Управление двигателями: от пускателей до частотников

Механический включатель

Простейшим прибором для управления электродвигателем является механический включатель, например ВКН-325. Его преимуществом является простота, низкая стоимость и надёжность, при условии нечастых включений и небольшой мощности двигателя – до 1 кВт. Из-за повышенного обгорания контактов при пусках и отключениях, такие выключатели не пригодны для управления тяжелонагруженными двигателями.

Автомат защиты двигателя

Для защиты и пуска электродвигателя в современных электроустановках часто применяется комбинированный пускозащитный аппарат – автомат защиты двигателя. В отличие от обычного автомата, он имеет специальную пусковую рукоятку или клавиши «пуск» и «стоп», а также точную регулировку уставки теплового расцепителя, что позволяет настроить автомат строго по номиналу электродвигателя.

Для увеличения срока службы и обеспечения возможности дистанционного пуска и остановки, автомат защиты двигателя может комбинироваться с контактором, иногда в виде монолитной сборки.

Пускатель (контактор)

Классическим устройством для пуска двигателя является пускатель на основе электромагнитного контактора – мощного реле. Контактор представляет собой комбинацию электромагнитной катушки, создающей мощное магнитное поле и подвижных контактов с защитой от обгорания, которые замыкаются и размыкаются под действием поля катушки.

Эта конструкция позволяет развязать силовые и слаботочные цепи, осуществляя управление мощной нагрузкой (в нашем случае электродвигателем) посредством низких токов управления. Существует несколько разновидностей пускателей, которые мы разберём по порядку.

Базовый вариант контактор + тепловое реле

Данная сборка является универсальным и наиболее часто применяемым устройством управления асинхронным электродвигателем. Она служит для пуска и остановки мотора, а также для его защиты от перегрузки, например при неисправности обмоток или заклинивании ротора.

Для подбора пускателя нужно определиться с его номинальным током, исходя из мощности электродвигателя. Для расчёта номинального тока пускателя нужно умножить мощность электродвигателя в кВт на 2, например, для двигателя мощностью 2 кВт потребуется пускатель с номиналом 2 кВт х 2 = 6 Ампер. Ток контактора должен быть больше этой цифры, например 10А, а тепловое реле подбирается так, чтобы его можно было отрегулировать точно на этот ток.

Как правило, катушка контактора выбирается на напряжение 220 Вольт, но в редких случаях, когда питание двигателя осуществляется по схеме «треугольник» без нулевого провода, потребуется контактор с катушкой на 380 Вольт.

Пост кнопочный ВКН-325 3Р 25А 230/400В IP40 TDM	Контактор NXC-06 6А 220В/АС3 1НО+1НЗ 50Гц (R) CHINT (836696)	Реле перегрузки тепловое NXR-12 0.25-0.4А (R) CHINT (837094)

Реверсивный контактор

Для осуществления схемы ступенчатого пуска, либо для изменения направления вращения электродвигателя, например в лифтах и подъёмниках, применяется специальный реверсивный пускатель. Он состоит из двух контакторов, соединённых в одно целое через механизм блокировки, который препятствует их одновременному включению. Выводы контакторов соединены друг с другом на входе и выходе, но с разными схемами, что и создаёт нужны эффект при отключении одного контактора и включении второго.

Так же, как и простой пускатель, реверсивный может оснащаться тепловым реле, настроенным на нужный для защиты двигателя номинал.

Устройство плавного пуска (УПП, софтстартер)

Устройство плавного пуска является современным усовершенствованием пускателя. От классического электромагнитного привода это устройство отличается тем, что содержит электронную плату, преобразующую переменное трёхфазное напряжение постоянной частоты, в напряжение с плавно изменяемой частотой. УПП позволяет решить сразу несколько проблем связанных с пуском электродвигателя, а именно:

• чрезмерный нагрев обмоток двигателя при тяжёлом пуске;

• большие механические нагрузки на элементы привода: шестерни, ремни, валы;

• перегрузка питающей сети, а также скачки напряжения.

Как правило, УПП применяются для двигателей небольшой мощности, работающих в постоянном режиме, например для вентиляции или водоснабжения.

Частотный преобразователь

Частотный преобразователь, который в комплексе с электродвигателем составляет частотно-регулируемый привод (ЧРП), служит для управления режимом пуска, остановки и частотой вращения электродвигателей от самой малой мощности, до самых крупных. Преимуществами этой современной системы управления являются:

• энергоэффективность: ЧРП позволяют согласовать мощность электродвигателя с мощностью, необходимой для работы в данный момент, что экономит до 50% электроэнергии;

• плавный пуск и остановка – по сути, ЧРП «в комплекте» является ещё и устройством плавного пуска, со всеми его плюсами, перечисленными выше;

• точное регулирование скорости вращения мотора, что необходимо для решения многих технологических задач на производстве;

• тонкая и эффективная защита электродвигателя и производственных линий: электронная схема постоянно контролирует все параметры работы привода и может не только отключить питание для защиты, но и скорректировать параметры системы для защиты без обесточивания линии;

• возможность удалённого и автоматического управления (АСУТП), необходимая на крупном производстве и для автоматизации систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

Для выбора частотного преобразователя нужно задаться мощностью двигателя, необходимыми функциями, пределом регулирования частоты оборотов, типом регулирования (с обратной связью или без) и другими параметрами, определяемыми в техническом задании, которое составляет инженер производства и эксплуатации.

Благодаря снижению стоимости полупроводников, ЧРП становятся всё более популярны в области управления электродвигателями, включая бюджетные решения для простых электроприводов.

Спасибо, что дочитали – удачного выбора и надёжной электрики!