КАК Увеличить стартовый ток двигателя?
Основа вопроса тут:
www.drive2.ru/c/525063532580963697/
Идея такова .Поменять конденсатор на более емкий. Чтобы был при запуске насоса более мощный рывок который сорвет шнек. Пока делаю в ручную после разбора насоса. Посоветуйте кондер. Насос на фото для примера у меня 1,8 кВт.
Это не мотор постоянного тока, для которого чем больше конденсатор, тем больше он от него проработает.
Здесь ёмкость конденсатора рассчитывается по формулам, и любое её изменение приведёт только к ухудшению характеристик мотора.
Конденсатор нужен для того, чтобы создать сдвиг фаз. Пусковой конденсатор даёт сдвиг фаз при пуске, то есть при большой нагрузке, после чего отключается. Рабочий же рассчитан на работу при номинальной нагрузке. Изменение ёмкости любого из конденсаторов приведёт только к тому, что фазы будут сдвинуты несимметрично, пусковой момент упадёт и двигатель будет греться.
Единственный способ увеличить пусковой момент асинхронного двигателя — использовать частотный преобразователь. Ну или же другой двигатель, если это возможно.
Как увеличить стартовый ток
Вы хотите, чтобы стабилизатор напряжения, источник бесперебойного питания или генератор служили безотказно? Тогда эта статья будет для вас полезна. Одна из основных характеристик бытовых приборов — электрическая мощность на выходе. Она отражает возможность питания подключённой нагрузки. Для правильного выбора стабилизатора напряжения переменного тока, ИБП или генератора нужно знать мощность устройства. Для ее расчета следует подсчитать сумму электрической мощности всех приборов, которые могут быть единовременно подключены. Одно из основных условий долгой и стабильной работы стабилизатора, генератора и ИБП: мощность техники не должна превышать их возможности по выходной мощности. Лучше, чтобы суммарная электрическая мощность электроприборов, которые функционируют одновременно, была на 20 % меньше выходной мощности питающего прибора. Чем меньше стабилизатор или ИБП работает с перегрузкой, тем дольше он служит. В расчете суммарной мощности и состоит основная трудность. В паспорте любого устройства указана мощность в кВт. Вроде бы всё просто: нужно сложить мощность приборов. Но в этом кроется основная ошибка. Приборы, в конструкции которых есть электродвигатели, насосы или компрессоры, в момент запуска дают нагрузку на сеть, превышающую номинал в Такое явление обусловлено наличием пусковых токов. Это же правило относится к приборам, в состав которых входят инерционные компоненты или элементы, физические свойства которых в момент запуска отличаются от их обычных значений при эксплуатации. Классический пример — изменение сопротивления у обыкновенной лампы накаливания. В конструкции таких ламп есть вольфрамовая нить, при включении электрическое сопротивление вольфрама меньше (нить холодная), чем при работе. Сопротивление увеличивается с ростом температуры, следовательно, при включении лампы её мощность намного больше, чем во время работы. При включении лампы накаливания присутствуют пусковые токи. Мощность любого прибора рассчитается как произведение напряжения (в вольтах) и силы тока (в амперах). По мере увеличения силы тока растет мощность, а значит, возрастает нагрузка на стабилизатор, генератор и источник питания. Определение пусковых токов можно сформулировать так: электроприборы или их элементы, имеющие инерционные свойства, в момент запуска дают большую нагрузку на электрическую сеть или питающий прибор, чем в процессе работы. Значение пусковых токов зависит не только от усилия по раскрутке ротора двигателя или насоса до номинальных оборотов, но и от изменения сопротивления проводника. Чем меньше сопротивление, тем больше величина силы тока, который может протекать по нему. При нагреве уменьшается сопротивление и снижается возможность проводника пропускать большие токи. Помимо вращающего момента и электросопротивления дополнительную электрическую мощность в момент старта прибору придаёт индуктивная мощность. В момент включения люминесцентной лампы у индуктивной катушки сопротивление мало. Также действует мощность для поджига разряда, что увеличивает силу тока. Влияние пусковых токов особенно важно для стабилизаторов напряжения и источников бесперебойного питания on-line типа. Стабилизаторы работают в одном из двух режимов работы: номинальном или предельном. В номинальном режиме работы сохраняется мощность, но при ухудшении качества электроснабжения в сети наблюдается очень низкое или, напротив, очень высокое напряжение. В таком случае стабилизатор переходит в предельный режим работы, его выходная мощность снижается примерно на 30 %. Если при этом происходит перегрузка по пусковым токам, то он выключится, сработает система защиты. Если это будет повторяться часто, срок службы качественного стабилизатора будет небольшим (что уж говорить о китайской технике). С ИБП типа on-line дела обстоят сложнее. Если на такой прибор дается нагрузка, превышающая номинальную (а у пусковых токов очень большая скорость, и они проходят любую защиту), предохранители не успевают сработать, и источник питания может сгореть. Это негарантийный случай и ремонт будет стоить значительных средств. Единственный вид ИБП, который может выдерживать пусковые токи, в раза превышающие номинал, — системы резервного электропитания линейно-интерактивного типа. Максимальные пусковые токи дают компрессоры холодильников (однокамерные — до 1 кВт, двухкамерные — до 1,8 кВт), а также глубинные насосы. Их мощность во время запуска превышает номинал в Самый маленький коэффициент запуска (равный 2) отмечается у насосов Grundfos с системой плавного пуска. При выборе источников электроснабжения или стабилизатора напряжения нужно учитывать временной фактор влияния пусковых токов. При первом включении стабилизатора или генератора все электроприборы начнут работу одновременно и суммарная нагрузка будет большая. При дальнейшей работе потребитель должен оценить вероятность одновременного запуска приборов с большими пусковыми токами (к примеру, холодильника, насоса и стиральной машины). Если стабилизатор или ИБП имеет небольшую мощность, то следует самостоятельно контролировать включение техники с пусковыми токами.
Выводы:
- При подсчёте суммарной мощности электротехники мощность приборов с пусковыми токами нужно рассчитывать не по номиналу, а с учётом пусковых токов (в Вт либо в А).
- Пусковые токи даёт техника, в конструкции которой есть электродвигатель, насос, компрессор, нить накаливания или катушка индуктивности.
- Чем хуже напряжение в магистральном проводе (ниже 150 В или выше 250 В), тем более высокий номинал должен быть у стабилизатора или ИБП (примерно на 30 % больше суммарной мощности работающей техники).
Пусковые токи можно ассоциировать с началом движения велосипеда: в момент начала движения нужно большое усилие, чтобы раскрутить колёса, но когда велосипед приходит в движение, требуется меньше сил для поддержания скорости.
Примеры номинальной мощности и мощности при запуске бытовой техники
| Тип техники | Номинальная мощность, Вт | Продолжительность пусковых токов, с | Коэффициент во время начала работы | Пример модели стабилизатора, ВА | Пример модели ИБП |
| Холодильник | 4 | 3 | «Штиль» R1200 / Progress 1500T | N-Power Pro-Vision Black M 3000 LT | |
| Стиральная машина | 2500 | Progress 3000T | |||
| Микроволновая печь | 1600 | 2 | «Штиль» R2000 | ||
| Кондиционер | Progress 5000L | ||||
| Пылесос | 1500 | 2 | Progress 3000T | ||
| Кухонный комбайн | 7 | Progress 2000T | |||
| Посудомоечная машина | 2200 | 3 | Progress 3000L | ||
| Погружные скважинные насосы, глубинные насосы | 2 | Progress 3000L | ДПК-1/1-3-220-М | ||
| Циркуляционные насосы | «Штиль» R 600 ST | Inelt Intelligent 500LT2 | |||
| Лампа накаливания | 100 | 0,15 | высокоточная серия L |
В таблице не отражены точные значения электрических приборов, предоставлены лишь ориентировочные цифры для понимания алгоритма выбора стабилизатора напряжения и ИБП.
Стартовые устройства
Стартовое устройство – общий термин для элемента оборудования с одним или несколькими контакторами, которое осуществляет подсоединение потребителя к источнику питания. А также используются для того, чтобы ограничить пусковой ток потребителя до приемлемых величин при подсоединении к главному источнику энергии. Приемлемая величина – та, которая не нарушит нормальной работы главного источника мощности, такого как генератор, что могло бы в свою очередь нарушить работу других устройств и оборудования.
Ограничение стартового тока также уменьшит стартовый крутящий момент электромотора. Это может быть необходимо, например, чтобы защитить от разрушительных нагрузок прямого старта чувствительную (к перегрузке) коробку передач.
Примеры стартовых устройств:
1. Стартер прямого запуска при включении
2. Стартер «звезда-треугольник»
3. Автотрансформаторный стартер
4. Частотный конвертер
5. Высоковольтные дроссельные пускатели
1.1. Стартер прямого запуска
Это самый простой способ запустить АС мотор, при котором стартовое время минимально, стартовый крутящий момент максимальный при полном напряжении. Но проседание напряжения, в том числе и у других потребителей, самое большое.
Генератор способен выдать кратковременную перегрузку до 50% от его кВА мощности, с падением напряжения на его выходе менее 15%. Это оставляет возможность еще для 5% падения напряжения в распределительной сети, чтобы оставаться в пределах допустимого 20% падения при включении крупного потребителя. Провал напряжения – результат характеристик генератора, так как нагрузка на вращающий его дизельный мотор при старте определяется коэффициентом мощности, который при таком запуске падает ниже 0,4.
Дизельный двигатель должен справляться со ступенчатым скачком нагрузки в 20% без падения частоты более чем на 10%, которая должна восстановиться за 15 секунд.
Минимальные требования по скачку нагрузки для генератора, вращаемого дизельным мотором – 33%. Однако современные дизельные моторы имеют определённые трудности при таких ступенчатых изменениях нагрузки.
Схема стартера прямого запуска
Машинное отделение без локальных стартовых боксов для этих насосов.
Они установлены в контрольном центре мотора (MCC) на рисунке ниже
MCC, где установлены все стартеры для машинного отделения.
Панель слева – для подключения входящего главного питания
1.2. Стартеры «звезда-треугольник»
Старт «звезда-треугольник» − часто используемый недорогой метод, он применяет проверенные технологии и широко представлен на рынке.
Для больших моторов, которым нужны большие контакторы (К1, К2 и К3), эти контакторы могут быть запитаны от главного напряжения, а не от трансформатора напряжения. Основные контакторы затем будут заменены на вспомогательные контакторы.
Стартеры «звезда-треугольник» уменьшают основные параметры:
— падение напряжения в 1.7 раза;
— стартовый ток в 1.7 раза;
— стартовый крутящий момент на 1/3;
— нагрузку на мотор на 1/3.
Стартер «звезда-треугольник»
1. Входящее напряжение
2. Электромотор
3. Контактор К3
4. Контактор К2
5. Контактор К1
6. Кнопка «старт»
7. Кнопка «стоп»
8. Управляющие предохранители
9. Реле времени
10. Трансформатор
Стартер с автотрансформатором
1.3. Автотрансформаторные стартеры
Автотрансформаторные стартеры основаны на методе старта с уменьшенным напряжением, причем стартовый ток уменьшается пропорционально стартовому напряжению. Стартовый крутящий момент, однако, уменьшается пропорционально квадрату напряжения. Это значит, что этот метод старта применим только к старту с низким крутящим моментом, то есть без нагрузки. Но при качественной разработке изделия мощность мотора, подключаемого к этому виду стартера, может быть значительной и достигать МегаВатт.
Автотрансформаторные стартеры обычно выпускаются с определённым набором отводов вторичных напряжений. Это позволяет менять стартовое напряжение, а вместе с ним и стартовый крутящий момент, при сдаче системы в эксплуатацию.
Величины этих вторичных напряжений на отводах обычно в пределах 55−70% от номинального напряжения. Низкие значения могут увеличить стартовое время, высокие значения увеличат стартовый ток. Оба эффекта нежелательны.
1.4. Преобразователи частоты
Преобразователи частоты и другие электронные управляющие устройства могут контролировать ток, мощность и крутящий момент электромотора. Они ограничивают стартовые условия для генераторов, обеспечивая максимальную эффективность потребителей.
1.5. Высоковольтные дроссельные пускатели
Как и для низкого напряжения, самые бюджетные модели – прямого подключения (Direct-on-line, DOL). Но прямой старт может вызвать чрезмерно большую пиковую нагрузку на генераторы или управляющее оборудование. В этом случае ток можно уменьшить, поставив в подающую линию мотора дроссель, который, если правильно подобран, уменьшит стартовый ток. Так как крутящий момент также будет пропорционально уменьшен, эффект от установки дросселя нужно тщательно оценить, чтобы избежать остановки («застревания») мотора при старте.
Стартер дроссельной заслонки высокого напряжения
Коробка стартера и дистанционное управление поворотным механизмом,
а также коробка стартера насоса предварительной смазки
Настройка устройства плавного пуска
Установка и подключение устройства плавного пуска (УПП) обычно не вызывает особых затруднений. Но надежность работы УПП зависит не только от схемы подключения, но и от его правильной настройки.
Софтстартеры различных производителей имеют разную номенклатуру настроек. В простейших моделях может быть два-три регулятора. Дорогие УПП большой мощности могут оснащаться панелью управления с ЖК-экраном и по количеству пунктов меню настроек напоминают преобразователи частоты. Рассмотрим настройки, которые встречаются в большинстве моделей устройств плавного пуска.
Время разгона
Это время, которое дается двигателю, чтобы разогнаться до номинальной скорости. Обычно значение времени разгона устанавливается равным 5-20 с. Меньшее время сводит на нет преимущества использования софтстартера, увеличивая пусковой ток и нагрузку на механику привода; большее время может понадобиться при высокоинерционной нагрузке. Увеличенное время разгона устанавливать не рекомендуется, поскольку это может привести к перегреву тиристоров устройства плавного пуска, особенно при частых пусках.
Время замедления
Этот параметр позволяет увеличить время остановки двигателя, сделав ее более плавной. Данная функция может быть полезна, например, при использовании УПП в приводе конвейера.
Стоит отметить, что речь идет не о торможении, когда время остановки оказывается меньше, чем при свободном выбеге. Устройство плавного пуска обеспечивает лишь замедление (плавный выбег), превышающее по продолжительности свободный выбег. Перед настройкой этого параметра необходимо измерить время свободного выбега, поскольку, если оно окажется больше установленного времени замедления, данная функция не будет иметь смысла. Если же время замедления установить слишком большим, это приведет к необоснованному нагреву тиристоров УПП.
Минимальное напряжение пуска
При напряжениях ниже определенного порога электродвигатель имеет низкий момент и не может начать вращение. Поэтому напряжение, с которого начинается разгон, не может быть нулевым. Для гарантированного пуска приводов насосов и вентиляторов начальное напряжение обычно устанавливают не ниже 40% от номинального. Для конвейерных линий и других применений, где требуется высокий пусковой момент, начальное напряжение может быть установлено на уровне 70% от номинала.
Параметры защиты
Данные параметры отвечают за защиту двигателя и устройства плавного пуска от перегрузки, перегрева и других проблем. В бюджетных моделях они не встречаются — в этом случае о защите оборудования пользователь должен позаботиться сам.
Ток двигателя
Обычно ток двигателя меньше либо равен номинальному току УПП. Этот параметр настраивается в процентах и может быть установлен в пределах от 50% до 130% в зависимости от модели софтстартера. На основе измерения тока двигателя обеспечивается защита привода от перегрузки в установившемся режиме (на номинальной скорости).
Ограничение тока
Этот параметр (Current Limit) обычно рассчитывается в процентном отношении от тока двигателя. Поскольку ток двигателя при пуске всегда больше номинального, ограничение тока устанавливают на уровне не менее 150%.
В некоторых моделях максимальное ограничение может быть установлено на значении 500%. В этом случае особое внимание следует обратить на время разгона (его нужно по возможности увеличить, а значение параметра ограничения уменьшить), а также на тепловой режим электродвигателя и устройства плавного пуска.
Характеристика защиты двигателя
Этот параметр (Trip class) характеризует уровень защиты нагрузки от перегрузки. Стандартные значения параметра:
- Class 10 – нормальный пуск. Условия разгона привода: время разгона — до 20 с, ограничение тока — до 350%. Примеры применения: насосы, компрессоры, небольшие вентиляторы. Мощность софтстартера устанавливается равной мощности двигателя.
- Class 20 – средний пуск. При таком уровне защиты разгон привода до номинальной скорости требует больше времени – до 40 с. Примеры: центрифуги, мощные вентиляторы, обрабатывающие станки. Мощность УПП рекомендуется выбирать на ступень больше.
- Class 30 – тяжелый пуск. В этих условиях при ограничении тока 350% время разгона достигает 60 с. Примеры: дробилки, мельницы. Мощность устройства плавного пуска должна быть на ступень больше мощности двигателя, а шкаф, в котором установлено УПП, должен иметь принудительную вентиляцию.
Превышение времени пуска
Этим параметром (Excess Start Time) контролируется время разгона электродвигателя. В случае, если ток двигателя не перестал ограничиваться, а время разгона вышло, следует ошибка. После этого необходимо увеличить значение данного параметра, повысить время разгона или увеличить уровень ограничения тока.
Правильной настройкой превышения времени пуска обеспечивается дополнительная защита софтстартера и электродвигателя при тяжелом пуске.
Защиты по питанию
Такими защитами являются:
- Тепловая защита УПП и двигателя. Температура двигателя контролируется встроенным термистором, который подключается к специальным клеммам устройства плавного пуска.
- Защита от перекоса и обрыва фазы.
- Защита от пониженного и повышенного напряжения.
- Защита от короткого замыкания на выходе.
Благодаря системе диагностики можно выяснить причину срабатывания защиты и либо провести дополнительную настройку, либо устранить неисправность. Кроме того, рекомендуется использовать дополнительную защиту. Например, от перегрузки и короткого замыкания защитит автомат защиты двигателя, установленный на силовом входе УПП.
При проведении настройки устройства плавного пуска необходимо обращаться к руководству по эксплуатации. В процессе пусконаладочных работ настройки УПП обычно корректируются.