Пристрій плавного пуску електродвигуна

Пристрій плавного пуску електродвигуна

Характерним для будь-якого електродвигуна в процесі запуску є багаторазове перевищення струму і механічного навантаження на обладнання, що приводиться в дію. При цьому також виникають перевантаження живлячої мережі, що створюють осідання напруги і погіршують якість електроенергії. У багатьох випадках потрібен пристрій плавного пуску (УПП).

Потреба плавного пуску електродвигунів

Статорна обмотка є котушкою індуктивності, що складається з активного опору і реактивного. Значення останнього залежить від частоти напруги. При запуску двигуна реактивний опір змінюється від нуля, а пусковий струм має більшу величину, що багаторазово перевищує номінальний. Момент обертання також великий і може зруйнувати обладнання, що приводиться в рух. У режимі гальмування також з 'являються кидки струму, що призводять до підвищення температури статорних обмоток. При аварійній ситуації, пов 'язаній з перегрівом двигуна, можливий ремонт, але параметри трансформаторної сталі змінюються і номінальна потужність знижується на 30%. Тому необхідний плавний пуск.

Запуск електродвигуна перемиканням обмоток

Обмотки статора можуть з 'єднуватися "" зіркою "" і "трикутником" ". Коли у двигуна виведені всі кінці обмоток, можна зовні комутувати схеми "" зірка "" і "трикутник" ".

Пристрій плавного пуску електродвигуна збирається з 3 контакторів, реле навантаження і часу.

Електродвигун запускається за схемою "" зірка "", коли контакти К1 і К3 замкнуті. Через інтервал, заданий реле часу, К3 відключається і проводиться підключення схеми "" трикутник "" контактором К2. При цьому двигун виходить на повні оберти. Коли він розганяється до номінальних обертів, пускові струми не такі великі.

Браком схеми є виникнення короткого замикання при одночасному включенні двох автоматів. Цього можна уникнути, застосувавши замість них рубильник. Для організації реверсу потрібен ще один блок управління. Крім того, за схемою "" трикутник "" електродвигун більше нагрівається і жорстко працює.

Частотне регулювання швидкості обертання

Вал електродвигуна обертається магнітним полем статора. Швидкість залежить від частоти напруження, що живить. Електропривід буде працювати ефективніше, якщо додатково змінювати напругу.

До складу пристрою плавного пуску асинхронних двигунів може входити частотний перетворювач.


Першою сходинкою пристрою є випрямлювач, на який подається напруга трифазної або однофазної мережі. Він збирається на діодах або тиристорах і призначений для формування пульсуючої напруги постійного струму.

У проміжному ланцюгу пульсації згладжуються.

В інверторі вихідний сигнал перетворюється на змінний заданої частоти та амплітуди. Він працює за принципом зміни амплітуди або ширини імпульсів.

Всі три елементи отримують сигнали від електронної схеми управління.

Принцип дії УПП

Збільшення пускового струму в 6-8 разів і обертального моменту вимагають застосування УПП для виконання наступних дій при запуску або гальмуванні двигуна:

  • поступове збільшення навантаження;
  • зниження осідання напруги;
  • управління запуском та гальмуванням у певні моменти часу;
  • зниження перешкод;
  • захист від стрибків напруги, при пропаданні фази та ін.;
  • підвищення надійності електроприводу.

Пристрій плавного пуску двигуна обмежує величину напруги, що подається в момент пуску. Воно регулюється шляхом зміни кута відкриття симісторів, підключених до обмотків.

Пускові струми необхідно знижувати до величини, що не більше ніж в 2-4 рази перевищує номінал. Наявність байпасного контактора запобігає перегріву симісторів після його підключення після того, як двигун розкрутиться. Варіанти включення є одно-, дво- і трифазними. Кожна схема функціонально відрізняється і має різну вартість. Найбільш досконалим є трифазне регулювання. Воно найбільш функціональне.


Недоліки УПП на симісторах:

  • прості схеми застосовуються тільки з невеликими навантаженнями або при холостому запуску;
  • тривалий запуск призводить до перегріву обмоток і напівпровідникових елементів;
  • момент обертання валу знижується і двигун може не запуститися.

Види УПП

Найбільш поширені регулятори без зворотного зв 'язку за двома або трьома фазами. Для цього попередньо встановлюється напруга і час пуску. Недоліком є відсутність регулювання моменту навантаження на двигун. Цю проблему вирішує пристрій зі зворотним зв 'язком поряд з виконанням додаткових функцій зниження пускового струму, створення захисту від перекосу фаз, перевантаження тощо.

Найбільш сучасні УПП мають ланцюги безперервного стеження за навантаженням. Вони підходять для важко навантажених приводів.

Вибір УПП

Більшість УПП - це регулятори напруги на симісторах, що розрізняються функціями, схемами регулювання і алгоритмами зміни напруги. У сучасних моделях софтстартерів застосовуються фазові методи регулювання електроприводів з будь-якими режимами пуску. Електричні схеми можуть бути з тиристорними модулями на різну кількість фаз.

Одне з найпростіших - це пристрій плавного пуску з однофазним регулюванням через один симістор, що дозволяє тільки пом 'якшувати механічні ударні навантаження двигунів потужністю до 11 кВт.


Двофазне регулювання також пом 'якшує механічні удари, але не обмежує струмові навантаження. Допустима потужність двигуна становить 250 кВт. Обидва способи застосовуються з розрахунку прийнятних цін і особливостей конкретних механізмів.

Багатофункціональний пристрій плавного пуску з трифазним регулюванням має найкращі технічні характеристики. Тут забезпечується можливість динамічного гальмування та оптимізації його роботи. Як недоліки можна відзначити тільки великі ціни і габарити.

Як приклад можна взяти пристрій плавного пуску Altistart. Можна підібрати моделі для запуску асинхронних двигунів, потужність яких досягає 400 кВт.

Пристрій вибирається за номінальною потужністю і режимом роботи (нормальний або важкий).

Вибір УПП

Основними параметрами, за якими вибираються пристрої плавного пуску, є:


  • гранична сила струму УПП і двигуна повинні бути правильно підібрані і відповідати один одному;
  • параметр кількості запусків на годину задається як характеристика софтстартера і не повинен перевищуватися при експлуатації двигуна;
  • вказана напруга пристрою не повинна бути меншою за мережеву.

УПП для насосів

Пристрій плавного пуску для насоса призначений переважно для зниження гідравлічних ударів у трубопроводах. Для роботи з приводами насосів підходять УПП Advanced Control. Пристрої практично повністю усувають гідроудари при заповнених трубопроводах, дозволяючи збільшити ресурс обладнання.

Плавний запуск електроінструмента

Для електроінструмента характерні високі динамічні навантаження і великі обороти. Його наочним представником є кутова шліфувальна машинка (УШМ). На робочий диск діють значні сили інерції на початку обертання редуктора. Великі перевантаження по струму виникають не тільки при запуску, але і при кожній подачі інструменту.

Пристрій плавного пуску електроінструмента застосовується тільки для дорогих моделей. Економічним рішенням є його встановлення своїми руками. Це може бути готовий блок, який розміщується всередині корпусу інструменту. Але багато користувачів збирають просту схему самостійно і підключають її в розрив живлячого кабелю.

При замиканні ланцюга двигуна, на регулятор фази КР1182ПМ1 подається напруга і починає заряджатися конденсатор С2. За рахунок цього симістор VS1 включається із затримкою, яка поступово зменшується. Струм двигуна плавно наростає і оберти набираються поступово. Двигун розганяється приблизно за 2 сек. Потужність, що віддається в навантаження, досягає 2,2 кВт.

Пристрій можна застосовувати для будь-якого електроінструмента.


Ув 'язнення

Вибираючи пристрій плавного пуску, необхідно аналізувати вимоги до механізму і характеристик електродвигуна. Характеристики виробника знаходяться в доданій до обладнання документації. Помилки при виборі бути не повинно, оскільки порушиться функціонування пристрою. Важливий облік діапазону швидкостей, щоб вибрати краще поєднання перетворювача і двигуна.