2.3.2 Описание схемы управления двигателем с шунтирующим контактором

В силовой части схемы включаем рубильник QS2 и автоматический выключатель QF2. В оперативной части схемы нажимается кнопка «Пуск». Запитывается катушка «Пуск» устройства. Сигнальный блокирующий контакт «13-14» устройства замыкается и блокирует катушку «Пуск». Двигатель воздуходувки начинает разгон по настроенной заранее характеристике. Устройство плавно разгоняет двигатель. Когда двигатель разгонится и начнет работать при полном напряжении и отсутствии ошибок в самом устройстве, контакт «27-28» замыкается и включает шунтирующий контактор КМ2, что позволяет рабочему току двигателя протекать через этот контактор. Если нажимается «Стоп» или пропадает питание, эта цепь рвется, и устройство отключается и отключает питание от двигателя. Необходимо использовать трёхпроводное соединение управления Пуск/стоп, для организации автоматического перезапуска двигателя после восстановления питания устройства.

Схема управления двигателем показана на рисунке 3б.

а )

б )

Рисунок 3. Силовая (а) и оперативная (б) схемы привода

2.4 Электромонтажные и пусконаладочные работы

В связи с условиями окружающей среды устройство плавного пуска следует устанавливать в распределительный шкаф, который соответствует классу защиты IP54. Электроснабжение шкафа выполнить от существующей питающей сети ТП4 по существующим кабельным каналам. Шкаф установить в нише помещения ПСМ-2. Органы управления (пуск-стоп) и индикации (работа) разместить непосредственно на дверках шкафа. Монтаж устройства плавного пуска необходимо производить в соответствии со схемой подключения, предварительно внимательно изучив разделы инструкции по эксплуатации устройства плавного пуска, касающиеся монтажа, выбора сечения провода, номинальных токов автоматических выключателей, контакторов и прочего дополнительного оборудования.

Всё это важные значения, например, занижение сечения провода, приводит к его нагреву и дополнительному падению напряжения на нём. Важно внимательно отнестись к установке автоматического выключателя. Занижение тока приводит к дребезгу биметаллических пластин тепловой защиты по номинальному току, что порождает на индуктивной нагрузке всплески напряжения до нескольких десятков киловольт.

При подключении следует обратить особое внимание на фазировку – если ошибочно соединить, например, фазу А на входе устройства плавного пуска с другой фазой на выходе, то при первом же включении шунтирующего контактора произойдет короткое замыкание, и прибор будет выведен из строя. Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, в которых могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, необходимо выполнить монтаж защитного зануления.

После того, как оборудование смонтировано, необходимо ещё раз убедиться, что все подключено правильно. И только затем можно включать и приступать к настройке.

При плавном пуске момент, для того чтобы привести двигатель в движение, регулируется начальным напряжением. Момент электродвигателя пропорционален квадрату подведённого напряжения. Т.к. у нас вентилятор, то ставим начальное напряжение от 30 до 40%. Величину начального напряжения надо отрегулировать так, чтобы сразу после включения начиналось вращение. Вторым важным параметром будет инерционность нагрузки. У вентилятора большие лопасти, момент инерции пропорционален квадрату расстояния. Чем больше инерционность нагрузки, тем дольше должно быть время разгона.  При больших временах разгона растёт интегральное значение тока, греются провода и обмотки двигателя.

Выполнив несколько контрольных запусков необходимо скорректировать начальное напряжение и время разгона для достижения наилучшего разгона за минимальное время, как по электрическим параметрам, так и по механическим.

Сразу смотрим на напряжение питающей сети, если оно изначально просажено на 10% и более, а у нас требуется большой пусковой момент, то устраняем причину пониженного напряжения.

Часто бывает, что двигатель начинает раскручиваться, но на номинальные обороты не выходит (срабатывает защита). В этом случае необходимо выяснить, нет ли просадки питающего напряжения во время запуска. Если просадка больше 10%, необходимо устранить падение напряжение на некачественном проводе или компенсировать длинную линию проводом повышенного сечения. Эти два момента связаны с тем, что момент электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.

По окончании процесса пуска и достижении номинального напряжения на двигателе устройство плавного пуска желательно вывести из силовой цепи. Для этого используется шунтирующий контактор, соединяющий вход и выход устройства плавного пуска пофазно.

3. Расчетная часть

3.1 Расчет электропривода вентилятора

Проверим расчетом правильность выбора существующего электродвигателя.

Для выбора электропривода необходимо определить мощность на валу приводного двигателя.

Момент на валу центробежного вентилятора определяют из выражения энергии, сообщаемой движущемуся воздуху в единицу времени. Определим массу воздуха.

m = F×v×, (1)

где: m – масса воздуха, проходящего за секунду, кг/с;

F – сечение воздухопровода, м²; Размер сечения воздуховодов цеха 280×430 мм (F = 0,1204 м²).

 – плотность воздуха, кг/м³ ( = 1,29×10^-3 кг/м³);

v – скорость движения воздуха, м/с. Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховоде для механической вентиляции по табл.34 [15] v =10 м/с.

m = 0, 1204×10×1, 29×10^-3 = 0,26 ×10^-3 кг/c

Мощность на валу приводного двигателя, кВт,

P= (F×v³×/2×η_в×η_п) ×10³, (2)

где: η_в – КПД вентилятора;

η_п – КПД передачи.

Р = ((0,1204 ×10³×1,29×10^-3) /2×0,72×0,55) ×10³ = 196 кВт.

Выбираем двигатель АО3-355М6. Расшифровка обозначения: А – асинхронный; О – обдуваемый; 3 – номер серии; 355 – высота оси вращения, мм; М6 – условная длина двигателя. Данные двигателя приведены в таблице 3.

Выбрав двигатель необходимо проверить его на перегрузочную способность и кратность пускового момента

Формула перегрузочной способности:

K_доп×l_max×M_н ≥ M_max (3)

Таблица 3. Технические характеристики выбранного двигателя

Тип двигателя	Мощ-ность Рн, кВт	При номинальной нагрузке			Крат-ность максима-льного момента Mmax/Mн	Крат-ность началь-ного пуско-вого момен-та Мп/Мн	Крат-ность миним-ального момен-та Мmin/Mн	Крат-ность пуско-вого тока Iп/Iн	Момент инерции, J, кг х м2
		Частота оборот-ов nн, мин-1	Коэф-фици-ент полез-ного дейс-твия ηн, %	Коэф-фици-ент мощ-ности cos φ
АО3-355М6	200	980	94	0,9	2,5	1,5	1,0	6,5	35,3×10-4

Формула кратности пускового момента:

l_п×М_н ≥ К_п×М_с , (4)

где: K_доп – коэффициент допустимой перегрузки;

Кп – поправочный коэффициент на число рядом лежащих кабелей в зависимости от количества кабелей и расстояния между ними;

М_н – номинальный момент сопротивления на валу двигателя, H×м;

M_max – максимальный момент на валу двигателя, H×м;