обставин, у момент включення навантажень, можлива поява перешкод, які можуть призвести до збоїв у роботі автоматики, а отже, варто перейматися системами захисту. Використання схем плавного пуску здатне значно зменшити їх вплив.
Плавний пуск своїми руками
Більшість перелічених вище систем практично не застосовні у побутових умовах. Насамперед з тієї причини, що вдома ми дуже рідко використовуємо трифазні асинхронні двигуни. Зате колекторних однофазних моторів – хоч греблю гати.
Існує чимало схем влаштування плавного запуску двигунів. Вибір конкретної залежить виключно від вас, але в принципі, маючи певні знання радіотехніки, вмілі руки та бажання, цілком можна зібрати пристойний саморобний пускач, який продовжить життя вашого електроінструменту та побутової технікидовгі роки.