Princip činnosti softstartéru

Při přímém spouštění elektromotoru dochází k prudkému poklesu napětí v elektrické síti, ke zvýšení startovacích proudů na vinutí statoru na kritické hodnoty (6-8krát vyšší než jmenovitá hodnota) a výraznému zvýšení točivý moment. K ovládání těchto parametrů se používá softstartér. V okamžiku zrychlení elektromotoru softstartér zvedne napájecí napětí na počáteční (o 40-60% méně než jmenovité), poté jej postupně zvyšuje na jmenovitou hodnotu. Se zvyšujícím se napětím klesá startovací proud a rychlost jeho nárůstu a v důsledku toho se prodlužuje doba rozběhu elektromotoru. Pro omezení napětí se používají výkonové spínače – tyristory.

obvod softstartéru s externím bypassem

Poté, co napětí motoru dosáhne jmenovité hodnoty a proces zrychlení je dokončen, je softstartér odstraněn z obvodu pomocí bypassového stykače (bypass). Softstartérem přestane protékat proud a zařízení se ochladí. Některé softstartéry mají vestavěný bypass. To umožňuje snížit velikost a hmotnost startéru, protože není potřeba velký chladič.

Když motor brzdí, softstartér dodává stejnosměrný proud do vinutí statoru. Tato funkce je nezbytná při ovládání elektrického pohonu s aktivní zátěží (výtahy, výtahy, šikmé dopravníky).

Plynulá regulace vstupního napětí a rozběhového momentu elektromotoru umožňuje snížit rozběhové zatížení pohonu, snížit opotřebení jeho mechanických částí a chránit zařízení před přetížením a přehřátím.

Klasifikace AMR

Dnes se měkké spouštění zařízení provádí pomocí tří typů zařízení:

• Softstartér s jednou řízenou fází (přizpůsobený pro motory s nízkým výkonem);
• Softstartér se dvěma řízenými fázemi (třetí fáze je připojena přímo k síti);
• Softstartér se všemi řízenými fázemi.

Jedno- a dvoufázové softstartéry jsou menší a levnější. Doporučuje se používat takové softstartéry pouze pro nízké spouštěcí frekvence.

Podle způsobu ovládání se spouštěče dělí na digitální a analogové. Digitální zařízení jsou založena na mikroprocesorech. Takové softstartéry mají širší funkčnost a flexibilitu v ovládání motoru, snadné nastavení a provoz. Analogový měkký start má omezené možnosti a relativně nízkou přesnost zpracování signálu, ale je spolehlivý a rychlý.
Parametry výběru softstartéru

Při výběru softstartéru se musíte zaměřit především na povahu zátěže. Existují 3 typy zátěže: normální, těžká a velmi těžká.

na normální provoz startovací proud může být až 3x vyšší než jmenovitá hodnota. Typické příklady snadného startování: odstředivá čerpadla, odstředivé kompresory a ventilátory, výtahy, lisy, eskalátory, pily a kotoučové pily. V těchto případech musí mít softstartér stejný výkon jako elektromotor.

na těžký náklad startovací proud může překročit jmenovitou hodnotu až 4,5krát, s velmi těžký – více než 6krát. Příklady těžkého a velmi těžkého startování: pístové kompresory, navijáky, mlýnské drtiče, vertikální dopravníky, odstředivky, pásové pily. Takové zařízení vyžaduje instalaci softstartéru o jednu velikost většího než elektromotor (s výkonovou rezervou).

Při výběru softstartéru je také třeba věnovat pozornost následujícím parametrům:

• Startovací frekvence. Softstartér omezuje maximální počet startů za hodinu;
• Počet regulačních fází (dvoufázové a třífázové softstartéry);
• Hodnota napájecího napětí;
• Funkčnost. Startér může vykonávat řadu dalších funkcí: ochrana motoru proti přetížení, vlastní ochrana softstartéru, schopnost dynamického brzdění, bypass. Při paralelním zapojení více elektromotorů se synchronním rozběhem je nutné mít přemosťovací stykač pro přemostění tyristorů;
• Provozní podmínky softstartér (okolní teplota, relativní vlhkost, nadmořská výška atd.).

Podle tématu

Lehký předkrm – elektrické zařízení používané v asynchronních elektromotorech, které umožňuje udržovat parametry motoru (proud, napětí atd.) při spouštění v bezpečných mezích. Jeho použití snižuje rozběhové proudy, snižuje pravděpodobnost přehřátí motoru, eliminuje škubání mechanických pohonů, což v konečném důsledku zvyšuje životnost elektromotoru.

<strong>Jmenování</strong>

• nemožnost sladit točivý moment motoru se zátěžovým momentem,
• vysoký startovací proud.

Při rozběhu točivý moment často dosáhne 150-200 % ve zlomku sekundy, což může vést k poruše kinematického řetězce pohonu. V tomto případě může být startovací proud 6-8krát vyšší než jmenovitý proud, což způsobuje problémy se stabilitou napájení. Softstartéry se těmto problémům vyhýbají tím, že motor zrychlují a zpomalují pomaleji. To umožňuje snížit startovací proudy a vyhnout se trhání v mechanické části pohonu nebo hydraulickým rázům v potrubí a ventilech při spouštění a vypínání motorů.

<strong>Princip činnosti softstartéru</strong>

Hlavním problémem asynchronních elektromotorů a čerpadel je to, že točivý moment vyvíjený elektromotorem je úměrný druhé mocnině napětí, které na něj působí, což způsobuje prudké škubání rotoru při spouštění a zastavování motoru, což zase způsobuje velký indukovaný proud.

Softstartéry mohou být buď mechanické nebo elektrické, nebo jejich kombinace.

Mechanická zařízení přímo působí proti prudkému nárůstu otáček motoru a omezují točivý moment. Mohou to být brzdové destičky, kapalinové spojky, magnetické zámky, protizávaží střel atd.

Tato elektrická zařízení umožňují postupné zvyšování proudu nebo napětí z počáteční nízké úrovně (referenční napětí) na maximální úroveň za účelem hladkého spuštění a zrychlení elektromotoru na jeho jmenovité otáčky. Takové softstartéry obvykle používají metody řízení amplitudy, a proto si poradí se spouštěcím zařízením v režimu nečinnosti nebo v režimu s nízkou zátěží. Modernější generace softstartérů (například zařízení EnergySaver) využívají metody fázového řízení a jsou proto schopné spouštět elektrické pohony vyznačující se náročnými režimy spouštění „od nominálního do nominálního“. Takové softstartéry umožňují častější startování a mají vestavěný režim úspory energie a korekce účiníku.

Výběr softstartéru

Při zapnutí asynchronního motoru se v jeho rotoru na krátkou dobu objeví zkratový proud, jehož síla po nabrání otáček klesne na jmenovitou hodnotu odpovídající výkonu odebíranému elektrickým strojem. Tento jev je umocněn tím, že v okamžiku zrychlení se točivý moment na hřídeli prudce zvýší. V důsledku toho mohou ochranné jističe sepnout, a pokud nejsou instalovány, mohou selhat další elektrická zařízení připojená ke stejnému vedení. A v každém případě, i když k nehodě nedojde, při spouštění elektromotorů je pozorována zvýšená spotřeba energie. Pro kompenzaci nebo úplné odstranění tohoto jevu se používají softstartéry (SFD).

Jak se implementuje měkký start?

Pro hladké spuštění elektromotoru a zabránění nárazovému proudu se používají dvě metody:

1. Omezte proud ve vinutí rotoru. Za tímto účelem se skládá ze tří cívek zapojených do hvězdy. Jejich volné konce vedou ke sběracím kroužkům (kolektorům) namontovaným na dříku hřídele. Ke kolektoru je připojen reostat, jehož odpor je maximální v době rozběhu. Jak se snižuje, proud rotoru se zvyšuje a motor se roztáčí. Takové stroje se nazývají motory s vinutým rotorem. Používají se v jeřábových zařízeních a jako trakční elektromotory pro trolejbusy a tramvaje.
2. Snižte napětí a proud dodávaný do statoru. Na druhé straně je to implementováno pomocí:

a) autotransformátor nebo reostat;

b) klíčové obvody na bázi tyristorů nebo triaků.

Právě klíčové obvody jsou základem pro konstrukci elektrických zařízení, kterým se obvykle říká softstartéry nebo softstartéry. Pozor, frekvenční měniče umožňují i ​​plynulé rozběhnutí elektromotoru, ale pouze kompenzují prudký nárůst točivého momentu bez omezení rozběhového proudu.

Princip činnosti klíčového obvodu je založen na skutečnosti, že tyristory jsou na určitou dobu odblokovány v okamžiku, kdy sinusoida prochází nulou. Obvykle v té části fáze, kdy napětí stoupá. Méně často – když spadne. Díky tomu je na výstupu softstartéru zaznamenáno pulzující napětí, jehož tvar je jen přibližně podobný sinusoidě. Amplituda této křivky se zvyšuje s prodlužujícím se časovým intervalem, během kterého je tyristor odblokován.

Kritéria výběru softstartéru

V pořadí podle klesajícího stupně důležitosti jsou kritéria pro výběr zařízení uspořádána v následujícím pořadí:

• Napájení.
• Počet řízených fází.
• Zpětná vazba.
• Funkčnost
• Metoda řízení.
• Další funkce.

Hlavním parametrem SCP je hodnota I_nom – proud, pro který jsou tyristory navrženy. Měl by být několikrát větší než proud procházející vinutím motoru, když dosáhne jmenovitých otáček. Frekvence závisí na závažnosti startu. Pokud je to lehké – kovoobráběcí stroje, ventilátory, čerpadla, pak je rozběhový proud třikrát vyšší než jmenovitý proud. Tvrdé startování je typické pro pohony s výrazným momentem setrvačnosti. Jsou to například vertikální dopravníky, pily, lisy. Proud je pětkrát vyšší než jmenovitý proud. Obzvláště obtížné spouštění je také doprovázeno provozem pístových čerpadel, odstředivek a pásových pil. Pak já_nom softstartér by měl být 8-10krát větší.

Závažnost spuštění také ovlivňuje čas potřebný k dokončení. Může trvat deset až čtyřicet sekund. Během této doby se tyristory velmi zahřejí, protože rozptýlí část elektrické energie. Pro opakování potřebují vychladnout, a to trvá stejně dlouho jako pracovní cyklus. Pokud tedy technologický proces vyžaduje časté zapínání a vypínání, pak pro těžké spouštění zvolte softstartér. I když vaše zařízení není načteno a snadno nabírá rychlost.

Lze ovládat jednu, dvě nebo tři fáze. V prvním případě zařízení zmírňuje nárůst rozběhového momentu ve větší míře než u proudu. Nejčastěji se používají dvoufázové spouštěče. A pro případy těžkého a zvláště obtížného startování – třífázové.

Kontaktujte nás

SCP může pracovat podle daného programu – zvýšit napětí na jmenovitou hodnotu ve stanoveném čase. Toto je nejjednodušší a nejběžnější řešení. Díky zpětné vazbě je proces řízení flexibilnější. Parametry pro něj jsou porovnání napětí a točivého momentu nebo fázový posun mezi proudy rotoru a statoru.

Schopnost pracovat na zrychlení nebo brzdění. Přítomnost dalšího stykače, který obchází klíčový obvod a umožňuje mu vychladnout, a také eliminuje fázovou asymetrii v důsledku porušení sinusového tvaru, což vede k přehřátí vinutí.

Způsob ovládání

Může být analogový pomocí otáčení potenciometrů na panelu a digitální pomocí digitálního mikrokontroléru.

Další funkce

Všechny druhy ochrany, režim úspory energie, možnost rozběhu trhnutím, práce se sníženou rychlostí (pseudofrekvenční regulace).

Správně zvolený softstartér zdvojnásobuje životnost elektromotorů, šetří až 30 procent elektřina.

Proč potřebujete softstartér?

Při spouštění elektrických pohonů čerpadel a ventilátorů se stále častěji používá zařízení pro měkký start (softstartér). S čím to souvisí? V našem článku se pokusíme na tento problém upozornit.

Indukční motory se používají více než sto let a za tu dobu se v jejich provozu změnilo poměrně málo. Spouštění těchto zařízení a problémy s tím spojené jsou jejich majitelům dobře známé. Náběhové proudy vedou k poklesu napětí a přetížení kabeláže, což má za následek:

— některá elektrická zařízení se mohou samovolně vypnout;

— je možné selhání zařízení atd.

Včas nainstalovaný, zakoupený a připojený softstartér vám umožní vyhnout se zbytečnému plýtvání penězi a bolestem hlavy.

Jaký je startovací proud

Princip činnosti asynchronních motorů je založen na jevu elektromagnetické indukce. Nárůst zpětné elektromotorické síly (emf), která vzniká působením měnícího se magnetického pole při startování motoru, vede k přechodovým jevům v elektrickém systému. Tento přechodový jev může ovlivnit napájecí systém a další zařízení k němu připojená.

Během spouštění se elektromotor zrychlí na plné otáčky. Doba trvání počátečních přechodových jevů závisí na konstrukci jednotky a vlastnostech zátěže. Startovací moment by měl být největší a startovací proudy by měly být nejmenší. To má za následek škodlivé důsledky pro samotnou jednotku, napájecí systém a zařízení k němu připojené.

Během počátečního období může zapínací proud dosáhnout pěti až osminásobku proudu plného zatížení. Během spouštění motoru jsou kabely nuceny přenášet více proudu než během období ustáleného stavu. Úbytek napětí v systému bude také mnohem větší při startu než při stabilním provozu – to se projeví zejména při současném spouštění výkonné jednotky nebo velkého počtu elektromotorů.

Způsoby ochrany motoru

Vzhledem k tomu, že se používání elektrických motorů rozšířilo, stalo se problémem překonat problémy s jejich startováním. V průběhu let bylo vyvinuto několik metod k řešení těchto problémů, z nichž každá má své výhody a omezení.

V poslední době bylo dosaženo významného pokroku v použití elektroniky při řízení výkonu motorů. Při spouštění elektrických pohonů čerpadel a ventilátorů se stále častěji používají softstartéry. Jde o to, že zařízení má řadu funkcí.

Zvláštností startéru je, že plynule dodává napětí do vinutí motoru od nuly po jmenovitou hodnotu, což motoru umožňuje plynulé zrychlení na maximální otáčky. Mechanický točivý moment vyvíjený elektromotorem je úměrný druhé mocnině napětí, které na něj působí.

Během procesu spouštění softstartér postupně zvyšuje přiváděné napětí a elektromotor zrychluje na jmenovité otáčky bez velkých točivých momentů a špičkových proudových rázů.

Typy softstartérů

Dnes se pro hladké spouštění zařízení používají tři typy softstartérů: s jednou, dvěma a všemi řízenými fázemi.

První typ se používá pro jednofázový motor pro zajištění spolehlivé ochrany proti přetížení, přehřátí a snížení vlivu elektromagnetického rušení.

Druhý typ obvodu zpravidla obsahuje kromě polovodičové řídicí desky i přemosťovací stykač. Jakmile motor dosáhne jmenovitých otáček, aktivuje se přemosťovací stykač a poskytne motoru přímé napětí.

Třífázový typ je nejoptimálnější a technicky nejpokročilejší řešení. Poskytuje omezení intenzity proudu a magnetického pole bez fázové nerovnováhy.

Proč potřebujete softstartér?

Vzhledem k jejich relativně nízké ceně nabírá popularita softstartérů na moderním trhu průmyslových a domácích spotřebičů. Softstartér pro asynchronní elektromotor je nezbytný pro prodloužení jeho životnosti. Velkou výhodou softstartéru je, že start se provádí s plynulou akcelerací, bez cukání.

Existuje vynikající alternativa k softstartéru. Cena je různá, ale funkce je také rozšířena.

Frekvenční měnič je řešením problému, kdy je potřeba regulovat otáčky elektromotoru a automatizovat chod technologického zařízení prostřednictvím zpětné vazby přes senzor. S pomocí měniče můžete řešit složitější a všestrannější problémy týkající se automatizace elektrického pohonu.

Stále máte otázky?
Odborníci ENERGOPUSK zodpoví vaše dotazy:
8-800-700-11-54 (8–18, Po–Pá)