Устройства плавного пуска (УПП) стали неотъемлемой частью промышленных систем, обеспечивая защиту двигателей и механизмов от перегрузок в момент пуска. Однако, когда речь заходит о реверсе (изменении направления вращения), возникает путаница. Некоторые могут ошибочно считать, что УПП могут менять направление так же легко, как частотные преобразователи. На самом деле это не так.
УПП — не частотный преобразователь
Чтобы понять, почему УПП не реверсируют двигатель самостоятельно, важно осознать их ключевое отличие от частотных преобразователей (ЧП).
- УПП регулирует только напряжение, плавно повышая его в момент пуска, чтобы снизить пусковой ток.
- ЧП регулирует и напряжение, и частоту, что позволяет ему полностью управлять двигателем и безопасно менять направление вращения, даже если он еще не остановился.
В отличие от ЧП, УПП не имеет встроенной возможности изменять чередование фаз.
Реверс в УПП: только через внешние контакторы
Современные продвинутые модели УПП, такие как ABB PSTX, действительно имеют функцию реверса. Но это не означает, что они делают это самостоятельно. Эта функция — лишь встроенная логика управления внешними контакторами.
- УПП подает сигнал на внешние контакторы, которые физически переключают две из трех фаз, идущих к двигателю.
- После переключения фаз, УПП берет на себя управление и обеспечивает плавный пуск уже в обратном направлении.
Модели УПП попроще не имеют даже встроенной логики. Для их реверсирования требуется создавать отдельную, более сложную схему управления.
Почему двигатель нужно полностью остановить?
Главное правило при реверсировании с УПП — двигатель должен быть полностью остановлен, прежде чем будет включено обратное вращение. Эту норму подтверждает и стандарт МЭК 60947-4-2.
Существуют три основные причины этого требования:
- Токовые броски. Если подать обратное напряжение на вращающийся двигатель, возникает огромный бросок тока (так называемое торможение противовключением), который может быть в 2-3 раза выше номинального. Это опасно для УПП, двигателя и всей электросети.
- Экстремальные механические нагрузки. Резкий противоток создает колоссальные напряжения на валу двигателя, редукторе, ремнях и других механических элементах, что может привести к их мгновенной поломке.
- Безопасность. Неконтролируемая остановка и последующий пуск на высокой скорости могут привести к авариям и создать угрозу для персонала.
Как гарантировать остановку?
Полагаться на естественный выбег двигателя нельзя. Для надежного реверса используются следующие методы:
- Механический тормоз. Самый надежный способ. Он мгновенно останавливает вал и исключает инерционное вращение.
- Датчики скорости. Специальные датчики, которые подтверждают, что скорость вращения упала до нуля, и только после этого дают разрешение на реверс.
- Временная задержка. Самый простой, но наименее надежный метод. После отключения питания схема выжидает определенное время, считая, что этого достаточно для полной остановки двигателя. Он подходит только для систем с постоянной нагрузкой.
Итог
Устройства плавного пуска могут использоваться в реверсивных схемах, но они не являются законченным решением «все в одном». Для безопасной и надежной работы двигатель необходимо полностью остановить с помощью внешних средств перед включением реверса.
Как гласит стандарт МЭК 60947-4-2, «вращение в двух направлениях может также выполняться реверсированием фаз внутри контроллера или пускателя. Требования к выполнению данной операции могут отличаться в зависимости от способа применения. В связи с этим данная операция должна быть согласована между изготовителем и потребителем».
Таким образом, если ваша задача — получить интегрированное решение для плавного пуска, регулирования скорости и реверса в одном устройстве, ваш выбор — это частотный преобразователь. В остальных случаях, реверс с УПП — это комплексное решение, которое требует правильной реализации и согласования.
Список использованной литературы
- ABB 1SFB536005G5021 Application diagram In Line with reversing PSE18...370
- ГОСТ IEC 60947-4-2-2017 Контакторы и пускатели электродвигателей. Полупроводниковые контроллеры и пускатели для электродвигателей переменного тока.
- ГОСТ IEC 60947-4-2-2023 Контакторы и пускатели электродвигателей. Полупроводниковые контроллеры и пускатели для электродвигателей переменного тока
- Устройства плавного пуска типа PSTX30…PSTX1250 Руководство по установке и вводу в эксплуатацию
- Устройства плавного пуска SFC Руководство по эксплуатации