Przewodnik po rozruszniku DOL: okablowanie, wartości znamionowe prądu i wybór przekaźnika sterującego

Pompa głębinowa o mocy 7,5 kW wyłącza wyłącznik podajnika po raz trzeci w tym miesiącu. Uzwojenia testują dobrze, izolacja jest czysta, a prąd jałowy znajduje się tam, gdzie powinien. Usterka leży w panelu startowym: za mały stycznik, zbyt duże obciążenie lub układ bezpośredniego podłączenia do obciążenia, które nigdy nie powinno go mieć.

W przypadku większości trójfazowych silników klatkowych o mocy od 0,37 kW do 15 kW obwód rozrusznika DOL jest nadal najprostszym, najtańszym i najbardziej sprawnym rozwiązaniem, pod warunkiem, że spełnione są dwa warunki. Zasilanie musi być w stanie pochłonąć rozruch bez przeciągania napięcia na zaciskach poniżej progu zatrzymania stycznika, a napędzane obciążenie musi tolerować twardy, niekontrolowany rozruch. Wszystko poniżej dotyczy testowania tych dwóch warunków przed zamówieniem części.

Co robi starter DOL w ciągu pierwszych dwóch sekund

Rozrusznik bezpośredni robi dokładnie jedną rzecz: przykłada pełne napięcie sieciowe do stojana poprzez stycznik. Nie ma stopnia obniżonego napięcia, odczepu transformatora ani rampy półprzewodnikowej. W chwili zasilenia cewki na zaciskach silnika pojawia się napięcie 380 V lub 415 V, a wirnik przyspiesza tak szybko, jak pozwala na to bezwładność obciążenia.

To nie jest wada. W momencie załączenia poślizg jest równy jeden, a wirnik klatkowy zachowuje się jak zwarty wtórny transformator. Prąd jest odpowiednio duży. Silnik znamionowy IEC zazwyczaj pobiera prąd zablokowanego wirnika od sześciu do ośmiu razy większy od prądu pełnego obciążenia, przy współczynniku mocy bliskim 0,3, co oznacza, że ​​większość tego udaru ma charakter bierny i powoduje rzeczywiste uszkodzenie napięcia sieciowego, a nie samego silnika.

Strona równania dotycząca momentu obrotowego jest bardziej przyjazna. Przy pełnym napięciu moment rozruchowy zwykle waha się pomiędzy 1,5 a 2,5-krotnością momentu pełnego obciążenia, w zależności od konstrukcji wirnika. Na tym polega zawód rozrusznika DOL: duży moment obrotowy, potężny prąd.

W praktyce oznacza to, że rozrusznik bezpośredni jest właściwym rozwiązaniem, gdy zasilanie jest w stanie wytrzymać przepięcie, a obciążenie nie wymaga łagodnego rampowania. Jest to błędne rozwiązanie, gdy oba są fałszywe, i jest to rzut monetą, gdy tylko jedno jest fałszywe.

Wewnątrz panelu: które części ulegają awarii jako pierwsze

Większość awarii DOL nigdy nie dociera do silnika. Jeden element poddaje się jako pierwszy i zabiera ze sobą sąsiedni obwód.

• Stycznik: włącza i wyłącza silnik przy pełnym napięciu. Przystosowany do pracy w trybie AC-3, z obciążalnością prądową styków obejmującą zarówno prąd rozruchowy, jak i roboczy.
• Przekaźnik termiczny: wyłącza się w przypadku utrzymującego się nadmiernego prądu, a nie w przypadku normalnego udaru rozruchowego. Jego klasa wyzwalania decyduje, ile sekund sześciokrotnego prądu będzie tolerować.
• MCB lub bezpiecznik: obsługuje zabezpieczenie przed zwarciem, co różni się od zabezpieczenia przed przeciążeniem. Koordynacja między nimi jest najczęściej pomijaną kontrolą.
• Przyciski uruchamiania i zatrzymywania: tanie części o największej liczbie przełączeń i pierwsze, które utleniają się w zakurzonych lub wilgotnych pomieszczeniach.
• Przekaźnik sterujący: łączy sygnały zdalne, timery i blokady z cewką stycznika. W miarę wzrostu paneli, w tym miejscu koncentrują się sporadyczne uszkodzenia.

Obwód sterujący to niedoceniana połowa rozrusznika. Mały przekaźnik pośredni lub a przekaźnik elektromagnetyczny ogólnego przeznaczenia pozwala cienkiemu kablowi sterującemu napędzać ciężką cewkę stycznika, a styki przekaźnika przejmują zużycie przełączające zamiast cewki.

Napięcie cewki, wartość znamionowa styku i to, czy przekaźnik oferuje ręczną dźwignię testową, mają większe znaczenie niż nagłówek arkusza danych. W panelach z kilkoma silnikami moduły montowane na szynie DIN eliminują potrzebę okablowania poszczególnych podstaw przekaźników i sprawiają, że wymiana zajmuje dziesięć sekund.

Moduł przekaźnika MCYF3, moduł przekaźnika szynowego 14F, przemysłowy moduł przyłączeniowy 14F 16A. W zastosowaniach przemysłowych wymagających dużej gęstości mocy i scentralizowanego sterowania na dużą skalę, seria modułów przekaźnikowych MCYF3 stanowi modułowe rozwiązanie o większej wydajności... Zobacz produkt →

Poniższa tabela podsumowuje, o co faktycznie prosi się każdą część i gdzie zwykle kończy się to niepowodzeniem.

Ile prądu naprawdę ciągnie start DOL

Poniższa tabela porównuje wielokrotność rozruchu czterech popularnych metod rozruchu w tej samej skali, więc różnica między bezpośrednim rozruchem liniowym a kontrolowanym narastaniem jest widoczna na pierwszy rzut oka.

Długości słupków podano w jednej wspólnej skali, więc słupek 6,0x jest w rzeczywistości trzy razy dłuższy niż słupek 2,0x, a nie stylizowany wycisk. Bezpośredni rozruch silnika o mocy 11 kW przy napięciu 415 V oznacza przepływ około 130 A przez pierwszą lub dwie sekundy, co wystarcza do migotania oświetlenia na tej samej tablicy rozdzielczej. Układ gwiazda-trójkąt obniża to do około jednej trzeciej, zasilając każde uzwojenie napięciem sieciowym wynoszącym 58 procent w fazie rozruchu. Softstarter osiąga podobną redukcję poprzez kontrolę kąta fazowego, osiągając mniej więcej połowę pełnego napięcia rozruchowego. Przemiennik częstotliwości najtrudniej ze wszystkich ogranicza prąd, utrzymując go w pobliżu 1,5-krotności prądu roboczego, ale moment obrotowy dostępny przy niskiej częstotliwości jest odpowiednio niewielki. Praktyczną konsekwencją jest to, że wybór nigdy nie dotyczy wyłącznie rozruchu, ponieważ każde zmniejszenie prądu opłaca się zmniejszonym momentem rozruchowym i dodatkowymi kosztami sprzętu.

Bieżący profil, który faktycznie widzi Twoja ochrona

Wielokrotności rozruchu opisują pojedynczą chwilę. Przekaźnik przeciążeniowy reaguje na kształt całego rozruchu, dlatego krzywa prądu w funkcji czasu jest bardziej użytecznym narzędziem projektowym niż pojedyncza liczba.

Krzywa ciągła pokazuje, co się dzieje, gdy na stojan w jednym kroku dotrze pełne napięcie, a krzywa przerywana pokazuje, że ten sam silnik został uruchomiony w układzie gwiazda-trójkąt. Bezpośredni ślad linii przeskakuje prawie pionowo do sześciokrotnego prądu roboczego, a następnie zanika płynnie w miarę zmniejszania się poślizgu i wirnika doganiającego pole wirujące. Wykres gwiazda-trójkąt utrzymuje się na płaskim plateau przez pierwsze trzy sekundy na poziomie prawie dwukrotnym, a następnie wzrasta do prawie 5,8-krotności w momencie przejścia od gwiazdy do trójkąta. Ten impuls przejściowy jest częścią, o której większość ludzi zapomina i to właśnie w tym miejscu nastąpi marginalne przeciążenie termiczne, mimo że początkowy start wyglądał komfortowo. Poziome pasmo od mniej więcej dwu do sześciokrotnego natężenia prądu, utrzymujące się przez osiem do dziesięciu sekund, to okno projektowe, w którym przeciążenie klasy 10 ma przetrwać. Kiedy przyspieszanie trwa dłużej niż w tym oknie, ponieważ obciążenie ma dużą bezwładność lub zasilanie jest słabe, w tej zadziała to samo ustawienie przekaźnika, które działało w poprzedniej maszynie.

Zasady wymiarowania i obciążenia, które je łamią

Moc silnika z tabliczki znamionowej jest punktem wyjścia do doboru rozmiaru, a nie odpowiedzią. Poniższa tabela przedstawia, co zasilacz 415 V może w rozsądny sposób wytrzymać przy bezpośrednim rozruchu, przy założeniu transformatora o odpowiedniej mocy i przewodzie zasilającym o zwykłej długości.

Dostępność momentu obrotowego decyduje wówczas, czy strona elektryczna jest w ogóle istotna. Poniższy wykres normalizuje moment rozruchowy do rozruchu przy pełnym napięciu, więc słupek przy 100 oznacza, że ​​silnik wytwarza dokładnie tyle, ile wytworzyłby w poprzek linii.

Moment obrotowy spada z kwadratem przyłożonego napięcia, dlatego też rozruch przy obniżonym napięciu kosztuje więcej siły pociągowej, niż ludzie się spodziewają. Gwiazda-trójkąt zapewnia tylko około jednej trzeciej momentu obrotowego przy pełnym napięciu, co jest wartością odpowiednią dla pomp odśrodkowych i wentylatorów, ponieważ sam moment obciążenia rośnie wraz z kwadratem prędkości. Rozpada się w pompach wyporowych, sprężarkach śrubowych i w pełni obciążonych przenośnikach, gdzie ładunek wymaga niemal pełnego momentu obrotowego od prędkości zerowej. Softstarter ustawiony na agresywne ograniczanie prądu zachowuje się w ten sam sposób, zamieniając przyspieszenie na niższe zapotrzebowanie szczytowe. Rozruch autotransformatora znajduje się pomiędzy nimi, zapewniając około 42 procent pełnego momentu obrotowego przy 65 procentowym kranie, zwiększając jednocześnie koszty i objętość panelu. Kiedy obciążenie rzeczywiście potrzebuje pełnego momentu rozruchowego, a zasilanie nadal nie jest w stanie wytrzymać rozruchu, uczciwą odpowiedzią jest zwykle przetwornica częstotliwości, a nie mądrzejszy układ styczników.

Dopasowanie metody rozruchu do obciążenia

Sama moc silnika nie decyduje o wyborze rozrusznika. Poniższe porównanie ocenia cztery metody według kryteriów, które faktycznie wpływają na decyzje panelu, przy czym wyższy wynik oznacza lepszą wydajność w tym wymiarze.

Czerwony wielokąt należy do startera bezpośredniego i jest najbardziej przekrzywionym kształtem na wykresie. Uzyskuje najlepsze wyniki pod względem kosztów początkowych, prostoty okablowania, momentu rozruchowego i łatwości konserwacji, ponieważ stycznik i przekaźnik przeciążeniowy nie zawierają prawie niczego, co mogłoby zostać błędnie skonfigurowane. Osiąga najniższe wyniki w zakresie kontroli rozruchu i ta pojedyncza słabość dyskwalifikuje go w przypadku słabych zasilaczy i dużych silników. Niebieski kształt gwiazdy i trójkąta jest bardziej zrównoważony, ale nigdy nie osiąga szczytu na żadnej osi i dodaje do panelu trzy styczniki oraz timer. Bursztynowy softstarter najlepiej radzi sobie z kontrolą rozruchu, rezygnując jednocześnie z momentu obrotowego i prostoty. Zielony przemiennik częstotliwości wygrywa pod względem kontroli rozruchu i dorównuje momentowi obrotowemu bezpośrednio w sieci, ale jest najdroższy i najbardziej wymagający w utrzymaniu. Czytając wykres jako całość, bezpośrednie działania wygrywają wszędzie tam, gdzie podaż jest sztywna, a każda inna metoda istnieje, aby naprawić konkretną słabość, a nie być ogólnie lepszą.

Typowe błędy, które skracają życie startera

1. Ustawienie przeciążenia termicznego na prądzie znamionowym bez uwzględnienia temperatury otoczenia panelu. W pomieszczeniu o temperaturze 55 stopni Celsjusza ten sam przekaźnik zadziała wcześniej, a operator będzie go ciągle resetował.
2. Wybór stycznika o wartości znamionowej AC-1 zamiast AC-3. Indukcyjne przerwanie obwodu silnika powoduje erozję styków znacznie szybciej niż przełączanie obciążenia rezystancyjnego przy tym samym prądzie.
3. Zamontowanie cewki sterującej 230 V i zasilanie jej z obwodu sterującego 400 V. Cewka przepala się, a wymiana zwykle następuje po zatrzymaniu linii produkcyjnej na zmianę.
4. Przekroczenie sześciu uruchomień na godzinę bez obniżenia parametrów znamionowych. Zarówno styczniki, jak i przekaźniki przeciążeniowe kumulują zmęczenie cieplne, a awaria pojawia się miesiące później, a nie natychmiast.
5. Uruchomienie rozrusznika bezpośredniego bez sprawdzania mocy transformatora i długości linii zasilającej. Jeśli podczas rozruchu napięcie na zaciskach spadnie poniżej około 85 procent, stycznik może spaść w połowie przyspieszania i ponownie włączyć się do silnika, który wciąż się obraca.

Kolejność rozmiarów ma większe znaczenie niż wybór marki. Oblicz prąd rozruchowy, jaki może przyjąć zasilanie, potwierdź moment obciążenia, jaki zapewni metoda, a dopiero potem wybierz stycznik, przekaźnik przeciążeniowy i przekaźnik sterujący, które odpowiadają tej decyzji. Na tym etapie dopasowywania parametrów mamy do czynienia z prawie trzydziestoletnim doświadczeniem w produkcji przekaźników, opisanym na naszej stronie o stronie , został zbudowany. Rozrusznik bezpośredni, dopasowany do silnika, jest najbardziej ekonomicznym i niezawodnym rozwiązaniem do sterowania silnikiem. Ta, która tego nie robi, to po prostu maszyna do wypalania kontaktów.

Przekaźnik CYF3, przekaźnik SPDT, JQX-14F, przekaźnik 16A 250VAC, przekaźnik 8PIN PCB 0,54W. Przekaźnik mocy 14F Spośród wielu przekaźników małej mocy, przekaźnik CYF3 wyróżnia się wyjątkową obciążalnością i zwartą budową. Zachowując niewielkie rozmiary, ten przekaźnik oferuje... Zobacz produkt →