Содержание

Выбор пускателя по мощности электродвигателя 380 В: таблица, подбор контактора

Чтобы осуществлять включение электрического оборудования, необходимо применять магнитный пускатель. Однако при его выборе нужно учитывать его особенности. Правильное определение модели играет важную роль в обеспечении эффективности работы и в безаварийной эксплуатации. Для того чтобы он оптимально подходил в конкретной ситуации необходимо знать, как сделать выбор в соответствии с имеющимися требованиями.

Различные виды пускателейИсточник samelectrik.ru

Для чего используется

Это устройство коммутационного типа. Оно нужно для подключения оборудования к сети или обесточивания. Он рассчитан на работу с напряжением, не превышающим 1000 В. Этот прибор может применяться в следующих случаях:

  • При включении уличного освещения.
  • Для управления мощными асинхронными двигателями.
  • Может быть использован для работы с наружным или внутренним освещением промышленных объектов.
  • При проведении коммутации устройств для прогрева. В качестве примера можно привести инфракрасные нагреватели или ТЭНы.
  • Применение в качестве пускового оборудования для систем промышленной автоматики.

Необходимость в выборе магнитных пускателей возникает при установке соответствующего оборудования или в процессе его ремонта.

Как выбирать пускатель рассказано в видео:

Как выбирать пускатель

На что обращать внимание при выборе

Для определения того, какой пускатель необходим, требуется принимать во внимание следующие параметры.

Номинальные электрические характеристики

Для определения того, какой пускатель необходим, требуется принимать во внимание следующие параметры.

Номинальные электрические характеристики

Номинальный ток является одной из важнейших характеристик при выборе. В продаже имеются устройства, которые рассчитаны на ток от нескольких ампер, до пятисот и более. Подбор осуществляют при помощи специальной таблицы, в которой основываются на следующих параметрах:

  • Мощность оборудования, которое нужно будет запускать.
  • Рабочее напряжение сети.

На основании специальной таблицы определяется сила тока, которой соответствует пускатель.

Таблица для расчёта параметров пускателяИсточник samelectrik.ru
Как правильно подключить тепловое реле к электродвигателю

Номинальное напряжение говорит о том, которое присутствует в питающей электросети. В большинстве случаев эта величина равна 220 или 380 В. В промышленных условиях могут потребоваться пускатели с другими характеристиками, например, речь может идти о 380 или 660 В. Если устройство планируется приобретать для них, необходимо, чтобы его использование было рассчитано на соответствующее напряжение.

Магнитный пускатель в корпусеИсточник samelectrik.ru

Также следует обратить внимание на номинальное напряжение катушки. Наиболее удачной будет ситуация, когда оно совпадает с тем, которое имеется у управляемого оборудования. Поэтому в большинстве моделей пускателей эта величина равна 220 или 380 В. В некоторых случаях это напряжение определяется особенностями конкретной схемы, для которой могут потребоваться другие параметры. В продаже можно найти модели с номинальной величиной характеристики 9, 12, 24, 36, 110, 220, 380 В.

Посмотрев этот видеоролик, можно узнать, как подобрать пускатель для асинхронного двигателя:

Как подобрать магнитный пускатель для асинхронного электродвигателя?

Износостойкость

Каждое срабатывание пускателя тратит его эксплуатационный ресурс. Количество включений хотя очень велико, но является ограниченным. Выгоднее покупать те устройства, у которых этот запас достаточно большой. Эта характеристика называется коммутационной износостойкостью.

Схема работы магнитного пускателяИсточник grand-electro.ru

Этот параметр может соответствовать одному из трёх классов. Наиболее износоустойчивым является класс «А». Он подразумевает от 1,5 до 4 миллиона включений оборудования. Если пользователь предпочтёт «Б», то при этом их будет от 630 до 1500, а для «В» — от 100 до 500 тысяч раз.

Отдельно рассматривается механическая стойкость к износу. Она обозначает количество раз, когда было произведено включение, выполненных до тех пор, пока не потребовался ремонт устройства с заменой его частей. Это число должно определяться при условии, что они осуществляются без электрической нагрузки. Эта характеристика в большинстве случаев равна 3-20 миллионов.

Магнитный пускатель серии ПМЛИсточник grand-electro. ru

Количество полюсов и контактов

Для трёхфазных устройств при включении нужно задействовать три полюса. Такая конфигурация наиболее распространена. Однако в некоторых случаях необходимо использование только двух. Примером таких ситуаций являются работы с осветительными устройствами.

Кроме рабочих контактов, которые подсоединены к управляемому оборудованию, устройства могут быть оснащены дополнительными, срабатывающими параллельно основным. Обычно они предназначены для выполнения таких действий, как блокировка, электропитание ламп, осуществляющих сигнальную функцию, и аналогичным. Достаточно большое количество позволяет обеспечить высокую функциональность пускателя.

Нормально разомкнутые дополнительные контакты выключены в обесточенном состоянии. Для того чтобы их активировать необходимо провести запуск оборудования. Существует также другой тип. В нерабочем положении они подключены. В начале работы пускателя они размыкаются. Они называются нормально замкнутыми.

Реверсивный магнитный пускательИсточник poligon.info
Чем почистить контакты: рейтинг популярных очистителей

Особенности конкретных моделей

Если планируется управлять реверсивным двигателем, потребуется взять устройство, имеющее такую же функцию. Обычно в нём присутствует два пускателя, которые соединены между собой.

Иногда при проведении пуска оборудования может потребоваться электрическая защита. У наиболее простых моделей она не применяется. Обычно наличие предохранителя является опциональным. Его реализуют, например, с помощью использования реле, реагирующего на перегрев проводов, по которым идёт ток.

Пускатель и различные дополнения к немуИсточник elekon.by

Если при включении проходит слишком большой ток, то это ведёт к значительному перегреву. Защитный механизм определяет это и производит размыкание цепи. Поэтому рекомендуется при покупке пускателя дополнительно приобретать теплозащитное реле для того, чтобы избежать возникновения перегрева. Использование защиты поможет также избавится от риска коротких замыканий, скачков напряжения, последствий нарушения изоляции и других возможных проблем.

Климатическое исполнение позволяет сделать прибор более устойчивым для функционирования в определённых географических условиях. Например, при наличии мороза требования к устройству могут отличаться от тех, которые рассчитаны на работу в жарком климате.

Возможные неисправности магнитного пускателяИсточник infourok.ru

Иногда эксплуатация прибора может происходить в особых условиях. Например, это относится к высокой запыленности или влажности. В рассматриваемом случае важно то, к какому классу защиты соответствует устройство. Обычно, если используется от IP54 до IP65, это позволяет быть уверенным в работоспособности прибора. С другой стороны, если пускатель находится в защищённом шкафу, то для него может быть достаточно уровня защиты, равного IP20.

Время срабатывания определяет, как быстро происходит действие после отдачи соответствующей команды. При этом скорость обуславливается такими промежутками:

  • При включении от подачи сигнала до начала работы в штатном режиме.
  • Если происходит выключение, то необходимо измерить промежуток от обесточивания магнита до того момента, когда произойдёт расцепление линии.

В большинстве случаев при постоянном токе для этого требуется несколько сотен миллисекунд. При переменном время будет примерно на порядок меньше.

Также важно, какая частота включений предусмотрена для работы оборудования. Обычно она выражается в максимальном количестве расцеплений в час или в минуту. Для примера можно рассмотреть пускатель для станка. В этом случае подойдёт устройство, предельно допустимая частота составит 5 в течение 60 секунд.

Конструкция магнитного пускателяИсточник ppt-online.org
Что такое контактор и где его используют?

Предназначение различных моделей

Нужно учитывать, что устройства делают для конкретного использования. В соответствии с назначением их делят на определённые классы, список которых различен для приборов, работающих на переменном или постоянном токе. В первом случае применяется маркировка AC. Существуют следующие типы пускателей:

  • AC-1 предназначен для работы с малоиндуктивными устройствами или теми, где присутствует только активная нагрузка.
  • AC-2 предназначен для старта с фазным ротором и реверсивного торможения.
  • AC-3 осуществляет прямой пуск короткозамкнутого ротора.
  • В работе AC-4 с короткозамкнутым ротором используется противовключение. В схеме присутствуют реверсивные спаренные контакторы, в которых применяется механическая блокировка.

При работе с постоянным током определены следующие классы устройств:

  • DC-1 предназначен для работы с активной нагрузкой.
  • DC-2 применяется для запуска двигателей с параллельным возбуждением и отключением при медленном вращении.
  • Пускатель с DC-3 используется для аналогичных двигателей с выключением при номинальной скорости оборотов.
  • Устройства с DC-4 рассчитаны на двигатели с последовательным возбуждением и отключением при номинальной скорости вращения.
  • DC-5 необходимо для двигателей с постоянным возбуждением и торможением при медленной скорости вращения.

При выборе устройства надо учитывать то, для какого оборудования его необходимо приобрести.

Виды контактов магнитного пускателяИсточник electrik.info
Что такое магнитный пускатель + схемы его установки

Заключение

Пускатель необходим для запуска различных видов электротехнических устройств. Для его безотказной работы нужен правильный выбор модели. Важно определить те характеристики, которые должны быть у пускателя для эффективности его функционирования. Его применение обеспечит выполнение оптимального режима использования оборудования.

3.1 Расчет мощности и выбор электродвигателя.

Проектирование фрикционного пресса

Похожие главы из других работ:

Проектирование портального крана Альбрехт 10/20-32/16-10,5

4.8 Расчет мощности и выбор электродвигателя

Общая мощность электродвигателей крана равна: Nоб==38,5 кВт. Wоб?=Wоб-Wин=61,7-30,03=31,7 кН. Индивидуальный привод на каждое колесо или опору требует большого количества двигателей, тормозов редукторов…

Проектирование привода винтового толкателя

2. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Необходимая мощность электродвигателя: (2.1) Принимается электродвигатель АИР 132М6 ТУ 16-525.564-84. Синхронная частота вращения: Номинальная мощность: 7,5 кВт Максимальная частота вращения выходного вала: (2…

Проектирование редуктора привода ленточного конвейера

1.1 Определение требуемой мощности и частоты вращения электродвигателя. Выбор электродвигателя

При заданной скорости ленты и диаметре барабана определим угловую скорость рабочего органа: , где – скорость ленты конвейера; – диаметр барабана конвейера. , Определим вращающий момент рабочего органа:…

Проектирование фрикционного пресса

3.1 Расчет мощности и выбор электродвигателя

– Выбор пускорегулирующей аппаратуры: Выбор пускорегулирующей аппаратуры проводится по номинальному току (Iн), номинальному напряжению (Uн) и номинальной мощности (Pн). Исходные данные: 1. Схема электрическая принципиальная фрикционного пресса…

Проектирование электромеханического привода с коническим редуктором

2. Расчет потребной мощности и выбор электродвигателя

Мощность на выходном валу редуктора Расчетная мощность электродвигателя По заданной частоте вращения nдвиг…

Проектирование электропривода механизма передвижения тележки мостового крана

3. Предварительный расчет мощности и выбор электродвигателя

Предварительный расчет мощности электродвигателя в большинстве случаев производится на основе значений мощности статических сопротивлений на отдельных участках движения рабочей машины. Расчет этот приближенный…

Разработка электропривода лифта

4. Расчет мощности и выбор приводного электродвигателя; определение передаточного числа, выбор редуктора

Разработка электропривода обжимной клети стана “150” ОАО “Белорецкий металлургический комбинат”

2. Расчет мощности и выбор электродвигателя

Расчет электромеханических и электрогидравлических рулевых приводов

5.1 Расчёт мощности и выбор исполнительного электродвигателя

Расчёт мощности электродвигателя производится по угловой скорости идеального холостого хода и пусковому моменту. Значение момента короткого замыкания обычно задаются: , где – максимальный момент…

Расчёт кранового электропривода механизма подъема

5. Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателя

Предварительный выбор электродвигателя…

Расчёт поршневого многоступенчатого компрессора

4.
Расчет потребляемой мощности и выбор электродвигателя

Мощности адиабатного сжатия в первой и второй ступени: где Мощность адиабатного сжатия в компрессоре: . Индикаторный КПД компрессора: Найдем мощности трения в ступенях компрессора. Было принято давления трения: и…

Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока

3. Расчет мощности и выбор электродвигателя

На основании данных нагрузочной диаграммы и тахограммы, приведенных в задании, производим расчет мощности электродвигателя по известным из курса «Теории электропривода» зависимостям: Мср = кз · [ (tв·Мв + tн·Мн) / (tв + tн)], (3.1) где кз = 1,1 ч 1…

Электрическая таль с дистанционным управлением для цеха обкатки двигателей

3.3 Расчет мощности и выбор электродвигателя

Требуется мощность электродвигателя. , где Принят электродвигатель типа 4А 112 мощностью 3 клВ, частота вращения N=4,4 кВт Максимальное натяжение ветви каната, набегающей на барабан. =10,61 кН Число оборотов барабана…

Электропривод литейного конвейера

2.3 Расчет мощности и выбор электродвигателя конвейера

Электропривод механизма передвижения тележки мостового крана

2. Предварительный расчет мощности и выбор электродвигателя

Предварительный расчет мощности электродвигателя в большинстве случаев производится на основе значений мощности статических сопротивлений на отдельных участках движения рабочей машины. Расчет этот приближенный…

Повышение коэффициента мощности асинхронных электродвигателей | Статьи

Расчет КБ индивидуальной компенсации реактивой мощности

Как известно, потребляемый асинхронным двигателем реактивный ток остается практически постоянным при различной нагрузке. Это определяет низкий коэффициент реактивной мощности (cosφ) недогруженных двигателей. Например, при изменении загрузки двигателя номинальной мощностью – Р2ном= 45 кВт с различным числом полюсов от 25 до 100%, его коэффициент мощности – cosφ – меняется в пределах 21-43% (табл. 1, 2), а реактивная мощность компенсации для режима холостого хода составит около 90% от Р2ном. Приближенно степень загрузки двигателя можно определить путем соотношения измеренного потребляемого им тока при номинальной нагрузке и допустимом отклонении напряжения на клеммах к значению тока, рассчитанному по каталожным параметрам.

Установка индивидуальных конденсаторных батарей (КБ), присоединяемых непосредственно к выводам трехфазного асинхронного двигателя или клеммам его магнитного пускателя (рис. 1), является эффективным способом компенсации их реактивной мощности при длительном технологическом режиме работы привода. Кроме того, в некоторых случаях установка КБ позволяет одновременно улучшить механическую характеристику двигателя за счет повышения рабочего напряжения, что достаточно важно при протяженной линии питания.


Рис. 1. Схема присоединения КБ к выводным клеммам двигателя

Повышение напряжения – ΔU (B) можно оценить по выражению: ΔU = 10-3QКБX/U, где QКБ – мощность конденсатора, квар; Х – реактивное сопротивление сети подключения, Ом; U – междуфазное напряжение, кВ.

4А200L2У3 3000 0,71 0,85 0,89 0,90 0,90
4А200L4У3 1500 0,69 0,85 0,89 0,90 0,90
4А250S6У3 1000 0,64 0,82 0,87 0,89 0,89
4А205M8У3 750 0,49 0,71 0,80 0,84 0,84
4А280M10У3 600 0,47 0,68 0,74 0,78 0,77
4А315S12У3 500 0,43 0,64 0,72 0,75 0,75

Таблица 1. Коэффициент мощности (сosφ) асинхронного электродвигателя мощностью Р2ном.= 45 кВт (степень защиты IP4) в зависимости от степени загрузки Р22ном., %

4АН180М2У3 3000 0,66 0,83 0,88 0,91 0,91
4АН200М4У3 1500 0,65 0,83 0,87 0,89 0,89
4АН225М6У3 1000 0,62 0,80 0,85 0,87 0,86
4АН250S8У3 750 0,47 0,68 0,77 0,81 0,80
4Аh380S10У3 500 0,5 0,70 0,77 0,81 0,79

Таблица 2. Коэффициент мощности (сosφ) асинхронного электродвигателя мощностью Р2ном.= 45 кВт (степень защиты IP23) в зависимости от степени загрузки Р22ном., %

Современные асинхронные двигатели потребляют реактивный ток, в зависимости от их номинальной мощности – Р2ном., составляющий около 20-40% от номинального, а требуемая мощность КБ будет меняться в зависимости от условий загрузки даже для асинхронных двигателей одной и той же номинальной мощности.

В качестве примера определим QКБ для двигателя 45 кВт (табл. 1), при различной загрузке: коррекция cosφ2 производится до значения cosφ=0,97 по формуле Q = P(tgφ2 – tgφ1).

  • Двигатель 4Ah280M2У3, загрузка 25%, QКБ = 45·0,918 = 41,3 квар.
  • Двигатель 4Ah280M2У3, загрузка 100%, QКБ= 45·0,713 = 32 квар.

Таким образом, в первом случае к двигателю следует присоединить конденсатор МКК-400-D-40-21 номинальной мощностью 40 квар, а во втором – МКК-400-D-25-01 (ближайший из стандартного ряда) – использовать параллельное включение косинусных конденсаторов в данном случае нерационально.

После установки КБ ток блока “двигатель-КБ” (рис. 1) снизится. Если максимально-токовая защита двигателя расположена до точки подключения КБ (рис.  1), уставки защиты должны уменьшиться на соотношение: cosφ до компенсации/cosφ после компенсации (практически на 7-12%).

Когда в схеме автоматизированного электропривода используются дополнительные устройства (плавного пуска, регулирования скорости вращения, торможения и т.д.), а также во избежании “самовозбуждения” – повышения напряжения на обмотке статора электродвигателей приводов с высокоинерционной нагрузкой, обусловленного появлением опережающего емкостного намагничивающего тока, для коммутации КБ нужно использовать собственный контактор (рис. 2). По этой же причине (предотвращения “самовозбуждения”) мощность КБ, в случае подключения по схеме рис. 1, рекомендуется ограничивать до значений, приведенных в табл. 3.


Рис. 2. Схема присоединения КБ привода через индивидуальный (собственный) контактор
Примечание. Контактор КБ включается (отключается) перед включением (отключением) контроллера.

22 7 8 10 12 17
30 9 10 13 15 21
45 13 14,5 18 20 28
55 16 17,5 21 23 32,5
75 21 23 26 28 40
90 25 27 30 32 46
110 31 33 36 38 55
132 37 39 42 44 62
160 42 44 51 49 70

Таблица 3. Максимальное значение мощности КБ, исключающее риск “самовозбуждения” электродвигателя при подключении на Uном.=400 В, по схеме рис. 1 (по данным немецкой компании TDK EPCOS)


Расчет мощности электродвигателя по величине механической нагрузки –

Из механики известно, что:

а) мощность для преодоления статических сопротивлений Лст (кВт) с угловой скоростью ш, прямо пропорциональна величине статического момента Мсг и угловой скорости со, т. е.

б) мощность для преодоления динамических сопротивлений Лд (кВт) при изменении угловой скорости от О до со прямо пропорциональна половине произведения момента инерции / вращающейся детали на квадрат конечной угловой скорости ш и обратно пропорциональна времени разгона t детали до установившейся угловой скорости со:

Поэтому в основном уравнении движения (5.1) вместо моментов можно поставить значения мощностей; в результате получим формулу для вычисления мощности на валу двигателя Яп (кВт):


Такой формулой можно пользоваться для случаев, когда исполнительный орган машины и все вращающиеся детали непосредственно находятся на валу двигателя.

Если двигатель Д приводит в движение более сложную машину с редуктором и исполнительным органом (рис. 5.2, а), то для вычисления мощности навалу двигателя все усилия должны быть приведены к валу двигателя. Это значит, что для дальнейших расчетов мы заменяем реальную машину, с ее фактическими сопротивлениями, эквивалентной машиной, масса которой и все усилия сопротивления приложены непосредственно к валу двигателя (рис. 5.2, б). Приведение всех моментов и сил к одной частоте вращения (обычно, к частоте вращения вала двигателя) производится при условии сохранения неизменного энергетического баланса реальной и приведенной систем.

Приведение статических моментов основано на том условии, что передаваемая мощность, с учетом к. п. д. передачи тг, равна мощности на исполнительном валу.

Мощность на исполнительном валу механизма

Мощность на валу двигателя


В заключение необходимо отметить, что для определения мощности на валу двигателя пользуются формулой (5. 1) при проектировании и эксплуатации машинных установок, имеющих постоянную статическую нагрузку и большие массы, вращающиеся с большой скоростью. При расчете мощности двигателя для небольших, тихоходных машин, как правило, мощность для преодоления динамических сопротивлений получается небольшой, и поэтому ею пренебрегают.

Калькулятор пуска двигателя — возмущение напряжения

Пуск асинхронного двигателя при полном напряжении (также известный как пуск от сети или прямой пуск от сети) приводит к нежелательному эффекту потребления в пять-десять или более раз тока полной нагрузки. Обычно этот пусковой ток сохраняется до тех пор, пока двигатель не достигнет своей синхронной скорости (номинальной скорости). Асинхронные двигатели в пусковых условиях имеют чрезвычайно низкий коэффициент мощности около 10-30%. Сочетание большого пускового тока и низкого коэффициента мощности приведет к большому падению напряжения на импедансе системы.

Следующие калькуляторы можно использовать для расчета падения напряжения при пуске двигателя и пускового тока 3-фазного асинхронного двигателя с использованием предположения о бесконечности источника, а также при наличии данных об импедансе источника электроэнергии.

Калькулятор пускового тока и падения напряжения двигателя

Используйте приведенный ниже калькулятор, если импеданс источника коммунальной сети или генератора неизвестен .

Используйте приведенный ниже калькулятор, если известен импеданс источника электроснабжения или генератора .Этот калькулятор будет давать более точные результаты по сравнению с приведенным выше калькулятором, который не учитывает импеданс источника питания. Прочтите расчет импеданса источника в энергосистемах для получения дополнительной информации о расчете MVA короткого замыкания.

NEMA определяет буквенные обозначения для обозначения крутящего момента, скольжения и пусковых характеристик трехфазных асинхронных двигателей.

Конструкция A : Эти двигатели аналогичны двигателям типа «B», за исключением того, что NEMA не ограничивает пусковые токи для двигателей конструкции A.

Модель B : Это промышленные двигатели общего назначения с низким пусковым током, нормальным крутящим моментом и скольжением (около 3%). Они используются для многих распространенных промышленных нагрузок (вентиляторы, HVAC и т. д.).

Конструкция C : Эти двигатели имеют высокий пусковой момент, низкий пусковой ток и малое скольжение. Эти двигатели можно использовать для трудно пускаемых нагрузок.

Модель D : Эти двигатели имеют очень высокий пусковой момент, высокое скольжение и низкий пусковой ток.Двигатели конструкции D доступны с проскальзыванием 5–8 % и скольжением 8–13 %.

Кодовые буквы NEMA

приведены ниже для удобства.

Кодовая буква NEMA

Типовые данные паспортной таблички двигателя

Для более подробного обсуждения пуска асинхронного двигателя и соответствующих уравнений для расчета падения напряжения и пускового тока щелкните здесь.

Пример расчета: Инжиниринг: Запуск пускателей двигателей среднего напряжения

Start›Ing подготовит пусковой расчет для каждого пускателя. Даже на этапе предложения мы с удовольствием предоставляем этот расчет, который является неотъемлемой частью наших услуг и, естественно, предоставляется бесплатно. Ниже вы можете найти типичный пример начального расчета.

Крутящий момент

Стартер запускает двигатель при пониженном напряжении, в данном примере 61 % от номинального напряжения (U s /U n = 0,61). Кривая крутящего момента двигателя будет уменьшена на коэффициент T s /T DOL = (U s /U n × F) 2 .
T с /T DOL = (0,61 × 0,91) 2 = 0,31 (F — коэффициент, зависящий от двигателя). Крутящий момент двигателя всегда должен быть выше противодействующего крутящего момента. Соответственно было определено пусковое напряжение Us/Un. Разница между уменьшенным крутящим моментом двигателя Ts и противодействующим крутящим моментом представляет собой момент ускорения T a .

 

Время начала

Время пуска ts вычисляется из момента ускорения T a и полного момента инерции J = J M + J L = 80 + 50 кгм 2 = 120 кгм 2 .

Текущий

Ток двигателя I Mot = U s /U n × I DOL × F = 0,61 × 5 × 0,91 = 2,8 × I n

 

Пусковой ток сети:

Трансформатор имеет одинаковую мощность в первичной и вторичной обмотках, что приводит к тому, что произведения тока и напряжения одинаковы.

U N × I S = U S / U N × I MOT => I S = U S × I MOT / U N
I с = 0,61 × 2,8 = 1,7 × I n
Следовательно, пусковой ток сети намного ниже пускового тока двигателя.

Для других методов пуска (электронное устройство плавного пуска, пусковой реактор и т. д.) справедливо следующее: Ток сети равен току двигателя:
I с = I Mot = 2,8 × I n

По этой причине эти методы пуска создают более высокое падение напряжения в сети.

 

Если мы знаем конфигурацию и технические данные вашей питающей сети среднего напряжения, мы подготовим анализ сети, который покажет в результате падение напряжения во время пуска.

Расчет двигателя постоянного тока

— Часть 1 | Электроника360

Двигатели постоянного тока преобразуют энергию, создаваемую электрическим током, в механическую энергию. Это важный компонент для промышленности сегодня. Для конструкторов и инженеров также важно понимать принцип работы двигателей постоянного тока, как производить расчеты и как выбирать двигатель постоянного тока. Мы можем рассматривать двигатель постоянного тока с точки зрения соотношения вход-выход. Входными параметрами являются напряжение питания ( E ) и ток питания ( I ), а выходными механическими параметрами являются крутящий момент ( T ) и скорость вращения (ω).Представление функциональной блок-схемы показано на рисунке 1.

Рисунок 1: Блок-схема двигателя постоянного тока.

Параметры двигателя, K ω и K t , называются константой скорости двигателя и константой крутящего момента двигателя соответственно. Это конкретные параметры конкретного мотора. Обычно эти параметры можно найти в спецификациях двигателей постоянного тока.

[Исследуйте поставщиков двигателей постоянного тока в каталоге продуктов GlobalSpec.]

Преобразование энергии осуществляется по хорошо известному физическому принципу, называемому двигательным действием: когда проводник с током помещается в магнитное поле, на проводник действует механическая сила . Направление силы определяется правилом левой руки Флеминга , как показано на рисунке 2.

Рисунок 2: Правило левой руки Флеминга. Источник: www.electrical4u.com

Направление силы, создаваемой магнитным полем, перпендикулярно как направлению тока, так и направлению поля.Если мы держим указательный, большой и средний пальцы перпендикулярно друг другу, и если средний палец представляет направление тока, а указательный палец показывает направление магнитного поля, то большой палец указывает направление силы. . Именно это и происходит при работе двигателя постоянного тока.

Основные части двигателя постоянного тока состоят из проводника с замкнутым контуром, по которому течет ток, называемого якорем, постоянного магнита или электромагнита (для типичных двигателей постоянного тока), батареи или источника постоянного напряжения, соединенного с якорем, который создает ток через якорь. якорь, щетки и коллектор для облегчения вращения якоря.Поскольку якорь находится внутри магнитного поля, когда через него протекает ток, сгенерированная сила приводит в действие якорь, заставляя его вращаться. На рис. 3 показана схема основных частей типичного коллекторного двигателя постоянного тока.

Рисунок 3: Основные части двигателя постоянного тока.

Важные определения

Для общего понимания двигателей важны три основных параметра: крутящий момент, угловая скорость и мощность. Далее следует краткое описание каждого из них.

Момент затяжки

Крутящий момент (также известный как момент), этимологически происходящий от латинского слова «крутить», определяется как сила, которая производит или имеет тенденцию производить вращение или кручение. Крутящий момент создается, когда к концу вала прикладывается перпендикулярная сила, как показано на диаграмме крутящего момента ниже. Затем значение крутящего момента определяется произведением этой силы на радиус (расстояние от оси вращения до места приложения силы), также называемое плечом момента.

Рис. 4: Перпендикулярная составляющая F создает крутящий момент.

Сила F приложена к валу под углом a , как показано на рисунке. Перпендикулярная составляющая этой силы равна Fsin(a) , а плечо момента равно R .Таким образом, крутящий момент равен

.

Единицами крутящего момента в системе СИ являются ньютон-метр (Н-м), а английскими единицами измерения являются дюйм-фунт (дюйм-фунт), фут-фунт (фут-фунт) или дюйм-унция (дюйм-унция). В следующей таблице показаны некоторые единицы преобразования.

1

СИ

Английский

1 N-M = 0,738 FT-LB 1 IN-LB = 0,113 N-M
1 N-M = 0,113 In-LB 1 FT-LB = 1. 356 Н-м
1 Н-м = 141,61 дюйм-унция 1 дюйм-унция = 7,062E-03 Н-м

Скорость вращения

Скорость вращения или угловая скорость измеряется числом оборотов, которые вал делает в единицу времени. Греческая буква омега, ω, обычно используется для обозначения этой величины, а единицами измерения являются радиан/секунда (рад/с, единица СИ), оборот/секунда (об/с) или, среди прочего, оборот/минута (об/мин). При использовании этого параметра в расчетах мы должны использовать рад/с, если все остальные единицы измерения находятся в системе СИ, и градусы/сек, если мы используем английскую систему.Важным преобразованием, о котором следует помнить, является отношение между об/мин и рад/сек, определяемое как

.

Также важно помнить следующие преобразования:

1 Revolution = 360 °36
1 Revolution = 2π Radian
1 Radian = 180 / π градусов
1 степени = π / 180 Radians

Power

При вращательном движении мощность определяется через крутящий момент следующим образом

Р = Т ω

Стандартной единицей мощности в СИ является ватт (Вт), который равен Н-м/с, а в английской системе обычно используется фут-фунт/с или лошадиная сила (л. с.).В следующей таблице показаны некоторые преобразования:

SI Английский
1 W = 1 нм / с 1 FT-LB / S = 1,618 E-03 HP
1W = 0,738 FT-LB / S 1 FT-LB /с = 1,356 Вт
1 Вт = 1,341E-03 л.с.

Эквивалентная схема двигателей постоянного тока

Двигатель постоянного тока можно представить следующей схемой (рисунок 5):

Рис. 5: Представление двигателя постоянного тока.

Сам двигатель представлен в виде круга, окруженного щетками. Внешний источник питания или источник питания, E , подключается к щеткам через арматуру. Якорь представлен своим эквивалентным сопротивлением, R a . Ток через якорь равен I a . Механическая клемма (выход) содержит вал, соединенный с двигателем, и якорь. В свою очередь, комбинация якоря и вала связана с механической нагрузкой. Когда ток протекает через якорь, магнитное поле создает крутящий момент T , заставляющий якорь вращаться.

Противоэдс

Как только якорь начинает вращаться, происходит второе явление. Якорь, вращающийся внутри магнитного поля, ведет себя как генератор, индуцирующий электродвижущую силу (ЭДС) напряжения ( E b ). Это индуцированное напряжение, согласно закону Ленца, действует в направлении, противоположном приложенному (питающему) напряжению ( E ).Наведенное напряжение известно как противо- или противо-ЭДС.

Это индуцированное напряжение делает двигатель постоянного тока саморегулирующейся машиной, т. е. заставляет двигатель потреблять столько тока якоря, сколько достаточно для развития крутящего момента, требуемого нагрузкой. Обратная ЭДС в двигателе постоянного тока регулирует протекание тока якоря, т. е. автоматически изменяет ток якоря в соответствии с требованиями нагрузки.

Значение противо-ЭДС пропорционально скорости вращения, как в настоящем генераторе, и потоку на полюс, и определяется как

, где P — количество полюсов, ϕ — поток на полюс, Z — количество проводников, A — количество параллельных путей, а ω — скорость двигателя. За исключением скорости двигателя, все остальные параметры в уравнении являются константами для конкретного двигателя, поэтому мы можем записать это уравнение как

.

Константа K ω , как мы видели ранее, называется константой скорости двигателя .

Разгон двигателя

Уравнение, подобное последнему уравнению, может быть составлено для связи крутящего момента и тока якоря. Бывает, что крутящий момент прямо пропорционален этому току и дается

Т = К т I а

Где K t — постоянная крутящего момента двигателя .

Ток, протекающий через якорь, ограничен только его сопротивлением и определяется законом тока Кирхгофа (KCL):

В самом пуске двигателя ω = 0, а индуцированное напряжение равно E b = 0. Тогда пусковой ток равен

Стартер

Пусковой ток во много раз превышает нормальный номинальный ток при полной нагрузке. Поскольку сопротивление якоря двигателей постоянного тока очень низкое, этот пусковой ток опасно велик и может повредить обмотки двигателя и другие его части.Во избежание этого двигатель постоянного тока должен иметь пускатель, представляющий собой не что иное, как переменное сопротивление, включенное последовательно с цепью якоря. По мере увеличения скорости якоря сопротивление пускателя постепенно уменьшается, так что двигатель может достигать полной скорости без дополнительного сопротивления пускателя. Чтобы проиллюстрировать важность стартера, давайте рассмотрим пример. Предположим, у вас есть двигатель постоянного тока мощностью 10 л.с., напряжением 220 В и номинальным током при полной нагрузке 25 А. Сопротивление якоря составляет 0,5 Ом. Без стартера при подаче питания на двигатель начальный ток будет 220/0.5=440 А . Это в 17,5 раз больше тока полной нагрузки! Поэтому необходимость в стартере обязательна.

Регулятор скорости

Важной особенностью двигателей постоянного тока является их способность поддерживать одинаковую скорость при переменной нагрузке. Чтобы увидеть, как это возможно, предположим, что двигатель работает со скоростью ω с противоэдс. из Е б . Если нагрузка, например, увеличивается, скорость будет уменьшаться и E b будет уменьшаться.Поэтому разность напряжений E – E b увеличивается, а также увеличивается ток якоря. С увеличением тока якоря момент будет увеличиваться, вызывая увеличение скорости. Это похоже на замкнутую систему обратной связи.

Чтобы завершить эту часть расчета двигателя постоянного тока, давайте рассмотрим простую задачу.

Пример

Двигатель постоянного тока подключен к источнику 150 В, сопротивление якоря 0,75 Ом. Якорь вырабатывает 40 В при скорости вращения 400 об/мин.Рассчитать:

1) Пусковой ток

2) Противоэдс. при работе двигателя со скоростью 800 об/мин и при работе со скоростью 1200 об/мин

3) Ток якоря при работе на скоростях п.2

Раствор

1) Пусковой ток определяется параметром

.

2) Мы знаем, что противоэ.д.с. прямо пропорциональна скорости, то

E b = 80 В при ω = 800 об/мин

E b = 120 В при ω = 1200 об/мин

3) При ω = 880 об/мин

и при ω = 1200 об/мин ток

Пожалуйста, продолжайте проверять Electronics360 для Расчеты двигателя постоянного тока — часть 2 .

Данные двигателя

Это диалоговое окно включает следующие области и вкладки:

Информацию о вкладках «Местоположение», «Надежность», «Комментарии», «Гиперссылки», «Галерея мультимедиа» или «Собранные данные» см. в разделе «Общие вкладки».

Рис. 1. Диалоговое окно «Данные двигателя»

Рис. 2. Диалоговое окно «Данные двигателя» (метрическая система)

Информация о соединении

Опция Описание
Идентификационное имя

Уникальный идентификатор предмета снаряжения.Программа автоматически присваивает имя, но при необходимости вы можете его изменить. Имя может содержать до 16 символов.

Двигателям программа автоматически присваивает имена М-1, М-2, М-3 и так далее.

К автобусу

Идентификационное имя шины, к которой подключено оборудование.База кВ шины указана справа.

Убедитесь, что базовое напряжение шины To Bus примерно такое же, как у двигателя.

Фаза

Фаза предмета. В настоящее время это только для справки.

Соединение

Тип соединения, который может быть D (треугольник), Y (звезда) или YG (звезда-заземление).По умолчанию используется D.

.
Модель
  • Индивидуальный: Маркирует двигатель как отдельный двигатель.
  • Группа: Обозначает двигатель как группу двигателей.

Вкладка «Технические характеристики»

Опция Описание
Блок Выберите либо США, либо метрическую систему.
Тип питания

Тип мощности двигателя. Выберите из:

  • NPS (обычный источник питания, например, без резервного питания)
  • EPS (аварийный источник питания, например, использующий генератор в качестве резервного)
  • CPS (критический источник питания — например, тот, который использует источник бесперебойного питания)
кВ Номинальная мощность двигателя кВ. Обычно это 460 вольт на базе 480 вольт или 2300 вольт на базе 2400 вольт.
л.с.

Мощность двигателя, л.с. Моторы могут быть представлены индивидуально или в виде сосредоточенной группы. Для сгруппированного двигателя введите общую мощность для группы.

Отображается, если выбрана единица измерения США.

кВт

Двигатель киловатт. Моторы могут быть представлены индивидуально или в виде сосредоточенной группы.Для сгруппированного двигателя введите общее количество киловатт для группы.

Отображается, если выбрана метрическая единица измерения.

об/мин

оборотов в минуту.Используется в выходных отчетах и ​​определении оборудования для стандартных множителей расчета короткого замыкания ANSI или IEC.

По умолчанию ANSI использует 1800, а IEC использует 1500, если в настройках оборудования по умолчанию для двигателей не установлено другое значение.

Класс нагрузки Чтобы указать класс с точки зрения важности. Вы можете выбрать «Основной», «Критический» или «Несущественный». Это поле не влияет на анализ. Его можно использовать в запросе к базе данных, чтобы отличить определенный класс нагрузки от других. Дополнительные сведения см. в разделе Расширенный запрос.
ФЛА Calculate ищет ток при полной нагрузке из таблиц NEC, если мощность двигателя указана в таблице NEC. Поле «Ток полной нагрузки» не требуется, но значение больше 0 влияет на то, как рассчитывается кВА.См. Расчет кВА двигателя.
ПФ Коэффициент рабочей мощности двигателя. Используется с полем Эффективность для определения кВА. Группы двигателей должны использовать среднее значение коэффициента мощности.
Эфф Эффективность работы двигателя. Используется с полем Power Factor для определения кВА. Моторные группы должны использовать среднее значение КПД.
Сервис-фактор Коэффициент, при котором двигатель может быть безопасно перегружен. Вы можете выбрать любое значение от 1,0 до 1,25.
Фактор спроса Этот коэффициент используется для расчета потребления кВА или ампер для двигателя.Фактор потребности в двигателе будет отношением максимальной нагрузки двигателя к общей номинальной мощности двигателя.
Однолинейная графика
С преобразователем частоты

Установка этого флажка изменяет символ двигателя в одной строке, как показано ниже.

Тип

Тип двигателя (асинхронный, синхронный, синхронный конденсаторный или постоянного тока). Этот выбор влияет на полное сопротивление двигателя для расчетов короткого замыкания.Тип также определяет однострочный символ двигателя.

Это символы, если они производятся для каждого из типов двигателей, если тип соединения D (треугольник) или Y (звезда), оба типа являются незаземленными:

Это символы, которые создаются для каждого из типов двигателей, если соединение YG (звезда с заземлением):

Двигатель кВА Расчет

Существует два способа расчета кВА двигателя в разделе «Характеристики двигателя» диалогового окна двигателя. Тот, который использует EasyPower, зависит от того, какие поля вы решите ввести. Ниже приведены методы расчета кВА в порядке приоритета:

Если FLA больше 0, кВА двигателя определяется по следующему уравнению.

кВА = (1,73)(FLA)(кВмтр)

Если FLA оставить пустым или равным 0, кВА двигателя будет определяться по следующему уравнению.

кВА = (л.с.)(0.746)/((ЭФФ)(ПФ))

Вышеприведенное относится к техническим характеристикам двигателя, кВА. Фокус «Короткое замыкание» всегда использует характеристики двигателя кВА в качестве базового значения при расчете тока короткого замыкания двигателя. Тем не менее, фокус Power Flow, в котором по умолчанию используются характеристики двигателя, кВА, имеет возможность использовать значения SCADA в режиме реального времени, кВт и кВА, для расчета кВА. Этот параметр находится на вкладке Power Flow в диалоговом окне Motor Data.

Вкладка «Технические характеристики двигателя постоянного тока»

Рис. 3. Вкладка «Технические характеристики» для двигателей постоянного тока

Опция Описание
Блок Выберите либо США, либо метрическую систему.
Номинальное кВ Номинальная мощность двигателя кВ.
л.с./кВт Номинальная мощность двигателя в лошадиных силах (единицы США) или киловаттах (метрические единицы).
об/мин оборотов в минуту.
Ia (Арматура) Номинальный ток якоря в амперах.
Эффективность Отношение выходной механической мощности к входной мощности.

Р (Ом)

Сопротивление якоря в Ом. Это влияет на вклад короткого замыкания.
Подключено (%) Масштабирует влияние короткого замыкания двигателя.
Класс нагрузки Чтобы указать класс с точки зрения важности. Вы можете выбрать «Основной», «Критический» или «Несущественный».Это поле не влияет на анализ. Его можно использовать в запросе к базе данных, чтобы отличить определенный класс нагрузки от других. Дополнительные сведения см. в разделе Расширенный запрос.

Вкладка короткого замыкания

Рис. 4. Вкладка «Короткое замыкание» диалогового окна «Данные двигателя»

Опция Описание
АНСИ СК

Обеспечивает простой способ ввода импедансов стандарта ANSI и множителей режима отключения.Кодовые номера выбираются в соответствии с типами двигателей, размерами и методом моделирования. Независимо от выбранного кода используются множители значения прерывания стандарта ANSI.

Доступные в этом списке коды меняются в зависимости от того, что вы выбрали в поле «Тип» на вкладке «Характеристики». Рекомендуется использовать поле кода ANSI для ввода импеданса двигателя, чтобы убедиться, что для расчетов по стандарту ANSI используется правильный множитель импеданса режима отключения 1,2,3,4 .

Дополнительную информацию см. в разделе Импедансы кода ANSI.

Если установлен флажок «Преобразователь частоты» на вкладке «Характеристики», для поля «Код ANSI» доступны следующие значения:

    • Без рекуперации: двигатель не вызывает токи короткого замыкания, приводящие к неисправностям на входе.
    • Рекуперативный: двигатель способствует возникновению отказов выше по потоку. Умножители импеданса используются в соответствии с «Практическим руководством по расчетам короткого замыкания» Конрада Сен-Пьера.

    Сгруппированные двигатели с преобразователем частоты являются нерекуперативными двигателями и не вносят вклад независимо от типа двигателя.

Артикул:
1 Высоковольтные автоматические выключатели переменного тока, рассчитанные на основе симметричного тока, стандарт ANSI/IEEE.C37.010-1979
2 Расчет тока короткого замыкания для применения высоковольтных автоматических выключателей переменного тока, рассчитанных на основе полного тока, ANSI/IEEE St. C37.5-1979
3 Силовые автоматические выключатели низкого напряжения, используемые в корпусах , стандарт ANSI/IEEE. C37.13-1981
4 Расчет токов короткого замыкания с учетом влияния асинхронных двигателей, Уолтер С. Хюнинг мл., IEEE/IAS, март/апрель 1982 г.

МЭК SC

При выборе этого параметра используются расчеты короткого замыкания IEC. См. расчеты импеданса IEC и X/R.

Если двигатель оснащен преобразователем частоты, можно также выбрать вариант для рекуперативного или нерекуперативного привода.

Сгруппированные двигатели с преобразователем частоты являются нерекуперативными двигателями и не вносят вклад независимо от типа двигателя.

Х/Р Вы можете либо ввести отношение реактивного сопротивления к сопротивлению, либо нажать «Рассчитать», чтобы программа EasyPower заполнила это поле.
X”d или Xlr

Сверхпереходное реактивное сопротивление в процентах от базы двигателя, л. с. Обычно это 16,7% для асинхронных двигателей.

Если у вас есть коэффициент блокировки ротора (LRM), который представляет собой отношение тока блокировки ротора к номинальному току двигателя, вы можете рассчитать импеданс в процентах, используя 100 / (LRM).

Х0в

Насыщенное реактивное сопротивление нулевой последовательности в процентах от базы МВА двигателя. Значения нулевой последовательности используются при расчетах замыканий на землю.

Рассчитать Нажмите, чтобы программа EasyPower заполнила поля X/R и X” или Xlr. Вы можете указать среднюю мощность для сгруппированных двигателей в меню “Инструменты” > “Параметры” > “Оборудование”.

Заземление

Полное сопротивление заземления применимо только к соединениям с заземлением по схеме «звезда».Единицы: R+jX в омах. Если вы знаете только ток заземления цепи, введите класс усилителя и используйте кнопку «Рассчитать» для расчета импеданса заземления.

Р

Сопротивление нейтрального заземления в омах. Заземляющие резисторы обычно указываются в амперах. Импеданс находится из следующего уравнения:

Р = Влн/Я

Только двигатели с заземлением звездой (YG) моделируются с заземлением.

ДжХ

Реактивное сопротивление нейтрали в Омах.

Вычислить

Нажмите, чтобы программа EasyPower заполнила поля R и jX (если указан класс усилителя) или заполнила поле класса усилителя (если указаны R и jX).

Класс усилителя

Это ток в амперах через импеданс заземления при номинальном напряжении.Вы можете ввести данные в это поле непосредственно в амперах или рассчитать их на основе напряжения и импеданса земли R +jX с помощью Calculate.

Подключено

Обеспечивает простой способ регулировки общей мощности двигателя, используемой при определении токов короткого замыкания. Изменяя процент подключенных устройств, фактическое значение Hp (общее значение подключенных устройств), введенное в поле Hp, может оставаться неизменным. Это уменьшает ошибки моделирования и устраняет необходимость использования нескольких баз данных для различных непредвиденных обстоятельств.

Например, ЦУД имеет группу асинхронных двигателей (всего более 50 л.с.), которые в сумме дают общую нагрузку 600 л.с. Однако 300 л.с. считаются резервными и не являются оперативными. Чтобы вести надлежащий учет HP MCC, в поле HP следует ввести 600.Поскольку только 300 л.с. вращаются в любой момент времени и могут создавать ток короткого замыкания, подключенное поле установлено на 50%.

РМф/Х”д

Отношение фиктивного сопротивления к сверхпереходному реактивному сопротивлению, которое используется в расчетах пикового тока. Если оставить поле пустым, EasyPower рассчитывает значение на основе стандарта IEC-60909.

Этот параметр отображается для синхронных двигателей, если выбран параметр «Показать поля и расчеты X/R на основе IEC-60909» в меню «Инструменты» > «Параметры» > «Оборудование».

Полное сопротивление кода ANSI

Умножители импеданса
для стандарта ANSI.Расчет короткого замыкания


Код


Мотор

Мгновенная нагрузка
Первый цикл

Прерывание работы
1. 5 – 4 цикла

Синхронизация

Синхронный

1.0 X”dv

1,5 х “дв

Инд>1000

Асинхронный двигатель > 1000 л. с.

1.0 X”dv

1,5 х “дв

> 250 @ 3600

Асинхронный двигатель > 250 л.с. при 3600 об/мин

1. 0 X”dv

1,5 х “дв

>50

Асинхронный двигатель или группа двигателей > 50 л.с.

1.2 х”дв

3,0 х “дв

<50

Группа асинхронных двигателей < 50 л. с.

1.67 Х”дв

Бесконечный X”DV

Сосредоточенный

Группа асинхронных двигателей с сосредоточенными параметрами

1. 0 X”dv (X=25%)

3,0 х “дв

Примечание. X” для групп асинхронных двигателей >50 л.с. и <50 л.с. обычно принимается равным 16,7%. При использовании множителей импеданса это соответствует эквивалентному вкладу двигателя, равному 3.от 6 до 4,8 раз больше тока полной нагрузки.

IEC Расчеты импеданса и X/R

Модель

Тип двигателя

Расчет импеданса и X/R

Индивидуальный

Индукция без преобразователя частоты

1) Рассчитайте MW на пару полюсов, разделив MW на количество пар полюсов.

  • МВт — номинальная мощность двигателя в МВт.
    • Метрические единицы: МВт = номинальная кВт двигателя / 1000.
    • США: МВт = л.с. * 0,746 / 1000.
  • Пары полюсов = системная частота * 60 / обороты синхронизации двигателя (из вкладки «Характеристики»)

2) Рассчитайте отношение X/R двигателя.

  • Если кВ двигателя больше 1,0, а мощность на пару полюсов больше или равна 1,0, тогда X/R равно 10,0.
  • Если кВ двигателя больше 1,0, а МВт на пару полюсов меньше 1,0, то X/R равно 6,667.
  • Если кВ двигателя меньше или равно 1,0, соотношение X/R основано на расчетах ANSI.

Полное сопротивление 16,7%.

Группа

Индукция без преобразователя частоты

Импеданс и X/R рассчитываются следующим образом:

  • Если кВ двигателя меньше или равно 1.0, тогда импеданс равен 20%, а отношение X/R равно 2,381.
  • Если кВ двигателя больше 1,0, а МВт на пару полюсов больше или равно 1,0, тогда импеданс равен 16,7%, отношение X/R равно 10,0.
  • Если кВ двигателя больше 1,0, а МВт на пару полюсов меньше 1,0, отношение X/R равно 6,667.

Индивидуальный или групповой

Индукция с преобразователем частоты

DC с преобразователем частоты

Импеданс равен 16.7%, а отношение X/R равно 10,

Индивидуальный или групповой

Синхронный

Синхронный конденсатор

Использует расчеты по умолчанию ANSI для импеданса и отношения X/R.

Вкладка TCC

Рисунок 5: Вкладка TCC диалогового окна Motor Data

Опция Описание
Пускатель двигателя Тип

Список пускателей двигателей.Выберите подходящий стартер из следующих:

  • Полное напряжение: Двигатель запускается при номинальном напряжении без подключенного к нему пускового устройства.
  • Автотрансформатор: Автотрансформатор используется в качестве пускового устройства для уменьшения пускового тока. Значение отвода автотрансформатора в процентах от номинального напряжения двигателя вводится в поле редактирования Auto-Xfrmr Tap в нижней части диалогового окна.
  • Частичная обмотка: пусковые двигатели с частичной обмоткой, в которых для запуска используется только часть обмотки. Вся обмотка находится под напряжением после запуска. Отвод обмотки должен быть указан в нижней части диалогового окна.
  • Звезда-треугольник: Стартер удерживает обмотки двигателя в соединении по схеме звезда, одновременно снижая пусковой ток. После пуска пускатель соединяет обмотки по схеме треугольник.
  • Пониженное напряжение: пусковое напряжение при пуске меньше номинального напряжения. Пусковой ток для пуска с пониженным напряжением, кратный току полной нагрузки, должен быть указан в нижней части диалогового окна.
Самый большой В сгруппированных данных двигателя можно указать размер самого большого двигателя.Это поле недоступно, когда вы выбираете двигатель как отдельный двигатель. Когда вы строите пусковую кривую двигателя на времятоковой кривой (TCC), программа строит кривую таким образом, что запускается самый большой двигатель, а остальные двигатели в группе работают с полной нагрузкой.

Параметры запуска при полном напряжении

В этом разделе указаны характеристики тока двигателя при пуске при номинальном напряжении двигателя.

Несколько роторов с блокировкой Ток при заторможенном роторе, кратный току полной нагрузки.
Асимметричный (асимметричный) Смещенный Коэффициент увеличения пускового тока из-за асимметрии тока.
Построить кривую температурного предела Установите флажок, чтобы построить кривую теплового предела время-ток двигателя. Кривая показана в пределах времени остановки, описанного ниже. Кривая представляет собой кривую I 2 t, проходящую через время опрокидывания и ток заторможенного ротора.
Время простоя Максимальное время в секундах, в течение которого двигатель может безопасно выдерживать остановку.
До Максимальное время в секундах кривой теплового предела двигателя, которую вы хотите построить.
Параметры пуска при пониженном напряжении

Определяет время пуска и отношение тока или напряжения при пониженном напряжении.В зависимости от выбранного типа пускателя двигателя введите одно из следующих значений. Исходя из этого будет рассчитываться пусковой ток.

  • Отвод Auto-Xfrmr: коэффициент отвода автотрансформатора в процентах от номинального напряжения.
  • Отвод обмотки: коэффициент обмотки пускателя в процентах от полной обмотки двигателя.
  • Reduced Inrush Mult: Пусковой ток при пониженном напряжении, кратный току полной нагрузки.
Время разгона Время начала в секундах.

Вкладка Power Flow

Рисунок 6: Вкладка Power Flow диалогового окна Motor Data

Опция Описание
Модель нагрузки Позволяет выбрать кВА двигателя из заданных данных или из данных SCADA (диспетчерское управление и сбор данных). Данные SCADA можно прочитать, нажав Файл > Импорт.
Технические характеристики двигателя
Двигатель кВА Рассчитано на основе характеристик двигателя. Это только для справки и не может быть изменено, за исключением новых спецификаций.
Тип нагрузки Моторы

можно смоделировать для решения потока мощности несколькими различными способами.

  • Постоянная кВА — это самая распространенная модель. Это консервативно и приводит к несколько более низким значениям напряжения, чем было бы измерено в реальной системе.
  • Постоянный ток — эта модель обычно не используется при моделировании двигателей. Он более точно соответствует характеристикам асинхронного двигателя по реактивной составляющей, чем другие модели, но технически неверен, поскольку кВт относительно постоянен во всем диапазоне напряжений для асинхронного двигателя.
  • Постоянный импеданс — эта модель используется для пуска асинхронных и синхронных машин и точно соответствует характеристикам двигателя при низком напряжении.
  • кВт + Дж Ток. Эта модель представляет собой комбинацию вышеуказанных моделей и более точно соответствует фактическим характеристикам двигателя при нормальных рабочих напряжениях.
Коэффициент масштабирования Обеспечивает простой способ регулировки общей нагрузки двигателя, используемой при определении потоков мощности. При изменении коэффициента масштабирования фактическое значение Hp (общее значение подключенных устройств), введенное в поле Hp, может оставаться постоянным. Это уменьшает ошибки моделирования и устраняет необходимость использования нескольких баз данных для различных непредвиденных обстоятельств.

SCADA Модель

Данные SCADA извлекаются из данных реального времени или данных измерений и преобразуются в формат ASCII, который может быть прочитан в EasyPower.Данные SCADA считываются с коэффициентом масштабирования 100%. Значение нагрузки умножается на определяемый пользователем коэффициент масштабирования. Это дает возможность корректировать нагрузки SCADA для формирования новых случаев.

кВт Значение кВт, считанное из файла SCADA ASCII.
кВАр Значение kVAR, считанное из файла SCADA ASCII.
Тип нагрузки Данные

SCADA могут быть смоделированы в решении для распределения мощности несколькими различными способами.Тип загрузки SCADA задается в файле ASCII, но вы можете его изменить.

  • Постоянная кВА — это самая распространенная модель. Это консервативно и приводит к несколько более низким значениям напряжения, чем было бы измерено в реальной системе.
  • Постоянный ток — эта модель обычно не используется при моделировании двигателей. Он более точно соответствует характеристикам асинхронного двигателя по реактивной составляющей, чем другие модели, но технически неверен, поскольку кВт относительно постоянен во всем диапазоне напряжений для асинхронного двигателя.
  • Постоянный импеданс — эта модель используется для пуска асинхронных и синхронных машин и точно соответствует характеристикам двигателя при низком напряжении.
  • кВт + Дж Ток. Эта модель представляет собой комбинацию вышеуказанных моделей и более точно соответствует фактическим характеристикам двигателя при нормальных рабочих напряжениях.
Коэффициент масштабирования Обеспечивает простой способ регулировки общей нагрузки SCADA, используемой при определении потоков мощности. При изменении коэффициента масштабирования фактическое значение кВт +j кВАР, считанное из файла ASCII, остается неизменным; однако нагрузка, используемая в потоке мощности, регулируется этим коэффициентом.
Нагрузка двигателя
Экспонента скорости нагрузки

При выполнении расчетов потока мощности нагрузка двигателя масштабируется на основе частоты преобразователя частоты.Икс.

Где x — показатель скорости нагрузки.

Если у вас есть машина, в которой нагрузка (мощность) не зависит от скорости, установите показатель степени равным 0. Если нагрузка машины (мощность) пропорциональна скорости, установите показатель степени равным 1. Нагрузки насоса ближе к скорости модель в квадрате, поэтому установите показатель степени равным 2. Это значение по умолчанию.

Пример:

Двигатель мощностью 100 л.с. с частотой 60 Гц питается от преобразователя частоты с частотой 30 Гц.2 = 25 л.с.

Вкладка «Распределение мощности двигателя постоянного тока»

Рис. 7. Данные двигателя постоянного тока — поток мощности

Опция Описание
Коэффициент масштабирования Отношение фактической нагрузки к подключенной (номинальной) нагрузке в процентах. Это используется в расчетах потока мощности.
Тип нагрузки

Выберите одну из следующих моделей:

  • кВт: Потребляемая мощность в кВт остается постоянной даже при изменении напряжения на клеммах.
  • Ток: двигатель потребляет постоянный ток даже при изменении напряжения на клеммах.
  • Импеданс: Эквивалентное сопротивление для установившегося режима является постоянным, поэтому мощность в кВт и ток будут варьироваться в зависимости от напряжения на клеммах.

Язычок запуска двигателя

Опция Описание
Двигатель кВт Требуемая входная или номинальная мощность двигателя.
кВА/кВт или кВА/л.с. Показывает КПД двигателя. Это коэффициент преобразования отдаваемой мощности и требуемой входной мощности.
Блокированный ротор Mult Равен обратному значению сверхпереходного реактивного сопротивления (также известному как X”dv) и обеспечивает значение, при котором номинальный ток двигателя при полной нагрузке умножается в условиях короткого замыкания.
Пусковой коэффициент мощности Мгновенный коэффициент мощности при пуске двигателя. Пока двигатель находится в пусковых условиях, реактивная мощность выше реальной мощности из-за пускового коэффициента мощности.
Рассчитать

Calculate использует данные вкладок Specifications и TCC для определения пусковых значений двигателя.EasyPower использует стандарты IEEE для расчетов.

Например, если для параметра «Пускатель двигателя» на вкладке TCC установлено значение, отличное от «Полное напряжение», это повлияет на расчеты.

Вкладка Harmonics

Используйте вкладку «Гармоники», чтобы указать, вносит ли этот элемент оборудования гармоники в вашу энергосистему.

Рис. 8: Вкладка Harmonics

Опция Описание
Тип нагрузки

По умолчанию установлено значение Linear, указывающее, что оборудование не создает гармоник.Выбор Harmonic делает элемент гармоническим источником и делает другие поля на этой вкладке доступными для редактирования.

Примечание: Для преобразователя частоты (AFD) типом нагрузки всегда является гармоническая.
Для двигателей типом нагрузки является гармоническая, если установлен флажок С преобразователем частоты (AFD) на вкладке «Характеристики» двигателя; в противном случае он всегда линейный.

Ампер основной частоты

Используется для установки основного усиления.Варианты следующие:

  • Оценка оборудования устанавливает Fundm Amps в соответствии с рейтингом оборудования элемента, описанного на вкладке «Характеристики».
  • User Specified активирует поле Fundm Amps, позволяя указать значение.

Чтобы использовать основной ток, рассчитанный по потоку мощности, выберите «Рассчитано на основе потока мощности» в области «Суммирование основного напряжения» диалогового окна «Параметры гармоник» > «Управление».

Таблица гармоник

Используйте электронную таблицу, чтобы ввести гармонический спектр, создаваемый этим элементом. Вы можете ввести до 30 различных гармоник в каждом элементе оборудования. В электронной таблице введите номер гармоники (например, 5 для гармоники 5 th ), ток гармоники в процентах от основного тока и угол тока.Указав текущий угол, вы можете имитировать эффекты фазового сдвига трансформатора на выпрямителях, чтобы можно было выполнить соответствующую компенсацию. Гармоника может быть целочисленной или нецелочисленной.

Загрузка библиотеки

Спектры общих гармоник можно ввести из библиотеки устройства. Инструкции по вводу информации о собственном спектре см. в разделе Гармоники со Spectrum™. После выбора определенного спектра библиотеки устройств из списков Mfr и Type нажмите Import, и этот спектр будет введен в электронную таблицу гармоник.

Коэффициент сопротивления

EasyPower предлагает два метода расчета R H :

EasyPower по умолчанию устанавливает для всех исправлений скин-эффекта значение R-EXP и значение 0.5.

Типовые поправочные коэффициенты сопротивления

Трансформатор

0. 5-1,0

1,0-3,0

Утилита

0.0-0,8

    –

Генератор

0. 3-0,6

    –

Линия/кабель

0.5

    –

Реактор

0. 5-1,0

0,8-3,0

Двигатель

0.2-0,4

    –

Фиксатор стабильности

Рис. 9. Вкладка «Стабильность» диалогового окна «Данные двигателя»

Опция Описание
Включить модель двигателя

Установите флажок, чтобы ввести информацию о стабильности.

Без этого вы не сможете запустить динамическую симуляцию двигателя.

Двигатели
Производитель Предоставляет список производителей, доступных в библиотеке устройств. Если нужного производителя нет в библиотеке устройств, вы можете добавить его в библиотеку.
Тип Доступные типы оборудования от выбранного производителя. Если нужного типа нет в списке, вы можете добавить его в библиотеку.
Библиотека Заполняет таблицу данными об оборудовании из библиотеки.Дополнительную информацию см. в библиотеке устройств EasyPower.
Модель Модели оборудования, доступные для выбранного типа оборудования. Если нужной модели нет в списке, вы можете добавить ее в библиотеку.
Определить параметры Позволяет получить оценку параметров цепи двигателя по зависимости крутящего момента от крутящего момента.скоростные характеристики. См. Определение параметров двигателя (шаг 1) .
Запуск

Этот параметр выбирает способ инициализации двигателя. Два параметра для этого параметра:

  • Инициализация с использованием номинальной мощности: при инициализации с использованием номинальной мощности (по умолчанию) двигатель определяет скольжение, необходимое для поддержания условий мощности на клеммах (кВт) из случая потока мощности. Мощность двигателя kVar полностью определяется уравнениями асинхронного двигателя.
  • Инициализация с использованием номинального скольжения: при инициализации с использованием номинального скольжения двигатель приводит в соответствие условия активной мощности на клеммах (кВт) с заданным номинальным скольжением двигателя. Таким образом, условия мощности, определенные в случае потока мощности, не учитываются для согласования с проскальзыванием. Мощность двигателя kVar полностью определяется уравнениями асинхронного двигателя.
  • Объяснение: Существуют условия, при которых вывод параметров двигателя имеет значительные ошибки в номинальных условиях (например, до 10 %) при попытке согласования крутящего момента, указанного производителем, с номинальным значением.кривая скорости. Скорее всего, это вызвано несоответствием предоставленных данных по разным причинам. Для таких условий инициализация до номинальной мощности, определяемой потоком мощности, вызывает появление нового проскальзывания посредством инициализации, которое не равно заданному номинальному проскальзыванию. Это затем создает условия, при которых крутящий момент, создаваемый двигателем во время пуска, может быть значительно больше, чем кривая зависимости крутящего момента от скорости, полученная при выводе параметра. Для двигателя, находящегося в пограничном состоянии пуска (близком к остановке), результаты могут показать неправильный успешный пуск (мы наблюдали увеличение крутящего момента до 12% во всем диапазоне скоростей двигателя).Чтобы исправить это, выберите «Инициализировать с использованием номинального скольжения». Это заставит двигатель воссоздать точную кривую зависимости крутящего момента от скорости, сгенерированную при выводе параметра. Обратите внимание, однако, что номинальные условия, достигнутые после пуска, будут иметь погрешность, допущенную при выводе параметра.

Пусковая нагрузка двигателя

В этом разделе определяется модель нагрузочных характеристик при пуске двигателя.

Производитель Предоставляет список характеристик пусковой нагрузки, доступных в библиотеке устройств.
Тип Типы пусковой нагрузки доступны от производителя, выбранного в поле «Производитель» выше.
Модель

Список доступных моделей начальной нагрузки в библиотеке. Возможные варианты:

  • Квадрат скорости: крутящий момент пропорционален квадрату скорости.
  • Скорость в кубе: крутящий момент пропорционален кубу скорости.
  • Крутящий момент в зависимости от скорости: таблица, определяемая пользователем.
Библиотека Заполняет таблицу данными об оборудовании из библиотеки. Дополнительную информацию см. в библиотеке устройств EasyPower.

Рабочая нагрузка двигателя

В этом разделе определяется модель характеристик нагрузки при работающем двигателе.

Производитель Предоставляет список производителей, доступных в библиотеке устройств.Если нужного производителя нет в библиотеке устройств, вы можете добавить его в библиотеку.
Тип Доступные типы оборудования от выбранного производителя. Если нужного типа нет в списке, вы можете добавить его в библиотеку.
Модель Модели оборудования, доступные для выбранного типа оборудования.Если нужной модели нет в списке, вы можете добавить ее в библиотеку.
Библиотека

Заполняет таблицу данными об оборудовании из библиотеки. Дополнительную информацию см. в библиотеке устройств EasyPower.

Вы также можете использовать описанную ниже функцию определения параметров двигателя для получения параметров двигателя.

Определение параметров двигателя (шаг 1)

Нажмите «Определить параметры двигателя», чтобы получить оценку параметров цепи двигателя, используя значения на паспортной табличке и кривую скорость-момент двигателя. Примечания, представленные в верхнем левом углу этого окна, являются инструкциями по использованию этого инструмента для получения параметров двигателя.

Рис. 10. Определение параметров асинхронного двигателя — шаг 1

Опция Описание
Загрузить изображение Позволяет загрузить изображение кривой двигателя для оцифровки.
Установить максимальный крутящий момент Введите максимальный крутящий момент двигателя в %.
Ось скорости вращения Ось кривой можно перевернуть в соответствии с производителем.

Определение параметров асинхронного двигателя (шаг 2)

Рис. 11. Определение параметров асинхронного двигателя — шаг 2

Опция Описание

Гравитационные точки

Точки гравитации — это подвижные точки, используемые для оптимизации полученной кривой крутящего момента и скорости в соответствии с фактической кривой крутящего момента и скорости.

Скорость поворота оси

Ось кривой можно перевернуть в соответствии с производителем.

Свернуть

Кнопка “Свернуть” пытается уменьшить ошибку.

Другие вкладки

Информацию о вкладках «Местоположение», «Надежность», «Комментарии», «Гиперссылки», «Галерея мультимедиа» или «Собранные данные» см. в разделе «Общие вкладки».

Дополнительная информация

Важность исследований запуска двигателя

Дата публикации: 8 февраля 2021 г. Последнее обновление: 8 февраля 2021 г. Абдур Рехман

Двигатели являются основными нагрузками в системе электроснабжения как на коммерческом, так и на промышленном уровне.Некоторые области применения двигателей включают вентиляторы, транспортные средства, электроинструменты, турбины, воздуходувки, корабли и компрессоры. Наряду с простотой существуют вопросы, которые необходимо решить для обеспечения надежной работы энергосистемы. При запуске двигателя возникают следующие проблемы:

Мы обсудим проблемы, возникающие при запуске двигателя, и связанные с ними сложности. Затем мы обсудим исследования по запуску двигателя, их важность и результаты, а также методы смягчения проблем, возникающих из-за методов запуска двигателя.

👉🏼 Мы запустили новый курс, т. е. IEEE 1584-2018 (Руководство по расчету опасности вспышки дуги) . В этом курсе мы рассказали о введении, истории и некоторых основных изменениях в утвержденном стандарте IEEE 1584-2018. В настоящее время мы предлагаем скидку 50% в течение ограниченного времени. Мы надеемся, что вы присоединитесь к нам и получите от этого пользу.

Проблемы со стартером

Сначала следует обсудить проблемы, с которыми мы сталкиваемся при запуске двигателя.

Высокий пусковой ток

Пусковой ток — это максимальный мгновенный ток, потребляемый двигателем в момент его запуска. Чтобы лучше понять, сначала мы должны посмотреть на модель двигателя, которая приведена ниже:

Как видно из модели, двигатель подобен трансформатору с короткозамкнутой вторичной обмоткой.

Статор двигателя ➜ Первичная обмотка трансформатора

Ротор двигателя ➜ Закороченная вторичная обмотка трансформатора

Как и в трансформаторах, в двигателях возникает взаимная индукция. ЭДС, индуцируемая в роторе двигателя, зависит от скольжения ротора. Скольжение — это разница между скоростью вращения ротора и статора, определяемая по формуле:

.

Где,

N S : Скорость вращения статора с магнитным полем

N R : Скорость вращения ротора

Ротор неподвижен при запуске двигателя, поэтому

Н Р = 0

Подставив это в вышеприведенное уравнение, мы получим

с = 1

Означает, что скольжение максимальное при пуске двигателя.Мы также знаем, что

E R = sE s

Где,

E R = ЭДС индукции в роторе

E s = Напряжение статора

с = скольжение

Получаем,

Е Р = Е с

Приведенное выше уравнение показывает, что индуцируемая ЭДС максимальна при запуске двигателя. Чтобы обеспечить протекание тока в роторе, будь то индуцированный ток или ток возбуждения, ротор замыкается накоротко.Из-за короткого замыкания ротор имеет минимальное сопротивление, что приводит к высокому значению тока.

Высокое значение тока подразумевает высокий первичный ток из-за сходства двигателя с трансформатором. Это высокое значение тока в первичной обмотке является пусковым током. Пусковой ток может вызвать такие осложнения, как:

    1. Каждое оборудование имеет определенное значение тока, которое оно может выдержать. В случае пускового тока значение тока настолько велико, что это может привести к перегреву и повреждению оборудования.
    2. Точно так же изоляция, присутствующая в системе, также имеет определенное значение стойкости, после которого изоляция выйдет из строя, что приведет к дополнительным осложнениям.

На графике выше мы видим высокий пусковой ток (пусковой ток), который постепенно снижается до номинального значения тока. Но мы можем ограничить пусковой ток, чтобы защитить нашу систему от любых повреждений.

Низкий коэффициент мощности

Во время запуска двигателя должно быть создано магнитное поле.Для этого двигатель потребляет большой ток намагничивания, чтобы преодолеть высокое сопротивление, создаваемое воздухом, присутствующим между статором и ротором. Поскольку ток намагничивания носит индуктивный характер, он вызывает уменьшение коэффициента мощности.

Коэффициент мощности — это мера полезного использования мощности. Низкая мощность указывает на то, что передаваемая мощность не используется должным образом. Это также указывало на большую потерю мощности.

  1. Продолжительное воздействие таких условий также может повредить другое оборудование, присутствующее в системе.Кроме того, потеря мощности может привести к перегреву оборудования, что приведет к его повреждению.
  2. Низкий коэффициент мощности указывает на протекание большого тока, чтобы приспособиться к уменьшенной передаче мощности.

После создания магнитного поля двигатель начинает работать и потребляет ток нагрузки, который имеет резистивный характер. Это уравновешивает снижение коэффициента мощности и его значение увеличивается. Количественно говоря, пусковой коэффициент мощности двигателя варьируется от 0,3 до 0,5 и увеличивается до единицы по мере того, как двигатель разгоняется и его потребность в кВА снижается.

Падение напряжения

Пусковой ток является причиной падения напряжения при пуске двигателя. По закону Ома

В = ИК

Когда R постоянно, увеличение тока приведет к увеличению напряжения.

В случае энергосистемы высокий пусковой ток вызывает падение напряжения на сопротивлении кабеля и любых других компонентах, находящихся между ними, прежде чем достигнет двигателя. Это вызывает снижение напряжения, которое достигает двигателя, или падение напряжения.

Термин «падение напряжения» указывает на то, что двигатель получает пониженное напряжение во время его запуска. Это переходное состояние напряжения влияет на двигатель, а также на другие нагрузки, присутствующие в системе. Тяжесть этого эффекта зависит от величины и продолжительности провала напряжения.

Степенью этого влияния может быть отказ всей системы. Это связано с тем, что каждая система, как и нагрузка, функционирует в определенном диапазоне напряжения и тока. Если на него подается напряжение ниже или выше диапазона, система будет повреждена.

Как обсуждалось выше, запуск двигателя вызывает множество проблем. Эти проблемы нельзя оставлять как есть, и их необходимо решать. Это связано с тем, что повреждение из-за состояния двигателя может быть фатальным для нашей системы.

Важность исследований запуска двигателя

Необходимость избежать проблем, связанных с запуском двигателя, приводит к необходимости процедуры, которая может обнаружить небольшие изменения или признаки, ведущие к осложнениям. Знакомство с ними или поведением нашей системы при столкновении с такими сложностями может помочь нам понять методы предотвращения таких проблем.

Это понимание может помочь нам в восприятии последствий провалов напряжения, больших токов, падений напряжения, колебаний напряжения, ложных срабатываний и многих других вещей, которые вызваны запуском двигателя. Эти знания до начала работы системы могут защитить нашу систему от любого вреда, применяя методы смягчения последствий.

При запуске двигателя необходимо учитывать множество моментов, чтобы обеспечить безопасность системы. Эти соображения снизят риск и проблемы, связанные с запуском двигателя.

Исследование пуска двигателя используется для поиска причины провалов напряжения, а затем предлагает решения, позволяющие избежать падений напряжения и мерцания напряжения наряду с контролируемым протеканием тока.

Наряду с пониманием влияния пуска двигателя на систему, исследования пуска двигателя могут помочь нам следующим образом:

  • Проведение исследований по запуску двигателя может помочь нам в разработке схемы защиты для нашей системы
  • Исследования по запуску двигателя помогают нам прогнозировать неопределенности, которые могут возникнуть в системе при запуске двигателя.

Как выполнить исследования запуска двигателя?

Методология проведения исследований запуска двигателей и принятия решения о том, какие методы смягчения последствий следует использовать, в зависимости от результатов исследований, очень важны.

«Мы в AllumiaX также проводим исследования по запуску двигателя, следуя надлежащим процедурам и в соответствии с некоторыми указанными стандартами. У нас есть команда очень талантливых и профессиональных инженеров, которые помогают нам в выполнении этих процедур.

Сначала выполняется процедура сбора данных в соответствии со стандартом NEC. Затем в программном обеспечении разрабатывается комплексная модель системы, которая помогает нам проводить исследования по запуску двигателя. Некоторыми из этих программ являются ETAP, SKM и CYME. Инженеры AllumiaX используют ETAP и SKM. После этого выполняются расчеты по расчету падения напряжения на фидерных ветвях и шинах, а также рассчитывается прогнозируемый переток мощности. Наконец, когда все эти расчеты выполнены, результаты анализируются для проверки значений в соответствии с NFPA 70E, IEEE 3002.7-2018 и IEEE 493-1997. Значения, выходящие за указанные пределы, затем помечаются, и предоставляются рекомендации по устранению этих проблем.

Методы устранения проблем со стартером

Проблемы, вызванные запуском двигателя, могут быть решены с помощью многих методов, некоторые из них приведены ниже:

Автотрансформатор

Автотрансформатор подключен к двигателю для ограничения пускового тока. Трансформаторы пропускают ток в определенном диапазоне, потому что сердечник трансформатора имеет тенденцию к насыщению.Когда сердечник трансформатора насыщен, большое увеличение тока на первичной обмотке вызовет лишь незначительное увеличение тока на вторичной стороне. Это предотвращает протекание пускового тока и любые другие осложнения, вызванные им.

Устройства плавного пуска

Устройства плавного пуска регулируют ток и крутящий момент двигателя с помощью напряжения. Они обеспечивают постепенное повышение напряжения, что приводит к снижению пускового тока и крутящего момента, что позволяет избежать проблем с пусковым током и падением напряжения.

Источник изображения

Пускатели звезда-треугольник

Когда двигатель запускается, он имеет соединение звездой, что вызывает низкое фазное напряжение при пуске.Затем постепенно, когда двигатель запускается, он подключается в треугольник, что увеличивает фазное напряжение, но уменьшает ток, обеспечивая правильный запуск двигателя.

Источник изображения

Пускатели прямого пуска

В пускателях DOL двигатель подключается непосредственно к линии питания. Они используются в системах, на которые не влияет падение напряжения. DOL имеет автоматический выключатель/предохранитель, контактор и реле перегрузки для защиты. Он имеет два переключателя для запуска и остановки двигателя.

Сравнение различных методов смягчения последствий

Тип стартера Пусковой ток Детали Используйте с Экономика
Автоматический трансформатор 2-3-кратный ток полной нагрузки

Уменьшить пусковое напряжение на 1/√3

Уменьшить пусковой ток

Уменьшить крутящий момент (требуется дополнительный крутящий момент)

Большой мотор Дорогой
Устройство плавного пуска 3-5-кратный ток полной нагрузки

Управление пусковым напряжением

Может управлять напряжением, током и крутящим моментом в зависимости от типа.

Большой мотор

 Дорогой

Прямой пускатель

6-8-кратный ток полной нагрузки

Высокий пусковой ток

Высокий пусковой момент

 Малый мотор

Дешево

Пускатель звезда-треугольник 2-3-кратный ток полной нагрузки

Уменьшить пусковое напряжение на 1√3

Уменьшить пусковой ток

Уменьшить пусковой момент

двигатели мощностью 5 л.с. или выше

Относительно дешевле по сравнению с другими (кроме DOL)

Результаты исследований запуска двигателей

Существуют определенные результаты исследований по запуску двигателя, которые мы можем использовать при разработке нашей системы таким образом, чтобы уменьшить проблемы, возникающие в системе из-за запуска двигателя. Результаты проведения исследований по запуску двигателя следующие:

  1. Мы можем определить точки падения напряжения и минимизировать их влияние на нагрузку нашей системы и двигатель.
  2. Могут быть выделены области, вызывающие ложное срабатывание, и могут быть приняты меры предосторожности.
  3. Мы также можем выяснить влияние изменения нагрузки двигателя на систему и устранить его.
  4. Эти исследования помогают нам повысить надежность нашей системы.
  5. Это также помогает нам снизить значение пускового тока с помощью различных схем защиты.
  6. Благодаря этим исследованиям мы можем значительно снизить вероятность остановки двигателя.

Для изучения пуска двигателя вы можете связаться с нами через allumiax.com/motor-starting-study. Наша команда сертифицированных специалистов поможет вам в проведении исследований по запуску двигателя и предоставит решение для разработки надежной схемы защиты для ваших систем.


  • Об авторе

    Абдур Рехман — профессиональный инженер-электрик с более чем восьмилетним опытом работы с оборудованием от 208 В до 115 кВ как в коммунальных, так и в промышленных и коммерческих помещениях.Он уделяет особое внимание защите энергетических систем и инженерным исследованиям.

Зачем нам устанавливать стартер с двигателем? Электрические технологии

Зачем нужно подключать стартер к двигателям?

Необходимый и необходимый стартер с двигателем

Двигатели мощностью менее 1 л.с. (0,7457) напрямую подключаются к источнику питания без пускателя, потому что их сопротивление якоря очень велико, и они могут пропускать более высокий ток из-за высокого сопротивления.Таким образом, обмотки якоря защищены от высокого пускового тока при запуске двигателя.

У больших двигателей очень низкое сопротивление якоря. Если мы подключим эти типы двигателей напрямую к источнику питания (чаще всего 3-фазному питанию), то начнет протекать более высокий ток, который разрушит обмотку якоря из-за низкого сопротивления на начальной стадии пуска, когда двигатель находится в рабочем состоянии. не работает в нормальном положении. Двигатель не запустится на этом этапе, потому что нет обратного E.МФ в моторе. Противо-ЭДС двигателя достигается на полной скорости, когда двигатель работает на полной скорости и при номинальной нагрузке.

Так вот именно по этой причине мы последовательно подключаем стартер к двигателю. Стартер, включенный последовательно с двигателем (т.е. сопротивление), снижает высокий пусковой ток, поскольку якорь нуждается в низком токе из-за номинального тока на начальном этапе, а затем работает с нормальной скоростью.

Но это не конец истории. После пуска двигателя на малом токе сопротивление пускателя уменьшается поворотом рукоятки ручного пускателя (процесс может быть автоматическим в случае автоматического пускателя).Таким образом, через обмотки якоря начнет протекать номинальный ток, и якорь двигателя начнет вращаться с полной скоростью.

Что произойдет, если мы не подключим стартер к двигателю?

Давайте посмотрим на следующий пример.

Мы знаем, что ток якоря можно найти по следующей формуле.

I a = V – E b / R ……… (I = V / R, закон Ома)

Где,

  • I a = ток якоря
  • В = Напряжение питания
  • E b = Задний E.MF
  • R a = сопротивление якоря

Связанный пост: Основное различие между контактором и пускателем

Допустим

Двигатель мощностью 5 л.с. (3,73 кВт) с напряжением 440 вольт, сопротивлением якоря 0,25 Ом и нормальным током полной нагрузки 50 ампер. если подключить двигатель напрямую к сети без пускателя, то результат будет такой:

Подстановка значений в приведенное выше уравнение.

I a = 440 В – 0 / 0,25 Ом

  I a = 1760 А  

Ах! Этот большой ток разрушит обмотку якоря, поскольку он в 35,2 раза выше нормального тока полной нагрузки двигателя.

1760 А / 50 А = 35,2

Так вот почему нам нужно установить стартер с двигателем.

Похожие сообщения:

Расчет размеров двигателя

Правильный размер и выбор двигателя для вашего оборудования являются ключом к обеспечению производительности, надежности и стоимости оборудования.В дополнение к приведенной ниже информации по правильному подбору двигателя, Oriental Motor предлагает онлайн-инструменты для подбора двигателя, а также помощь сотрудников службы технической поддержки.

Наш персонал службы технической поддержки всегда готов помочь вам правильно подобрать размер и выбрать двигатель в зависимости от вашего индивидуального применения. Просто позвоните по номеру 1-800-GO-VEXTA (468-3982) (с понедельника по пятницу с 7:30 до 17:00 по тихоокеанскому времени).

Процедура выбора

Первый шаг — определить приводной механизм для вашего оборудования.Некоторыми примерами являются прямое вращение, шариковый винт, ремень и шкив или рейка и шестерня. Наряду с типом приводного механизма необходимо также определить размеры, массу, коэффициент трения и т. д., необходимые для расчета нагрузки:

  • Размеры и масса (или плотность) груза
  • Размеры и масса (или плотность) каждой части
  • Коэффициент трения поверхности скольжения каждой движущейся части

Далее необходимо определить требуемые характеристики оборудования:

  • Рабочая скорость и время работы
  • Расстояние позиционирования и время позиционирования
  • Разрешение
  • Точность остановки
  • Удержание позиции
  • Источник питания и напряжение
  • Операционная среда
  • Особые характеристики и требования, такие как; Открытый цикл, замкнутый цикл, программируемый, обратная связь, рейтинг IP, утверждения агента и т. д.

Чтобы определить требуемую производительность двигателя, необходимо рассчитать три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость. (См. приведенные ниже разделы по расчетам для каждого из них.)

После того, как вы рассчитаете инерцию, крутящий момент и скорость двигателя, вы выберете тип двигателя на основе требуемых характеристик. Oriental Motor предлагает широкий ассортимент шаговых двигателей, серводвигателей, двигателей переменного тока и бесщеточных двигателей для удовлетворения конкретных потребностей вашего оборудования.

Наконец, после выбора типа двигателя вы сделаете окончательное определение двигателя, подтвердив, что характеристики выбранного двигателя (и редуктора, если применимо) удовлетворяют всем требованиям, таким как механическая прочность, время разгона и момент разгона.

Расчет размеров двигателя

При выборе двигателя необходимо рассчитать три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость.

Момент инерции

Момент инерции – это мера сопротивления объекта изменению скорости его вращения.

Когда объект просто сидит без движения, момент инерции равен 0.

Когда вы пытаетесь заставить его двигаться, что означает, что вы хотите изменить скорость объекта от 0 до любой, будет эффект момента инерции.

Уравнение фундаментальной инерции (Дж) :

Расчет момента инерции для вращающегося объекта

Расчет момента инерции цилиндра

Расчет момента инерции для полого цилиндра

Расчет момента инерции для нецентральной оси

Расчет момента инерции для прямоугольной стойки

Расчет момента инерции объекта в линейном движении

Единицы измерения момента инерции

Единицы инерции обычно используются двумя способами: унции-дюйм² и унции-дюйм² .Первое включает гравитацию, второе — только массу.

Теоретически инерция является фактором массы, поэтому она не должна включать гравитацию, однако практически мы не можем легко измерить массу на Земле.

Oriental Motor обычно обеспечивает инерцию в унциях на дюйм². Затем, когда мы рассчитываем крутящий момент ускорения в разделе «Расчет крутящего момента», мы делим общую инерцию на силу тяжести.

Гравитация = 386 дюймов/с²

  • унций на дюйм²  = инерция в зависимости от веса
  • унций-в-сек²  = инерция на основе массы

Расчет преобразования унций на дюйм² в унции на секунду²

Крутящий момент

Крутящий момент – это стремление силы вращать объект вокруг оси.Крутящий момент состоит из двух компонентов; составляющая нагрузки (постоянная) и составляющая ускорения.

Компонент момента нагрузки обычно возникает из-за трения и/или силы тяжести и всегда действует на двигатель. Этот компонент обычно можно определить путем расчета или путем установки динамометрического ключа на систему и считывания значения крутящего момента. Когда это невозможно измерить, мы используем некоторые уравнения для расчета приблизительного значения.

Однако ускоряющий момент воздействует на двигатель только при его ускорении или замедлении.Когда двигатель работает с постоянной скоростью, этот компонент исчезает. Измерение составляющей ускорения сложно, не говоря уже об опасности. Если вы хотите, чтобы нагрузка достигла нужной скорости в течение 50 миллисекунд, вполне вероятно, что динамометрический ключ слетит. Поэтому вычисляем составляющую ускорения. Эта составляющая является функцией инерции системы и скорости ускорения. Итак, как только мы определим эти значения, мы сможем вычислить момент ускорения.

Момент нагрузки ( T  )

Загрузить крутящий момент очень просто.

Как вы видите, крутящий момент в этом уравнении является произведением силы и расстояния между силой и центром вращения. Например, если вы хотите удерживать силу, действующую на конец шкива, T = F x r . Таким образом, расчет крутящего момента нагрузки определяет силу в системе и логическое расстояние между валом двигателя и местом, где действует сила.

Когда механика становится сложной, нам нужно преобразовать F и r, чтобы она соответствовала механике.

Момент нагрузки — фактическое измерение

Если вы можете измерить силу, это самый точный способ найти силу, так как он учитывает эффективность и коэффициент трения каждой детали.

FB  = Сила, при которой главный вал начинает вращаться

Сил

Есть три типа сил; вертикальные, горизонтальные и наклонные. Сила меняется в зависимости от того, как она действует.

Расчет вертикальной силы

Расчет горизонтальной силы

Расчет силы наклона

Расчет крутящего момента — шарико-винтовая передача

Расчет момента нагрузки — шкив привода

Расчет крутящего момента — канатная или ременная передача, реечный привод

Момент ускорения

Как упоминалось ранее, момент ускорения состоит из инерции и скорости ускорения. Зная эти два значения, мы можем рассчитать момент ускорения.

Расчет момента ускорения ( Ta  )

Если скорость двигателя изменяется, всегда необходимо устанавливать момент ускорения или момент торможения.

Основная формула одинакова для всех двигателей. Однако используйте приведенные ниже формулы при расчете ускоряющего момента для шаговых двигателей или серводвигателей на основе импульсной скорости.

Общая формула для всех двигателей

При расчете крутящего момента для шаговых или серводвигателей на основе импульсной скорости

Существует два основных профиля движения.Операция ускорения/торможения является наиболее распространенной. Когда рабочая скорость низкая и инерция нагрузки мала, можно использовать операцию пуска/останова.

Расчет требуемого крутящего момента ( TM  )

Требуемый крутящий момент рассчитывается путем умножения суммы момента нагрузки и момента ускорения на коэффициент безопасности.

Расчет эффективного крутящего момента нагрузки ( Trms  ) для серводвигателей и бесщеточных двигателей серии BX

Если требуемый крутящий момент для двигателя меняется со временем, определите, можно ли использовать двигатель, рассчитав эффективный крутящий момент нагрузки.Эффективный момент нагрузки становится особенно важным для режимов работы, таких как операции с быстрым циклом, где часто происходит ускорение/замедление. Рассчитайте эффективный крутящий момент нагрузки при выборе серводвигателей или бесщеточных двигателей серии BX.

Скорость

Скорость определяется путем вычисления расстояния, деленного на время. Для шаговых или серводвигателей также необходимо учитывать время разгона.

Расчет стандартной скорости

Скорость = Расстояние/Время

Для шаговых или серводвигателей

Скорость = Расстояние / (Время – Время ускорения (  t1  )

Хотите узнать больше?

Группа технической поддержки и инженеры по применению Oriental Motor будут работать с вами, чтобы определить лучшее решение для вашей области применения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.