Kratke informacije: meki start pumpi. Uređaj za meko pokretanje elektromotora

Tko se želi naprezati, trošiti svoj novac i vrijeme na ponovno opremanje uređaja i mehanizama koji već rade savršeno? Kao što praksa pokazuje, mnogi to rade. Iako se svi u životu ne susreću s industrijskom opremom opremljenom snažnim elektromotorima, u svakodnevnom životu stalno se susreću s, iako ne tako proždrljivim i moćnim, elektromotorima. Pa, vjerojatno su svi koristili lift.

Elektromotori i opterećenja - problem?

Činjenica je da gotovo svaki elektromotor, u trenutku pokretanja ili zaustavljanja rotora, doživljava ogromna opterećenja. Što su motor i oprema koju pokreće snažniji, to su veći troškovi njegovog pokretanja.

Vjerojatno najznačajnije opterećenje motora u trenutku pokretanja je višestruko, iako kratkotrajno, prekoračenje nazivne radne struje jedinice. Nakon samo nekoliko sekundi rada, kada elektromotor postigne normalnu brzinu, struja koju troši također će se vratiti na normalne razine. Da bi se osiguralo potrebno napajanje moraju povećati snagu električne opreme i vodljivih vodova, što dovodi do njihovog poskupljenja.

Prilikom pokretanja snažnog elektromotora, zbog velike potrošnje, dolazi do “pada” napona napajanja, što može dovesti do kvarova ili kvara opreme koja se napaja iz istog voda. Osim toga, životni vijek opreme za napajanje je smanjen.

Ako se dogode hitne situacije koje rezultiraju izgaranjem motora ili teškim pregrijavanjem, svojstva transformatorskog čelika mogu se promijeniti toliko da će nakon popravka motor izgubiti i do trideset posto svoje snage. U takvim okolnostima više nije pogodan za daljnju uporabu i zahtijeva zamjenu, koja također nije jeftina.

Zašto vam je potreban meki start?

Čini se da je sve ispravno, a oprema je dizajnirana za to. Ali uvijek postoji "ali". U našem slučaju postoji nekoliko njih:

u trenutku pokretanja elektromotora, struja napajanja može premašiti nazivnu za četiri i pol do pet puta, što dovodi do značajnog zagrijavanja namota, a to nije baš dobro;
pokretanje motora izravnim uključivanjem dovodi do trzaja, koji prvenstveno utječu na gustoću istih namota, povećavajući trenje vodiča tijekom rada, ubrzava uništavanje njihove izolacije i s vremenom može dovesti do kratkog spoja između zavoja;
spomenuti trzaji i vibracije prenose se na cijeli pogonski agregat. Ovo je već potpuno nezdravo, jer može oštetiti njegove pokretne dijelove: sustavi zupčanika, pogonski remeni, pokretne trake ili samo zamislite sebe kako se vozite u dizalu koje se trza. U slučaju pumpi i ventilatora, to je opasnost od deformacije i uništenja turbina i lopatica;
Također ne treba zaboraviti na proizvode koji bi mogli biti na proizvodnoj traci. Mogu pasti, raspasti se ili slomiti zbog takvog trzaja;
Pa, i vjerojatno posljednja točka koja zaslužuje pozornost je trošak rada takve opreme. Ne govorimo samo o skupim popravcima povezanim s čestim kritičnim opterećenjima, već io značajnoj količini neučinkovito potrošene električne energije.

Čini se da su sve gore navedene poteškoće u radu svojstvene samo snažnoj i glomaznoj industrijskoj opremi, međutim, to nije tako. Sve to svakom prosječnom čovjeku može postati glavobolja. To se prvenstveno odnosi na električne alate.

Posebna uporaba takvih jedinica kao što su ubodne pile, bušilice, brusilice i slično zahtijevaju višestruke cikluse pokretanja i zaustavljanja tijekom relativno kratkog vremenskog razdoblja. Ovaj način rada utječe na njihovu trajnost i potrošnju energije u istoj mjeri kao i njihovi industrijski analogi. Uz sve to, ne zaboravite da sustavi mekog starta ne može regulirati brzinu motora ili obrnuti njihov smjer. Također je nemoguće povećati startni moment ili smanjiti struju ispod one potrebne za početak rotacije rotora motora.

Video: Meki start, podešavanje i zaštita komutatora. motor

Mogućnosti za sustave mekog starta za elektromotore

Sustav zvijezda-trokut

Jedan od najčešće korištenih sustava pokretanja industrijskih asinkronih motora. Njegova glavna prednost je jednostavnost. Motor se pokreće kada se preklapaju namoti zvjezdanog sustava, nakon čega se, kada se postigne normalna brzina, automatski prebacuje na trokut. Ovo je početna opcija omogućuje postizanje struje niže za gotovo trećinu nego kod izravnog pokretanja elektromotora.

Međutim, ova metoda nije prikladna za mehanizme s malom rotacijskom inercijom. Tu, primjerice, spadaju ventilatori i male pumpe, zbog male veličine i težine njihovih turbina. U trenutku prijelaza iz konfiguracije "zvijezda" u "trokut", oni će naglo smanjiti brzinu ili se potpuno zaustaviti. Kao rezultat toga, nakon prebacivanja, elektromotor se ponovno pokreće. Odnosno, na kraju ne samo da nećete postići uštedu u životnom vijeku motora, nego ćete, najvjerojatnije, završiti i s prekomjernom potrošnjom energije.

Video: Spajanje trofaznog asinkronog elektromotora sa zvijezdom ili trokutom

Elektronički sustav mekog pokretanja motora

Glatko pokretanje motora može se izvršiti pomoću triaca spojenih na upravljački krug. Postoje tri sheme za takvo povezivanje: jednofazni, dvofazni i trofazni. Svaki od njih se razlikuje po svojoj funkcionalnosti i konačnom trošku.

S takvim shemama, obično moguće je smanjiti startnu struju do dva ili tri nazivna. Osim toga, moguće je smanjiti značajno zagrijavanje svojstveno gore spomenutom sustavu zvijezda-trokut, što pomaže produžiti životni vijek elektromotora. Zbog činjenice da se pokretanje motora kontrolira smanjenjem napona, rotor ubrzava glatko, a ne naglo, kao kod drugih krugova.

Općenito, sustavima mekog pokretanja motora dodijeljeno je nekoliko ključnih zadataka:

glavni je smanjiti početnu struju na tri do četiri nazivne;
smanjenje napona napajanja motora, ako je dostupno odgovarajuće napajanje i ožičenje;
poboljšanje parametara pokretanja i kočenja;
hitna zaštita mreže od strujnih preopterećenja.

Jednofazni krug pokretanja

Ovaj krug je dizajniran za pokretanje elektromotora snage ne veće od jedanaest kilovata. Ova opcija se koristi ako je potrebno ublažiti udar pri pokretanju, ali kočenje, meko pokretanje i smanjenje struje pokretanja nisu bitni. Ponajprije zbog nemogućnosti organiziranja potonjeg u takvu shemu. No zbog jeftinije proizvodnje poluvodiča, uključujući i trijake, oni su ukinuti i rijetko se viđaju;

Dvofazni krug pokretanja

Ovaj krug je dizajniran za regulaciju i pokretanje motora snage do dvjesto pedeset vata. Takvi sustavi mekog pokretanja ponekad opremljeni premosnim kontaktorom kako bi se smanjio trošak uređaja, međutim, to ne rješava problem asimetrije napajanja faza, što može dovesti do pregrijavanja;

Trofazni krug pokretanja

Ovaj krug je najpouzdaniji i univerzalni sustav mekog pokretanja elektromotora. Maksimalna snaga motora kojima upravlja takav uređaj ograničena je isključivo maksimalnom temperaturom i električnom izdržljivošću korištenih trijaka. Njegovo svestranost vam omogućuje implementaciju puno funkcija, kao što su: dinamička kočnica, flyback pickup ili balansiranje magnetskog polja i ograničavanje struje.

Važan element posljednjeg od spomenutih krugova je premosni kontaktor, koji je ranije spomenut. On omogućuje vam da osigurate ispravne toplinske uvjete sustava mekog pokretanja elektromotora, nakon što motor postigne normalnu radnu brzinu, sprječavajući njegovo pregrijavanje.

Uređaji za meko pokretanje elektromotora koji danas postoje, osim gore navedenih svojstava, dizajnirani su za rad zajedno s različitim regulatorima i sustavima automatizacije. Imaju mogućnost aktiviranja naredbom operatera ili globalnog upravljačkog sustava. U takvim okolnostima, kada su opterećenja uključena, mogu se pojaviti smetnje koje mogu dovesti do kvarova u automatizaciji, pa je vrijedno obratiti pozornost na sustave zaštite. Korištenje krugova mekog pokretanja može značajno smanjiti njihov utjecaj.

Meki start "uradi sam".

Većina gore navedenih sustava zapravo nije primjenjiva u domaćim uvjetima. Prije svega iz razloga što kod kuće iznimno rijetko koristimo trofazne asinkrone motore. Ali kolektorskih jednofaznih motora ima više nego dovoljno.

Postoji mnogo shema za glatko pokretanje motora. Izbor određenog u potpunosti ovisi o vama, ali u principu, imajući određeno znanje o radiotehnici, vješte ruke i želju, sasvim je možete sastaviti pristojan domaći starter, koji će produljiti vijek trajanja vaših električnih alata i kućanskih aparata za mnogo godina.

Uređaji za zaštitu crpki od mekog pokretanja

Elektroničke upravljačke i zaštitne jedinice za pumpe

Tlačni prekidači vode koji ne iskrenu

Tlačna sklopka za navodnjavanje

Relej za kontrolu razine

Relej za zaštitu od tlaka

Stabilizatori pritiska vode

Uređaj za lagano pokretanje električnih alata (UPP-I)

Potopne pumpe s mekim startom i zaštitom od rada na suho

Okov i pribor

Postoji mnogo razloga za uključivanje kućanskih crpki putem mekog pokretača.

Tipično, potopna ili površinska pumpa povezana je preko elektromehaničkog ili elektroničkog releja, jedinice za automatizaciju ili magnetskog pokretača. U svim gore navedenim slučajevima, mrežni napon se dovodi do crpke zatvaranjem kontakata, odnosno izravnim spojem. To znači da dovodimo puni mrežni napon na namote statora elektromotora, a rotor se u ovom trenutku još ne okreće. To dovodi do pojave trenutnog snažnog momenta na rotoru motora pumpe.

Ovaj dijagram spajanja karakteriziraju sljedeći fenomeni prilikom pokretanja crpke:

Strujni udari kroz stator (i, shodno tome, kroz dovodne žice), budući da je rotor u kratkom spoju.
U pojednostavljenom razumijevanju, imamo kratki spoj na sekundarnom namotu transformatora. Prema našem iskustvu, ovisno o pumpi, proizvođaču i opterećenju osovine, struja pokretanja impulsa može premašiti radnu struju od 4 do 8 puta, au nekim slučajevima i do 12 puta.

Iznenadna pojava zakretnog momenta na osovini.
To negativno utječe na početne i radne namote statora, ležajeve, keramičke i gumene brtve, značajno povećava njihovo trošenje i smanjuje njihov životni vijek.

Pojava oštrog momenta na osovini dovodi do oštre rotacije kućišta pumpe bušotine u odnosu na cjevovodni sustav.
Više smo puta bili svjedoci kako se zbog toga bunarska pumpa odvojila od cjevovoda i upala u bunar. U slučaju crpne stanice koja se temelji na površinskoj pumpi instaliranoj na platformi hidrauličkog akumulatora, to dovodi do otpuštanja pričvrsnih matica i uništavanja točaka zavarivanja i šavova hidrauličkog akumulatora. Također, kada je crpka izravno uključena, radni vijek dovoda vode i ventila za zatvaranje se smanjuje, posebno na mjestima njihovog spajanja.

Općenito je prihvaćeno da hidraulički akumulator eliminira vodeni čekić u vodoopskrbnom sustavu.
To je istina, ali vodeni čekić nestaje u cjevovodima tek počevši od mjesta gdje je spojen hidraulički akumulator. U razmaku između crpke i hidrauličkog akumulatora, kada je crpka izravno spojena, ostaje hidraulički udar. Kao rezultat toga, u intervalu od pumpe do akumulatora imamo sve posljedice hidrauličkog udara na svim dijelovima pumpe i na cjevovodnom sustavu.

U sustavima za filtriranje vode, vodeni udar koji se javlja kada je crpka izravno spojena značajno smanjuje životni vijek filterskih elemenata.

Ako lokalna električna mreža slab, tada će i vaši susjedi znati da crpka snage veće od 1 kW radi kada je izravno spojena naglim padom napona u mreži u trenutku uključivanja crpke.
Ako lokalna mreža IZUZETNO SLABO, a vaš susjed također uživa u životu spajanjem svih dostupnih električnih uređaja na mrežu, tada se pumpa za bunar potopljena na velike dubine možda neće pokrenuti. Takav skok napona može oštetiti elektroničke uređaje spojene na mrežu. Poznati su slučajevi kada je, kada je pumpa pokrenuta, skupi hladnjak napunjen elektronikom otkazao.

Što se crpka češće pali, kraći je njen vijek trajanja.
Česta pokretanja putem izravnog priključka dovode do kvara plastičnih spojki pumpi za bušotine koje povezuju elektromotor s crpnim dijelom.

Prošli smo kroz probleme koji nastaju prilikom pokretanja pumpe bez uređaji za meko pokretanje (SPD) .

Treba napomenuti da čak i kada isključite pumpu bez SCP Postoje neki negativni aspekti s dijagramom izravne veze:

Kada se pumpa isključi, u sustavu se također pojavljuje vodeni udar, ali sada zbog naglog smanjenja momenta na osovini pumpe, što je jednako stvaranju trenutnog vakuuma.

Oštar pad momenta na osovini pumpe također dovodi do rotacije kućišta pumpe, ali u suprotnom smjeru.
Razmislimo o cjevovodima i navojnim spojevima crpke.

U konvencionalnim crpkama za kućanstvo elektromotori su asinkroni i imaju izraženu induktivnu prirodu.
Ako naglo prekinemo tijek struje kroz induktivno trošilo, tada dolazi do naglog skoka napona na tom trošilu zbog kontinuiteta struje. Da, otvorimo kontakt i sav visoki napon bi trebao ostati na strani pumpe. Ali kod bilo kakvog mehaničkog otvaranja kontakta dolazi do takozvanog “odbijanja kontakta” i visokonaponski impulsi ulaze u mrežu, a time i u uređaje koji su u tom trenutku priključeni na mrežu.

Stoga, kada je crpka izravno spojena, dolazi do povećanog trošenja mehaničkih i električnih dijelova crpke (i tijekom pokretanja i gašenja). Uređaji uključeni u istu mrežu također trpe, a životni vijek sustava za filtriranje i vodovodne armature se smanjuje.

Korištenje uređaji za meko pokretanje ("Aquacontrol UPP-2.2S") omogućuje vam da izgladite većinu gore opisanih nedostataka. U uređaju UPP-2.2S implementirana je posebno izračunata krivulja porasta napona na crpki, koja omogućuje, s jedne strane, pouzdano pokretanje crpke u najnepovoljnijim uvjetima rada, as druge strane, glatko povećanje brzine vrtnje osovine. Ovaj uređaj također ima ugrađenu zaštitu od niskog i visokog napona mreže za zaštitu crpke od ekstremnih radnih uvjeta i uključivanja.

U UPP-2.2S koristi se kontrola faze triac. U trenutku pokretanja, dio mrežnog napona se dovodi na pumpu, što stvara okretni moment dovoljan da osigura pokretanje pumpe. Kako se rotor okreće, napon na pumpi postupno raste sve dok se napon ne primijeni u potpunosti. Nakon toga, relej se uključuje i triak se isključuje. Kao rezultat toga, prilikom korištenja UPP-2.2S crpka je spojena na mrežu preko relejnih kontakata, to jest, isto kao i kod izravnog priključka. Ali za 3,2 sekunde (ovo je vrijeme mekog starta), napon se dovodi u crpku preko triaka, što osigurava "meki start", bez iskrenja na kontaktima releja.

S takvim startom, maksimalna početna struja premašuje radnu struju ne više od 2,0-2,5 puta umjesto 5-8 puta. Korištenje UPP-2.2S, smanjujemo početno opterećenje crpke za 2,5-3 puta i produljujemo vijek trajanja crpke za isti iznos, osiguravajući ugodniji rad uređaja spojenih na električnu mrežu. UPP-2.2S može se nazvati uređajem s tehnologijom za uštedu resursa.

Ako pogledate podmornicu s tehničkog gledišta, morat ćete se složiti da je to vrlo visokotehnološka jedinica:

s malim ukupnim dimenzijama osigurava visoku produktivnost;
sposobni dugotrajno raditi u relativno teškim uvjetima.

Trošak pumpe za bušotinu je relativno visok, a ugradnja u kućište je komplicirana. To dovodi do zaključka: pumpa za bunar je oprema koju biste trebali pokušati popraviti i zamijeniti što je manje moguće. A za to je potrebno stvoriti optimalne radne uvjete za to, tada će oprema trajati što je duže moguće bez kvarova ili kvarova.

Čimbenici koji utječu na vijek trajanja pumpe za bušotinu

Svaki elektromotor (a pumpa je, zapravo, elektromotor) doživljava maksimalna opterećenja u trenutku pokretanja. Što se motor rjeđe pali, to će duže trajati. Zato shema vodoopskrbe za seosku kuću predviđa spremnik - jednostavan ili hidraulički akumulator - tako da crpka može pumpati što više vode u jednom ciklusu rada.

U tom slučaju, pumpa za bunar će se aktivirati tek kada razina vode u spremniku padne. Ako nema spremnika s vodom, motor pumpe će se pokrenuti svaki put kada se aktivira barem jedna točka za prikupljanje vode.

Drugi negativni faktor su udarne struje, koje su nekoliko puta veće od nazivnih. To je zbog inercije mehaničkog dijela elektromotora, kada rotacija komponenti počinje malo kasnije od napajanja. S čestim pokretanjem crpne opreme i stalnom pojavom visokih startnih struja, zaštitna funkcija izolacije namota motora postupno se smanjuje zbog visokih toplinskih opterećenja. A to je već prepuno kratkog spoja i, kao rezultat, kvara crpke.

Metode za kompenzaciju velike udarne struje

Za smanjenje startne struje potrebno je ugraditi sustav mekog pokretanja. Predstavljamo vam dvije vrste sustava mekog pokretanja bušotinske pumpe:

Glatko SS pokretanje pomoću posebne upravljačke ploče za pumpe za bušotine domaćih proizvođača (automatske upravljačke i zaštitne stanice samohodnih topova "Cascade" i "Vysota") i stranih (Pedrollo, Grundfos i neki drugi).
Pokretanje motora pumpe bušotine pomoću pretvarača frekvencije.

Načelo napajanja crpke pomoću elektroničkih ACS stanica je automatsko glatko povećanje napona, regulirano faznom kontrolom. Pretvorbom frekvencije početna struja se održava na nazivnoj razini.

Glavne funkcije samohodnih topova:

automatsko (s mogućnošću prebacivanja u ručni način) pokretanje i zaustavljanje crpke na naredbu releja koji određuje razinu vode u spremniku;
daljinsko upravljanje pumpom;
zaštita pumpe i isključivanje u slučaju kratkog spoja, fazne neravnoteže i preopterećenja;
Zaštita od rada na suho.

Nedostaci samohodnih pušaka uključuju visoku cijenu opreme.

Znaš li?

Neki proizvođači pumpi za bušotine nude modele s ugrađenim sustavom mekog pokretanja. Na primjer, Grundfos SQ i SQE serije.

"Zašto je potrebno osigurati glatko pokretanje pumpe za bunar" KK "POISK", reci prijateljima: 3. siječnja 2016

Objavio autor - - 08.11.2013

Velika udarna struja je problem za sustave s ograničenjima maksimalne snage. Stroj se može isključiti i sustav neprekidnog napajanja može prijeći u način preopterećenja. Što da napravim?

Dobro rješenje bilo bi korištenje mekog pokretača (soft starter). Na primjer, imamo jednofaznu potopnu pumpu snage 1 kW, koja se nalazi u bušotini na dubini od 50 metara. Za pokretanje njegovog motora bit će potrebna 4-6 puta veća startna struja, tj. Sustav mora izdržati kratkotrajnu snagu od oko 5 kW. Recimo, pretvarač snage 3 kW jednostavno se neće moći pokrenuti. Trenutak pokretanja također će biti popraćen naglim povećanjem tlaka, što zapravo znači vodeni čekić na vodoopskrbnom sustavu.

Umetnut ćemo soft starter u vod koji opskrbljuje pumpu. Uređaj će postupno povećavati napon unutar određenog vremena (obično do 20 sekundi), što će omogućiti pumpi da okreće impeler ubrzano, bez trzaja. Kao rezultat toga, izjednačili smo početnu struju s nominalnom vrijednošću, tj. iznosio je 1 kW i značajno je produžio vijek trajanja potopne crpke (životni vijek se povećava za oko 2 puta, uzimajući u obzir trošak crpke, odluku o korištenju mekog pokretača, čak i u nedostatku rezervnog sustava energije , postaje očito):

Zamislimo dijagram spajanja koji se može koristiti s jednofaznom i trofaznom opremom:

Postoje li ograničenja za korištenje mekog pokretača? Da, ima ih i trebali biste znati o njima:
1) Soft starter se ne može koristiti s hladnjacima. Za zaustavljanje ventila kompresora potrebna je visoka struja pokretanja.
2) Isto tako i za klima uređaje i drugu opremu