Применение устройств плавного пуска
Применение устройства плавного пуска для пуска насоса котла В сегодняшней статье мы расскажем об устройстве плавного пуска (УПП), которое часто применяется для запуска асинхронных электродвигателей. Будет приведен пример модернизации промышленного газового котла, когда вместо контакторов установлены устройства плавного пуска ABB PSR25-600-70
Внешний вид PSR25-600-70
Принципы действия и особенности УПП
Рассмотрим кратко устройство плавного пуска, прежде чем перейти к практической стороне вопроса. Само название говорит о том, что это устройство нужно для того, чтобы запускать двигатель плавно. Иными словами – исключить резкий пуск, как это происходит в случае с контактором (магнитным пускателем). Не нужно объяснять, что плавный пуск резко снижает нагрузку на электросеть, механику привода и сам электродвигатель. И применение УПП в итоге повышает ресурс работы системы питания и нагрузки электродвигателя в целом.
Регулировка оборотов, а значит, времени разгона и торможения, происходит за счет работы ключевых элементов (как правило, тиристоров). Они «обрезают» часть синусоиды, таким образом уменьшая количество энергии, передаваемой на питание двигателя. При запуске и остановке двигателя напряжение на выходе УПП плавно нарастает и понижается, позволяя контролировать ток и момент электродвигателя. Время разгона и торможения можно менять даже в самых дешевых моделях. Кроме УПП, для подключения электродвигателей к трехфазной сети используются также магнитные контакторы и преобразователи частоты. А устройство плавного пуска стоит между ними примерно посередине, если говорить о функциональности и цене.
Постановка задачи
Газовый котел, который используется для отопления, имеет насосы подачи воды. Насосов два, они резервируют друг друга. Шкаф управления содержит 2 контактора, которые включают насосы;
Шкаф управления на контакторах
Алгоритм работы таков, что одновременно может работать только один насос, выбор которого производится оператором котла. Контакторы питаются напряжением 24 В, и кроме силовых контактов, имеют дополнительные контакты для контроля включения;
Дополнительные контакты для контроля включения
Проблема состояла в том, что при пуске любого из насосов происходил гидроудар, приводящий к понижению надежности системы. Поскольку установка преобразователя частоты была излишней по функциональности, было решено применить устройство плавного пуска (софтстартер). Поскольку котел – очень важный производственный объект, необходимо обеспечить запас по мощности для увеличения надежности всей системы.
Выбор УПП
Применяется двигатель 7,5 кВт, при соединении обмоток в «звезду» он потребляет ток до 14,7 А. Поэтому, из линейки УПП производства ABB была выбрана модель PSR-25-600. Из названия следует, что его максимальный ток – 25 А, что обеспечит запас почти в 2 раза.
УПП ABB PSR25-600-70
Установка УПП
В результате, схема получилась следующей.
Подключение устройств плавного пуска
Вместо контакторов подключены промежуточные реле, которые развязывают цепи напряжением 24 В от цепей управления устройств плавного пуска с фазным напряжением 220В. Согласно схеме, после включения промежуточного реле оно одними своими контактами дает обратную связь на проверку включения. Второй контакт включает устройство плавного пуска, подавая напряжение на вход Start. Время пуска (разгона) насоса установлено порядка 10 секунд, время торможения – около 5 секунд. Также имеется регулятор начального напряжения на двигателе в момент начала разгона. Он установлен на минимум (40%). Таким образом, напряжение на двигателе за время разгона повышается с 40% до 100%.
Следует сказать, что регулировка скорости происходит в момент разгона и торможения, а в процессе работы двигателя, после разгона, двигатель работает на обычной скорости, благодаря замыканию контактов контактора байпаса, встроенного в УПП.
Безопасность и защита
В заключение – несколько замечаний по установке и подключению устройств плавного пуска.
- 1. В устройстве плавного пуска ABB PSR25-600 имеется особенность, которая может быть опасной. Регулировка происходит только по двум фазам, в то время, как третья фаза не имеет коммутации. Таким образом, на двигателе, даже когда он не вращается, присутствует фазное напряжение. В совокупности с тем, что в данном случае вокруг вода и заземленный металл, это может быть смертельно опасным для электротехнического персонала, обслуживающего данный котел. В связи с этим, на коробке подключения двигателя и в электрошкафу должны быть соответствующие предупреждающие плакаты.
- 2. Важно, что в данной модели УПП и в подобных моделях других производителей нет встроенной защиты от перегрузки и короткого замыкания. Поэтому необходимо применять стандартные методы защиты – автомат защиты двигателя и тепловое реле. Настройку защит производить согласно реальному измеренному току конкретного двигателя.
- 3. Поскольку в УПП для управления напряжением применяются такие ключевые элементы, как тиристоры, при их работе создается высокочастотная помеха, вызванная короткими фронтами «обрезанного» синусоидального напряжения при разгоне и торможении. В устройствах, в которых применяются контроллеры и другая чувствительная к помехам электроника, возможно возникновение сбоев по этой причине. В связи с этим необходимо разделять по питанию и по месту установки силовую часть электрошкафа и часть управления. Кроме того, рекомендуется экранировать кабель питания двигателя.