Тиристорные устройства пуска асинхронных двигателей

Тиристорные устройства плавного пуска трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Устройства плавного пуска двигателей серии ДМС (Софт-стартеры) позволяют:
запустить и остановить двигатель, исключая механические удары на собственно двигатель и на приводимый механизм;
снизить пусковые токи в двигателях, а следовательно, устранить возникновение в питающей сети ударных токов, что могло бы нарушить работ других потребителей, включенных в эту сеть;
уменьшить тепловые воздействия на двигатель, а следовательно, повысить надежность его эксплуатации;
плавно остановить двигатель, что имеет большое значение для работы электроприводов гидронасосов, а также позволяет избежать резких скачков давления жидкости в трубах и не нарушить работу обратного клапана;
получить энергосберегающий эффект как в процессе пуска двигателя, так и в процессе его работы; последнее объясняется тем, что в часы работы двигателя с недогрузкой рассматриваемые устройства позволяют уменьшить напряжение питания двигателя, что поддержит коэффициент мощности двигателя на достаточном  уровне и снизит потери.
Тиристорные устройства плавного пуска обладают защитными свойствами от: перегрузки и коротких замыканий; обрыва и «перекоса» фаз резких колебаний напряжения в сети; нарушения порядка следования фаз; затянувшегося процесса пуска.
Все требуемые уставки для конкретных случаев пуска и остановки вводятся в софт-стартер с клавиатуры и визуально отображаются на 32-сим- вольном жидкокристаллическом дисплее. Состояние работы и возможные неисправности фиксируются на четырех светодиодных индикаторах.
Софт-стартеры предназначены для плавного пуска асинхронных двигателей мощностью от 7,5 до 400 кВт при напряжении 380 В. Технические данные софт-стартеров приведены в табл. 1
Степень защиты оболочки софт- стартера 1Р00, температура окружающей среды от 0 до +50 °С. Допустимое число пусков (стартов) в один час при нагрузке на валу от максимальной до минимальной — от 4 до 60 соответственно. Один софт-стартер способен работать с двумя или большим количеством двигателей, если общий ток не превышает номинальный ток стартера, при этом каждый из этих двигателей должен иметь свою защиту от перегрузки и коротких замыканий.
Таблица 1. Технические данные софт-стартеров серии ДМС

Пусковое тиристорное устройство ПТУ-75-6к-50 предназначено для плавного пуска и останова асинхронных двигателей мощностью до 630 кВт и напряжением 6 кВ. Климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 3, температура окружающей среды от -10 до +40 °С, степень защиты оболочки ІР20, окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли и агрессивных паров или газов, разрушающих металлы и изоляцию. Ниже приведены основные технические данные пускового устройства ПТУ-75-6к-50:
Напряжение
питающей сети      6 кВ при 50 Гц
Номинальный ток (фазный)      75 А
Диапазон мощностей подключаемых
двигателей  250—630 кВт
Пределы регулирования пускового тока подключаемого
двигателя    от /ном до 4 ном
Продолжительность
пуска (останова)    до 30 с
Количество пусков.... не более 5 в 1 ч Габаритные размеры: шкафа
управления  600 х 600 х 1600 мм
силового блока     1200 х 600 х 2200 мм

Охлаждение воздушное естественное

ПТУ обеспечивает плавный пуск двигателя при ограничении пускового тока и его плавный останов без принудительного торможения. По окончании пуска устройство должно шунтироваться рубильником. Включение и отключение асинхронного двигателя осуществляется с пульта управления устройства непосредственно или дистанционно, что позволяет использовать ПТУ в составе системы автоматического управления.
Аварийная защита ПТУ срабатывает:
при коротком замыкании в обмотках двигателя и подключающих цепях;
при обрыве хотя бы одной из фаз на выходе регулятора напряжения;
при снижении питающего напряжения на величину более допускаемую;
при превышении тока в цепи двигателя до значения, превышающего допускаемое.
Таблица 2. Основные технические данные устройства плавного пуска серии УПР1

* Имеется возможность торможения противовключением для устройств с обратной связью по скорости.
ПТУ снабжен световой сигнализацией о текущем состоянии работы («готов», «включен», «авария»).
По желанию заказчика возможно изготовление ПТУ на напряжение 10 кВ.
Тиристорные устройства плавного пуска серии УПР1 позволяют значительно повысить ресурс двигателей и механической части рабочих машин, снизить эксплуатационные затраты в системах управления технологическим оборудованием. Устройства серии УПР1 обеспечивают: плавный пуск, реверс и останов двигателя с регулируемым темпом; ограничение тока в переходных процессах электропривода; устранение «рывков» в механической системе электропривода и рабочих машин; полную защиту двигателя при перегрузках, коротких замыканиях, перекосе фаз и т. п.
Основные свойства:
напряжение питания UHOM = 380 В при частоте 50 Гц;
диапазон регулирования напряжения на выходе от 0,1 UHOM до t/HOM;
диапазон регулирования длительности пуска от 0,5 до 20 с;
диапазон регулирования длительности затянутого останова от 1 до 10 с;
диапазон регулирования времени динамического торможения от 0,5 до 5,0 с;
КПД не ниже 95 % (табл. 8.2).
Режимы работы: продолжительный
S1 и повторно-кратковременный S3 с ПВ = 15, 25, 40, 60%.
Изготовление по степени защиты ІР00, допускаемая температура окружающего воздуха от +5 до +45 °С.
Структура обозначения типоразмеров тиристорного устройства серии УПР1:

1 — УПР — устройства пускорегулирующие, разработка № 1;
— номинальный ток: цифра 2 — 25 А; 3 - 63 А: 4 - 160 А; 5 - 400 А;
— наличие реверса: 0 — без реверса; 1 — с реверсом;
— наличие электрического торможения: 0 — без электрического торможения (только для типоразмеров без реверса).
8.2.2. Преобразователи частоты для управления асинхронными двигателями
Применение тиристорных преобразователей частоты ПЧ повышает управляемость и надежность электропривода, делает его более компактным и удобным в эксплуатации, способствует энергосбережению.
Применяемые в настоящее время ПЧ, укомплектованные промежуточным звеном постоянного тока, достаточно совершенны и обеспечивают реализацию в электроприводе всех режимов работы и торможения электродвигателя (см. 4.11).
Преобразователи частоты обычно дополнены функцией энергосбережения. Работая в режиме энергосбережения, такой преобразователь частоты отслеживает силу потребляемого двигателем тока, и если нагрузка электропривода уменьшается, то напряжение на входе двигателя понижается до минимально допустимого, что способствует снижению потерь и повышению КПД и коэффициента мощности двигателя. Эта функция энергосбережения наиболее эффективна в электроприводах, работающих с переменной нагрузкой. Экономия электроэнергии в этом случае может достигать 50 %.
Преобразователи частоты обеспечивают двигателю «мягкий» пуск с заданными значениями пусковых токов.

Таблица 3. Технические данные преобразователей частоты серии Р

Таблица 4. Основные технические данные преобразователей частоты
серии ПЧ—ТТПТ

Таблица 5. Технические характеристики преобразователей частоты
фирмы HITACHI

Преобразователи частоты серии Р имеют диапазон изменения частоты от 2 до 50 Гц и напряжения от 10 до 380 В. Эти преобразователи выполняют функции: регулирование частоты вращения двигателей, стабилизацию частоты вращения (при переменной нагрузке), управление пуском и остановом двигателя и его защиту (табл. 8.3).
Преобразователи частоты серии ПЧ-ТТПТ обеспечивают:
автоматическое управление электроприводом с поддержанием заданного значения частоты вращения двигателя либо технологического параметра рабочего механизма, например, давления рабочего вещества в трубопроводе;
включение и отключение как местное (с пульта управления), так и дистанционное;
возможность самозапуска при восстановлении питания, а также автоматическое подключение резервного электропривода (например, насоса) при аварийном отключении основного;
«мягкий» пуск и останов двигателя;
защиту: от токов короткого замыкания, при обрыве фазы или «перекосе» фаз, при недопустимом снижении или превышении напряжения питающей сети, перегреве двигателя или преобразователя;
сигнализацию и индикацию о наличии напряжения в сети, аварийном отключении электропривода, готовности преобразователя к работе, состоянии основных коммутирующих устройств электропривода.
Конструктивное исполнение преобразователей — шкаф одностороннего обслуживания. Охлаждение воздушное принудительное. Исполнение по степени защиты IP21. Диапазон мощности управляемых трехфазных асинхронных двигателей от 5,5 до 315 кВт при напряжении 380 В и частоте 50 Гц; диапазон изменения напряжения на выходе преобразователя от Одо 380 В при изменении частоты тока от 0,1 до 50 Гц; форма графика тока на выходе синусоидальная с искажением не более 4 — 6 %; режим работы продолжительный с наличием реверсов.
Условия эксплуатации: температура окружающей среды от +1 до +40 °С, климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 4.
Преобразователи частоты фирмы HITACHI. Преобразователи изготавливаются нескольких серий (табл. 8.5). Преобразователи фирмы HITACHI поставляются заказчикам в комплекте с асинхронными двигателями Владимирского электромоторного завода (ВЭМЗ).
Питание преобразователя возможно от сети трехфазного тока напряжением 380 В частотой 50 Гц. Некоторые типоразмеры (при мощности двигателя не более 7,5 кВт) могут работать от однофазной сети напряжением 220 В. По сравнению с преобразователями других типов, преобразователи HITACHI отличаются компактностью.