Асинхронні двигуни (машини) отримали велику популярність. Причин цього кілька: простота і надійність експлуатації, прийнятна ціна, широкий спектр застосувань. Плавний пуск асинхронного електродвигуна необхідний для продовження його терміну експлуатації і мінімізації робіт, пов'язаних з усуненням можливих поломок.
Необхідність плавного запуску Для того щоб забезпечити необхідну пускову потужність, слід збільшити номінальну потужність мережі живлення. З цієї причини обладнання може значно подорожчати. Причому очевидний і перевитрата електроенергії.
Одним з недоліків асинхронного електродвигуна є великий струм пуску. Він перевищує номінальний в 5 - 10 разів. Струм з великими кидками може також виникнути при гальмуванні двигуна або при його реверсі. Це веде до нагрівання обмоток статора, а також занадто великих електродинамічних зусиль в частинах статора і ротора. Якщо внаслідок виникла аварійної ситуації двигун перегрівся і вийшов з ладу завжди розглядається можливість його ремонту. Але після перегріву параметри трансформаторної сталі змінюються. Відремонтований електродвигун має номінальною потужністю на 30% меншою, ніж у нього була раніше. Для того щоб струм обмежити використовують пускові реактори, автотрансформатори, резистори і пристрої плавного пуску двигунів - софт-стартери.
прямий запуск У електросхемі прямого пуску машина безпосередньо підключена до мережевої напруги харчування. На схемі вище показана характеристика пускового струму при прямому старті. При такому підключенні підвищення температури в обмотках машини мінімальне.
Підключення здійснюється за допомогою контактора (пускача). У схемі застосовується реле перевантаження для захисту електродвигуна. Однак такий метод можна застосовувати, коли немає обмежень по току. Під час старту машини пусковий момент обмежують, щоб згладити різкий ривок, внаслідок якого можуть вийти з ладу механічні частини приводу і приєднані механізми. З цієї причини виробники великих електродвигунів забороняють їх прямий пуск.
Підключення «зірка-трикутник» Одним з основних способів запуску машини є схема живлення «зірка-трикутник». Такий старт можливий, для двигунів, у яких все початку і кінці обмоток виведені. Управління стартом за цією схемою складається з трьох контакторів, реле перевантаження і реле часу, керуючим контакторами. Спочатку комутація з мережею відбувається за схемою «зірка». Контактори К1 і К3 замкнуті. Потім, через певний час, обмотки перемикаються автоматично на схему «трикутник». Контакти К3 розмикаються, а контакти К2, навпаки, замикаються. Реле часу в електросхемі служить для управління їх перемиканням. На ньому виставляється час розгону двигуна. При цьому пускові струми істотно знижуються.
Старт через автотрансформатор Цей спосіб застосовується з використанням в електросхемі автотрансформатора, який з'єднаний з машиною послідовно. Він служить для того, щоб запуск відбувся при зниженому на 50 - 80% від номінального напрузі. Внаслідок цього пусковий струм і крутний пусковий момент зменшаться. Часовий інтервал перемикання від зниженої напруги до повного коригується. Однак тут є і недолік. В процесі роботи машина переключається на мережеве напруга, що призводить до різкого стрибка струму.
Пристрої плавного пуску В умовах плавного старту асинхронної машини з використанням в електросхемі силового блоку тиристорів подається струм несинусоїдної форми. Прискорення і гальмування відбуваються за короткий проміжок часу. Багато збирають пристрій плавного пуску своїми руками. Це набагато знижує його ціну. У цій схемі тиристори підключені в ланцюзі паралельно по зустрічному принципом. До загального електрода надходить керуючу напругу. Такий пристрій прийнято називати симистором. У разі трифазної системи він присутній в кожному дроті.
Для того щоб відвести тепло, що виділяється при нагріванні напівпровідників, застосовуються радіатори. Габарити, вага і ціна пристроїв при цьому зростає. Існує й інший варіант для вирішення проблеми нагріву. У схему підключають шунтирующий контакт. Після старту контакти замикаються. В цьому випадку виникає паралельна ланцюг, опір якої менше опору напівпровідників. А струм, як відомо, вибирає шлях найменшого опору. Поки відбувається цей процес, сімістори остигають. Приклад такого підключення наведено нижче на малюнку.
Типи пристроїв плавного старту Їх можна розділити на чотири категорії. • Регулюючі пусковий момент. Принцип дії їх такий, що вони здійснюють контроль однієї фази. Але при контролі плавного старту не знижують пускові струми. Тому спектр застосування їх обмежений. • Регулюючі напруга з відсутністю сигналу зворотного зв'язку. Працюють вони за заданою програмою і є одними з найпоширеніших у використанні. • Регулюючі напруга з сигналом зворотного зв'язку. Їх принцип дії - здатність змінювати напругу і регулювати величину струму в заданому діапазоні. • Регулюючі ток з наявністю сигналу зворотного зв'язку. Є найсучаснішими з усіх пристроїв подібного типу. Забезпечують найбільшу точність управління.
Софт-стартери Сучасні пристрої плавного пуску виконані, на мікропроцесорах. І це суттєво збільшує їх функціональні можливості в порівнянні з аналоговими. Ці пристрої називають софт-стартерами. Вони збільшують термін служби виконавчих механізмів і самих електродвигунів. З ними старт електродвигуна відбувається з поступовим збільшенням напруги. Крім цього, регулюється час розгону і час його гальмування. Для того щоб знижений початкова напруга не могло в електросхемі значно знизити пусковий момент, його встановлюють в діапазоні 30 - 60% від номінального.
Плавне регулювання напруги дає можливість плавного прискорення двигуна до номінальної швидкості. Необхідно відзначити, що з застосуванням софт-стартерів зменшилася кількість реле і контакторів в електричному ланцюзі. Саме по собі пристрій софт-стартерів не є складним. Вони прості в монтажі та експлуатації.
Однак існує ряд особливостей, які обов'язково слід враховувати при їх виборі. • Перше - це обов'язкове врахування струму асинхронної машини. Тому вибір софт-стартера необхідно здійснювати з огляду на повний струм навантаження, що не перевищує струму граничного навантаження самого пристрою; • Друге - максимальне число стартів в годину. Як правило, воно обмежене софт-стартером. Число запусків на годину самої машини не повинна перевищувати цей параметр; • Третє - це напруга самої електричної мережі. Воно повинно відповідати паспортному значенню пристрою. Невідповідність може призвести до його поломки.
