Russian 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
В крупных промышленных предприятиях, таких как металлургическая, горнодобывающая и химическая промышленность, широко используются двигатели переменного тока мощностью от нескольких сотен киловатт до нескольких мегаватт. Однако процесс их запуска редко осуществляется методом «пуска при полном напряжении»; вместо этого обычно используются устройства плавного пуска. Почему такие большие двигатели переменного тока не могут запускаться напрямую от источника питания, как небольшие бытовые двигатели? Какую решающую роль играет устройство плавного пуска в процессе запуска?
Основная причина, по которой крупным промышленным двигателям переменного тока необходимы устройства плавного пуска, заключается в несоответствии между их собственными пусковыми характеристиками и промышленной системой электропитания. Устройства плавного пуска решают многочисленные проблемы, возникающие при пуске под полным напряжением, путем мягкой регулировки параметров пуска, которые можно анализировать с трех точек зрения: самого двигателя, системы электропитания и производственного процесса.
1. Предотвращение пускового тока и защита обмоток и изоляции двигателя.
Пусковой ток (также известный как ток пробоя) двигателя переменного тока в 5-7 раз превышает его номинальный ток. Эта характеристика обусловлена электромагнитным принципом в момент запуска двигателя: при запуске ротор еще не вращается, скорость, с которой обмотки статора пересекают магнитное поле, равна нулю, и противо-ЭДС еще не возникла. В это время обмотки полагаются только на собственное сопротивление для ограничения тока, а сопротивление постоянного тока обмоток двигателя обычно чрезвычайно мало, что приводит к резкому скачку тока. Для небольших двигателей (например, двигателей вентиляторов мощностью в несколько сотен ватт) этот кратковременный пусковой ток не вызовет очевидных повреждений. Однако обмотки больших двигателей толще и имеют больше витков, и огромный пусковой ток создаст сильную электрическую силу, которая может вызвать деформацию обмоток и локальный пробой изоляционного слоя. Одновременно с этим, тепловое воздействие тока вызовет мгновенное повышение температуры обмотки, ускоряя старение изоляции и сокращая срок службы двигателя.
Устройства плавного пуска постепенно увеличивают напряжение, подаваемое на обмотки статора двигателя, с помощью силовых электронных компонентов, таких как тиристоры и IGBT-транзисторы, что приводит к медленному увеличению скорости вращения ротора и, соответственно, к постепенному формированию противо-ЭДС. Таким образом, пусковой ток контролируется в диапазоне 1,5-2,5 кратного номинального тока, что предотвращает повреждение конструкции двигателя и изоляции из-за резкого увеличения тока.
2. Стабилизация напряжения в электросети и предотвращение влияния на работу другого оборудования.
Пусковой ток крупных промышленных двигателей переменного тока при полном напряжении может достигать тысяч или даже десятков тысяч ампер. Такой огромный ток вызовет значительное падение напряжения на импедансе линии электропередачи. Согласно закону Ома, падение напряжения в линии ΔU = I × R (I — пусковой ток, R — импеданс линии). Большое падение напряжения за короткое время вызовет резкое падение напряжения в сети всего цеха или даже производственной зоны. Эти колебания напряжения окажут серьезное воздействие на другое оборудование в той же сети: прецизионные приборы могут иметь погрешности измерений или отключаться из-за нестабильного напряжения; системы освещения мгновенно потускнеют; другие двигатели могут заглохнуть из-за недостаточного напряжения, а затем перегореть обмотки. В промышленных условиях с чувствительными нагрузками (такими как системы управления ПЛК и частотные преобразователи) сильные колебания напряжения в сети также могут вызывать сбои в работе систем управления и приводить к производственным авариям.
Благодаря плавной регулировке выходного напряжения, устройство плавного пуска обеспечивает медленное увеличение пускового тока, эффективно снижая воздействие пускового тока на электросеть, контролируя падение напряжения в сети в допустимых пределах (обычно не более 10%) и обеспечивая стабильность напряжения в сети и нормальную работу другого электрооборудования.
3. Снижение механических повреждений и защита трансмиссионной системы и производственного процесса.
Крупные двигатели переменного тока обычно приводят в движение тяжелые нагрузки, такие как вентиляторы, водяные насосы, дробилки и конвейеры. При пуске под полным напряжением скорость вращения двигателя мгновенно возрастает с нуля до номинальной, вызывая сильное механическое воздействие на оборудование. Это воздействие влияет на компоненты трансмиссии, такие как муфты, редукторы и подшипники, вызывая сильный износ, ослабление или даже поломку компонентов, что увеличивает затраты на техническое обслуживание оборудования и время простоя. В то же время механическое воздействие также влияет на стабильность производственного процесса: например, в химической промышленности внезапный пуск водяного насоса может вызвать резкое повышение давления в трубопроводе, что приведет к его разрыву или утечке среды; в горнодобывающей промышленности мгновенный удар дробилки может вызвать засорение материала и повлиять на эффективность производства.
Устройство плавного пуска обеспечивает плавное увеличение скорости двигателя с нуля, а также медленный запуск нагрузочного оборудования, что предотвращает возникновение механических ударов, продлевает срок службы трансмиссионной системы и обеспечивает непрерывность и стабильность производственного процесса.
Краткое содержание
Устройство плавного пуска крупных промышленных двигателей переменного тока — это не просто вспомогательное оборудование, а ключевой элемент, решающий проблему несоответствия пусковых характеристик двигателя и промышленной системы. Благодаря трем основным функциям — подавлению токовых ударов, стабилизации напряжения в электросети и смягчению механических воздействий — оно не только обеспечивает безопасную работу двигателя и связанного с ним оборудования, но и гарантирует стабильность производственного процесса. Это важная гарантия безопасной и эффективной работы двигателей переменного тока в крупных промышленных условиях.
