Центробежный вентилятор
Вентиляторы обычно имеют большой момент инерции из-за большого махового колеса. Некоторые вентиляторы можно запускать с пониженным крутящим моментом нагрузки, с закрытой заслонкой. Это пуск без нагрузки, который проходит проще (быстрее), но из-за высокого момента инерции время пуска может быть достаточно большим.
Прямой пуск
Высокий момент инерции вентиляторов приводит к большему времени запуска. В сочетании с большим пусковым током при прямом пуске это может привести к серьезному падению напряжения в сети, что может негативно повлиять на другое оборудование.
Центробежные вентиляторы очень часто приводятся в движение одним или несколькими приводными ремнями. Во время прямого пуска эти ремни склонны к проскальзыванию. Это происходит потому, что пусковой момент двигателя в на-чале слишком высок, а ремни не в состо-янии передать такое усилие. Эта типичная проблема приводит к высоким затратам на техническое обслуживание, а также к производственным потерям, которые возникают при необходимости останавливать производство для замены ремней и подшипников.
Пуск по схеме звезда/треугольник (Y/D)
Пускатель по схеме звезда/треугольник обеспечивает более низкий пусковой момент. Тем не менее, из-за того, что крутящий момент нагрузки возрастает пропорционально квадрату скорости, при подключении звездой крутящий момент двигателя не будет достаточно высоким, чтобы разогнать вентилятор до номинальной скорости.
При переключении на треугольник будут протекать пиковые токи, значения которых часто равны или превышают значения при прямом пуске, что снова вызовет скольже-ние ремней. Можно уменьшить скольжение путем сильного натяжения ремней. Но это вызовет высокие механические нагруз-ки на подшипники в двигателе и вентиляторе, а соответственно — высокие затратами на техническое обслуживание.
Устройство плавного пуска
Решить проблему с скольжением рем-ней можно, уменьшив пусковой момент двигателя во время пуска. При использовании устройства плавного пуска АББ напряжение в начале пуска снижается до низкого значения. Затем оно постепенно увеличивается, чтобы запустить вентилятор. Устройство плавного пуска предоставляет возможность настройки параметров, что позволяет соответствовать любым начальным условиям, например, при пуске без нагрузки и пуске под высокой нагрузкой. Использование устройства плавного пуска позволяет уменьшить пусковой ток при пуске двигателя и тем самым избежать падения напряжения в сети.
Некоторые устройства плавного пуска имеют встроенные механизмы защиты от недогрузки, которые определяют падение тока, вызванное разрывом ремня, и останавливают двигатель в целях предотвращения дальнейших повреждений.
Выбор устройства плавного пуска
Вентилятор обычно оборудован большим маховым колесом с большим моментом инерции, из-за чего пуск проходит под высокой нагрузкой. Выберите устройство плавного пуска на один размер больше, чем размер двигателя в кВт.
Т. к. большое маховое колесо вентилятора увеличивает время, необходимое для останова вентилятора, в данной схеме запрещается использовать плавный останов.
Рекомендуемые базовые настройки:
- Плавный пуск: 10 сек.
- Плавный останов: 0 сек.
- Начальное напряжение: 30 %
- Уровень ограничения тока: 4 * Ie
Существует много различных типов насосов, например, поршневые, центробежные, винтовые насосы и т. д. Наиболее распространенный вариант — это центробежный насос, именно он описывается в данной главе.
Прямой пуск
Запуск насоса, как правило, не представляет большой проблемы с точки зрения электроэнергии. Проблема заключается в износе, вызванном волнами гидроудара в системе трубопроводов. Такие волны создаются при пуске двигателя и особенно при слишком быстром останове. Из-за малой массы махового колеса и высокого тормозного крутящего момента насоса прямой останов может привести к резкому останову насоса, что вызовет гидравлический удар и скачки давления. При единичном останове это просто неудобство, но при выполнении нескольких запусков и остановок в час каждый день насосная система будет сильно подвержена износу. Это создает необходимость в обслуживании и ремонте и даже хуже — в незапланированных остановках.
Пуск по схеме звезда/треугольник (Y/D)
При пуске по схеме соединения звезда/треугольник можно уменьшить пусковой крутящий момент. Тем не менее, при подключении обмоток звездой двигателю не хватает крутящего момента, чтобы завершить пуск и достичь номинальной скорости. Квадратичный крутящий момент нагрузки становится слишком высоким для двигателя при достижении ок. 80-85 % номинальной скорости. Чтобы продолжить разгон до максимальной скорости необходимо переключение на треугольник.При переключении на треугольник контактор «звезда» размыкается, а контактор «треугольник» — замыкается. Однако, для предотвращения короткого замыкания необходима задержка в 50 мс между размыканием контактора «звезды» и замыканием контактора «треугольника». За это время дуга успевает исчезнуть. К сожалению, из-за высокого тормозного крутящего момента насоса двигатель в это время будет замедляться. В нем все еще будет присутствовать магнитное поле, и при замыкании контактора «треугольника» разность потенциалов между сетью и двигателем может быть в два раза больше напряжения сети, достигая 800В в сети с номинальным напряжением 400 В.Такое высокое напряжение создаст огромный выброс тока, который, воз-можно, превысит пик намагниченности при прямом пуске. Также появится огромный пиковый крутящий момент, который после нескольких пусков может повредить соединениям между осью двигателя и нагрузкой.Кроме того, единственный возможный способ останова насоса — прямой останов, который создает ту же проблему с гидроударом и скачками давления, как и прямой пуск.
Устройство плавного пуска
При использовании устройства плавно-го пуска АББ напряжение при разгоне двигателя снижается, в результате чего снижается крутящий момент. В это вре-мя устройство плавного пуска увеличивает напряжение, поэтому двигатель получает достаточно мощности, чтобы разогнать насос до номинальной скорости без скачков крутящего момента или тока.
Устройство плавного пуска также подходит и для плавного останова. Устройство плавного пуска равномер-но регулирует напряжение, что снижает проблемы с гидроударами, но такого решения недостаточно для многих насосных систем.
Решение заключается в использовании устройства плавного пуска с функцией управления крутящим моментом для снижения крутящего момента и оста-нова двигателя наиболее оптимальным способом, позволяющим полностью избежать гидроудара.
Кроме того, некоторые устройства плавного пуска имеют встроенные механизмы защиты от недогрузки, ко-торые определяют холостую работу насосов, запускают заблокированные насосы и благодаря системе защиты от заторможенного ротора позволяют предотвратить ущерб, причиняемый насосам при заклинивании во время работы.
Выбор устройства плавного пуска
Насос, как правило, имеет очень малое маховое колесо с низким моментом инерции. Это обеспечивает возмож-ность нормального запуска, поэтому устройство плавного пуска можно выбирать по значению мощности. Если в час производится более 10 пусков, то рекомендуется применять устройство плавного пуска на один размер больше.
Рекомендуемые базовые настройки:
- Плавный пуск: 10 сек.
- Плавный останов: 10 - 20 сек.
- Начальное напряжение: 30 %
- Режим останова: управление крутящиммоментом
- Уровень ограничения тока: 3.5 * Ie
