Традиционный запуск двигателя Star-delta
Благодаря своей простоте, надежности и экономичности, двигатели с короткозамкнутым ротором являются предпочтительным выбором отрасли. При запуске они вырабатывают ток до примерно 8-кратного номинального тока и высокий пусковой момент, связанный с этим.
Традиционный метод запуска Star-Delta, используемый на практике (фото-кредит: teslacomponents.com.au)
Высокие пусковые токи часто приводят к нежелательным падениям напряжения в сети питания, а высокий пусковой момент приводит к значительным нагрузкам на механические элементы.
Поэтому электроэнергетические компании определяют предельные значения для пусковых токов двигателя по отношению к номинальным рабочим токам. Допустимые значения варьируются от сети к сети и зависят от ее несущей способности.
Что касается механики, требуются методы, которые уменьшают пусковой момент. Для уменьшения токов и крутящего момента можно использовать различные пускатели и методы, но в следующих отрывках объясняется только традиционный метод «звезда-треугольник», применяемый на практике.
Различие между:
- Обычные стартеры Star-Delta
- Усовершенствованные стартеры Star-Delta
- Star-Delta Стартеры с непрерывным переключением (закрытый переход)
1. Обычные стартер-треугольник
Чтобы включить двигатель, обмотки двигателя сконфигурированы в виде звездообразования на напряжение питания. Поэтому напряжение, прикладываемое к обмоткам отдельных двигателей, уменьшается в 1 / √3 = 0, 58, это соединение составляет примерно 30% от значений дельта.
Пусковой ток уменьшается до одной трети прямого пускового тока, т. Е. Обычно до 2
,
2.5 То есть.
Из-за уменьшенного пускового момента звездообразное соединение подходит для приводов с высокой инерционной массой, но крутящий момент сопротивления низкий или только увеличивается с повышенной скоростью. Он предпочтительно используется для применений, где привод только нагружается после разгона, то есть для прессов, центрифуг, насосов, вентиляторов и т. Д.
Типичный ток и кривая крутящего момента для Star-Delta-Starters
Где:
- I - Ток двигателя
- I e - Номинальный рабочий ток двигателя
- M Δ - крутящий момент для дельта-соединения
- M E - Номинальный рабочий крутящий момент двигателя
- n - Скорость
- n s - Синхронная скорость
- M L - Крутящий момент нагрузки
- I Y - Ток в звезде
- I Δ - Ток в дельта-соединении
- I A - Текущая кривая для запуска звезды-треугольника
Соединение Star и Delta
Коэффициенты тока для звездных и дельта-соединений:
- I LY - Ток питания для подключения к звездам
- I LD - Ток питания для дельта-соединения
- I W - ток обмотки
- U e - Напряжение сети между линиями
- Z W - импеданс обмоток
После запуска двигателя в большинстве случаев автоматическое реле времени управляет переключением от звезды до дельта. Взрыв с использованием звездообразного соединения должен длиться до тех пор, пока двигатель не достигнет приблизительной рабочей скорости, так что после переключения на дельта, как можно меньше требуется после ускорения.
Последующее ускорение в соединении с треугольником будет провоцировать высокие токи, как показано при прямом запуске.
Продолжительность пуска в звезду зависит от нагрузки двигателя. Во время дельта-соединения полное напряжение сети подается на обмотки двигателя.
Чтобы включить переключение с звезды на треугольник, шесть концов обмотки двигателя подключены к клеммам. Контакторы переключателя звезда-треугольник запускают соответственно обмотки.
Переключитесь от Star до Delta с помощью контакторов
Начиная с звезды, основной контактор соединяет сеть с обмотками U1, V1, W1. Стартовый контактор замыкает концы обмотки U2, V2, W2. После успешного запуска звезда-контактор выключается, а дельта-контактор соединяет клеммы U1 / V2, V1 / W2, W1 / U2.
При переходе от звезды к дельте внимание должно быть уделено правильной последовательности фаз, то есть правильному подключению проводников к двигателю и стартеру.
Неправильная последовательность фаз может привести к очень высоким пикам тока во время паузы при холодном переключении из-за легкого уменьшения крутящего момента после повторного запуска. Эти пики могут повредить обмотки двигателя и излишнее напряжение управления. Необходимо также учитывать вращение двигателя.
Правильное подключение двигателя
Необходимо обеспечить достаточный период времени между отключением звезду контактора и включением дельта-контактора, чтобы безопасно погасить отключающую дугу звездообразного контактора до включения контактора дельта. Во время переключения, которое происходит слишком быстро, короткое замыкание может развиваться через отключающую дугу.
Однако период переключения должен быть достаточно длинным для отключения дуги, так что скорость уменьшается как можно меньше. Специальные реле времени для переключателя звезда-треугольник выполняют эти требования.
Защита двигателя и размеры контактора
Реле перегрузки расположено в линии двигателя. Поэтому ток, который должен быть отрегулирован, ниже номинального тока двигателя в 1 / √3 = 0, 58. Из-за третьих токов гармоник, циркулирующих в обмотках двигателя, может потребоваться более высокая настройка реле перегрузки. Это может быть выполнено только на основе использования измерительного устройства, которое регистрирует правильное среднеквадратичное значение.
Площади поперечного сечения проводника должны быть подходящего размера, чтобы они были защищены от повышения температуры в результате перегрузки. Поэтому выбранный размер проводника должен соответствовать номиналу защитного устройства.
Для защиты двигателя с помощью силовых выключателей с характеристиками защиты двигателя (подробнее) выключатель питания переключается в сетевые линии питания, так как он также выполняет защиту от короткого замыкания стартера и линий. В этом случае ток устанавливается на номинальный ток двигателя. Коррекция заданного значения из-за третьих гармоник в этих обстоятельствах не имеет значения. Линии должны быть термически распределены в зависимости от установки силовых выключателей.
Для нормального пуска звезда-треугольник контрольное устройство должно быть рассчитано в соответствии со следующими токами:
- Основной контактор K1M 0, 58 Т.е.
- Дельта-контактор K2M 0, 58 Т.е.
- Стартовый контактор K3M 0.34 Т.е.
Для времени запуска, превышающего приблизительно 15 секунд, должен быть выбран более крупный звездный контактор. Если контактор звезды равен основному контактору, допустимы время запуска до примерно одной минуты.
Вернуться к методам запуска Star-Delta ↑
2. Усовершенствованный запуск звезды-треугольника
Если крутящий момент при нормальном пуске звезда-треугольник недостаточен для ускорения привода при дельта-соединении с приблизительной рабочей скоростью, то используется расширенный запуск звезды-треугольника. Однако при увеличенном крутящем моменте потребление тока во время запуска также увеличивается.
Различие между:
- Объединенный запуск звезды-треугольника
- Частично намотанный звезда-треугольник
Оба типа требуют двигателей с соответствующими резьбовыми обмотками. Те же рекомендации для пускателей с нормальной звездой связаны с подключением двигателя, контактором, защитой двигателя и калибровкой теплопроводника.
2.1 Комбинированные пусковые установки звезда-треугольник
В этом случае обмотки двигателя обычно делятся на две равные половины. Во время запуска половина обмотки переключается в дельте, другая половина - в звезду. Поэтому используется термин «комбинированный». Стартовый ток звезды составляет приблизительно 2
,
4 То есть.
Это приводит к соответственно более высокому стартовому моменту.
Комбинированная звезда-дельта-запуск
Калибровка элементов управления:
- Основной контактор K1M 0, 58 Т.е.
- Дельта-контактор K2M 0, 58 Т.е.
- Стартовый контактор K3M 0.34 Т.е.
2.2. Частично раневая звезда-треугольник
В этом случае обмотки двигателя также подразделяются. При соединении с звездой используется только основная обмотка, то есть часть всей обмотки. Поэтому используется термин «частично рана».
Стартовый ток звезды - в зависимости от выстукивания - составляет 2
,
4 То есть, что также приводит к более высокому стартовому моменту.
Частично рана Star-Delta начинается
Калибровка управления:
- Основной контактор K1M 0, 58 Т.е.
- Дельта-контактор K2M 0, 58 Т.е.
- Стартовый контактор K3M 0, 5 - 0, 58 Ток (в зависимости от пускового тока)
3. Непрерывный запуск звезда-треугольник
Это соединение предотвращает падение скорости двигателя при переключении с звезды на треугольник, и, следовательно, следующий пик тока остается низким.
Перед открытием звездообразного контактора четвертый (переходный контактор) K4M замыкает цепь двигателя через резисторы в треугольнике. Это предотвращает прерывание тока двигателя во время переключения и скорость двигателя остается практически постоянной.
Впоследствии дельта-контактор K2M создает окончательное состояние переключения и выбрасывает переходный контактор K4M.
Непрерывный запуск Star-Delta
Калибровка управления:
- Основной контактор K1M 0, 58 Т.е.
- Дельта-контактор K2M 0, 58 Т.е.
- Стартовый контактор K3M 0.58 Т.е.
- Переходный контактор K4M тип. 0, 27 Т.е. (в зависимости от переходного тока)
-
Переходные резисторы типа. 0, 35
,
0, 4 Ue / Ie
Стартовый контактор должен иметь те же размеры, что и основной и дельта-контактор, и это отличается от нормального соединения звезда-треугольник, поскольку он должен отключать ток звезды электродвигателя и переходного резистора. В резисторах протекает ток около 1, 5 токов. Следовательно, требуется более высокая производительность переключения.
Те же рекомендации для пускателей с нормальной звездой применяются к соединению с двигателем, работе контактора (соединение отличается из-за активации переходных контакторов), защиты двигателя и калибровки теплопроводника.
Вернуться к методам запуска Star-Delta ↑
Ссылка // Основы практической работы. Двигатель, начиная с Rockwell Automation