Построение и эксплуатация цепи прямого пуска онлайн

Direct Online Starter или DOL - это простая электромеханическая система, предназначенная для переключения и защиты асинхронных двигателей.

Все мы знаем, что двигатели ужасно потребляют электроэнергию, и это высокое энергопотребление является результатом тока, потребляемого обмоткой двигателя. Таким образом, чем выше ток, потребляемый двигателем, тем выше будет мощность, потребляемая им, и выше будет выделяемое тепло. Это тепло обычно рассеивается в окружающую среду посредством излучения или прямой контактной проводимости. Но в некоторых случаях, когда нет надлежащей вентиляции или окружающая среда жаркая, обмотка якоря может гореть из-за чрезмерного нагрева.

Поэтому необходимо внимательно следить за током в обмотке двигателя, чтобы избежать протекания сильного тока в течение длительного времени. Таким образом, чтобы избежать протекания высоких токов в течение длительного времени, двигатели обычно снабжены системами защиты различных типов.

Обычно эти системы защиты требуются для трехфазных промышленных двигателей, приводящих в действие нагрузки большой мощности. А устройство прямого пуска в режиме онлайн - это механизм, обеспечивающий защиту от перегрузки для трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Основные функции, обеспечиваемые устройством прямого пуска для трехфазного асинхронного двигателя:

• Защита от перегрузки по току или защита от короткого замыкания.
• Защита от перегрузки.
• Изолированная установка переключения двигателя.

Защита от перегрузки по току или защита от короткого замыкания: DOL-пускатель состоит из автоматического выключателя (MCCB) и предохранителя для отключения двигателя от источника питания в случае короткого замыкания.

Защита от перегрузки: DOL-пускатель состоит из электромеханической установки, которая отключает двигатель от источника питания, если двигатель перегружен или если двигатель потребляет ток, превышающий номинальное значение.

Изолированная схема переключения двигателя: поскольку двигатели большой мощности опасны, пускатели прямого включения спроектированы таким образом, чтобы заказчик мог включать и выключать двигатель косвенно.

Три упомянутые выше особенности важны для асинхронных двигателей малой и средней мощности, используемых в промышленности. Итак, стартеры DOL популярны и широко используются.

Прямой онлайн-запуск

Во избежание путаницы разберем оригинальный стартер ДОЛ и обсудим каждый его раздел.

Внутренняя структура Direct Online Starter Circuit, которую мы обсуждаем ниже, предназначена только для понимания принципа работы, исходная конструкция стартера может отличаться.

MCCB (автоматический выключатель в литом корпусе) и секция ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ:

На приведенном выше рисунке показаны схемы соединений между MCCB, предохранителями и двигателем. Основная функция этой части устройства прямого пуска - защита двигателя от неисправностей и коротких замыканий.

Здесь MCCB будет выбран в соответствии с номинальными характеристиками двигателя, и в случае любой неисправности в соединениях или обмотках двигателя этот MCCB немедленно отключится, отключив всю систему от основной линии питания. MCCB обычно является первым уровнем защиты для всей системы, как показано выше. Они также устанавливаются в наших домах для обеспечения безопасности.

Предохранители в цепи здесь присутствуют для защиты двигателя и других устройств от короткого замыкания. Эти предохранители немедленно сгорают в случае короткого замыкания и отсоединяют двигатель от сети. Кроме того, необходимо точно выбирать номинал предохранителя, чтобы избежать нерегулярных взрывов во время работы. Это может произойти в случае значительного пускового тока во время запуска двигателя, поэтому важно выбрать предохранители соответствующего номинала. Узнайте больше о различных типах схем защиты здесь.

Секция электромагнитного контактора:

На приведенном выше рисунке показана внутренняя структура установки контактора, которая присутствует в трехфазном пускателе прямого включения и подключена к асинхронному двигателю.

Здесь трехфазное питание подключается к двигателю через три нормально разомкнутых металлических контакта, а именно «C1», «C2» и «C3». Таким образом, в состоянии покоя в цепи не течет ток, и двигатель остается выключенным. Также в это время кнопка «ON» будет разомкнута, и ток через катушку не будет протекать.

Теперь, если мы нажмем кнопку «ВКЛ», то здесь катушка намагнитится из-за протекания тока, как показано ниже.

Так как катушка создает здесь магнитное поле, металлический блок, подвешенный на пружине, притягивается к катушке и движется к ней. Теперь, когда металлический блок движется, вся установка контактора также будет двигаться вместе с ним, как показано на рисунке.

В результате этого движения металлические контакты C1, C2 и C3 закоротят открытые клеммы, имеющиеся между линией питания и клеммами статора, таким образом, включив двигатель. Проще говоря, после денежного нажатия кнопки двигатель будет получать питание от источника из-за движения трехфазного контактора. Кроме того, при перемещении трехфазного контактора пружина будет растягиваться, и она будет оказывать усилие на металлический блок, чтобы вернуть его в исходное положение.

После кратковременного нажатия кнопки ON и ее отпускания ток в катушке, который должен быть равен нулю, все равно будет течь, потому что будет другой путь для прохождения тока после того, как трехфазный контактор переместится в конечное положение. Вы можете видеть на рисунке замкнутую цепь, образованную для протекания тока через металлический контакт SW.

Таким образом, после однократного нажатия «КНОПКИ ВКЛЮЧЕНИЯ» трехфазный контактор самоблокируется с помощью металлического контакта «SW» и поддерживает соединение между трехфазным питанием и двигателем.

Теперь, чтобы остановить двигатель, нам нужно добавить еще одну кнопку в схему выше, как показано ниже.

Здесь «КНОПКА ВЫКЛЮЧЕНИЯ» будет действовать как короткое замыкание в состоянии покоя, и поэтому не будет никаких изменений в работе схемы, о которой мы говорили выше. Но как только будет нажата КНОПКА ВЫКЛЮЧЕНИЯ, контур цепи, образованный между линией питания и катушкой, будет разорван, в результате чего ток, протекающий через катушку, станет нулевым. Теперь, когда ток через катушку равен нулю, катушка начнет размагничиваться, и как только катушка полностью потеряет свою намагниченность, трехфазный контактор вернется в исходное положение из-за силы, прилагаемой растянутой пружиной. Очевидно, теперь, когда трехфазный контактор вернулся в состояние покоя, напряжение питания на двигателе будет отключено, что приведет к остановке движений ротора.

Даже после того, как кнопка останова будет отпущена, трехфазный контактор будет оставаться в покое до тех пор, пока кнопка запуска не будет нажата снова, чтобы намагнитить катушку. Следовательно, мы можем сделать вывод, что, используя эту настройку, мы можем включить двигатель навсегда, нажав одну кнопку, и навсегда остановить двигатель, нажав другую кнопку.

Секция защиты от перегрузки:

Ключевой частью секции защиты от перегрузки являются три катушки G1, G2 и G3, как показано на рисунке. Эти три катушки проводят тот же ток, что и обмотка якоря, поскольку они включены последовательно с трехфазным асинхронным двигателем. Таким образом, всякий раз, когда двигатель потребляет энергию из линии электропередачи, эти три обмотки намагничиваются. И всякий раз, когда они намагничиваются, металлические кольца, закрепленные на валу, будут притягиваться катушками. Обычно это не проблема, но она становится заметной после перегрузки двигателя.

Итак, для понимания функции этого раздела, давайте предположим, что двигатель был включен некоторое время назад и перегружен. Теперь, когда двигатель сильно нагружен, обмотка якоря будет потреблять большие токи от источника питания и тем самым косвенно намагничивать катушки G1, G2 и G3. В присутствии этого сильного магнитного поля металлические кольца преодолевают сопротивление пружины и выравниваются по соответствующим катушкам. И как только металлические кольца переместятся в конечное положение, «контакт OL» также сместится вместе с ними, чтобы разорвать петлю «COIL-L».

Таким образом, конечным результатом сильно нагруженного двигателя является разрыв токовой петли, образованной между линией питания и «COIL-L». Здесь мы видим, что это в основном работает так же, как нажатие кнопки остановки, о которой мы упоминали выше. Конечным результатом в обоих случаях является полное отключение двигателя.

Следовательно, перегрузка двигателя приведет к отключению питающей сети и выключению двигателя.

Цепь управления стартером прямого включения

До сих пор мы изучили три раздела, каждый из которых выполняет определенную функцию. И нам нужно объединить эти разделы вместе, чтобы сформировать стартер DOL.

Взаимодействие с другими людьми

Здесь вы можете увидеть окончательную внутреннюю структуру Direct Online Starter.

В окончательном выводе:

• Секция MCCB-FUSE обеспечивает защиту двигателя от короткого замыкания и повреждения.
• Установка трехфазного контактора обеспечит простое и безопасное бистабильное переключение двигателя.
• Установка контактора OL защитит двигатель от перегрузки.

Преимущества Direct Online Starter

• Самый экономичный и дешевый пускатель: из всех пускателей, имеющихся для трехфазного асинхронного двигателя, пускатель прямого включения является самым дешевым и экономичным.
• Простота в эксплуатации: стартер имеет только две кнопки для включения и выключения и ручку для настройки защиты от перегрузки, что упрощает работу.
• Простота обслуживания: поскольку внутренняя структура стартера проста, инженеры могут легко найти неисправности и устранить их.
• Поскольку нет защиты от пуска, двигатель с прямым пускателем обеспечивает 100% пусковой крутящий момент.
• Размеры DOL небольшие, что делает его компактным и надежным.

Недостатки Direct Online Starter

• Поскольку нет защиты от запуска, DOL-пускатель не ограничивает пусковой ток.
• Излишне высокий пусковой момент при запуске двигателя.
• Подходит только для двигателей малой и средней мощности.
• Поскольку защиты от запуска нет, линия питания, к которой подключен двигатель, будет испытывать провалы напряжения во время запуска двигателя. Это колебание напряжения может повредить другое электрическое оборудование, питающееся от того же источника.
• Двигатель подвергается термическому напряжению, влияющему на срок службы двигателя.
• Механическая нагрузка на двигатель увеличивается из-за ненужного высокого пускового момента во время запуска двигателя.