Kort information: mjukstart av pumpar. Elmotor mjukstartanordning

Vem vill anstränga sig, spendera sina pengar och tid på omutrustning av enheter och mekanismer som redan fungerar perfekt? Som praktiken visar är det många som gör det. Även om inte alla i livet möter industriell utrustning utrustad med kraftfulla elmotorer, möter de ständigt, om än inte så glupska och kraftfulla, elmotorer i vardagen. Tja, alla använde nog hissen.

Elmotorer och laster - ett problem?

Faktum är att praktiskt taget alla elektriska motorer, i ögonblicket för start eller stopp av rotorn, upplever enorma belastningar. Ju mer kraftfull motor och utrustning den driver, desto högre kostar det att starta den.

Förmodligen är den mest betydande belastningen på motorn vid starttillfället ett multipelt, om än kortvarigt, överskott av enhetens märkström. Efter bara några sekunders drift, när elmotorn når sin normala hastighet, kommer strömmen som förbrukas av den också att återgå till normala nivåer. För att säkerställa nödvändig strömförsörjning måste öka kraften hos elektrisk utrustning och ledande ledningar, vilket leder till att de stiger i pris.

När du startar en kraftfull elmotor, på grund av dess höga förbrukning, "sjunker" matningsspänningen, vilket kan leda till fel eller fel på utrustning som drivs från samma linje. Dessutom reduceras livslängden för strömförsörjningsutrustning.

Om nödsituationer uppstår som leder till att motorn blir utbränd eller kraftig överhettning, egenskaper hos transformatorstål kan förändras så mycket att efter reparation kommer motorn att förlora upp till trettio procent av sin effekt. Under sådana omständigheter är den inte längre lämplig för vidare användning och kräver utbyte, vilket inte heller är billigt.

Varför behöver du en mjukstart?

Det verkar som att allt är korrekt, och utrustningen är designad för detta. Men det finns alltid ett "men". I vårt fall finns det flera av dem:

i ögonblicket för start av elmotorn kan matningsströmmen överstiga den nominella en av fyra och en halv till fem gånger, vilket leder till betydande uppvärmning av lindningarna, och detta är inte särskilt bra;
att starta motorn genom direkt omkoppling leder till ryck, som främst påverkar tätheten hos samma lindningar, vilket ökar ledarnas friktion under drift, accelererar förstörelsen av deras isolering och kan med tiden leda till en kortslutning mellan svängarna;
ovannämnda ryck och vibrationer överförs till hela den drivna enheten. Detta är redan helt ohälsosamt, eftersom kan orsaka skador på dess rörliga delar: växelsystem, drivremmar, transportband, eller bara föreställ dig att du åker i en ryckig hiss. När det gäller pumpar och fläktar är detta risken för deformation och förstörelse av turbiner och blad;
Vi bör inte heller glömma de produkter som kan finnas på produktionslinjen. De kan falla, smula sönder eller gå sönder på grund av ett sådant ryck;
Tja, och förmodligen den sista punkten som förtjänar uppmärksamhet är kostnaden för att driva sådan utrustning. Vi talar inte bara om dyra reparationer i samband med frekventa kritiska belastningar, utan också om en betydande mängd ineffektivt förbrukad el.

Det verkar som om alla ovanstående driftssvårigheter endast är inneboende i kraftfull och skrymmande industriell utrustning, men så är det inte. Allt detta kan bli en huvudvärk för vilken genomsnittlig person som helst. Detta gäller i första hand elverktyg.

Den specifika användningen av sådana enheter som sticksågar, borrar, slipmaskiner och liknande kräver flera start- och stoppcykler under en relativt kort tidsperiod. Detta driftsätt påverkar deras hållbarhet och energiförbrukning i samma utsträckning som deras industriella motsvarigheter. Med allt detta, glöm inte att mjukstartssystem kan inte reglera motorvarvtalet eller vända deras riktning. Det är också omöjligt att öka startmomentet eller minska strömmen under vad som krävs för att börja rotera motorrotorn.

Video: Mjukstart, justering och skydd av kommutatorn. motor

Tillval för mjukstartssystem för elmotorer

Stjärn-delta system

Ett av de mest använda startsystemen för industriella asynkronmotorer. Dess främsta fördel är enkelheten. Motorn startar när stjärnsystemets lindningar växlas, varefter den, när normal hastighet uppnås, automatiskt växlar till deltaomkoppling. Detta är startalternativet låter dig uppnå en ström nästan en tredjedel lägreän när man startar en elmotor direkt.

Denna metod är dock inte lämplig för mekanismer med låg rotationströghet. Dessa inkluderar till exempel fläktar och små pumpar, på grund av deras turbiners ringa storlek och vikt. Vid övergångsögonblicket från "stjärnan" till "triangeln" -konfigurationen kommer de att kraftigt minska hastigheten eller stanna helt. Som ett resultat, efter omkoppling, startar elmotorn i princip igen. Det vill säga, i slutändan kommer du inte bara att uppnå besparingar i motorns livslängd, utan också, med största sannolikhet, kommer du att sluta med överdriven energiförbrukning.

Video: Anslutning av en trefas asynkron elmotor med en stjärna eller triangel

Elektroniskt mjukstartsystem för motor

En mjuk start av motorn kan göras med hjälp av triacs anslutna till styrkretsen. Det finns tre scheman för sådan anslutning: enfas, tvåfas och trefas. Var och en av dem skiljer sig åt i sin funktionalitet och slutliga kostnad, respektive.

Med sådana upplägg, vanligtvis det är möjligt att minska startströmmen upp till två eller tre nominella. Dessutom är det möjligt att minska den betydande uppvärmningen som är inneboende i det tidigare nämnda stjärn-trekantsystemet, vilket bidrar till att öka livslängden för elmotorer. På grund av det faktum att motorstarten styrs genom att minska spänningen, accelererar rotorn smidigt och inte abrupt, som med andra kretsar.

I allmänhet tilldelas mjukstartsystem för motorer flera nyckeluppgifter:

den viktigaste är att minska startströmmen till tre till fyra märkströmmar;
minska motorns matningsspänning, om lämplig ström och ledningar finns tillgängliga;
förbättring av start- och bromsparametrar;
nödnätsskydd mot strömöverbelastningar.

Enfas startkrets

Denna krets är designad för att starta elmotorer med en effekt på högst elva kilowatt. Detta alternativ används om det är nödvändigt att dämpa stöten vid start, men bromsning, mjukstart och minskning av startströmmen spelar ingen roll. Främst på grund av omöjligheten att organisera det senare i ett sådant system. Men på grund av den billigare produktionen av halvledare, inklusive triacer, har de lagts ned och ses sällan;

Tvåfas startkrets

Denna krets är utformad för att reglera och starta motorer med en effekt på upp till tvåhundrafemtio watt. Sådana mjukstartssystem ibland utrustad med en bypass-kontaktor för att minska kostnaden för enheten löser detta dock inte problemet med fasförsörjningsasymmetri, vilket kan leda till överhettning;

Trefas startkrets

Denna krets är det mest pålitliga och universella mjukstartsystemet för elmotorer. Den maximala effekten hos motorer som styrs av en sådan anordning begränsas enbart av den maximala temperaturen och den elektriska uthålligheten hos de använda triacerna. Hans mångsidighet gör att du kan implementera många funktioner, såsom: dynamisk broms, flyback pickup eller balansering av magnetfält och strömbegränsning.

En viktig del av den sista av de nämnda kretsarna är bypass-kontaktorn, som nämndes tidigare. han låter dig säkerställa de korrekta termiska förhållandena för elmotorns mjukstartsystem, efter att motorn når normalt varvtal, vilket förhindrar att den överhettas.

De mjukstartsanordningar för elmotorer som finns idag, utöver ovanstående egenskaper, är designade för att fungera tillsammans med olika styrenheter och automationssystem. De har möjlighet att aktiveras genom kommando från operatören eller det globala styrsystemet. Under sådana omständigheter, när lasterna slås på, kan störningar uppstå som kan leda till fel i automatiseringen, och därför är det värt att ta hand om skyddssystem. Användningen av mjukstartskretsar kan avsevärt minska deras inflytande.

Gör-det-själv mjukstart

De flesta av systemen som anges ovan är faktiskt inte tillämpliga i hushållsförhållanden. Främst av den anledningen att vi hemma extremt sällan använder trefas asynkronmotorer. Men det finns mer än tillräckligt med kommutatorenfasmotorer.

Det finns många system för smidig start av motorer. Valet av en specifik beror helt på dig, men i princip, med en viss kunskap om radioteknik, skickliga händer och lust, är det ganska du kan montera en anständig hemlagad förrätt, vilket förlänger livslängden på dina elverktyg och hushållsapparater i många år.

Mjukstartspumpskyddsanordningar

Elektroniska styr- och skyddsenheter för pumpar

Vattentrycksbrytare utan gnistor

Bevattningstryckvakt

Nivåkontrollrelä

Tryckskyddsrelä

Vattentrycksstabilisatorer

Mjukstartsenhet för elverktyg (UPP-I)

Dränkbara pumpar med mjukstart och torrkörningsskydd

Beslag och tillbehör

Det finns många anledningar till att slå på hushållspumpar genom en mjukstartare.

Vanligtvis är en dränkbar pump eller ytpump ansluten via ett elektromekaniskt eller elektroniskt relä, en automationsenhet eller en magnetisk startmotor. I alla ovanstående fall tillförs nätspänningen till pumpen genom att stänga kontakterna, det vill säga genom en direkt anslutning. Det betyder att vi levererar full nätspänning till elmotorns statorlindningar, och rotorn roterar ännu inte just nu. Detta leder till uppkomsten av ett omedelbart kraftfullt vridmoment på pumpmotorns rotor.

Detta anslutningsschema kännetecknas av följande fenomen vid start av pumpen:

Strömstötar genom statorn (och följaktligen genom matningsledningarna), eftersom rotorn är kortsluten.
I en förenklad förståelse har vi en kortslutning på transformatorns sekundärlindning. Enligt vår erfarenhet, beroende på pump, tillverkare och axelbelastning, kan pulsstartströmmen överstiga driftsströmmen från 4 till 8 gånger, och i vissa fall upp till 12 gånger.

Ett plötsligt vridmoment på axeln.
Detta har en negativ inverkan på start- och driftstatorlindningarna, lagren, keramiska och gummitätningar, vilket avsevärt ökar deras slitage och minskar deras livslängd.

Utseendet av ett skarpt vridmoment på axeln leder till en skarp rotation av brunnspumphuset i förhållande till rörledningssystemet.
Vi har upprepade gånger sett hur en brunnspump på grund av detta kopplades bort från rörledningarna och föll ner i brunnen. I fallet med en pumpstation baserad på en ytpump installerad på en hydraulisk ackumulatorplattform, leder detta till att fästmuttrarna lossnar och att svetspunkterna och sömmarna på den hydrauliska ackumulatorn förstörs. Dessutom, när pumpen slås på direkt, minskar livslängden för vattenförsörjningen och avstängningsventilerna, särskilt vid anslutningspunkterna.

Det är allmänt accepterat att en hydraulisk ackumulator eliminerar vattenslag i vattenförsörjningssystemet.
Detta är sant, men vattenhammare försvinner i rörledningar först från den punkt där den hydrauliska ackumulatorn är ansluten. I gapet mellan pumpen och den hydrauliska ackumulatorn, när pumpen är direkt ansluten, kvarstår den hydrauliska stöten. Som ett resultat har vi i intervallet från pumpen till ackumulatorn alla konsekvenser av vattenslag på alla delar av pumpen och på rörledningssystemet.

I vattenfiltreringssystem minskar vattenslag som uppstår när pumpen är direktansluten avsevärt filterelementens livslängd.

Om det lokala elnätet svag, då kommer dina grannar också att veta att en pump med en effekt på mer än 1 kW är igång när den är direkt ansluten av ett kraftigt spänningsfall i nätet i det ögonblick då pumpen slås på.
Om det lokala nätverket EXTREMT SVAG, och din granne njuter också av livet genom att ansluta alla tillgängliga elektriska apparater till nätverket, då kanske en brunnspump nedsänkt på stora djup inte startar. En sådan spänningsöverspänning kan skada elektroniska enheter som är anslutna till nätverket. Det finns kända fall när ett dyrt kylskåp fyllt med elektronik misslyckades när pumpen startades.

Ju oftare pumpen slås på, desto kortare livslängd.
Frekventa starter genom direkt anslutning leder till fel på plastkopplingarna på brunnspumpar som ansluter elmotorn till pumpdelen.

Vi gick igenom de problem som uppstår när man startar en pump utan mjukstartsenheter (SPD) .

Det bör noteras att även när du stänger av pumpen utan SCP Det finns några negativa aspekter med ett direktkopplingsdiagram:

När pumpen stängs av uppstår även en vattenhammare i systemet, men nu på grund av en kraftig minskning av vridmomentet på pumpaxeln, vilket är liktydigt med skapandet av ett ögonblickligt vakuum.

En kraftig minskning av vridmomentet på pumpaxeln leder också till rotation av pumphuset, men i motsatt riktning.
Låt oss tänka på pumpens rörledningar och gängade anslutningar.

I konventionella hushållspumpar är elmotorer asynkrona och har en uttalad induktiv karaktär.
Om vi plötsligt avbryter strömflödet genom en induktiv belastning, blir det ett kraftigt hopp i spänningen över den belastningen på grund av strömmens kontinuitet. Ja, vi öppnar kontakten och all högspänning ska ligga kvar på pumpsidan. Men med någon mekanisk öppning av kontakten är den så kallade "kontaktstudsen" närvarande, och högspänningspulser kommer in i nätverket och kommer därför också in i enheterna som är anslutna till nätverket vid den tiden.

När pumpen är direktansluten blir det alltså ett ökat slitage på pumpens mekaniska och elektriska delar (både under uppstart och avstängning). Enheter som ingår i samma nätverk lider också, och livslängden för filtreringssystem och VVS-armaturer minskar.

Användande mjukstartsenheter ("Aquacontrol UPP-2.2S") gör att du kan jämna ut de flesta av de brister som beskrivs ovan. I enheten UPP-2.2S en speciellt beräknad spänningsökningskurva på pumpen har implementerats, vilket gör det möjligt att å ena sidan på ett tillförlitligt sätt starta pumpen under de mest ogynnsamma driftsförhållandena, och å andra sidan att smidigt öka axelns rotationshastighet. Denna enhet har även inbyggt skydd mot låg- och högspänningsnät för att skydda pumpen från extrema driftsförhållanden och påslag.

I UPP-2.2S fas triac-kontroll används. I startögonblicket tillförs en del av nätspänningen till pumpen, vilket skapar ett tillräckligt vridmoment för att säkerställa att pumpen startar. När rotorn snurrar ökar spänningen på pumpen gradvis tills spänningen är helt pålagd. Efter detta slås reläet på och triacen stängs av. Som ett resultat, när du använder UPP-2.2S pumpen är ansluten till nätverket genom reläkontakter, det vill säga samma sak som med en direkt anslutning. Men i 3,2 sekunder (detta är mjukstartstiden) tillförs spänningen till pumpen genom en triac, vilket säkerställer en "mjuk start", utan gnistor vid reläkontakterna.

Med en sådan start överstiger den maximala startströmmen driftsströmmen med högst 2,0-2,5 gånger istället för 5-8 gånger. Använder sig av UPP-2.2S, vi minskar startbelastningen på pumpen med 2,5-3 gånger och förlänger pumpens livslängd med samma mängd, vilket säkerställer en bekvämare drift av enheter anslutna till det elektriska nätverket. UPP-2.2S kan kallas en enhet med resursbesparande teknik.

Om du tittar på dränkbaren ur teknisk synvinkel måste du hålla med om att det är en mycket högteknologisk enhet:

med små övergripande dimensioner ger den hög produktivitet;
kunna arbeta under långa perioder under relativt svåra förhållanden.

Kostnaden för en brunnspump är relativt hög och installationen i ett hölje är komplicerad. Detta leder till slutsatsen: en brunnspump är utrustning som du bör försöka reparera och byta ut så lite som möjligt. Och för detta är det nödvändigt att skapa optimala driftsförhållanden för det, då kommer utrustningen att hålla så länge som möjligt utan haverier eller fel.

Faktorer som påverkar livslängden för en brunnspump

Vilken elmotor som helst (och en pump är i själva verket en elmotor) utsätts för maximal belastning vid uppstartstillfället. Ju mindre ofta motorn slås på, desto längre håller den. Det är därför som vattenförsörjningsschemat för ett lanthus tillhandahåller en lagringstank - enkel eller hydraulisk ackumulator - så att pumpen kan pumpa så mycket vatten som möjligt i en arbetscykel.

I det här fallet kommer brunnspumpen endast att aktiveras när vattennivån i ackumulatortanken sjunker. Om det inte finns någon behållare med vattentillförsel kommer pumpmotorn att starta varje gång minst en vattenuppsamlingspunkt aktiveras.

Den andra negativa faktorn är inkopplingsströmmar, som är flera gånger högre än de nominella. Detta beror på trögheten hos den mekaniska delen av elmotorn, när rotationen av komponenterna börjar lite senare än strömförsörjningen. Med frekventa starter av pumputrustning och den konstanta förekomsten av höga startströmmar minskar skyddsfunktionen hos isoleringen av motorlindningarna gradvis på grund av höga termiska belastningar. Och detta är redan fyllt med en kortslutning och, som ett resultat, sammanbrott av pumpen.

Metoder för att kompensera för hög startström

För att minska startströmmen är det nödvändigt att installera ett mjukstartssystem. Vi uppmärksammar två typer av mjukstartsystem för borrhålspumpar:

Smidig SS-start med hjälp av en speciell kontrollpanel för brunnspumpar tillverkade av inhemska tillverkare (automatiska kontroll- och skyddsstationer för självgående vapen "Cascade" och "Vysota") och utländska (Pedrollo, Grundfos och några andra).
Starta brunnspumpmotorn med en frekvensomvandlare.

Principen för att mata ström till pumpen med hjälp av elektroniska ACS-stationer är en automatisk jämn ökning av spänningen, reglerad av faskontroll. Med hjälp av frekvensomvandling hålls startströmmen på märknivån.

Huvudfunktioner för de självgående kanonerna:

automatisk (med möjlighet att byta till manuellt läge) start och stopp av pumpen på kommando av ett relä som bestämmer vattennivån i lagringstanken;
fjärrkontroll av pumpen;
pumpskydd och strömavstängning vid kortslutning, fasobalans och överbelastning;
Torrlöparskydd.

Nackdelarna med självgående vapen inkluderar den höga kostnaden för utrustning.

Vet du?

Vissa tillverkare av brunnspumpar erbjuder modeller med ett inbyggt mjukstartssystem. Till exempel Grundfos SQ och SQE-serien.

"Varför är det nödvändigt att säkerställa en smidig start av en brunnspump" BC "POISK", berätta för vänner: 3 januari 2016

Publicerad av författaren - - 8 november 2013

Hög startström är ett problem för system med maximal effektbegränsning. Maskinen kan snubbla och det avbrottsfria strömförsörjningssystemet kan gå in i överbelastningsläge. Vad ska jag göra?

En bra lösning skulle vara att använda en mjukstartare (mjukstartare). Till exempel har vi en enfas dränkbar pump med en effekt på 1 kW, placerad i en brunn på 50 meters djup. För att starta sin motor kommer det att krävas 4-6 gånger startströmmen, d.v.s. Systemet ska klara en korttidseffekt på ca 5 kW. Låt oss säga att en växelriktare som är märkt på 3 kW helt enkelt inte kommer att kunna starta. Startögonblicket kommer också att åtföljas av en kraftig tryckökning, vilket egentligen innebär en vattenhammare på vattenförsörjningssystemet.

Vi kommer att sätta in en mjukstartare i ledningen som förser pumpen. Enheten kommer gradvis att öka spänningen inom en angiven tid (vanligtvis upp till 20 sekunder), vilket gör att pumpen kan snurra pumphjulet med acceleration utan att rycka. Som ett resultat likställde vi startströmmen med det nominella värdet, dvs. den uppgick till 1 kW och förlängde den dränkbara pumpens livslängd avsevärt (livslängden ökar med cirka 2 gånger, med hänsyn tagen till kostnaden för pumpen, beslutet att använda en mjukstartare, även i avsaknad av ett energibackupsystem , blir uppenbart):

Låt oss föreställa oss ett anslutningsschema som kan användas med både enfas och trefas utrustning:

Finns det några begränsningar för att använda en mjukstartare? Ja, det finns några och du bör känna till dem:
1) Mjukstartaren kan inte användas med kylskåp. Hög startström krävs för att stoppa kompressorventilerna.
2) Likaså för luftkonditioneringsapparater och annan utrustning