Руководство по стартеру DOL: подключение, номинальные токи и выбор управляющего реле

Скважинный насос мощностью 7,5 кВт отключил питательный выключатель в третий раз за этот месяц. Обмотки проходят испытания нормально, изоляция чистая, ток холостого хода находится на должном уровне. Неисправность находится в панели стартера: контактор недостаточной мощности, слишком сильно установленная перегрузка или прямое подключение к сети, примененное к нагрузке, которой никогда не должно было быть.

Для большинства трехфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором мощностью от 0,37 до 15 кВт схема прямого стартера по-прежнему остается самым простым, дешевым и наиболее удобным решением при соблюдении двух условий. Источник питания должен быть способен поглощать броски напряжения, не опуская напряжение на клеммах ниже порога удержания контактора, а управляемая нагрузка должна выдерживать резкий неконтролируемый пуск. Все нижеследующее посвящено проверке этих двух условий перед заказом запчастей.

Что делает стартер ДОЛ в первые две секунды

Пускатель прямого действия делает только одно: он подает полное линейное напряжение на статор через контактор. Здесь нет ступени пониженного напряжения, нет отвода трансформатора, нет полупроводникового линейного изменения. В тот момент, когда на катушку подается питание, на клеммах двигателя появляется напряжение 380 В или 415 В, а ротор ускоряется настолько быстро, насколько позволяет инерция нагрузки.

Это не дефект. В момент переключения скольжение равно единице, а ротор ведет себя как короткозамкнутая вторичная обмотка трансформатора. Ток соответственно большой. Двигатель, рассчитанный на IEC, обычно потребляет ток запертого ротора, в шесть-восемь раз превышающий ток полной нагрузки, при коэффициенте мощности около 0,3, что означает, что большая часть этого скачка является реактивной и наносит реальный ущерб сетевому напряжению, а не самому двигателю.

Сторона уравнения, связанная с крутящим моментом, более дружелюбна. При полном напряжении пусковой момент обычно в 1,5–2,5 раза превышает крутящий момент полной нагрузки, в зависимости от конструкции ротора. Это то, что делает стартер ДОЛ: большой крутящий момент, суровый ток.

На практике это означает, что прямой пускатель – правильный выбор, когда источник питания может выдерживать скачки напряжения, а нагрузка не нуждается в плавном нарастании. Это неправильный ответ, когда оба из них ложны, и подбрасывание монеты, когда ложен только один.

Внутри панели: какие детали выходят из строя первыми

Большинство неисправностей DOL никогда не достигают двигателя. Один компонент сдается первым и захватывает с собой соседнюю цепь.

• Контактор: включает и выключает двигатель при полном напряжении. Рассчитан на режим AC-3, контактный ток охватывает как пусковой, так и рабочий ток.
• Тепловое реле перегрузки: срабатывает при длительном превышении тока, а не при нормальном пусковом скачке. Его класс отключения определяет, сколько секунд шестикратного тока он выдержит.
• MCB или предохранитель: обеспечивает защиту от короткого замыкания, которая отличается от защиты от перегрузки. Координация между ними является наиболее часто пропускаемой проверкой.
• Кнопки запуска и остановки: дешевые детали с наибольшим количеством переключений, которые первыми окисляются в пыльных или влажных помещениях.
• Реле управления: передает дистанционные сигналы, таймеры и блокировки на катушку контактора. По мере роста панелей именно здесь концентрируются прерывистые разломы.

Цепь управления — недооцененная половина стартера. Небольшое промежуточное реле или электромагнитное реле общего назначения позволяет тонкому кабелю управления управлять тяжелой катушкой контактора, а коммутационный износ вместо катушки принимают на себя контакты реле.

Напряжение катушки, номинал контактов и наличие в реле рычага ручного тестирования имеют большее значение, чем заголовок таблицы данных. В панелях с несколькими двигателями модули, монтируемые на DIN-рейку, устраняют необходимость в подключении отдельных баз реле и делают замену работы за десять секунд.

Релейный модуль MCYF3, Релейный модуль 14F, Модуль промышленного подключения 14F 16A. В промышленных приложениях, требующих высокой удельной мощности и крупномасштабного централизованного управления, серия релейных модулей MCYF3 представляет собой модульное решение большей мощности. Просмотреть продукт →

В таблице ниже показано, что на самом деле требуется сделать от каждой части, и где она может пойти не так.

Сколько тока на самом деле потребляет запуск DOL

В приведенной ниже таблице сравниваются пусковые кратности четырех распространенных методов запуска в одном масштабе, поэтому разрыв между прямым запуском от сети и контролируемым запуском виден с первого взгляда.

Длины полосок приведены к единому общему масштабу, поэтому полоса 6,0x на самом деле в три раза превышает длину полосы 2,0x, а не является стилизованным изображением. Прямой пуск двигателя мощностью 11 кВт при напряжении 415 В означает ток примерно 130 А в течение первых секунд или двух, чего достаточно для мигания освещения на том же распределительном щите. Схема «звезда-треугольник» снижает это значение примерно на одну треть, питая каждую обмотку напряжением 58 процентов от линейного напряжения во время фазы разгона. Устройство плавного пуска достигает аналогичного снижения за счет управления фазовым углом, достигая примерно половины полного броска напряжения. Преобразователь частоты ограничивает ток сильнее всего, удерживая его примерно в 1,5 раза превышающим рабочий ток, но крутящий момент, доступный на низкой частоте, соответственно, скромен. Практическим следствием является то, что выбор никогда не ограничивается только броском тока, поскольку каждое снижение тока оплачивается снижением пускового момента и дополнительными затратами на оборудование.

Текущий профиль, который на самом деле видит ваша защита

Множители броска описывают один момент. Реле перегрузки реагирует на форму всего пуска, поэтому кривая зависимости тока от времени является более полезным инструментом проектирования, чем одно число.

Сплошная кривая показывает, что происходит, когда полное напряжение попадает на статор за один этап, а пунктирная кривая показывает тот же двигатель, запущенный по схеме звезда-треугольник. Прямая линия подскакивает почти вертикально, увеличивая рабочий ток в шесть раз, затем плавно затухает по мере уменьшения скольжения и ротора догоняет вращающееся поле. Трасса звезда-треугольник удерживает ровное плато, почти вдвое превышающее ток в течение первых трех секунд, затем резко возрастает почти до 5,8 раз в момент перехода от звезды к треугольнику. Этот переходный всплеск — это та часть, которую большинство людей забывают, и именно здесь сработает незначительная тепловая перегрузка, даже если первоначальный запуск выглядел комфортным. Горизонтальный диапазон примерно в два-шесть раз больше тока, поддерживаемый в течение восьми или десяти секунд, является расчетным окном, на которое рассчитана перегрузка класса 10. Когда разгон занимает больше времени, чем это окно, из-за высокой инерции нагрузки или слабого питания, на этой машине сработает та же настройка реле, которая работала на предыдущей машине.

Правила определения размеров и нагрузки, которые их нарушают

Мощность двигателя, указанная на паспортной табличке, является отправной точкой для определения размера, а не ответом. В таблице ниже показано, что может обеспечить источник питания 415 В при прямом включении в сеть, при условии, что трансформатор имеет достаточную мощность и фидер имеет обычную длину.

Тогда доступность крутящего момента решает, актуальна ли электрическая сторона. В приведенной ниже таблице нормализуется пусковой момент до запуска при полном напряжении, поэтому полоска на уровне 100 означает, что двигатель производит именно то, что он мог бы производить по всей линии.

Крутящий момент падает пропорционально квадрату приложенного напряжения, поэтому запуск при пониженном напряжении требует больше тягового усилия, чем люди ожидают. Звезда-треугольник обеспечивает только около трети крутящего момента при полном напряжении, эта цифра подходит для центробежных насосов и вентиляторов, поскольку их нагрузочный момент сам увеличивается пропорционально квадрату скорости. Он не работает на объемных насосах, винтовых компрессорах и полностью загруженных конвейерах, где нагрузка требует почти полного крутящего момента с нулевой скорости. Устройство плавного пуска, настроенное на агрессивное ограничение тока, ведет себя таким же образом, обменивая ускорение на более низкую пиковую нагрузку. Пуск с автотрансформатора находится между ними, обеспечивая примерно 42 процента полного крутящего момента при 65-процентном отводе, одновременно увеличивая стоимость и объем панели. Когда нагрузке действительно необходим полный пусковой момент, а источник питания все еще не может выдержать пусковой ток, честным ответом обычно является преобразователь частоты, а не более умное расположение контакторов.

Согласование метода запуска с нагрузкой

Номинал двигателя сам по себе не определяет выбор стартера. В приведенном ниже сравнении оцениваются четыре метода по критериям, которые фактически определяют решения комиссии, при этом более высокий балл означает лучшую производительность по этому параметру.

Красный многоугольник принадлежит прямому стартеру и является самой однобокой фигурой на графике. Он занимает первое место по первоначальной стоимости, простоте подключения, пусковому крутящему моменту и простоте обслуживания, поскольку контактор и реле перегрузки не содержат почти ничего, что можно было бы неправильно сконфигурировать. Он имеет самые низкие показатели по контролю бросков напряжения, и именно этот единственный недостаток дисквалифицирует его при использовании слабых источников питания и больших двигателей. Синяя форма звезда-треугольник более сбалансирована, но никогда не достигает вершины ни по одной оси, и она добавляет на панель три контактора и таймер. Устройство плавного пуска янтарного цвета лучше всего справляется с контролем пусковых импульсов, отказываясь при этом от крутящего момента и простоты. Зеленый привод с регулируемой частотой выигрывает в управлении бросками и соответствует прямому режиму по крутящему моменту, но он самый дорогой и самый требовательный в обслуживании. Если посмотреть на диаграмму в целом, прямая онлайн-торговля выигрывает там, где поставки ограничены, и любой другой метод существует для устранения конкретной слабости, а не для улучшения в целом.

Распространенные ошибки, которые сокращают стартовую жизнь

1. Установка тепловой перегрузки по паспортному току без учета температуры окружающей среды панели. В помещении с температурой 55 градусов по Цельсию то же самое реле сработает раньше, и оператор будет продолжать его сбрасывать.
2. Выбор контактора на номинал АС-1 вместо АС-3. Индуктивное размыкание цепи двигателя разрушает контакты гораздо быстрее, чем переключение резистивной нагрузки при том же токе.
3. Установка катушки управления 230 В и питание ее от цепи управления 400 В. Катушка перегорает, и замена обычно приходит после остановки производственной линии на смену.
4. Превышение шести пусков в час без снижения мощности. Контакторы и реле перегрузки накапливают термическую усталость, и отказ проявляется через несколько месяцев, а не сразу.
5. Ввод в эксплуатацию пускателя прямого включения без проверки мощности трансформатора и длины фидера. Если во время запуска напряжение на клеммах падает ниже примерно 85 процентов, контактор может отключиться на середине ускорения и повторно включиться в двигатель, который все еще вращается.

Порядок определения размера имеет большее значение, чем выбор бренда. Определите пусковой ток, который может принять источник питания, подтвердите крутящий момент нагрузки, который будет обеспечивать этот метод, и только затем выберите контактор, реле перегрузки и управления, которые соответствуют этому решению. На этом этапе согласования параметров мы имеем почти тридцатилетний опыт производства реле, описанный в нашем о странице , был построен. Пускатель прямого действия, соответствующий своему двигателю, является наиболее экономичным и надежным средством управления двигателем. Тот, который этого не делает, — это просто машина для прожигания контактов.

Реле CYF3, реле SPDT, JQX-14F, реле 16A 250 В переменного тока, 8-контактное реле на печатной плате 0,54 Вт. Реле мощности 14F Среди множества небольших силовых реле реле CYF3 выделяется своей исключительной нагрузочной способностью и компактной конструкцией. Сохраняя небольшой размер, это реле обеспечивает... Просмотреть продукт →