Софтстартеры для электродвигателя

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором – это чрезвычайно широко распространенный тип электрической машины, использующейся во всех видах приводов. При всей гениальности конструкции у него есть недостаток – большие пусковые токи. Он неустраним, поскольку лежит в основе принципа действия. Когда вы нажимаете кнопку «Пуск» привода, короткое замыкание в роторе вызывает ответную реакцию – всплеск тока, распространяющуюся не только на обмотку ротора, но и на всю питающую электролинию. Сила тока в этот момент больше номинальной в 5-10 раз. Визуально это заметно по снижению яркости свечения ламп накаливания, которое тем больше, чем мощнее включаемый электромотор. Перегрузка сети вызывает срабатывание автоматических защитных выключателей, а при их отсутствии могут выйти из строя другие устройства, подключенные к той же линии. Чтобы этого не случилось, используются устройства плавного пуска (УПП) что это смотрим тут, которые так же называют софтстартерами. Их можно применять и для эффективного торможения приводов. Примерно так же, как это происходит при торможении автомобиля двигателем с отпущенной педалью газа.

Способы плавного пуска электродвигателей

К устройствам плавного пуска можно отнести любые схемные решения, которые позволяют ограничить пусковые токи. Наиболее часто используемыми являются:

• Подключение через устройства, рассеивающих электрическую мощность. Это автотрансформаторы или реостаты.

• Динамическая коммутация со схемы подключения «звезда» на «треугольник».

• Тиристорные схемы.

Автотрансформаторы и реостаты

Снижают номинал питающего напряжения за счет большого сопротивления, что сопровождается нагревом, или возникающего в сердечнике магнитного потока противоположного направления. Их использование приводит к повышению расхода электрической энергии. Кроме того, они имеют немалые габариты и вес.

Изменение схемы подключения

Устаревшие виды УПП, которые используют свойство, открытое в момент изобретения трехфазного асинхронного двигателя. Если его обмотки соединить «звездой» – один провод у них общий, то пусковой ток в 1,73 раза меньше, чем при соединении «треугольником». Правда, при этом электрическая машина никогда не разовьет полной мощности. Поэтому после набора оборотов схему подключения меняют на «треугольник». Это можно делать вручную или используя релейную схему. Способ прост и почти гениален, но величина ограничения тока постоянная и она может оказаться недостаточной. Кроме того, схема переключения очень громоздкая. По той причине, что силовые реле невозможно сделать миниатюрными.

Тиристорная схема

Наибольшее распространение получили устройства плавного пуска на основе полупроводниковых ключей – тиристоров и симисторов. Они имеют третий электрод, на который подается управляющий сигнал (например, от реле времени), который их отпирает – они пропускают электрический заряд в одном направлении. Для работы с переменным током их включают парами, встречно друг другу.

Отпирание происходит в момент пересечения синусоидой ноля, поэтому на выходе софтстартера получается пульсирующее напряжение из ее кусочков. Чем длительнее период отпирания, тем больше амплитуда напряжения и выше частота следования импульсов. Фактически происходит не только ограничение питающего напряжения, но и преобразование частоты. В результате этого не только снижаются пусковые токи, но и предотвращается скачкообразное нарастание пускового момента, которое может повредить редуктор или вызвать гидродинамический удар.

По способу управления тиристорные софтстартеры могут быть аналоговыми и цифровыми, иметь обратную связь или работать по жестко заданной программе.