Устройство плавного пуска

Схема УПП

Схема наиболее распространенных УПП выполняется на базе ключей из встречно-параллельно включенных тиристоров.

Плавная регулировка напряжения на обмотках достигается постепенным изменением угла проводимости полупроводниковых элементов путем подачи импульсов на управляющие электроды. После достижения номинального напряжения на обмотках включается шунтирующий контактор. При торможении электрической машины вначале отключается параллельно включенный коммутирующий аппарат, затем с генератора пусковых импульсов поступают сигналы, постепенно уменьшающие угол проводимости тиристоров до полной остановки электродвигателя.

На рисунке представлена схема УПП с регулировкой по одной фазе. Такое устройство отличается невысокой стоимостью. Однако, при пуске возникает несимметричная нагрузка, увеличивается нагрев электромашины, возникают электромагнитные помехи. УПП такого типа используют для привода промышленного оборудования с нечастыми пусками.

Для оборудования с тяжелыми условиями запуска применяют УПП с регулировкой по 2-м фазам.

Для технологических установок с особо тяжелыми условиями запуска и частыми включениями и отключениями привода используют УПП с симисторными ключами на всех трех фазах и обратной связью по току или напряжению. Их использование не вызывает дисбаланса тока на фазах, увеличения электромагнитных помех при запуске и торможении электрической машины.

Основные преимущества

Среди основных преимуществ таких приборов выделяются следующие:

• комплектация данного прибора не всегда может быть стандартной, она может корректироваться по пожеланиям заказчика;
• корпус обычно изготавливается из негорючей тугоплавкой пластмассы или же из металла;
• имеется хорошая герметизация, которая достигается за счет наличия резиновой прокладки между крышкой и контактами внутри;
• уплотнитель для данного кнопочного поста находится под хорошей защитой от воздействия каких-либо агрессивных факторов со стороны окружающей среды;
• сбоку имеется дополнительное отверстие, чтобы было удобно вводить нужный кабель;
• все крепления, имеющиеся у поста, изготавливаются из высокопрочной нержавеющей стали.

Установка УПП

Примерил для начала:

Пробная установка блока плавного пуска

По высоте подходит один в один, по ширине тоже, только длина чуть больше, но место есть.

Теперь вопрос по цепям управления. Контакторы в исходной схеме включались напряжением 24 VAC, а наши АББ управляются напряжением минимум 100 VAC. Налицо необходимость промежуточного реле либо изменения напряжения питания цепи управления.

Однако, на официальном сайте ABB я нашёл схему, где показано, что это устройство способно работать и при 24 VAC. Попытал счастья – не получилось, не запускается…

Что же, ставим промежуточное реле, которое приводит напряжение к нужному уровню:

Пример монтажа системы плавного пуска электродвигателей

Вот с другого ракурса:

Пример монтажа системы плавного пуска электродвигателей

Вот и всё. Промежуточные реле обозвал 07КМ11 и 07КМ21. Кстати, они также нужны и для дополнительных цепей. Через них включаются индикаторы, и сухие контакты для внешнего устройства (пока не используются, в старой схеме – оранжевые провода).

Когда хотел управление использовать напрямую, без реле (24 VAC), планировал индикаторы включения пустить через контакты Com – Run, которые теперь остались неиспользованные.

Комбинированная схема.

С помощью схемы часть вырабатываемого котлом свежего пара через БРОУ-1 поступает в промежуточный пароперегреватель и далее через БРОУ-2 сбрасывается в конденсатор. Вторая часть через БРОУ-3 непосредственно сбрасывается в конденсатор. По этой схеме промежуточный пароперегреватель в котле можно размещать в зоне средних или высоких температур дымовых газов. Она обеспечивает надежность его работы в пусковых режимах, а также при сбросах нагрузки (рис. 5.1, д). Основным достоинством комбинированной схемы по сравнению с другими является возможность эффективного регулирования при прочих равных условиях температуры пара промежуточного перегрева путем байпасирования турбины через БРОУ-3; можно быстро повысить температуру пара промежуточного перегрева в пусковых режимах.

• Назад
• Вперёд

Устройство стартера автомобиля

Основным узлом системы запуска двигателя является стартер. Представляет собой электродвигатель постоянного тока напряжением 12 вольт и, развивающий на холостом ходу примерно 5000 об\мин.

Стартер состоит из пяти основных элементов:

1. Корпус стартера выполнен из стали, имеет форму цилиндра. На внутреннюю стенку корпуса крепятся обмотки возбуждения (обычно четыре) совместно с сердечниками (полюсами). Крепеж происходит винтовым соединением. Винт закручивается в сердечник, который прижимает обмотку к стенке. Корпус имеет резьбовые технологические отверстия для крепления передней части, в которой происходит движение обгонной муфты.
2. Якорь стартера представляет собой ось из легированной стали, на которую запрессован сердечник якоря и коллекторные пластины. Сердечник имеет пазы для укладки обмоток якоря. Концы обмоток надежно крепятся к коллекторным пластинам. Коллекторные пластины расположены по кругу и жестко установлены на диэлектрической основе. Диаметр сердечника напрямую связан с внутренним диаметром корпуса (совместно с обмотками). Якорь крепится в передней крышке стартера и в задней крышке при помощи втулок, изготовленных из латуни, реже из меди. Втулки одновременно являются и подшипниками.
3. Втягивающее реле или тяговое реле устанавливается на корпус стартера. В корпусе тягового реле, в задней части находятся силовые контакты – «пятаки», и подвижный контакт-перемычка, выполненные из мягких металлов. «Пятаки» представляют собой обыкновенные болты, запрессованные в эбонитовую крышку тягового реле. При помощи гаек к ним крепятся силовые провода от аккумулятора и от плюсовых щеток стартера. Сердечник тягового реле соединяется, через подвижное «коромысло» с обгонной муфтой, в простонародье именуемой бендиксом.
4. Обгонная муфта (бендикс) крепится подвижно на вал якоря и представляет собой роликовый механизм, который связан с шестерней зацепления с венцом маховика. Конструкция собрана так, что при подаче крутящего момента на бендикс в одну сторону, ролики, находящиеся в сепараторе выходят из пазов сепаратора и жестко фиксируют шестерню к наружной обойме. При вращении в противоположную сторону ролики западают в сепаратор, и шестерня вращается независимо от наружной обоймы.
5. Щеткодержатель элемент стартера, через который подается рабочее напряжение на медно-графитные щетки, а затем передается на коллекторные пластины якоря. Выполнен щеткодержатель в виде диэлектрической обоймы с металлическими вставками, внутри которых находятся щетки. Контакты щеток (мягкий многожильный провод) при помощи точечной сварки привариваются к полюсным пластинам. Полюсными пластинами обычно являются «хвосты» обмоток возбуждения.

Схема управления нереверсивным двигателем – «прямой пуск»

Данная схема состоит из следующих устройств:

• автоматический трехполюсный выключатель – QF1 (защита цепей питания двигателя ~380В);
• линейный контактор – КМ1;
• тепловое реле – КК1 (защита от перегрузки двигателя);
• предохранитель – FU1 (защита цепей управления ~220В);
• кнопки «СТОП» и «ПУСК» с самовозвратом – SB1 и SB2;
• сигнальные лампы — HL1 и HL2.

Принцип работы

При нажатии кнопки SB2 «ПУСК» подается напряжение на катушку контактора КМ1. Контактор срабатывает и своими силовыми контактами подключает к сети 380В асинхронный двигатель. При этом своими контактами 14-13 шунтирует кнопку SB2, делается это для того, чтобы катушка контактора была постоянно под напряжением и он не отключался при отпускании кнопки SB2.

Отключение двигателя происходит нажатием кнопки SB1 «СТОП». Для защиты от перегрузки двигателя применяется тепловое реле КК1, в случае перегрузки двигателя, контакты 96-95 реле КК1 размыкаются снимая напряжение с катушки контактора КМ1.

ПРЯМОЙ ПУСК АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Как уже было сказано выше, прямое включение обмотки асинхронного двигателя может применяться только при низкой мощности. В этом случае пусковой ток превышает номинальный в 5-7 раз, что не является проблемой для коммутационного оборудования и электропроводки.

Основной проблемой прямого пуска становится подключение нескольких электродвигателей к маломощной подстанции или генератору.

Включение в сеть нового электродвигателя может вызвать настолько сильную просадку напряжения, что уже работающие двигатели остановятся, а новому мотору не хватит пускового момента, чтобы стронуться с места.

Пусковой ток асинхронного двигателя достигает максимального значения в момент включения и плавно снижается до номинального по мере раскрутки ротора.

Следовательно, для уменьшения времени перегрузки сети асинхронный двигатель должен включаться с минимальной нагрузкой, если это возможно.

Мощные токарные станки, гильотины для рубки металла не имеют фрикционных муфт, и все их вращающиеся механизмы раскручиваются в момент включения электродвигателя.

В этом случае длительные просадки напряжения приходится прямо закладывать в проектируемое для них электроснабжение.

Нормальная остановка станции

Нормальная автоматическая остановка станции осуществляется: кнопкой со шкафа ШУД;
ключом с БЩУ; ключом с РЩУ.
Остановка станции с ШУД невозможна если пуск произведен дистанционно (с БЩУ, с РЩУ, по обесточению). В этом случае по месту возможна остановка ДГ только от аварийной кнопки. При импульсе на остановку:
на шкафу ШУД загорается световое табло: «СТОП»; выдается сигнал на отключение выключателя генератора, включается контроль длительности отключения выключателя генератора (5с), который после отключения выключателя генератора выключается;
на шкафу ШУД гаснет световое табло: «РАБОТА»; в блоке возбуждения и регулирования включаются цепи гашения поля возбудителя генератора. Поле гасится, и напряжение генератора падает до остаточного;
отключается реле контроля рабочего состояния дизеля; подготавливаются к работе цепи пуска; включается выдержка времени (300 с) «расхолаживания» дизеля, в течение которой дизель-генератор продолжает работать на частоте вращения холостого хода.
По окончании времени «расхолаживания»: включается ЭПК остановки, при этом воздух одновременно подается на РСУ регулятора скорости и сервомотор блокировки подачи топлива, при срабатывании которых рейки топливного насоса высокого давления (ТНВД) перемещаются в положение нулевой подачи и дизель-генератор начинает останавливаться; включается контроль длительности остановки дизель-генератора (52с); при снижении частоты вращения дизель генератора до уставки второй позиции реле скорости (750 об/мин) отключается защита по падению давления масла;
отключается сигнализация по падению давления масла; при снижении давления масла ниже 3 кгс/см2 срабатывают блокировочные клапаны, которые перекрывают доступ воздуха на терморегуляторы и регулирующие клапаны, которые прекращают подачу воды в систему охлаждения внешнего контура. При снижении частоты вращения дизель-генератора до уставки первой позиции реле скорости (500 об/мин):
отключается счетчик моточасов; включается реле выдержки времени (30с) полной остановки дизель-генератора.
После остановки ДГ и срабатывания реле выдержки времени полной остановки: отключается ЭПК остановки, освобождая рейки ТНВД; разбираются цепи остановки, на шкафу ШУД гаснет световое табло: «СТОП»; включается электронасос системы охлаждения внутреннего контура для прокачки дизеля водой и реле времени работы насоса, которое через 720с выключит насос;
включается реле времени выдержки (300 с) перед первой прокруткой ДГ и загорается световое табло: «ПРОКРУТКА» на шкафу ШУД. ДГ находится в остановленном состоянии.
По истечении выдержки времени срабатывания реле первой прокрутки ДГ, по сигналу которого: включатся контроль длительности прокрутки (4с);
включается ЭПК остановки, при этом рейки ТНВД блокируются в положении нулевой подачи; включается ЭПК прокрутки, при этом воздух от ЭПК остановки поступает через ЭПК прокрутки к главным пусковым клапанам.
Пусковой воздух через открытые главные пусковые клапаны поступает к распределителям пускового воздуха и к пусковым клапанам рабочих цилиндров. Коленчатые валы дизеля начинают прокручиваться пусковым воздухом. После двух оборотов коленчатых валов по сигналу счетного устройства числа обо-
отключается ЭПК прокрутки и подача управляющего и пускового воздуха на дизель прекращается, коленвалы дизеля начинают останавливаться; выключается контроль длительности прокрутки; включается реле времени (30 с) задержки отключения ЭПК остановки, которое после остановки дизеля, с выдержкой времени, отключает ЭПК остановки, освобождая рейки ТНВД;
включается реле времени (300с) задержки перед второй прокруткой ДГ. ДГ находится в остановленном состоянии. По истечении времени задержки срабатывает реле выдержки времени второй прокрутки, по сигналу которого повторяются операции, аналогичные первой прокрутке.
После срабатывания счетного устройства числа оборотов на шкафу ШУД гаснет световое табло: «ПРОКРУТКА» и разбирается схема управления прокруткой ДГ. После срабатывания реле времени (30 с) задержки отключения ЭПК остановки на шкафу ШУД загорается световое табло: «РЕЗЕРВ».
При нормальной остановке и прокрутке сигнал: «ПУСК» превалирует над протекающими операциями.

Необходимость плавного запуска

При плавном запуске асинхронного двигателя возможно снизить недостатки таких электрических машин и обеспечить:

• Снижение затрат на ремонт. Пусковые токи вызывают перегрев обмотки, что существенно снижает эксплуатационный ресурс машин.
• Отсутствие рывков. Резкий старт двигателя приводит к увеличению износа шестеренчатых передаточных механизмов, гидроударам в сети подачи жидкости, другим нежелательным последствиям.
• Снижение потребляемой электроэнергии. Прямой пуск вызывает дополнительные энергозатраты. Кроме того, просадки напряжения в условиях ограниченной мощности сети отрицательно влияют на все подключенные устройства.
• Уменьшение расходов на оборудование коммутации. Электротехнические устройства для асинхронного привода выбирают с большим запасом мощности. Плавный пуск позволяет подключать более дешевые аппараты коммутации и защиты.

Плавный старт и разгон существенно расширяет сферы применения асинхронных электродвигателей.

Однобайпасная схема.

Схема применяется в котлах без промежуточного перегрева пара, а также с промежуточным перегревом пара, причем в последнем случае ступени промежуточного перегрева пара размещены в зоне низких температур дымовых газов (рис. 5.1, а — в) В первоначальный период пуска или при сбросах нагрузок энергоблока промежуточный пароперегреватель не охлаждается. Следовательно, для обеспечения надежности его работы в указанных режимах температура газов на входе в пакеты не должна превышать предельно допустимых значений для стали, из которой изготовлены пароперегреватели.

Главными преимуществами однобайпасной схемы по сравнению с другими являются ее простота в эксплуатации и меньшее количество арматуры, трубопроводов, отказов. Недостатком  схемы является невозможность прогрева системы промежуточного перегрева собственным паром до толчка ротора турбины и включения генератора в сеть. Поэтому в некоторых схемах для прогрева системы промперегрева предусмотрены специальные РОУ с малым расходом пара со сбросом его после системы промперегрева в конденсатор.

Реле стартер-генератора РСГ-10М

предназначено для переключения выходного напряжения АКБ с 24В на 48 В при пуске двигателя стартером .

Реле стартера-генератора РСГ-10М1 расположено над аккумуляторными батареями и установлено на одном кронштейне с прибором ПУС-15Р и розеткой внешнего пуска.

Внутри корпуса размещён подвижный суппорт в двумя парами контактов: размыкающими (генераторными) и замыкающими (стартерными). На крышке реле расположены четыре изолированные друг от друга выводные клеммы: +1, +2, -2 и СГ. На корпусе реле расположены выводная клемма ВБ и два слаботочных выводных болта катушки реле. С помощью указанных клемм реле подключается в схему электрооборудования машины.

Зачем понадобился плавный пуск двигателя

Итак, проблема — на котельной есть насосы подпитки котла водой. Всего два насоса, и включаются они по команде от системы слежения за уровнем воды в котле. Одновременно может работать только один насос, выбор насоса осуществляет оператор котельной путем переключения водяных кранов и электрических переключателей.

Насосы приводятся в действие обычными асинхронными двигателями. Асинхронные двигатели 7,5 кВт включаются через обычные контакторы (магнитными пускателями). А поскольку мощность большая, то пуск очень жесткий. Каждый раз при пуске возникает ощутимый гидроудар. Портятся и сами двигатели, и насосы, и гидросистема. Иногда такое ощущение, что трубы и краны сейчас разлетятся вдребезги.

Кроме того, когда котёл остывший, и в него резко подается горячая вода (более 95 °С), то происходят неприятные явления, напоминающие взрывообразное бурление. Бывает и наоборот, воду с температурой 100 °С можно назвать холодной – когда в котле находится сухой пар с температурой почти 200 °С. В этом случае тоже происходят вредные гидроудары.

Как завести машину от ПЗУ

Для начала возьмем импульсный загрузчик. Так что есть такой аппарат и машина с севшим аккумулятором. Следующие шаги:

1. Ставим машину на стояночный тормоз. Открываем капот, если на клеммах аккумулятора есть защитные резиновые накладки, поднимаем их вверх и отводим в сторону.
2. ПЗУ устанавливаем рядом с аккумулятором (снимать и отключать от бортовой сети не обязательно), но для того, чтобы устройство было в безопасности, желательно попросить кого-нибудь подержать его.
3. Подключаем «плюсовой» кабель ПЗУ к соответствующей клемме аккумулятора. Затем подключаем «минусовой» провод. Здесь нужно быть очень осторожным, чтобы выводы не «перегрузились». Также убедитесь, что кабели не соприкасаются с движущимися частями двигателя.
4. Устанавливаем в ПЗУ режим «boot» для обеспечения загрузочных токов на выходах.
5. Подключаем устройство к сети, после чего включаем.
6. Садимся в машину и делаем тест-драйв. В этом случае долго крутить стартер нельзя, попытка должна длиться 4-5 секунд. Если он не запускается с первого раза, подождите пару минут, пока аккумулятор зарядится, и повторите попытку.
7. Если при первой попытке вы заметили, что стартер по-прежнему слабо «крутит», это означает, что аккумулятор сильно разряжен и автомобиль невозможно завести. Поэтому выключаем устройство, переводим его в режим «зарядка» и подзаряжаем аккумулятор, чтобы хотя бы немного восстановить его заряд. В этом случае не обязательно давать полный цикл заряда, достаточно его немного восстановить.
8. После подзарядки снова включите устройство в режиме «старт» и попробуйте завести автомобиль.

Способы пуска асинхронных электродвигателей

Для запуска асинхронных двигателей используется разные методы. На практике наибольшее распространение получили следующие способы: Б.

• Изменение конструкции электродвигателей (роторы с глубокими пазами, типа “двойная беличья клетка”).
• Прямой пуск.
• Запуск на пониженном напряжении.
• Частотный пуск.

Двигатели специальной конструкции существенно дороже обычных электрических машин, что сильно ограничивает их применение.

Прямой запуск

Самая простая схема пуска асинхронных электрических машин с короткозамкнутым ротором – непосредственное подключение к сети. Подача напряжения на статорные обмотки осуществляется замыканием силовых контактов магнитного пускателя или контактора.

При прямом пуске электрической машины момент силы на валу значительно меньше номинального. Кроме того, запуск на полном напряжении вызывает броски тока и снижение напряжения. Прямой запуск применяется:

• При низкой мощности электрической машины.
• Для технологического оборудования, не нуждающегося в плавном разгоне.
• Для механизмов с запуском без нагрузки.

Такой способ непригоден для приводов инерционного оборудования, устройств нетребовательных к величине пускового момента, при ограниченной мощности электросети.

Пуск на пониженном напряжении

Запуск асинхронных электрических машин на сниженном напряжении реализуется при помощи нескольких схем:

Переключением обмоток статора “звезда-треугольник”.
Подключением через трансформатор.
Включением в цепь обмоток статора пусковых резисторов или реакторов.

Принцип действия первой схемы основан на пуске электрической машины при подключении обмоток “звездой”. После разгона двигателя коммутационные аппараты переключают их на “треугольник”. Этим достигается 3-х кратное снижение пускового тока.

При этом пусковой момент на валу также снижается более чем на 30%. Кроме того, преждевременное переключение также вызывает скачки тока до величин, возникающих при прямом запуске. Такой способ также непригоден для инерционного оборудования и установок, запускаемых под нагрузкой.

Для устранения недостатков электродвигателей с короткозамкнутым ротором также применяют автотрансформаторные схемы пуска.

При этом устройство для преобразования напряжения включают последовательно в цепь обмоток электрической машины. Эта схема обеспечивает плавный разгон и уменьшение пускового тока. Через автотрансформаторы подключают приводы мощных установок и оборудования со значительным моментом сопротивления.

Высокая стоимость элементов схемы, скачок тока при переходе на полное напряжение ограничивают ее применение.

Широко применяются также реакторные и резистивные схемы пуска. Для снижения напряжения к обмоткам последовательно подключают резисторы или катушки, обладающие реактивным сопротивлением. Запуск осуществляется при включении в цепь последовательно включенных элементов с активным или индуктивным сопротивлением.

При разгоне двигателей реакторы и пусковые сопротивления постепенно шунтируются и выключаются из цепи. Недостатком этого метода является высокая стоимость оборудования, значительно сниженный пусковой момент.

Частотный пуск

Такой способ старта и разгона основан на зависимости момента и скорости вращения вала электродвигателя от частоты питающего напряжения на обмотках. Для изменения этой характеристики применяют частотные преобразователи. Запуск через ПЧ решает все проблемы старта и разгона асинхронного электродвигателя. Однако, эти устройства имеют высокую цену, большие габариты, а также являются источником высших гармоник.