Устройства плавного пуска (УПП) MSF 2.0
Устройства плавного пуска (УПП) MSF 2.0 — тири-сторные устройства, главной задачей которых является обеспечение плавного пуска и останова электродвигателя. Управляя напряжением в каждой фазе, УПП серии MSF 2.0 обеспечивают наиболее удобные и безопасные режимы пуска и останова электродвигателя, а также значительную экономию электроэнергии. Являясь высокоинтеллектуаль-ными приборами, УПП серии MSF 2.0 обеспечивают полный набор функций защиты, измерения, диагностики и связи, многие из которых являются революционными.
Устройство плавного пуска MSF 2.0 делает ненужны-ми дополнительные устройства, такие как температурные реле, реле контроля фаз, автоматы защиты двигателя, что в свою очередь уменьшает число компонентов системы, со-кращает место для ее монтажа и упрощает сервис. Все эти свойства приводят к снижению затрат на установку и об-служивание.
Несмотря на компактность устройств плавного пу-ска серии MSF 2.0, они предоставляют полный набор функций управления пуском/остановом, защиты, из-мерения, диагностики и связи для Вашего электро-привода. Устройства плавного пуска делает ненужны-ми дополнительные устройства, такие как температур-ные реле, измерители и устройства связи, что, в свою очередь, уменьшает число компонентов системы, сокращает место для ее монтажа и упрощает сервис. Все эти свойства приводят к снижению затрат на установку и обслуживание.
Устройства плавного пуска MSF 2.0 просты в использо-вании, поскольку требуется установить только девять па-раметров в меню «быстрой установки». Впоследствии вы можете настроить до 160 параметров для более полного использования возможностей прибора.
Область применения
Асинхронные электродвигатели являются самыми рас-пространенными устройствами, применяемыми в промыш-ленности. Часто из-за выхода из строя или неправильной работы этого оборудования появляется необходимость прерывать технологические (производственные) процес-сы. Как следствие, стоимость выпускаемой продукции рас-тет, что может привести к нерентабельности производства и простоям дорогостоящего оборудования.
Возможности устройства плавного пуска MSF 2.0 де-лают его идеальным решением для пуска, управления, за-щиты и диагностики как двигателя, так и приводимого им
- движение механизма и технологического процесса. Из-за больших капиталовложений и необходимости обеспечить бесперебойность технологического процесса существует потребность в постоянной защите и контроле оборудова-ния. Это относится к цепям, редукторам, клапанам, акти-ваторам, конвейерам, мельницам и пилам, которые под-вержены перегрузкам и недогрузкам и требуют контроля величины нагрузки.
Преимущества
Уникальные функции, встроенные в устройство плавно-го пуска MSF 2.0 значительно снижают стоимость эксплуа-тации для большинства применений.
Все функции в одном приборе
Устройство плавного пуска объединяет в себе важные функции, которые делают данный прибор уникальным по сравнению с традиционными устройствами плавного пуска
- позволяют максимально эффективно управлять техноло-гическим процессом. Среди новых функциональных воз-можностей серии 2.0 можно выделить:
- автоперезапуск для всех сигналов в случае неисправности;
- управление моментом (установка по умолчанию) может быть применено вместе с установкой ограни-чения тока для специальных применений;
- масштабирование аналогового выхода с установкой мин. / макс. значений ;
- 4 набора параметров;
- электронный мониторинг нагрузки на валу;
- пуск вращающегося двигателя («летящий пуск»);
- универсальные входы–выходы;
- 2 входа для пуска и 2 выхода для внешних контакто-ров — возможность управления байпасным контакто-ром или контактором реверса;
- 4 цифровых программируемых входа;
- 3 программируемых реле;
- функциональные возможности аналогового пуска/ останова: пуск при одном уровне сигнала, останов — при другом.
Методы пуска и останова пускателей серии MSF 2.0
Управление напряжением |
|
Ток, (А) |
|
Этот метод управления используется достаточно ча- |
|
||
|
|
||
сто. Пускатель обеспечивает плавный пуск, но не имеет |
|
|
|
обратной связи по току или моменту. Пускатель равномер- |
|
|
|
но увеличивает и снижает напряжение до номинала нужно |
|
|
|
просто задать время. Время пуска: 1–60 с, время останова: |
|
|
|
1–120 с. Типичные установочные параметры для оптими- |
|
|
|
зации пуска: начальное напряжение, время пуска, двойной |
|
|
|
наклон кривой разгона. |
|
|
|
Управление током |
|
ТПН* |
|
|
|
||
Изменение напряжения может происходить при ограни- |
|
Время |
|
чении тока. В этом случае при достижении током заданного |
|
|
|
|
|
||
предела нарастание напряжения прекращается. Уровень |
|
|
|
ограничения является основным параметром пуска и уста- |
|
Ток, (А) |
|
навливается пользователем в зависимости от конкретного |
|
||
применения. Задается величина тока, которую пускатель |
|
|
|
в процессе разгона не превысит ни при каких условиях, |
|
|
|
вплоть до останова и выдачи сигнала об аварии. Эта функ- |
|
|
|
ция особенно актуальна в местах, где мощность подстан- |
|
Ограничение |
|
ции, генератора или просто силового кабеля ограничена. |
|
||
|
|
тока |
|
Управление моментом |
|
ТПН* |
|
Это наиболее удобный способ запуска двигателей. В от- |
|
|
|
личие от методов управления напряжением и током, в этом |
|
Время |
|
случае устройство плавного пуска следит за необходимым |
|
||
|
|
||
значением момента, обеспечивая пуск с минимальным |
|
|
|
|
|
||
значением тока. Главным преимуществом использова- |
|
|
|
ния пуска с управлением моментом является более тща- |
|
|
|
|
Ток, (А) |
||
тельный контроль пуска и останова механизма, что дает |
|
||
|
|
||
дополнительное преимущество в снижении тока в среднем |
|
|
|
на 20 % по сравнению с традиционными устройствами |
|
|
|
плавного пуска, использующими только разгон по напря- |
|
|
|
жению. |
|
|
|
Использование замкнутой по моменту системы дает ли- |
|
|
|
нейный график разгона. |
|
|
|
Пуск с управлением током не дает линейного переходно- |
|
|
|
го процесса, который оказывается очень важным во многих |
|
ТПН* |
|
применениях. Например, останов насоса при нелинейной |
|
|
|
кривой замедления приводит к гидравлическому удару. |
|
Время |
|
Простое нарастание напряжения не имеет обратной |
|
|
|
|
|
||
связи по моменту, что приводит к броскам тока и нелиней- |
ТПН* – ток полной нагрузки |
||
ным переходным процессам. При управлении током броски |
|||
|
|
||
тока ограничены, однако он имеет более высокое значение |
|
|
|
и протекает в течение более длительного времени по срав- |
|
|
|
нению с методом управления моментом. |
|
|
|
Характеристика разгона, имеющая место при управле- |
Ток, (А) |
|
|
|
|
|
||
|
нии моментом, показана на графике «Кривые изменения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пускового тока», откуда видно, как данный метод обеспе- |
6 х Iном. |
|
|
|
|
|
|
MSF 2.0 |
|
чивает более плавный пуск. Таких показателей невозможно |
|
|
|
|
|
6 х Iном. |
|
|
|
5 х Iном. |
|
|
|
|
|
|
||
|
достичь при использовании устройств плавного пуска, ис- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пользующих пуск в функции напряжения. Возможен выбор |
4 х Iном. |
|
|
Снижение пускового тока на 20 % |
|
Пуск в функции |
||
|
между двумя характеристиками — линейной и квадратич- |
|
|
|
с пускателем MSF 2.0 |
|
|
|
|
|
3 х Iном. |
|
|
|
|
3 х Iном. |
напряжения |
||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ной. Правильно организованные пуск и останов с управле- |
2 х Iном. |
|
|
|
|
|
2,3 х Iном. |
|
|
нием моментом дают хорошую линейность тока. Для опти- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мизации такого пуска используются установки начального |
Iном. |
|
|
|
|
|
|
Прямой |
|
и конечного момента. Устройству плавного пуска задается |
|
|
|
|
|
|
Время |
пуск |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
величина крутящего момента, которую он в процессе раз- |
|
|
|
5 с |
10 с |
|
|
|
|
гона не превысит, вплоть до останова и выдачи сигнала об |
Кривые изменения пускового тока |
|
|
|
|
|||
|
аварии. |
ме холостого хода асинхронный электродвигатель потре- |
|||||||
|
|
||||||||
|
Экономия электроэнергии |
бляет около 40 % тока от номинального, эта энергия вы- |
|||||||
|
деляется в виде избыточного тепла. Функция управления |
||||||||
|
Зачастую в процессе работы электродвигателю при- |
коэффициентом мощности позволяет УПП MSF 2.0 эконо- |
|||||||
|
ходится работать продолжительное время с маленькой |
мить значительное количество электроэнергии. Постоян- |
|||||||
|
нагрузкой, иногда даже в режиме холостого хода. В режи- |
но контролируя нагрузку двигателя, устройства плавного |
пуска снижают напряжение на двигателе при низкой на-грузке. Тем самым повышается так называемый коэффи-циент мощности и снижается потребляемая мощность.
этого производится подхват вращающегося двигателя или плавный останов с последующим пуском в заданном направлении.
Отсутствие провалов напряжения
Пусковые токи любого асинхронного электродвигателя могут достигать 5–7 крат от номинала, в свою очередь это приводит к большим нагрузкам на сеть и, следовательно, провалам напряжения. Компания АДЛ предлагает наи-более современное и экономичное решение этой задачи. Снижение пусковых токов в 3–5 раз с помощью устройств плавного пуска MSF 2.0 позволяет значительно разгрузить сеть и полностью исключить провалы напряжения. Кроме того, снижение пусковых токов делает возможным приме-нение коммутационной аппаратуры меньших номиналов.
Увеличение срока службы электродвигателя
Броски токов в момент пуска электродвигателя приводят
- нагреву и, соответственно, преждевременному старению изоляции и нагреву обмоток (см. Правило Монцингера).
Обеспечение плавного пуска и, как следствие, сниже-ние пусковых токов позволяет избежать незапланирован-ных остановов производственного процесса и затрат на ремонт электродвигателя.
Увеличение срока службы механизмов
Еще одно очень неприятное последствие прямого пуска электродвигателя — действие больших ударных нагрузок на механизм. К примеру, проблемой всех высокоинерци-онных механизмов является скорый износ зубчатых колес редуктора из-за ударных нагрузок. Благодаря использова-нию метода управления моментом УПП MSF 2.0 исключают ударные нагрузки на механизмы в момент пуска, отслежи-вая необходимое значение момента и обеспечивая пуск с минимальным значением тока. Использование замкнутой по моменту системы дает линейный график разгона.
Защита от «сухого» хода и кавитации
- процессе работы насоса уровень воды в скважине может опускаться настолько, что насос начинает «заглаты-вать» воздух, такой режим работы называется «сухой» ход, он характеризуется пониженной нагрузкой. Современному насосу для выхода из строя в режиме «сухого» хода доста-точно поработать в течение нескольких секунд. Постоянно измеряя нагрузку на валу электродвигателя, устройство плавного пуска MSF 2.0 остановит насос при резком паде-нии нагрузки, предотвратив тем самым работу насоса в ре-жиме «сухого» хода.
При работе насоса на закрытую заслонку («сухой» ход)
- воде образуется множество воздушных пузырьков (вски-пание жидкости), которые разбивают внутреннюю по-лость насоса и рабочее колесо. Эта проблема называется кавитацией, она характеризуется также пониженной нагрузкой на двигателе. Соответственно, функциональ-ные возможности MSF 2.0 позволяют защитить насос и от кавитации.
Точное позиционирование механизмов
Иногда бывает необходимо обеспечивать точное пози-ционирование механизма, например, при работе гильотин-ных ножниц или при заправке ленты в конвейер. Устройство плавного пуска MSF 2.0 позволяет справиться с этой зада-чей с помощью комбинации функций: медленная скорость
- динамическое торможение постоянным током. Функция медленная скорость позволяет устройству плавного пуска MSF 2.0 ограниченное время вращать двигатель на скоро-сти около 14 % от номинальной.
Плавный пуск механизмов с высоким момен-том трогания
Такие механизмы как дробилки, роторные мельницы
- т. п. иногда бывает тяжело стронуть с места, что делает невозможным запустить двигатель простым увеличением напряжения. Для таких применений в УПП MSF 2.0 зало-жена функция бросок момента. Бросок момента позволяет получать большой ток в течение 0,1–2 с при пуске. По окон-чанию действия этой функции разгон продолжается в соот-ветствии с выбранным режимом пуска.
Толчковый режим и движение в прямом и об-ратном направлениях на медленной скорости
Устройство плавного пуска MSF 2.0 позволяет вра-щать двигатель на медленной скорости в прямом и об-ратном направлениях. Медленная скорость составляет около 14 % от номинальной в прямом направлении и около 9 % — в обратном. Таким образом, например, при заправ-ке ленты в конвейер, когда необходимо движение конвей-ера как в прямом, так и обратном направлениях, отпадает необходимость в использовании реверсивных контакто-ров. К тому же процесс заправки ленты становится более удобным за счет достижения медленной скорости работы конвейера.
Функции защиты
- устройстве плавного пуска MSF 2.0 имеется мощный комплекс функций защиты, который чутко реагирует на следующие события:
- перегрев двигателя / устройства плавного пуска;
- сигнал от внешнего температурного датчика;
- перегрузка / недогрузка механизма;
- дисбаланс фаз;
- перенапряжение;
- снижение напряжения;
- заклинивание ротора;
- большое количество пусков в час;
- пропадание фазы на входе и выходе.
Некоторые из функций защиты, описанных ранее, уникальны, поэтому требуют краткого пояснения:
Быстрый останов
Для применений, в которых обычного снижения напря-жения при останове недостаточно, в устройстве плавного пуска MSF 2.0 имеется функция динамического торможе-ния постоянным током. Эта функция позволяет останавли-вать высокоинерционные механизмы за короткое время.
«Летящий пуск»
При подаче команды на пуск определяется направле-ние вращения вала электродвигателя. Взависимости от
Контроль нагрузки механизма
Уникальность цифровой системы контроля перегрузки
- недогрузки в том, что метод контроля основан на простой
- изящной идее использования двигателя в качестве датчи-ка. Это означает, что в устройство плавного пуска встроен монитор нагрузки, который постоянно вычисляет механи-ческую мощность на валу двигателя. Реагируя на эти изме-нения соответствующим образом, MSF 2.0 предупреждает как аварии оборудования, так и травмы персонала. Подает-
ся сигнал при перегрузке или недогрузке различных меха-низмов.
- помощью этой функции вы можете установить два уровня отключения оборудования, два предупреждающих сигнала, время задержки срабатывания и т. д. для защиты вашей системы. Система слежения намного более точна, чем такая защита. Больше нет необходимости использо-вать такие сложные и дорогостоящие дополнительные устройства, как фрикционные фиксаторы, ограничитель-ные выключатели, предохранительные муфты, фотоэле-менты, датчики уровня, предохранительные элементы, дат-чики для вращения, давления, потока и т. п.
Список событий, хранящийся в памяти УПП MSF 2.0, со-держит данные о возможных причинах отключения:
- неисправность сети;
- перегрев двигателя;
- перегрев устройства плавного пуска;
- заклинивание ротора;
- перегрузка;
- недогрузка;
- дисбаланс фаз;
- перенапряжение;
- снижение напряжения;
- большое количество пусков в час.
Отображение и диагностика |
Преимущества УПП MSF 2.0 были оценены на следующих |
||
Система управления помогает персоналу следить за |
предприятиях: МГУП ГОЗНАК, Челябинский компрессорный |
||
завод, Пензкомпрессормаш, Мозырский НПЗ, Сернокис- |
|||
многими параметрами системы, а при выходе их за допу- |
|||
лотный завод НАК «Казатомпром», МУП Водоканал г. Казань, |
|||
стимые пределы — своевременно узнавать об этом. При |
|||
МУП Водоканал г. Тетюши, буровая компания «Евразия», Бо- |
|||
аварийном отключении оператор может выяснить причины |
|||
гучансая ГЭС, Газпромнефть-Аэро, Каспийский трубопро- |
|||
аварии, просмотрев содержимое памяти прибора. Вот да- |
|||
водный консорциум, Водозабор г. Саранск, ТГК-4 и т.д. |
|||
леко не полный перечень информации, которую можно вы- |
|||
|
|||
вести на дисплей: |
|
||
• ток в трех фазах; |
|
||
• напряжение в трех фазах; |
|
||
• |
мощность в кВт; |
|
|
• |
температурное состояние двигателя; |
|
|
• потребленная энергия в кВт х час; |
|
||
• |
коэффициент мощности; |
|
|
• |
общее время работы. |
|