Стартовый двигатель стартер-треугольник подробно объяснил

Стартовый двигатель стартер-треугольник подробно объяснил
Стартовый двигатель стартер-треугольник подробно объяснил
Anonim

Введение в стартер Star-Delta

Большинство асинхронных двигателей запускаются непосредственно в линию, но когда запускаются очень большие двигатели, они вызывают нарушение напряжения на линиях питания из-за больших скачков пускового тока.

Стартовая панель стартер-треугольник

Чтобы ограничить скачок пускового тока, большие асинхронные двигатели запускаются при пониженном напряжении, а затем снова подключаются к полному напряжению питания, когда они работают до близкой скорости вращения.

Стартовая панель стартера

Два метода, используемых для уменьшения пускового напряжения: Стартовый запуск треугольника и запуск автоматического трансформатора.

Принцип работы Star-Delta Starter

Это метод пуска пониженного напряжения. Уменьшение напряжения при пуске звезда-треугольник достигается путем физической перестройки обмоток двигателя, как показано на рисунке ниже. Во время пуска обмотки двигателя подключаются по звездообразной конфигурации, и это уменьшает напряжение на каждой обмотке 3. Это также уменьшает крутящий момент в три раза.

Схема - Принцип работы Star-Delta Starter

Через некоторое время обмотка реконфигурируется как дельта, и двигатель работает нормально. Стартеры Star / Delta, вероятно, являются наиболее распространенными пускателями пониженного напряжения. Они используются в попытке уменьшить пусковой ток, подаваемый на двигатель во время запуска, в качестве средства уменьшения помех и помех при электроснабжении.

Традиционно во многих регионах снабжения требовалось установить стартер с пониженным напряжением на все двигатели мощностью более 5 НР (4 кВт). Стартер / Дельта (или Уай / Дельта) стартер является одним из самых недорогих электромеханических пускателей пониженного напряжения, которые могут быть применены.

Стартер / Дельта стартер изготовлен из трех контакторов, таймера и тепловой перегрузки. Контакторы меньше одиночного контактора, используемого в прямом пусковом устройстве, поскольку они управляют токами обмотки. Токи через обмотку составляют 1 / корень 3 (58%) от тока в линии.

Есть два контактора, которые закрываются во время работы, часто называются основным подрядчиком и контактором треугольника. Это AC3 с номинальной мощностью 58% от номинальной мощности двигателя. Третий контактор представляет собой звезду-контактор и который только переносит ток звезды, когда двигатель подключен к звезде.

Ток в звезде составляет одну треть от тока в треугольнике, поэтому этот контактор может быть AC3, рассчитанным на одну треть (33%) от номинальной мощности двигателя.

Star-delta Starter Состоит из следующих блоков

  1. Контакторы (главные, звездообразные и треугольные контакторы) 3 Нет (для стартера с открытым состоянием) или 4 Нет (закрытый переходный пускатель).
  2. Временное реле (с задержкой) 1 №
  3. Трехполюсное тепловое реле максимального тока 1 №
  4. Элементы предохранителей или автоматические вырезы для основной цепи 3 №.
  5. Элемент предохранителя или автоматический выключатель для цепи управления 1No.

Силовая цепь стартера Star Delta

Основным выключателем служит главный выключатель питания, который подает электроэнергию в силовой цепи.

Главный контактор подключает источник опорного напряжения R, Y, B на основной клемме двигателя U1, V1, W1.

При работе главный контактор (KM3) и контактор звезды (KM1) сначала закрываются, а затем через какое-то время звезда-контактор открывается, а затем дельта-контактор (KM2) закрывается. Управление контакторами осуществляется с помощью таймера (K1T), встроенного в стартер. Звезда и Дельта электрически взаимосвязаны и предпочтительно механически взаимосвязаны.

Силовая цепь стартера Star-Delta

По сути, существует четыре состояния:

Стартовый контактор служит для первоначального замыкания вторичной клеммы двигателя U2, V2, W2 для последовательности пуска во время первоначального запуска двигателя из состояния покоя. Это обеспечивает треть тока DOL для двигателя, тем самым уменьшая высокий пусковой ток, свойственный двигателям большой мощности при запуске.

Управление взаимозаменяемым соединением звездой и дельта-соединением асинхронного двигателя переменного тока осуществляется с помощью схемы управления треугольником звезды или звезды. Цепь управления состоит из кнопочных выключателей, вспомогательных контактов и таймера.

Контрольная цепь Star-Delta Starter (открытый переход)

Схема - схема управления стартером Star-Delta (открытый переход)

Кнопка ON запускает схему, сначала активируя катушку Star Contactor (KM1) цепи звезды и цепь таймера (KT). При включении катушки контактора Star (KM1) главный и главный контакторы Star меняют свое положение от NO до NC.

Когда вспомогательный контактор Star (1) (который размещен на контуре катушки основного контактора) становится НЕТ к ЧПУ, он завершен. Цепь катушки основного контактора (KM3), поэтому основной контактор катушки и основной и вспомогательный контакторы основного контактора меняют свое положение от NO до NC. Эта последовательность происходит в трение времени.

После нажатия на кнопочный переключатель ON вспомогательный контакт основной катушки контактора (2), который соединен параллельно с кнопкой ON, станет НЕТ NC, тем самым обеспечивая защелку, удерживающую катушку основного контактора, которая в конечном итоге поддерживает цепь управления активна даже после отпускания переключателя ON.

Когда главный контактор Star (KM1) закроет свое соединение, электродвигатель подключается к STAR, и он подключен в STAR до момента задержки. Дополнительный контакт KT (3) превращается в NC в NO.

Как только время задержки достигнет указанного времени, вспомогательные контакты таймера (KT) (3) в цепи Star Coil изменят свое положение от NC до NO и в Вспомогательном контакторе в то же время (KT) в цепи катушки Delta (4) его положение от NO до NC, поэтому питание катушки Delta и основной контактор Delta становятся НЕТ К NC. Теперь соединение клемм мотора переключается от соединения звезда-треугольник.

Обычно замыкающий вспомогательный контакт как от звездообразных, так и от дельта-контакторов (5 и 6) также помещен напротив катушек звездой и треугольником, эти блокировочные контакты служат в качестве предохранительных переключателей, чтобы предотвратить одновременную активацию как звёздочных, так и треугольных катушек контактора, так что нельзя активируется без деактивации первой. Таким образом, катушка контактора треугольника не может быть активна, когда катушка контактора звезды активна, и аналогичным образом катушка контактора звезды также не может быть активной, в то время как катушка контактора дельта активна.

Схема управления выше также обеспечивает два прерывающих контакта для выключения двигателя. Выключатель OFF выключает цепь управления и двигатель, когда это необходимо. Термический контакт перегрузки является защитным устройством, которое автоматически открывает цепь управления STOP в случае, если ток перегрузки двигателя определяется тепловым реле перегрузки, это предотвращает горение двигателя в случае чрезмерной нагрузки, превышающей номинальную мощность двигателя. обнаруженный тепловым реле перегрузки.

В какой-то момент во время запуска необходимо перейти от подключенной к звезду обмотки к дельта-подключенной обмотке. Цепи питания и управления могут быть организованы таким образом одним из двух способов: открытый переход или закрытый переход.

Что такое открытый или закрытый переход

1. Открытые стартеры

Обсудить упоминание выше называется переключением с открытым переходом, потому что между состоянием звезды и дельта-состоянием существует открытое состояние.

При открытом переключении питание отключается от двигателя, в то время как обмотка реконфигурируется посредством внешнего переключения.

Когда двигатель приводится в движение подачей, либо на полной скорости, либо на частичной скорости, в статоре есть вращающееся магнитное поле. Это поле вращается с частотой линии. Поток из поля статора индуцирует ток в роторе, а это, в свою очередь, приводит к магнитному полю ротора.

Когда двигатель отсоединен от источника питания (открытый переход), в статоре есть вращающийся ротор, а ротор имеет магнитное поле. Из-за низкого импеданса контура ротора постоянная времени довольно длинная, и действие поля вращающегося ротора внутри статора соответствует действию генератора, который генерирует напряжение на частоте, определяемой скоростью ротора.

Когда двигатель подключается к источнику питания, он повторно закрывается на несинхронизированный генератор, и это приводит к очень сильному току и крутящему моменту. Величина переходного процесса зависит от фазового соотношения между генерируемым напряжением и линейным напряжением в точке закрытия, может быть намного выше, чем ток и крутящий момент DOL, и может привести к электрическим и механическим повреждениям.

Открытый запуск перехода проще всего реализовать в терминах или стоимости и схемах, и если время переключения хорошо, этот метод может работать хорошо. На практике, хотя трудно установить необходимое время для правильной работы, и отсоединение / переподключение питания может привести к значительным переходным процессам напряжения / тока.

В открытом переходе есть четыре состояния:

  1. OFF Состояние: все контакторы открыты.
  2. Состояние звезды: Контакторы Main (KM3) и Star (KM1) закрыты, а контактор дельта (KM2) открыт. Двигатель подключен в звезду и произведет одну треть крутящего момента DOL на одной трети тока DOL.
  3. Открытое состояние: этот тип операций называется переключением с открытым переходом, поскольку между состоянием звезды и дельта-состоянием существует открытое состояние. Главный подрядчик закрыт, а контакторы Delta и Star открыты. На одном конце обмоток двигателя есть напряжение, но другой конец открыт, так что ток не течет. Двигатель имеет вращающийся ротор и ведет себя как генератор.
  4. Состояние дельта: Контакторы Main и Delta закрыты. Контактор Star открыт. Двигатель подключен к полному линейному напряжению, а мощность и крутящий момент доступны

2. Закрытая стартовая звезда / дельта-стартер

Существует методика уменьшения величины переходных переходных процессов. Это требует использования четвертого контактора и набора из трех резисторов. Резисторы должны быть рассчитаны таким образом, чтобы значительный ток мог протекать в обмотках двигателя, когда они находятся в цепи.

Вспомогательный контактор и резисторы подключаются через дельта-контактор. При работе, незадолго до того, как звезда-контактор открывается, вспомогательный контактор закрывается, в результате чего ток протекает через резисторы в звезду. Как только звезда контактор открывается, ток может протекать вокруг обмоток двигателя к источнику питания через резисторы. Затем эти резисторы замыкаются контактором дельта.

Если сопротивление резисторов слишком велико, они не будут подпитывать напряжение, генерируемое двигателем, и не будут иметь никакой цели.

При закрытом переходе мощность всегда поддерживается двигателем.

Это достигается за счет введения резисторов для подачи тока во время смены обмотки. Четвертый подрядчик должен установить резистор в цепь перед открытием звездообразного контактора, а затем удалить резисторы после того, как контактор треугольника будет закрыт.

Эти резисторы должны быть рассчитаны на перенос тока двигателя. В дополнение к требованию большего количества коммутационных устройств, схема управления более сложна из-за необходимости выполнять коммутацию резисторов

При близком переходе есть четыре состояния:

  1. ВЫКЛ. Все контакторы открыты
  2. Звездное государство. Контакторы Main (KM3) и Star (KM1) закрыты, а контактор дельта (KM2) открыт. Двигатель подключен в звезду и произведет одну треть крутящего момента DOL на одной трети тока DOL.
  3. Звездное переходное государство. Двигатель подключен в звезду, а резисторы подключаются через делительный контактор через контактор aux (KM4).
  4. Закрытое переходное государство. Контактор Main (KM3) закрыт, а контакторы Delta (KM2) и Star (KM1) открыты. Ток протекает через обмотки двигателя и переходные резисторы через KM4.
  5. Дельта-государство. Контакторы Main и Delta закрыты. Переходные резисторы замыкаются. Контактор Star открыт. Двигатель подключен к полному линейному напряжению, и доступны полная мощность и крутящий момент.

Влияние переходного процесса в стартере (открытый переходный стартер)

Важно: пауза между контактором звезда-контактора выключена и переключатель контактора Delta включен правильно. Это связано с тем, что контактор Star должен быть надежно отсоединен до активации контактора Delta. Также важно, чтобы пауза переключения не была слишком длинной.

Для 415v Star Напряжение подключения эффективно снижается до 58% или 240 В. Эквивалент 33%, который получается при запуске Direct Online (DOL).

Если соединение Star имеет достаточный крутящий момент для работы до 75% или% от максимальной скорости загрузки, то двигатель можно подключить в режиме Delta.

При подключении к конфигурации Delta фазное напряжение увеличивается на отношение V3 или 173%. Фазовые токи увеличиваются на одинаковое соотношение. Ток линии увеличивается в три раза по сравнению с его звездным соединением.

Во время переходного периода переключения двигатель должен работать свободно с небольшим замедлением. В то время как это происходит «Побережье», оно может генерировать собственное напряжение, а при подключении к источнику питания это напряжение может произвольно добавлять или вычитать из приложенного линейного напряжения. Это известно как переходный ток. Только в течение нескольких миллисекунд он вызывает скачки напряжения и всплески. Известен как переходный переход.

Размер каждой части стартера Star-Delta

1. Размер избыточного реле нагрузки

Для пускателя звезда-треугольник есть возможность установить защиту от перегрузки в двух положениях, в линии или в обмотках.

Реле перегрузки в линии:

В строке это то же самое, что и перегрузка перед двигателем, как с помощью пускателя DOL.

Рейтинг перегрузки (In Line) = FLC двигателя.

Недостаток: если перегрузка установлена в FLC, то она не защищает двигатель, когда он находится в дельте (настройка слишком высока на 1, 132).

Реле перегрузки в обмотке:

В обмотках означает, что перегрузка помещается после точки, где проводка контакторов разделена на основную и треугольную. Перегрузка затем всегда измеряет ток внутри обмоток.

Установка реле перегрузки (в обмотке) = 0, 58 X FLC (линейный ток).

Недостаток: мы должны использовать отдельные меры защиты от короткого замыкания и перегрузки.

2. Размер основного и дельта-подрядчика

Есть два контактора, которые закрываются во время работы, часто называются основным подрядчиком и контактором треугольника. Это AC3 с номинальной мощностью 58% от номинальной мощности двигателя.

Размер основного контактора = IFL x 0, 58

3. Размер Подрядчика Звезды

Третий контактор представляет собой звезду-контактор и который только переносит ток звезды, когда двигатель подключен к звезде. Ток в звезде равен 1 / √3 = (58%) от тока в дельта, поэтому этот контактор может быть AC3, рассчитанным на одну треть (33%) от номинальной мощности двигателя.

Размер контактора звезды = IFL x 0, 33

Характеристики запуска двигателя Star-Delta Starter

  • Доступный пусковой ток: 33% полного тока нагрузки.
  • Пиковый пусковой ток: от 1, 3 до 2, 6 Полный ток нагрузки.
  • Пиковый крутящий момент: 33% крутящего момента полной нагрузки.

Преимущества стартера Star-Delta

  • Работа метода звезда-дельта проста и прочная
  • Это относительно дешево по сравнению с другими методами пониженного напряжения.
  • Хороший крутящий момент / текущая производительность.
  • Он потребляет 2-кратный пусковой ток полного тока подключенного двигателя

Недостатки стартера Star-Delta

  1. Низкий пусковой момент (крутящий момент = (квадрат напряжения) также уменьшается).
  2. Перерыв в поставке - возможные переходные процессы
  3. Требуется шесть терминальных двигателей (с подключением Delta).
  4. Для этого требуется 2 набора кабелей от стартера до двигателя.
  5. Он обеспечивает только 33% пускового момента, и если нагрузка, подключенная к двигателю-испытуемому, требует более стартового крутящего момента во время запуска, чем очень тяжелые переходные процессы, а напряжения возникают при изменении от соединений звезда-треугольник, и из-за этих переходных процессов и напряжений много электрических и происходит механическое разрушение.
  6. В этом методе пуска первоначально двигатель подключается в звезду, а затем после изменения двигателя подключается в дельта. Дельта двигателя формируется в стартере, а не на клеммах двигателя.
  7. Высокие пики передачи и тока: при запуске насосов и вентиляторов, например, крутящий момент нагрузки низкий в начале старта и увеличивается с квадратом скорости. При достижении ок. 80-85% от номинальной скорости двигателя крутящий момент нагрузки равен крутящему моменту двигателя, и ускорение прекращается. Для достижения номинальной скорости необходим переход в дельта-положение, и это очень часто приводит к высоким скоростям передачи и току. В некоторых случаях текущий пик может достигать значения, которое даже больше, чем для начала DOL.
  8. Применение с крутящим моментом нагрузки выше 50% от номинального момента двигателя не сможет начать использование пускового дельта-стартера.
  9. Низкий пусковой момент: метод пуска звезда-треугольник (звезда-треугольник) определяет, настроены ли свинцовые соединения от двигателя в электрическом соединении звезда или треугольник. Первоначальное соединение должно быть в виде звезды, что приводит к уменьшению линейного напряжения в 1 / √3 (57, 7%) к двигателю, а ток снижается до 1/3 тока при полном напряжении, но пусковой момент также уменьшается от 1/3 до 1/5 от пускового момента DOL.
  10. Переход от перехода от звезды к дельта обычно происходит, как только номинальная скорость достигается, но иногда выполняется до 50% от номинальной скорости, которая создает переходные искры.

Особенности запуска звезды-треугольника

  1. Для низкомощных трехфазных двигателей.
  2. Уменьшенный пусковой ток
  3. Шесть соединительных кабелей
  4. Уменьшенный пусковой момент
  5. Текущий пик при переходе от звезды к дельта
  6. Механическая нагрузка при переходе от звезды к дельта

Применение Star-Delta Starter

Метод звезда-дельта обычно применяется только для двигателей с малым и средним напряжением и пусковым моментом.

Полученный пусковой ток составляет около 30% от пускового тока при прямом запуске линии, а пусковой момент уменьшается до примерно 25% от момента, имеющегося при запуске DOL. Этот метод запуска работает только тогда, когда приложение загружается во время запуска.

Если двигатель слишком сильно загружен, не будет достаточного крутящего момента, чтобы ускорить двигатель до скорости до перехода в дельта-положение.