Шкафы управления к воздуходувкам и газодувкам

В современном производстве наибольшее применение нашли асинхронные  электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они относительно дёшевы и требуют, как правило, небольших затрат на эксплуатацию и обслуживание.

Использование систем пуска при пониженном напряжении предполагает наличие у электродвигателя высокого пускового вращательного момента при прямом включении. В этом случае уменьшается пусковой ток и пусковой вращательный момент. На технические характеристики двигателя оказывает влияние и число полюсов: электродвигатель с двумя полюсами зачастую имеет меньший пусковой вращательный момент, чем электродвигатель с четырьмя и более полюсами.

Трёхфазные односкоростные электродвигатели могут использоваться на двух напряжениях. Три фазные обмотки статора соединяются звездой или треугольником.

Фазные обмотки могут включаться последовательно или параллельно. Электродвигатель можно подключать к напряжениям 230 В. или 400 В. Обмотки соединяются треугольником для 230 В. При использовании напряжения питания 400 В используется соединение звездой. При изменении напряжения питания следует помнить, что при одинаковой номинальной мощности ток будет зависеть от величины напряжения.

Скорость электродвигателя переменного тока зависит от двух параметров: количества полюсов обмотки статора и частоты напряжения питания. При частоте 50 Гц электродвигатель будет работать со скоростью равной константе 6000 об/мин деленной на число полюсов, а при частоте к примеру 60 Гц константа будет равна 7200 об/мин.

Пусковой крутящий момент двигателя зависит от мощности электродвигателя. Для небольших электродвигателей мощностью до 30 кВт он в 2,5-3 раза больше номинального крутящего момента. Для электродвигателей мощностью до 250  кВт типовое значение в 2-2,5 раза больше номинального крутящего момента. Более мощные электродвигатели имеют ещё меньший пусковой крутящий момент, иногда даже меньше номинального. Такой электродвигатель невозможно пустить под нагрузкой даже путём пуска прямой подачи напряжения. В настоящее время существует четыре способа пуска асинхронных электродвигателей.

1. Пуск прямой подачей напряжения.

Этот метод один из самых распространённых способов пуска электродвигателей. Недостатком является самый большой пусковой ток превышающий номинальный в 6-7 раз, а в некоторых случаях и в 10-12 раз. Помимо пускового тока возникает импульсный ток, превышающий номинальный ток в 14 раз. Эти величины зависят от конструкции и размера электродвигателя, при этом менее мощные двигатели имеют большие относительные пусковые и импульсные токи. При пуске прямой подачей напряжения пусковой крутящий момент также весьма велик и в большинстве случаев больше необходимого, что приводит к износу и выходу из строя приводимого оборудования.

2. Пуск переключением соединения «звезда-треугольник»

Этот способ уменьшает пусковой ток и пусковой крутящий момент. Чтобы можно было использовать этот метод пуска, обмотки статора электродвигателя, соединённые треугольником, должны быть рассчитаны на работу в номинальном режиме. В этом случае пусковой ток составляет около 30% от пускового тока, возникающего при пуске прямой подачей напряжения, а пусковой крутящий момент на 25% меньше возникающего при пуске прямой подачей напряжения.

3. Плавный пуск.

В основе работы системы плавного пуска лежит принцип фазного регулирования, что позволяет при малом напряжении на электродвигателе минимизировать пусковой ток и крутящий момент. На первом этапе запуска, напряжение, подаваемое на электродвигатель, настолько мало, что механические усилия минимальны. Постепенно напряжение и крутящий момент возрастают, и механизм начинает разгоняться. Одним из преимуществ этого метода пуска является возможность точной регулировки крутящего момента, независимо от наличия нагрузки. Особенностью является бережное отношение к приводному механизму. Другой функцией системы мягкого пуска является мягкая остановка.

4. Частотные преобразователи.

Частотные преобразователи управляют режимом работы электродвигателя в течение всего периода работы, контролируя основные электромеханические параметры. Принцип работы основан на преобразовании переменного тока 50 Гц в постоянный, и далее методом высокочастотной модуляции (ЧИМ и ШИМ) преобразуется напряжение постоянного тока в переменное с регулируемой частотой. Это позволяет управлять режимом работы электродвигателя изменением частоты на выходе привода. За счёт управления частотой при пуске номинальный вращательный момент может быть достигнут на низкой скорости. Другой полезной функцией является мягкая остановка. Также данное устройство позволяет стабилизировать пользовательский параметр при изменяемых внешних характеристиках (давление, расход и т.п.)

Частотные преобразователи и устройства плавного пуска позволяют производить запуск нескольких машин от одного устройства.

Прямой пуск двигателя и пуск по схеме «звезда-треугольник» приводит к очень резкому и неравномерному разгону двигателя. Для прямого пуска характерны высокие пусковые токи и моменты, а пуск по схеме «звезда-треугольник» связан с очень большими пиками тока и момента при переключении со звезды на треугольник. Плавный пуск лишён таких недостатков.