Мягкий магнитный пускатель

Доводилось ли вам слышать о таком электротехническом изделии, как мягкий пускатель или устройство плавного пуска?

Есть такое интересное устройство! И его назначением является — пуск двигателя, который подключается через такой пускатель!!!

Целесообразность выбора такого устройства обусловлена случаями, где существует большая нагрузка на валу в момент включения двигателя:

— за счет инерции ротора;

— за счет нагрузки, подключенной к валу двигателя.

 Помимо обеспечения плавного пуска двигателя, немаловажным является и процесс плавного останова. Примером могут послужить электродвигатели для протяженных конвейеров (используемых на производстве), чтобы во время запуска и останова конвейера не падали и не смещались на ленте. ,

В целом, применение мягкого пуска посредством мягких пускателей открывает новые возможности в управлении электродвигателем

Примером мягкого пускателя может послужить устройство от фирмы Siemens модель — 3RW4028-1BB04

Рисунок Мягкий пускатель Siemens 3RW4028-1BB04

На видео ребята из компании Электромотор рассказывают об этом устройстве.

Применение мягких магнитных пускателей MSF на производстве.

В схеме с мягкими пускателями тиристоры установлены встречно-параллельно на одну из фаз или на всех. В момент пуска тиристор приоткрывается и на электродвигатель поступает необходимое напряжение. Каждый тиристор работает на свою полуволну. По достижении номинального значения напряжения электродвигателя тиристоры остаются открытыми или шунтируются. Как известно, есть три основные схемы, которые применяются в мягких пускателях. К первой относится установка тиристоров в одной фазе, ко второй – в двух, а к третьей, соответственно, – с тиристорами в каждой фазе. Часто для снижения стоимости производители используют схемы с одним или двумя тиристорами. Как мы уже отметили, по достижении полного напряжения тиристоры шунтируются (встроенные контакторы подключают двигатель напрямую к сети). Поскольку тиристоры находятся в работе только в момент пуска, суммарный ток, протекающий через них, ниже, чем при постоянном включении. Соответственно тиристоры будут иметь меньшую мощность. В результате, достигается экономия. Плюс в сравнении с использованием контакторов данная система более долговечна (ведь механическая система живет меньше полупроводниковой).

По сравнению с транзисторным устройством (преобразователь частоты) мягкий пускатель (тиристорное устройство) стоит значительно дешевле. В схемах с одним или двумя тиристорами есть существенные недостатки. Например, время пуска у них не превышает 20 секунд. Для насоса этого времени вполне достаточно, но для пуска тяжелой нагрузки (к примеру, электродвигателя конвейера) этого времени не хватит. Не говоря о механизмах с более тяжелыми нагрузками, таких как куттеры, мельницы, дробилки, миксеры и другие. В этом случае подойдут мягкие пускатели, которые управляют напряжением в трех фазах. Поэтому при работе с тяжелыми нагрузками важно найти наилучшее решение среди устройств, позволяющих пускать и останавливать механизмы, которое будет оптимальным как по цене, так и по обеспечиваемым характеристикам.

Наиболее интересным решением окажется мягкий пускатель при условии соблюдения баланса между требованиями к нему и его возможностями. Известно, что напряжение, подаваемое на электродвигатель прямо пропорционально пусковому моменту. Чем выше напряжение, подаваемое на электродвигатель, тем больше пусковой момент. Длительность пуска влияет на плавность разгона, но для тяжелой или инерционной нагрузки также важен большой момент. Время очень важная величина, особенно для систем позиционирования или станков. В большинстве типов мягких пускателей помимо функции разгона/ торможения с управлением напряжением также встроена функция управления напряжением с контролем пускового тока, которая часто включена как опция. Но в этом случае, не меняя частоту сети, при низком напряжении для тяжелой нагрузки будет сложно уложиться в строгие рамки токового ограничения.

Функция контроля момента позволяет разгонять электродвигатель с практически линейным нарастанием скорости, при этом, ток и напряжение остаются в допустимых пределах. Такой мягкий пускатель имеет дополнительные преимущества: пусковой ток еще ниже, чем у обычного мягкого пускателя, а при торможении – линейное снижение скорости, которое позволяет наиболее точно рассчитать и уменьшить расходуемое на это время. Такому пускателю по силам плавно пустить дисковую пилу или дробилку с сохранением достаточно высокого момента, а пускового тока – в допустимых пределах.

Безусловно, хочется еще раз напомнить, что преобразователь частоты справится с этой задачей гораздо лучше, но и цена будет в три-пять раз выше.

Что касается линий резки металла или приводов станков, то плавно остановить такой механизм с помощью мягкого пуска- теля MSF легко именно благодаря вышеупомянутой функции. Для более точного останова дополнительно активизируется функция работы на низкой скорости (14 % от номинальной). В сочетании эти две функции дают хороший результат: останов происходит точно в запланированный момент.

Поэтому мягкие пускатели MSF можно применять для небольших линий резки металла небольшой производительности, т. е. там где рабочий цикл составляет не мене 3 минут. Отметим, что с помощью мягкого пускателя мы НЕ можем изменять производительность, что и отличает их от преобразователей частоты.

Мягкий пускатель MSF также предназначен для постоянной работы с электродвигателем и не имеет встроенных механических контакторов, а, следовательно, механический износ практически отсутствует. Он также не требует установки байпасных контакторов, за исключением некоторых случаев (например, высокая температура в помещении).

Помимо этого, постоянный контроль напряжения, а также нагрузки на валу позволяют мягкому пускателю MSF практически моментально реагировать на изменения нагрузки и обеспечивать максимальную безопасность без использования дополнительных датчиков скорости или момента. Уникальный мониторинг нагрузки позволяет легко настроить необходимые защиты по перегрузке и недогрузке, а также установить крайне малое время срабатывания от 0,1 секунды. Это делает его достаточно привлекательным для применения с такими механизмами, как дисковые пилы на деревообрабатывающих комбинатах, дробилки, куттеры, миксеры и подъемники. Вышеупомянутая функция мониторинга нагрузки позволяет, например, получить информацию о том, на сколько процентов нагружен приводной механизм. Такая информация является очень полезной для различных обрабатывающих станков и может быть использована в общей системе АСУ или оперативного контроля работы благодаря совместимости мягких пускателей MSF с интерфейсом RS485, протоколами Modbus, Profibus, DeviceNet, а также с современным Ethernet. В России функциональный набор мягких пускателей MSF оценили такие промышленные предприятия, как металлообрабатывающие заводы (Череповецкий сталепрокатный завод, Магнитогорский калибровочный и метизный заводы), заво-ды по производству строительных материалов (Стройполимеркерамика, Московские АБЗ № 1 и № 4), деревообрабатывающие комбинаты (Архангельский ЦБК, Красно- камский ЦБК) и другие. Часто на дробилках и подъемниках используют асинхронные двигатели с фазным ротором.

Мягкий пускатель MSF позволяет заменить их на более дешевые асинхронные машины. Но сначала необходимо подобрать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с аналогичным пусковым моментом, как у заменяемого двигателя с фазным ротором, и только потом подбирать для него мягкий пускатель (т.к. устройство выбирается по номинальному току имеющегося двигателя). Но в любом случае экономия будет налицо. В заключение хотелось бы добавить, что использование мягких пускателей MSF для асинхронных электродвигателей, которые придут на замену двухскоростным электродвигателям и двигателям с фазным ротором, позволит снизить нагрузку на сеть и сократить затраты на оборудование (устанавливать генераторы меньшей мощности, например, в карьерах, а также прокладывать кабели меньшего сечения). И таким образом, экономить электроэнергию, даже при работе с тяжелыми нагрузками.