Дипломна работа - Мек старт, регулатор на напрежение при активно-индуктивни товари - файл n2.doc

1.1. Функции за плавно пускане

Стартирането на асинхронни двигатели с катерица чрез директно свързване към мрежата, като правило, е придружено от голям стартов ток, който надвишава номиналната стойност няколко пъти. Моментът на двигателя при директно стартиране също може да достигне стойности, които са значително по-високи от номиналните. Това води до големи натоварвания както на задвижвания механизъм, така и на захранващата мрежа. За редица механизми е необходимо плавно увеличаване или намаляване на въртящия момент на двигателя по време на ускорение, забавяне или спиране. За да се реши този проблем, се използват специални стартови устройства за намаляване на стартовия ток и въртящия момент на двигателя.

Приложението на софт стартер позволява:

ограничава пиковите механични натоварвания както на двигателя, така и на механизма;
извършете меко стартиране без рязко движение;
ограничен стартов ток;
Подобрете фактора на мощността;
спестява енергия, когато двигателят работи в ненатоварен режим;
избягвайте пикове на тока при превключване;
в някои случаи изключете използването на плъзгащи се съединители и течни съединители;
отхвърляне на контактори или превключване на контактори при липса на ток.

Софтстартерите осигуряват контролирани функции: защита срещу ненормални условия и диагностика както при стартиране, така и в работен режим, безударен старт - старт с намален стартов момент с най-благоприятен режим за задвижващия механизъм, стоп режим. Стартът без удар се осъществява чрез прилагане на напрежение към двигателя съгласно експоненциален закон. В този случай стартовият въртящ момент може да бъде намален около 10 пъти в сравнение с директното стартиране. Под контролиран старт се разбира и труден старт (продължителен старт), когато времето за старт е регулируемо в рамките на 0,2 - 60 s, истартирайте с прекъсване на тока, докато стартовите токове по време на старта не надвишават определения ток на прекъсване. В режим на стартиране с прекъсване на тока, стойностите на пусковите токове (токовете на прекъсване) могат да бъдат зададени в рамките на Istart = Inh 6Inom, където Inom е номиналният ток на двигателя.

Общият резултат от използването на софтстартери е повишаване на надеждността на електрическото задвижване и инсталацията.

Използването на контролиран старт може значително да намали вредните динамични ефекти върху двигателя и задвижващия механизъм и следователно да увеличи експлоатационния живот на електрическото задвижване. Ако не се изисква регулиране на скоростта на въртене на задвижващия механизъм, тогава използването на TPU позволява решаването на всички проблеми, свързани с осигуряването на плавен старт и спиране на двигателя с минимални разходи.

Основната задача, която трябва да се реши при стартиране, е да се получи плавно увеличаване на тока, въртящия момент и скоростта на двигателя. При използване на TPU се осигурява плавно увеличаване на напрежението на двигателя, което се променя според избрания закон.

Въпреки голямото разнообразие от устройства от разглеждания клас, може да се каже, че днес по-голямата част от устройствата с мощност от 1 до 400 kW за напрежение до 660 V са изградени по същата верига за захранване, известна от края на 20-те години на миналия век, и имат някакъв стандартен набор от функции. Тази схема е фазово контролиран тиристорен регулатор на напрежението.

Сравнението на функциите, изпълнявани от устройства от различни производители ни позволява да кажем, че по-голямата част от устройствата изпълняват следните основни функции:

контрол при стартиране;
Контрол на режим стоп;
Контрол на режима на работа;
защитни функции;
спомагателнифункции;
интерфейс между устройство и оператор;
Интерфейс между устройството и контрола от най-високо ниво.

В допълнение към контролните функции на режимите на стартиране и спиране, TPU е оборудван с функции за защита на IM и защита на TPU от аварийни режими. Стандартните функции включват:

Защита от късо съединение на TPU изход;
защита срещу заклинване на вала на двигателя при стартиране;
максимална токова защита в работен режим;
защита срещу недопустим спад на напрежението на входа на TPU;
защита срещу недопустимо повишаване на напрежението на входа на TPU;
Защита от прекъсване на фазата;
защита срещу невключване на байпасния контактор (ако има такъв);
Защита от дисбаланс на входното напрежение;
Защита срещу обратна фаза на входа;
Термична защита на двигателя;
защита срещу пробив на силовия тиристор;
защита при загуба на управляемост на тиристора.

1.2. Области на приложение на софтстартери

Почти невъзможно е да се определи индустрия, в която SCP да не е намерила приложение. Нека разгледаме някои от тях:

1) Центрофугите имат голям инерционен момент и се нуждаят от дълго време за ускорение. Освен това те могат да съдържат кинематични предавания. Плавният старт ги предпазва от големи натоварвания.

2) Вентилаторите, подобно на центрофугите, също имат голяма инерция, изискваща дълго време за ускорение. Директното стартиране причинява голямо натоварване на мрежата. Плавният старт решава този проблем. При директен старт и твърда мрежа възникват големи натоварвания в кинематиката (колан и други трансмисии), в лагерите. Възможно е да има приплъзване в ремъчните задвижвания.Плавният старт елиминира или поне намалява свързаните с това проблеми.

При стартиране на вентилаторите моментът на натоварване е в квадратична зависимост от скоростта (М

Вентилаторите в повечето случаи имат голям инерционен момент (от 10 до 200 пъти инерционния момент на двигателя). Подобни характеристики имат вентилатори, машини с центробежен принцип на управление, корабни задвижвания, центрофуги и др.

3) В технологичното оборудване, използвано за обработка на влакнести материали (ленти, ровинг, предене, машини за кардиране и др.), Използването на мек старт без спирачен контрол може драстично да намали скъсването на резбата и по този начин да подобри качеството на крайния продукт, да увеличи неговата производителност чрез намаляване на потреблението на суровини и материали.

4) Натоварването на мелницата може да варира в широки граници, което изисква висок начален въртящ момент. Те често използват моторни задвижвания с контактни пръстени. В случай на малка маса на мелницата е възможно успешно да се замени задвижването с фазов ротор с двигател с ротор с катерица и мек стартер.

В топкови мелници, стругове, машини за навиване и белачки въртящият момент, изискван от двигателя, е обратно пропорционален на скоростта на въртене (M

5) При използване на мекия стартер в задвижването на асансьори е възможно да се повиши комфорта на возене.

6) В дървообработващата промишленост меките стартери се използват както на конвейерни задвижвания, за да се елиминират динамичните удари на транспортиращия елемент, така и в производството на преси, където помпата под налягане често се включва (цикъл на пресоване 5-7 минути).

7) В смесителите, в началото на процеса на смесване на вискозни или твърди материали, въртящият момент на натоварване нараства бързо с увеличаване на скоростта,създаване на претоварвания в силови предавания и закрепвания. Този проблем може да бъде решен с помощта на UPP.

8) При директно стартиране или поетапно стартиране (спиране) на помпените агрегати могат да възникнат вълнообразни вибрации на изпомпваната среда в тръбопроводите, причинявайки воден удар. В този случай се препоръчва както плавен старт, така и плавен стоп на задвижването.

Нека анализираме мекия стартер за помпени двигатели - SMC-P. Тиристорните устройства с аналогова верига за управление от типа SMC-P са предназначени за плавен пуск на трифазни IM помпи със захранващо напрежение 220, 380 и 440V 50Hz.

Характеристики:

Плавното стартиране и спиране на двигателя осигурява най-благоприятния режим на двигателя с електрическа помпа: - ограничаване на стартовия ток и ускорението на частите, свързани с вала на двигателя, липса на хидравлични удари в тръбопровода, намаляване на акустичния шум. Резултатът е увеличаване на периода на безпроблемна работа на двигателя, помпата и тръбопровода.
Възможността да контролирате въртящия момент на двигателя при стартиране, времена за стартиране и спиране, както и режими на стартиране ви позволява да адаптирате устройството към широк спектър от задачи.
Уредът има режим за откриване на недостатъчно натоварване на двигателя.
Липсата на силови механични контакти допринася за дълъг живот на устройството без ремонт.
Вграденият микроконтролер може динамично да открива леко или тежко натоварване и бързо да контролира въртящия момент.
Има три сигнални изхода - реле "Режим на ускорение", реле "Директно движение", реле "Грешка".
Лесен за свързване - три входни клеми, - три изходни клеми и един старт/стоп превключвател.
Софтстартерът има вградени електронни щитове срещу: свръхток,фази, блокиране на двигателя, прегряване (високата чувствителност към прегряване предотвратява нагряването на корпуса на контролера), суха работа на помпата (ниско натоварване на двигателя).
Възможност за избор на един от три режима на стартиране: мек старт с рампа, старт с ограничение на тока, бърз старт с ограничение на тока.

9) Компресорите се задвижват чрез скоростни кутии или други трансмисии на мощност. Плавният старт увеличава експлоатационния им живот. Стартовият въртящ момент на компресорите може да варира значително в зависимост от стартовите условия. Мекият стартер е в състояние да задоволи всички случаи на натоварване.

10) Трошачки, напълнени с материал, стартират с въртящ момент при пълно натоварване. В този случай мекият стартер ограничава пиковите натоварвания както на машината, така и на силовото предаване. Мекият стартер осигурява голям, но плавно нарастващ момент, което е от полза за лагерите в случай на сгъстяване на греста при ниска температура.

11) За механизмите за повдигане и транспортиране е важно въртящият момент на двигателя да нараства плавно при стартиране и спиране, което намалява люлеенето на товара. От друга страна, в стабилно състояние на движение или повдигане е необходима пълна скорост.

12) Използвайки мекия стартер в задвижванията на лентовия транспорт, е възможно да се избегне приплъзване на ремъка по време на стартиране, да се намали вероятността от преобръщане и повреда на товара върху ремъка.

Елеватори, бутални помпи, компресори с постоянно налягане, ролкови трошачки, лентови транспортьори, машини с постоянна сила на рязане, ескалатори и др. моментът на натоварване остава постоянен (M = const) в целия диапазон на скоростите на въртене.

Така използването на SCP позволява:

за премахване на ударни токове в захранващата мрежа и АД при стартиране;
намалистартови токове в ада;
премахване на ефектите от механичен удар както върху IM, така и върху задвижващия механизъм;
намаляват топлинните ефекти върху кръвното налягане;
премахнете пренапреженията при спиране на кръвното налягане;
Скъсяване на времето за отстраняване на неизправности;
за повишаване на надеждността на работа и експлоатационния живот на IM.