Когда включается электродвигатель, то происходит довольно большой скачек тока, что нехорошо сказывается на работе. Задача плавного пуска – организовать плавный пуск асинхронного двигателя переменного тока. Дело в том, что при прямом пуске (то есть при подключении двигателя к питающей сети при помощи обычного пускателя) двигатель потребляет пусковой ток, превышающий номинальный в 5-7 раз, и развивает пусковой момент, существенно превышающий номинальный. Двигатель может даже выйти из строя, так как нагрузка может «сжечь» часть элементов. В настоящий момент почти все электродвигатели большой мощности, или электродвигатели с частыми циклами включения/выключения, оснащаются плавным пуском.
Ученые довольно давно разработали теоретические методы их снижения, однако, на практике меры по снижению пусковых токов применялись редко. Но сейчас технологии позволяют использовать подобные устройства практически везде. Да, плавный пуск делает электродвигатель несколько дороже, однако, он и дольше прослужит, что в итоге выльется в приличную экономию.
Как работает плавный пуск?
Поскольку ток двигателя пропорционален напряжению питания, устройства плавного пуска значительно ограничивают пусковой ток, и увеличение крутящего момента двигателя постоянно адаптируется к нагрузке ведомого устройства. Это надежно исключает механические удары, а также падения напряжения в питающей сети.
В момент разгона электродвигателя софтстартер поднимает питающее напряжение до начального (на 40-60% меньше номинального), затем постепенно увеличивает его до номинала. С ростом напряжения снижается пусковой ток и скорость его нарастания, как следствие, увеличивается время пуска электродвигателя. Для ограничения напряжения применяются силовые ключи — тиристоры (электронные полупроводниковые полууправляемые ключи. Полууправляемый — значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение. ).
После того, как напряжение на двигателе достигает номинального значения и процесс разгона завершается, устройство плавного пуска выводится из цепи с помощью байпасного контактора (шунтирование). Через УПП перестает проходить ток, и устройство охлаждается. Некоторые софтстартеры имеют встроенное шунтирование. Это позволяет уменьшить размеры и вес пускателя, поскольку отпадает необходимость в габаритном радиаторе охлаждения.
При торможении двигателя устройство плавного пуска подает постоянный ток на обмотки статора. Эта функция необходима при управлении электроприводом с активной нагрузкой (подъемники, лифты, наклонные конвейеры).
Плавный запуск и остановка экономят ресурс приводной системы. Обеспечивает бесперебойную работу. Также он сводит к минимуму механические удары и, таким образом, значительно продлевает срок службы оборудования. Только плавный пуска обеспечивает плавное изменение напряжения и тока, а значит и крутящим моментом двигателя. Он снижает перегрев от обрыва фазы, недопустимого дисбаланса напряжения и тока, а также защищает от короткого замыкания в источнике питания.
А что насчет аналогов?
Автотрансформатор — это устройство для изменения напряжения переменного тока при сохранении его частоты, основанное на эффекте электромагнитной индукции, которое имеет одну общую обмотку на магнитопроводе и не менее трёх выводов от неё.
Если простыми словами, то автотрансформаторы – это разновидность обычных трансформаторов напряжения, в которых есть всего одна обмотка, часть витков которой выполняют функцию первичной обмотки, а часть вторичной.
Устройства плавного пуска намного более гибкие, чем пускатели с автотрансформатором, и обеспечивают более плавный пуск, как правило, с меньшими затратами. Пускатели с автотрансформатором не могут адаптироваться к изменяющимся условиям нагрузки (например, обычный пуск и пуск без нагрузки), а пусковой момент не может свободно регулироваться в соответствии с характеристиками двигателя и нагрузки.
Кратковременные скачки тока происходят на ступенях между напряжениями, и пускатели автотрансформаторами не могут обеспечить должной плавности.
Инвертор — устройство плавного пуска дешевле частотного преобразователя как в покупке, так и в эксплуатации. Когда приводная система работает с постоянной скоростью, устройство плавного пуска является лучшим решением. Если нет необходимости регулировать скорость вращения, частотный преобразователь излишне увеличивает затраты и увеличивает неизбежные потери энергии.
Что означают торможение постоянным током и мягкое торможение?
Однонаправленное торможение и мягкое торможение сокращают время простоя двигателя. Торможение постоянным током использует импульсы постоянного тока для сокращения времени остановки двигателя.
Устройство плавного пуска замедляет двигатель примерно до 70% от его полной скорости, а затем останавливает двигатель с помощью тормозного момента в выбранное время торможения.
Плавное торможение вызывает меньший нагрев двигателя и обеспечивает больший тормозной момент для заданного тока, чем торможение постоянным током, и лучше подходит для нагрузок с чрезвычайно высоким моментом инерции (например, ленточные пилы и циркулярные пилы).
