Меню

Способ уменьшения пусковых токов

Способы эффективного уменьшения пусковых токов в электродвигателе

Пусковые токи в момент запуска электродвигателя во много раз превышают номинальное значение. Для того, чтобы обмотка двигателя не перегревалась и детали раньше времени не изнашивались, используются способы для их уменьшения. Существующие способы отличаются:

  • надежностью;
  • безопасностью;
  • эффективность.

Это позволяет подавать на устройство ток нужного напряжения и обеспечивать бесперебойную работу. Перед началом эксплуатации необходимо знать, как эффективно уменьшить пусковые токи в электродвигателе, чтобы он не грелся. Если придерживаться инструкции и все делать правильно, то мотор будет работать длительное время без капитального ремонта.

Автоматический выключатель

Плавная регуляция тока во время пуска и остановки – это главное условие для эксплуатации электродвигателя. На предприятиях часто устанавливают автоматические выключатели. Они не только ограничивают и отключают подачу питания, но и защищают от перегрузок линию, к которой подключен электродвигатель.

Выключатель срабатывает после разгона мотора. Может использоваться в разных климатических условиях. Существуют различные модели, поэтому можно подобрать оптимальный выключатель для конкретной модели.

Пусковой конденсатор

На практике, как один из проверенных способов, используется для уменьшения напряжения при запуске конденсатор. Его называют «пусковым». Как правило, на электродвигателе устанавливают два конденсатора – рабочий и пусковой.

После того, как мотор разогнался, конденсатор нужно отключить. Делается это в автоматическом режиме или вручную. Конденсаторы нужно подбирать таким образом, чтобы емкость была в пределах 3 – 10 мкФ.

Этого вполне достаточно для регулировки пусковых токов. Можно последовательно соединять даже старые конденсаторы. Нужно только проверить мультиметром их работоспособность.

Необходимо следить, чтобы величина последовательного соединения была минимальной. Это позволит добиться максимального эффекта. Необходимо также хорошо изолировать оголенные контакты, чтобы не получить удар током.

Реле времени

Регулировать ток при запуске можно также при помощи реле времени. Оно соединяется с контактором и пусковыми резисторами. Это наиболее традиционный и доступный способ. Отличается простотой настройки и эксплуатации, надежностью и безотказностью. К тому же, стоит дешевле остальных способов. Может устанавливаться на многих асинхронных электродвигателях в промышленности, на производстве и в сельском хозяйстве.

На предприятиях применяются различные методы. Выбор способа зависит от электродвигателя, мощности, габаритов, нагрузки и интенсивности использования.

Источник

Эффективные способы уменьшить пусковые токи электродвигателя

Новости

Полезные советы

ⓅПусковой ток относится к наиболее частым причинам повреждений электродвигателей. При подключении электропитания обмотки двигателя работают в режиме короткого замыкания – до начала вращения ротора потребляемый ток может превышать номинальный в 5 – 8 и более раз, в зависимости от модели электродвигателя. При включении напрямую, без устройств ограничения тока, возникает необходимость использования большего сечения проводников питания, более мощных коммутационных и защитных устройств по сравнению с необходимыми для работы мотора в номинальном режиме.

Частые включения неизбежно приводят к преждевременному износу питающей сети и изоляции обмоток двигателя, тем самым снижая срок эксплуатации оборудования, прямое включение мощных электродвигателей, чаще всего, вообще невозможно. Традиционные способы уменьшения пускового тока – включение через автотрансформатор, переключение обмоток трёхфазных двигателей звезда – треугольник, использование реактивного сопротивления катушек индуктивности, не всегда приводят к желаемому результату. Большую эффективность дают специально разработанные устройства плавного пуска, другое распространённое название – софтстарт.

Читайте также:  Map3301c уменьшить ток подсветки

Решение может быть реализовано с помощью основных принципов управления – изменением величины питающего напряжения или его частоты, иногда применяется комбинация обоих методов. Для изменения выходных характеристик устройств применяются мощные полупроводниковые компоненты, соответствующие всем требованиям регулирования: IGBT транзисторы, MOSFET – полевые транзисторы, симметричные тиристоры. В простейшем устройстве плавного пуска электродвигателя, используется изменение питающего напряжения в течение заданного настройками времени, до выхода двигателя на номинальную мощность. В большинстве случаев, применяется фазовое регулирование с понижением пускового момента. В более совершенных устройствах применяется частотный преобразователь, в момент запуска схема работает в режиме изменения напряжения и частоты – с линейной или квадратичной зависимостью. Некоторые модели используют векторный метод управления с регулировкой магнитного потока – что позволяет создавать постоянный пусковой момент на нагрузке. Такие регуляторы оснащены встроенным микропроцессором, получающим данные без дополнительных датчиков.

В случаях, когда для управления электродвигателем применяется отдельный частотный преобразователь Bosch VFC3610, мягкий пуск производиться с его помощью – такая возможность по умолчанию присутствует в любом преобразователе частоты и допускает установку требуемых параметров запуска. Использование частотных регуляторов EFC3610 только для обеспечения плавного старта не рационально – специализированные устройства имеют меньшую стоимость. Все электронные изделия для управления электродвигателями являются мощными источниками разнообразных помех, обязательно проникающих в сеть и должны эксплуатироваться совместно с фильтрами ЭМИ.

*Комментарий: редакция не несёт ответственности за содержание и мнения, изложенные в статьях со знаком Ⓟ.

Источник



Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Что такое пусковой ток и как его ограничить

Что такое пусковой ток

Пусковой ток – это максимальный ток, потребляемый электрической цепью во время ее включения. Значение пускового тока намного выше, чем установившийся ток цепи, и этот высокий ток может повредить устройство или привести в действие автоматический выключатель. Пусковой ток обычно появляется во всех устройствах, где присутствует магнитный сердечник, таких как трансформаторы, промышленные двигатели и т. д. Пусковой ток также известен как входной импульсный ток или импульсный ток включения.

Что такое пусковой ток и как его ограничить

Почему появляется пусковой ток

Есть причина появления пускового тока. Подобно некоторым устройствам или системам, которые имеют развязывающий конденсатор или сглаживающий конденсатор, при запуске потребляется большое количество тока для их зарядки. Ниже приведенная диаграмма даст вам представление о разнице между пусковым, пиковым и установившимся током цепи.

Пусковой ток

Пиковый ток: это максимальное значение тока, достигаемое сигналом в положительной или отрицательной области.

Ток установившегося состояния: он определяется как ток в каждом интервале времени, который остается постоянным в цепи. Ток установившегося состояния достигается, когда di/dt = 0, что означает, что ток остается неизменным во времени.

Особенности пускового тока: появляется мгновенно, когда устройство включается; появляется на короткий промежуток времени; выше номинального значения цепи или устройства.

Пусковой ток трансформатора

Пусковой ток трансформатора определяется как максимальный мгновенный ток, потребляемый трансформатором, когда вторичная сторона не нагружена или находится в состоянии разомкнутой цепи. Этот бросок тока вредит магнитным свойствам сердечника и вызывает нежелательное переключение автоматического выключателя трансформатора.

Читайте также:  Баланс мощностей в цепи при синусоидальном токе

Пусковой ток трансформатора

Величина пускового тока зависит от точки волны переменного тока, в которой запускается трансформатор. Если трансформатор (без нагрузки) включается, когда напряжение переменного тока достигает своего пика, тогда пусковой ток не возникает при запуске, и если трансформатор (без нагрузки) включается, когда напряжение переменного тока проходит через ноль, то значение броска ток будет очень высоким, и он также будет превышать ток насыщения, как вы можете видеть на изображении выше.

Пусковой ток двигателя

Как и трансформатор, асинхронный двигатель не имеет непрерывного магнитного пути. Сопротивление асинхронного двигателя высокое из-за воздушного зазора между ротором и статором. Следовательно, из-за такого характера индуктивного устройства с высоким сопротивлением требуется большой ток намагничивания для создания вращающегося магнитного поля при запуске. График ниже показывает пусковые характеристики двигателя при полном напряжении.

Пусковой ток двигателя

Как вы можете видеть на графике, пусковой ток и пусковой момент очень высоки в начале. Этот высокий пусковой ток может повредить электрическую систему, а начальный высокий крутящий момент может повлиять на механическую систему двигателя. Если уменьшить начальное значение напряжения на 50%, это может привести к снижению крутящего момента двигателя на 75%. Таким образом, для преодоления этих проблем используются схемы питания с плавным пуском.

Как ограничить пусковой ток

Всегда следует помнить о пусковом токе в асинхронных двигателях, трансформаторах и в электронных цепях, которые состоят из катушек индуктивности, конденсаторов или сердечников. Как упоминалось ранее, пусковой ток – это максимальный пиковый ток, наблюдаемый в системе, и он может быть в два-десять раз больше нормального номинального тока. Этот нежелательный всплеск тока может повредить устройство, пусковой ток может вызвать срабатывание выключателя при каждом включении. Регулировка допуска выключателя может помочь нам, но компоненты должны выдерживать пиковое значение.

Находясь в электронной схеме, некоторые компоненты должны выдерживать высокие значения пускового тока в течение короткого промежутка времени. Но некоторые компоненты сильно нагреваются или повреждаются, если значение при быстром запуске очень велико. Поэтому лучше использовать схему защиты от пускового тока при проектировании электронной схемы или печатной платы.

Для защиты от пускового тока вы можете использовать активное или пассивное устройство. Выбор типа защиты зависит от частоты пускового тока, производительности, стоимости и надежности.

Вы можете использовать NTC-термистор (с отрицательным температурным коэффициентом), который является пассивным устройством, работает как электрический резистор, сопротивление которого очень высоко при низкотемпературном значении. Термистор NTC соединяется последовательно с входной линией питания. Обладает высокой устойчивостью при температуре окружающей среды. Поэтому, когда мы включаем устройство, высокое сопротивление ограничивает пусковой ток, который протекает в систему. По мере непрерывного протекания тока температура термистора повышается, что значительно снижает сопротивление. Следовательно, термистор стабилизирует пусковой ток и позволяет постоянному току течь в цепь. Термистор NTC широко используется для ограничения тока из-за его простой конструкции и низкой стоимости. У него также есть некоторые недостатки, например, нельзя полагаться на термистор в экстремальных погодных условиях.

Активные устройства ограничения пускового тока стоят дороже, а также увеличивают размер системы или схемы. Они состоят из чувствительных компонентов, которые переключают высокий входящий ток. Некоторые из активных устройств – устройства плавного пуска, регуляторы напряжения и преобразователи постоянного тока.

Читайте также:  Синхронный двигатель постоянного тока принцип работы

Эти средства защиты используются для защиты как электрической, так и механической системы путем ограничения мгновенного пускового тока. На приведенном ниже графике показано значение пускового тока со схемой защиты и без схемы защиты. Мы ясно видим, насколько эффективна защита от пускового тока.

ограничить пусковой ток

Как измерить пусковой ток

Сегодня на рынке представлено большое количество клещей (мультиметров), которые обеспечивают измерение пускового тока. Также вы можете использовать токовые клещи Fluke 376 FC True-RMS для измерения пускового тока. Иногда пусковой ток показывает значение, которое выше номинального значения автоматического выключателя, но, тем не менее, автоматический выключатель не отключается. Причина этого заключается в том, что автоматический выключатель работает по кривой зависимости тока от времени, например, если бы вы использовали автоматический выключатель на 10 А, поэтому пусковой ток, превышающий 10 А, должен протекать через автоматический выключатель больше, чем номинальное время.

Токовые клещи

Выполните следующие шаги для измерения пускового тока:

  • Тестируемое устройство должно быть отключено изначально.
  • Поверните циферблат и установите переключатель на Hz-A.
  • Поместите провод под напряжением в клещи или используйте датчик, соединенный с измерителем.
  • Нажмите кнопку измерения пускового тока, как показано на рисунке выше.
  • Включив испытуемое устройство, вы получите значение пускового тока на дисплее прибора.

Источник

Эффективные способы уменьшить пусковые токи в электродвигателе

Запуск электродвигателя всегда сопровождается скачкообразным ростом силы тока в обмотках статора и ротора. Это приводит к перегреву, а затем – к существенному снижению КПД мотора. При частых включениях и выключениях превышение расхода энергии может быть критическим, не говоря уже о быстром износе механизмов. Решить проблему позволяют устройства плавного пуска или частотные преобразователи.

Принцип действия УПП

Любое устройство плавного пуска, например Danfoss VLT MCD 500, предназначено для плавного регулирования питания, которое подается двигателю на вход. Это позволяет ограничить вращательный момент и пусковые токи на полтора-два номинальных значения для вентиляторных или насосных систем с небольшими механическими нагрузками и на 3-4 значения для силовых приводов.

В чем разница между УПП и частотным преобразователем

На начальном этапе частотник ведет себя аналогично устройству плавного пуска, но совершенно иначе показывает себя при дальнейшем разгоне. При правильных настройках и грамотной адаптации ЧП к двигателю пусковые токи в его обмотках вообще не превысят номинальных значений – вплоть до выхода в штатный режим. Даже если по каким-то причинам параметры и возрастут, они вряд ли выйдут за границы контролируемых пределов.

Уменьшение пусковых токов частотным преобразователем позволяет:

  • снизить расходы электроэнергии;
  • предотвратить нештатные и аварийные ситуации;
  • автоматизировать работу привода под конкретные параметры;
  • организовать удобный удаленный контроль системы и ее обслуживание.

Ввиду большей эффективности и широких функциональных возможностей на крупных предприятиях более целесообразно устанавливать преобразователи частоты. Хотя существует и немало ситуаций, когда можно вполне обойтись устройством плавного пуска. Зачастую это касается оборудования малой мощности и достаточно узкого спектра действия.

Источник