Способы пуска электродвигателя: прямой, звезда-треугольник, устройство плавного пуска и частотный преобразователь

Способы пуска электродвигателя: прямой, звезда-треугольник, устройство плавного пуска и частотный преобразователь

Способы пуска электродвигателя определяют, как асинхронная машина подключается к сети, а значит — какой ток, нагрев и объём должен выдержать щит. Неверный выбор приводит к просадкам напряжения, механическим перегрузкам муфт и излишне крупной оболочке.

Почему пуск — это вопрос конструкции щита

Короткозамкнутый двигатель при прямом подключении потребляет в шесть-восемь раз больше номинального тока. Этот ток касается не только двигателя, но и питающего кабеля, вводного аппарата, шин и селективности защит. Тепло, выделяемое за время разгона, входит в тепловой баланс НКУ.

Прямой пуск (DOL)

Самый простой и дешёвый вариант: достаточно контактора, теплового реле и защиты от короткого замыкания. Обычно применяется до 7,5 кВт. Пусковой момент максимальный, но и токовый бросок с механическим ударом тоже.

Пуск звезда-треугольник

Двигатель запускается в звезде и после разгона переключается в треугольник. Ток и момент снижаются примерно втрое. Подходит для нагрузок с малым моментом трогания — вентиляторов и насосов, однако при переключении возникает бросок тока, а двигатель должен иметь шесть выводов. Три контактора и реле времени занимают место в щите.

Устройство плавного пуска (УПП)

Тиристоры плавно поднимают напряжение, поэтому ток и момент нарастают без рывков. На ремённых передачах, конвейерах и компрессорах это заметно снижает механический износ. Функция плавного останова предотвращает гидроудар в насосных системах. Так как прибор нагревается в проводящем режиме, обычно предусматривают шунтирующий контактор.

Частотный преобразователь (ПЧ)

Частота и напряжение меняются совместно, поэтому двигатель разгоняется с нуля под полным контролем. Пусковой ток редко превышает 1,5–2 номинала. Главная выгода — экономия энергии на системах с переменным расходом. Взамен преобразователь создаёт гармоники, требует дополнительного охлаждения и занимает больше всего места.

Способ	Пусковой ток	Пусковой момент	Место в щите	Типичное применение
Прямой	6–8 × In	100 %	Минимум	Малые вентиляторы
Звезда-треугольник	2–3 × In	33 %	Среднее	Насосы, вентиляторы
УПП	2,5–4 × In	Регулируемый	Среднее	Конвейеры, компрессоры
ПЧ	1,5–2 × In	до 150 %	Максимум	Переменный расход, точная скорость

Что меняется внутри щита

Смена способа меняет и сам щит. Эти вопросы решаются на стадии проектирования:

• Сечение кабеля и потеря напряжения: при прямом пуске определяющей является просадка в момент пуска
• Тепловая нагрузка: УПП и ПЧ рассеивают мощность постоянно
• Разделение: для преобразователей нужен отдельный вентилируемый отсек
• Гармоники: при большом числе ПЧ планируется фильтрация со стороны сети
• Доступ для обслуживания: монтаж с доступом спереди

Расчёт тепла разобран в статье тепловая нагрузка и охлаждение, а координация защит — в статье стойкость к короткому замыканию.

Главное: способы пуска электродвигателя

• Почему пуск — это вопрос конструкции щита — Короткозамкнутый двигатель при прямом подключении потребляет в шесть-восемь раз больше номинального тока.
• Прямой пуск (DOL) — Самый простой и дешёвый вариант: достаточно контактора, теплового реле и защиты от короткого замыкания.
• Пуск звезда-треугольник — Двигатель запускается в звезде и после разгона переключается в треугольник.
• Устройство плавного пуска (УПП) — Тиристоры плавно поднимают напряжение, поэтому ток и момент нарастают без рывков.
• Источник стандарта — каталог публикаций IEC: iec.ch.

Частые вопросы

Применяется ли ещё звезда-треугольник?

Да, но доля снижается. Из-за удешевления УПП и броска тока при переключении, мешающего чувствительным нагрузкам, новые проекты всё чаще выполняются с плавным пуском.

В чём основное отличие УПП от преобразователя?

УПП сглаживает только пуск и останов, дальше двигатель работает на частоте сети. Преобразователь позволяет непрерывно менять рабочую скорость. Если регулирование скорости не требуется, УПП экономичнее и компактнее.

Нужно ли тепловое реле при использовании ПЧ?

Встроенной электронной защиты достаточно в большинстве применений. Но если один преобразователь питает несколько двигателей, каждому нужна отдельная тепловая защита.

Похожие статьи

• Что такое низковольтное (НВ) распределительное устройство? Его конструкция, компоненты и области применения.
• Шинопровод или кабель? Выбор способа распределения
• Что такое селективность? Координация защит в щитах
• Все технические статьи

Devpan проектирует щиты управления двигателями, рассматривая способ пуска, тепловой баланс и доступ для обслуживания как единую задачу. Пришлите перечень двигателей — вместе определим подходящую архитектуру.