Виды стартеров: устройство и принцип работы. Виды стартеров

В качестве вывода хочется сказать, что большинство проблем со стартером возникает вследствие неумелого с ним обращения самого собственника машины. После определения поломки и ее исправления задумайтесь на минутку, что привело к такому состоянию детали? Не ваш ли способ управления авто?

ДИАГНОСТИКА – ЛУЧШЕ ДОВЕРИТЬСЯ ПРОФЕССИОНАЛУ

Любая из вышеприведенных неисправностей, сама по себе не является критичной, но, если вовремя ее не устранить, она может привести к полному выходу устройства из строя. Несмотря на то, что место, где находится стартер не отличается трудным доступом, и его проверка возможна своими руками, для этого требуется определенный опыт. Тем более, если стартер новый или с небольшим сроком эксплуатации, гораздо проще отдать его на профессиональную диагностику.

Она проводится на специальном стенде, позволяющим выявить абсолютно все нарушения в нормальной его работе. При недостатке опыта и знаний, самостоятельный съем этого узла и его ремонт могут закончится необходимостью его замены, да и при осуществлении обратной установки устройства схема подключения стартера может быть нарушена. Если исключить механические неисправности, которые связаны с износом его основных частей, главные неисправности и неполадки в работе стартера относятся к электрической части:

• обрыв электрической цепи;
• замыкания внутри корпуса устройства;
• обгорание самого механизма в тех местах, где происходит контакт рабочих элементов и электрического тока большого напряжения.

Отдельно стоит упомянуть про износ щеток. При несвоевременном контроле и замене этого расходного элемента, мощность устройства резко падает, и даже при полностью заряженной аккумуляторной батарее пуск мотора осуществить достаточно сложно.

Защитная пленка для автомобиля: описание,виды,плюсы и минусы,фото,видео.

Водородный двигатель: типы,устройство,принцип работы,фото,видео.

Обгонная муфта: виды,работа,недостатки,фото,видео.

Прокладка клапанной крышки: описание,замена,типы,характеристики,фото,видео.

Что такое стартер двигателя? Различные типы пускателей электродвигателей Electronics Hub

Основная функция пускателя электродвигателя — запускать и останавливать двигатель, к которому он подключен. Это специально разработанные электромеханические переключатели, похожие на реле. Основное отличие реле от пускателя состоит в том, что пускатель содержит защиту двигателя от перегрузки. Таким образом, назначение пускателя двоякое: автоматически или вручную переключать питание на двигатель и в то же время защищать двигатель от перегрузки или неисправностей.

Пускатели двигателей доступны с различными номиналами и размерами в зависимости от номинала и размера двигателя (двигателя переменного тока). Эти статеры безопасно переключают необходимую мощность на двигатель, а также предотвращают потребление двигателем больших токов. Давайте посмотрим более подробно о необходимости пускателя двигателя, различных типах пускателя двигателя, а также их электрических схемах. В этой статье мы будем иметь дело только с пускателями двигателей переменного тока, поскольку они являются рабочими лошадками в промышленности и коммерческих приложениях.

Описание

Зачем двигателям нужен пускатель?

Статор необходим для асинхронного двигателя (трехфазного типа) для ограничения пускового тока. В трехфазном асинхронном двигателе ЭДС, индуцированная ротором, пропорциональна скольжению (это относительная скорость между статором и ротором) асинхронного двигателя. Эта ЭДС ротора пропускает ток через ротор.

Когда двигатель находится в состоянии покоя (при пуске), скорость двигателя равна нулю и, следовательно, скольжение максимально. Это индуцирует очень высокую ЭДС в роторе в начальных условиях, и, таким образом, через ротор протекает очень большой ток.

Поскольку ротору требуется большой ток, обмотка статора потребляет очень большой ток от источника питания. Этот начальный ток потребления может в 5-8 раз превышать ток полной нагрузки двигателя.

Этот огромный ток при пуске двигателя может повредить обмотки двигателя, а также вызвать сильное падение напряжения в линии.

Эти скачки напряжения могут повлиять на другие устройства, подключенные к той же линии. Следовательно, для ограничения этого пускового тока необходим стартер, чтобы избежать повреждения двигателя, а также другого соседнего оборудования.

Пускатель — это устройство, которое снижает начальный высокий ток двигателя за счет снижения напряжения питания, подаваемого на двигатель. Такое снижение применяется в течение очень короткого промежутка времени, и как только двигатель разгоняется, значение скольжения уменьшается, и, следовательно, применяется нормальное напряжение.

В дополнение к защите от пускового тока, пускатель также обеспечивает защиту от перегрузки, однофазную защиту и защиту от низкого напряжения.

Защита от перегрузки необходима, поскольку двигатель потребляет больший ток в условиях перегрузки, что приводит к чрезмерному нагреву обмоток. Это дополнительное тепло сокращает срок службы двигателя и может вызвать возгорание обмоток и, следовательно, возгорание.

Все пусковые устройства снабжены элементами защиты от перегрева для ограничения высокого тока при перегрузке. Большинство этих устройств работают по концепции перегрузки по времени, в которой ток перегрузки допускается на короткое время (очень несколько секунд), а затем останавливает двигатель, если ток существует дольше этого времени.

Большинство стартеров оснащены биметаллическими планками для выполнения этой операции.

Некоторые двигатели мощностью менее 5 л.с. подключаются напрямую (с помощью пускателя DOL) без снижения напряжения питания (в исходном состоянии), но они снабжены защитой от перегрузки, пониженного напряжения и однофазной защиты. Это связано с тем, что такие двигатели могут кратковременно выдерживать высокий пусковой ток.

Как работает стартер двигателя?

В основном пускатель представляет собой коммутационное устройство, состоящее из электрических контактов (как входящих, так и отходящих). По принципу действия пускатели в первую очередь делятся на ручные и электрические.

Ручной стартер состоит из рычага сбоку, который можно включить или выключить. Обычно они используются для небольших двигателей, поскольку они не могут работать дистанционно.

Этот тип пускателей двигателей обеспечивает перезапуск двигателей сразу же после отключения питания. Это мгновенное срабатывание двигателя после сбоя питания может привести к протеканию опасных токов в двигатель и, следовательно, к повреждению двигателя. По этой причине большинство стартеров оснащены электрическими выключателями.

В пускателях с электрическим приводом для переключения силовых проводников используются электромеханические реле. Эти реле называются контакторами. Когда катушка в контакторе находится под напряжением, она создает электромагнитное поле, которое притягивает контакты переключателя.

А когда катушка обесточена, контакты возвращаются в нормальное положение под действием пружины. Обычно пускатели электродвигателей снабжены нажимными кнопками (кнопками пуска и остановки) для включения и выключения питания катушки, чтобы контакты срабатывали. Эти пускатели с электрическим приводом не будут перезапускаться после сбоя питания, пока не будет нажата кнопка пуска.

Различные технологии, используемые в пускателях двигателей

В большинстве промышленных операций используются трехфазные асинхронные двигатели по сравнению с двигателями любого другого типа. Существуют различные методы запуска трехфазного асинхронного двигателя. Прежде чем знакомиться с различными типами пускателей, давайте сначала обсудим методы, используемые для пускателей асинхронных двигателей.

Метод полного напряжения

Этот метод часто называют прямым пуском от сети (DOL) и является наиболее распространенным способом пуска трехфазного асинхронного двигателя. В этом методе к двигателю прикладывается полное напряжение (или номинальное напряжение), поскольку по своей сути это самозапускающийся двигатель, для запуска которого требуется полное напряжение.

Этот метод применяется только для двигателей мощностью менее 5 л.с., как описано выше. Пускатели двигателей, использующие этот метод, называются пускателями DOL.

Метод пониженного напряжения: Этот метод используется для больших двигателей мощностью от 100 л.с. и выше (или для двигателей, потребляющих очень большие пусковые токи). Как обсуждалось ранее, эти двигатели с высоким номиналом потребляют очень высокие пусковые токи, а также могут вызвать падение напряжения в линии.

В таких случаях используется метод пониженного напряжения, при котором напряжение на двигателе сначала снижается на несколько секунд до тех пор, пока двигатель не начнет вращаться, а затем приложенное напряжение увеличивается до номинального напряжения питания, в результате чего двигатель вращается до номинальной скорости.

Пускатели электродвигателей, использующие метод понижения напряжения, называются пускателями пониженного напряжения. Обычно используемые пускатели с пониженным напряжением включают пускатели с сопротивлением статора, пускатели с автотрансформатором и пускатели с пуском по схеме «треугольник».

Технология двунаправленного пускателя

В некоторых процессах необходимо, чтобы двигатель работал как в прямом, так и в обратном направлении. Как правило, направление трехфазного двигателя можно изменить, заменив любые два провода (т. е. изменив последовательность RYB) трехфазного источника питания.

В этом методе используются два контактора с подходящим соединением и механизмом блокировки между ними для достижения двунаправленной работы.

Многоскоростной метод

В этом методе пускатели электродвигателей изготавливаются для подачи на двигатель различных напряжений для работы двигателя на разных скоростях.

Как правило, эти пускатели предназначены для работы двигателя на двух или трех различных скоростях с использованием двух или более контакторов. Большинство этих пускателей изготавливаются в версиях с полным и пониженным напряжением.

Типы пускателей двигателей

Ниже перечислены наиболее распространенные типы пускателей, основанные на приведенных выше методах.

1. Стартер сопротивления статора
2. Пускатель автотрансформатора
3. Стартер звезда-треугольник
4. Прямой пускатель
5. Устройство плавного пуска

Эти пускатели двигателей подробно рассматриваются в следующем разделе.

Пускатель сопротивления статора

В этом методе на асинхронный двигатель подается пониженное напряжение путем последовательного подключения внешних сопротивлений к каждой фазе обмотки статора.

Во время запуска двигателя эти сопротивления удерживаются в максимальном положении, так что на двигатель подается пониженное напряжение из-за большого падения напряжения на сопротивлениях. Принципиальная схема этого типа пускателя показана на рисунке ниже.

Как только двигатель набирает скорость, сопротивление, подключенное к каждой фазе цепи статора, постепенно уменьшается. Когда эти сопротивления удаляются из цепи, на двигатель подается номинальное напряжение (полное напряжение), и, следовательно, он работает с номинальной скоростью.

В этом методе важно поддерживать пусковой момент двигателя при минимальном пусковом токе. Это связано с тем, что ток изменяется пропорционально напряжению, тогда как крутящий момент зависит от квадрата приложенного напряжения.

Предположим, если приложенное напряжение уменьшится на 50 процентов, ток уменьшится на 50 процентов, а крутящий момент уменьшится на 25 процентов.

Конструкция этого пускового устройства проста и является наиболее экономичным из всех методов. Кроме того, этот стартер можно использовать для двигателей независимо от того, соединены они звездой или треугольником. Однако из-за высокого рассеивания мощности на резисторах в двигателе происходят большие потери мощности.

Кроме того, пониженное напряжение вызывает пониженный крутящий момент при пуске двигателя. Из-за этих ограничений метод сопротивления ограничен для некоторых приложений.

Стартер с автотрансформатором

В этом методе трехфазный автотрансформатор подключается последовательно с двигателем. Этот трансформатор снижает напряжение, подаваемое на двигатель, и, следовательно, ток. Принципиальная схема этого типа пускателя показана на рисунке ниже.

Этот пускатель состоит из переключателя, который переключает двигатель между режимами пониженного напряжения и полного напряжения. Когда этот переключатель находится в положении пуска, на двигатель подается пониженное напряжение.

Это напряжение зависит от доли процента витков и регулируется изменением положения ползунка автотрансформатора.

Когда двигатель достигает 80 процентов своей номинальной скорости, переключатель автоматически переключается в положение RUN с помощью реле. Благодаря этому на этот двигатель затем подается номинальное напряжение. Эти трансформаторы также снабжены цепями перегрузки, холостого хода и выдержки времени.

В этом методе напряжение на клеммах двигателя выше для заданного пускового тока на стороне сети по сравнению с другими методами пониженного напряжения. Следовательно, этот метод дает самый высокий пусковой момент на линейный ампер.

Этот статор может быть подключен к трехфазным двигателям как со звездой, так и с треугольником. Однако эти пускатели дороже, чем пускатели сопротивления статора.

Пускатель «звезда-треугольник»

Пускатель «звезда-треугольник» является наиболее часто используемым пускателем с пониженным напряжением, поскольку он является самым дешевым из всех пускателей. В этом методе асинхронный двигатель подключается в звезду при пуске и в треугольник при работе с номинальной скоростью.

Эти пускатели предназначены для работы на статоре асинхронного двигателя, соединенном треугольником. Принципиальная схема этого пускателя показана на рисунке ниже.

В этом пускателе используется переключатель TPDT (трехполюсный на два направления), который соединяет обмотку статора звездой во время пуска. Благодаря такому соединению звездой подаваемое на двигатель напряжение уменьшается в 1/√3 раза. Это пониженное напряжение приводит к меньшему току через двигатель.

Когда двигатель набирает скорость, переключатель TPST автоматически переключается на другую сторону с помощью реле, так что теперь обмотка подключается треугольником к источнику питания. Таким образом, на двигатель подается нормальное напряжение (поскольку при соединении треугольником напряжение одинаковое, VL = VP), и, следовательно, двигатель работает с нормальной скоростью.

Этот метод дешевле и не требует обслуживания по сравнению с другими методами. Однако это подходит только для двигателей, соединенных треугольником, а также нельзя изменить коэффициент снижения пускового напряжения, т. е. 1/√3.

Прямой пускатель

Как обсуждалось ранее, двигатели малой мощности (менее 5 л.с.) не имеют очень высоких пусковых токов. И без использования какого-либо стартера такие двигатели выдерживают пусковые токи.

Нет необходимости снижать напряжение на двигателе при пуске, поэтому двигатель можно подключить непосредственно к питающей сети. Этот тип устройства, используемый в пускателе, называется пускателем прямого включения или просто пускателем DOL.

Несмотря на то, что этот пускатель не снижает пусковое напряжение, он обеспечивает защиту двигателя от перегрузки, однофазности и низкого напряжения. Принципиальная схема прямого онлайн-пускателя показана на рисунке ниже.

Во время пуска нормально разомкнутый контакт (НО) нажимается на доли секунды, что приводит к возбуждению катушки намагничивания. Этот магнитный поток, создаваемый катушкой, притягивает контактор, так что теперь двигатель подключен к источнику питания.

Контактор сохраняет это положение, пока на катушку подается питание от дополнительного выключателя. При нажатии нормально замкнутого (НЗ) выключателя катушка обесточивается, и контактор отделяется подпружиненным устройством, при этом подача питания на двигатель прекращается.

При любой перегрузке двигатель потребляет большой ток, что вызывает перегрев. Этот чрезмерный нагрев приводит в действие тепловые реле, использующие датчики перегрузки. Затем срабатывают контакты перегрузки, чтобы отключить питание двигателя.

Это самый простой, дешевый и надежный метод, поэтому он широко используется. Основным недостатком пускателя DOL является то, что двигатель потребляет очень большой ток во время запуска в течение короткого периода времени.

Устройство плавного пуска

В этом методе полупроводниковые силовые выключатели используются для уменьшения пускового тока асинхронного двигателя. Это другой тип пускателя с пониженным напряжением, и он подключается последовательно с сетевым напряжением, подаваемым на двигатель. Принципиальная схема устройства плавного пуска показана на рисунке ниже.

Этот пускатель состоит из встречных тиристоров или симисторов в каждой фазе обмотки статора. Управляя углом открытия этих тиристоров, напряжение, подаваемое на двигатель, будет уменьшаться бесступенчато. Этот тип снижения напряжения обеспечивает более плавную работу по сравнению с другими методами, описанными выше.

Это приводит к отсутствию пульсаций крутящего момента и, следовательно, к отсутствию рывков при пуске двигателя. Как только двигатель достигает нормальной скорости, к тиристорам применяется такой угол открытия, что они обеспечивают полное напряжение на двигателе.

Для более крупных двигателей используются частотно-регулируемые приводы с функцией плавного пуска. Такие приводы регулируют пусковой ток, а также скорость двигателя до желаемого значения.

Эти пускатели также снабжены дополнительными защитами, такими как перегрузка, низкое напряжение и однофазность.

Заключение

Вводное руководство по пускателям двигателей. Они являются неотъемлемой частью современных моторных приводов для безопасной и надежной работы двигателей. Мы узнали о необходимости пускателя двигателя, различных типах пускателя двигателя, а также о схемах подключения некоторых популярных методов пуска двигателя.

Типы пускателей электродвигателей — Руководство покупателя Thomas

Пускатели электродвигателей представляют собой электромеханические устройства, обеспечивающие пуск и останов электродвигателей с помощью ручных или автоматических переключателей и обеспечивающие защиту цепей двигателя от перегрузки. Ключевые характеристики включают предполагаемое применение, тип пускателя, электрические характеристики, включая количество фаз, ток, напряжение и номинальную мощность, а также характеристики. Пускатели двигателей используются везде, где работают электродвигатели мощностью более определенной лошадиной силы. Существует несколько типов пускателей, в том числе ручные, магнитные, с плавным пуском, многоскоростные и с полным напряжением. Некоторые пускатели двигателей также имеют функцию реверса, а также функции управления крутящим моментом и толчкового режима. Большинство из них также имеют стандартные монтажные конфигурации, обозначенные в размерах NEMA.

Изображение предоставлено: AndyPositive/Shutterstock.com

Модели и типы пускателей двигателей

Руководство

Ручные пускатели двигателей используются в так называемых приложениях полного напряжения, подключенных к сети, для однофазных и трехфазных двигателей малых и средних размеров. Ручной пускатель двигателя, состоящий из выключателя и реле перегрузки, обычно не обеспечивает отключения питания двигателя в случае прерывания питания, что может быть полезно для небольших насосов, вентиляторов и т. д., поскольку они возобновляют работу после восстановление власти. Ручные пускатели двигателей с защитой от пониженного напряжения обеспечивают средства обесточивания цепи пускателя после отключения питания и, следовательно, используются для конвейеров и т. д., где существует опасность автоматического перезапуска как для оборудования, так и для персонала. Ручные пускатели двигателей с защитой от пониженного напряжения используются на станках, деревообрабатывающем оборудовании и т. д., где требования безопасности требуют отключения двигателя после сбоя питания. Ручные пускатели двигателей доступны в конфигурациях NEMA и IEC, а также в стандартных размерах.

Магнитный

Магнитные пускатели электродвигателей полагаются на электромагниты для замыкания и удержания контакторов, а не на механическую фиксацию выключателей включения/выключения, как в ручных пускателях. Они используются в сетевых приложениях и в качестве пускателей пониженного напряжения для однофазных и трехфазных двигателей. Магнитные пускатели электродвигателей, в которых используются управляющие устройства мгновенного действия (переключатели, реле и т. д.), требуют перезапуска после отключения питания или низкого напряжения, вызывающих отключение контактора. Магнитные пускатели двигателей также могут быть подключены для автоматического перезапуска двигателей, если этого требует приложение, например, удаленный насос. Магнитные пускатели двигателей доступны в конфигурациях NEMA и IEC и стандартных размеров.

Реверс

Реверсивные пускатели содержат два набора контакторов, которые обеспечивают реверсивные выводы двигателей, позволяя им вращаться в любом направлении. Реверсивные пускатели обычно обеспечивают как электрическую, так и механическую блокировки, которые предотвращают одновременное замыкание обоих наборов контактов. Они доступны в стандартных размерах NEMA.

Мягкий

Устройства плавного пуска вводят цифровое управление в электромеханические пускатели и позволяют последовательно доводить двигатели до скорости, чтобы предотвратить повреждение трансмиссии, продуктов и т. д., а также избежать перегрузки службы распределения электроэнергии, вызванной высоким пусковым током среды и большие двигатели, запускаемые при полном напряжении.

Комбинация

Комбинированные пускатели, как правило, представляют собой устройства в корпусе, которые включают в себя разъединители и защиту от короткого замыкания (в виде предохранителей или автоматических выключателей) вместе с компонентами пускателя двигателя

Приложения и отрасли

Пускатели электродвигателей представляют собой электрические устройства специального назначения, предназначенные для управления высоким электрическим током, который потребляют двигатели на мгновение, когда они запускаются из состояния покоя, при этом защищая двигатели от чрезмерного нагрева при перегрузках во время нормальной работы. Пусковой ток может быть в несколько раз больше, чем потребляет двигатель при его рабочей скорости. Если бы использовался только предохранитель или автоматический выключатель, это устройство перегорало бы или срабатывало при каждом запуске.

Вместо этого в двигателях используются тепловые или магнитные реле перегрузки для введения временной задержки во время запуска, когда двигатель подвергается воздействию высокого «пускового» тока. Если бы двигатель заклинил — так называемый сценарий с заблокированным ротором — он бы непрерывно потреблял такой же пусковой ток. В этом случае реле перегрузки будут нагреваться сверх времени, отведенного для нормальных мгновенных уровней пуска, и отключат выключатель или контактор и, следовательно, двигатель.

доступны в открытой конфигурации, которые устанавливаются в панели управления, или они могут быть автономными блоками с собственными корпусами, сертифицированными NEMA или IEC. Стандартные размеры NEMA варьируются от 00 до 9. для покрытия диапазона размеров двигателей, начиная с 1,5 л.с. и заканчивая 900 л.с.

Соображения

Ручные пускатели двигателей ограничены размером двигателя, который они могут запускать, начиная с дробных уровней л.с. и обычно увеличивая до максимума 10-15 л.с., в зависимости от напряжения. Они, как правило, используются с оборудованием, которое запускается нечасто или работает непрерывно с небольшим количеством остановок. Помимо этого, спецификаторы должны рассмотреть возможность использования магнитных пускателей или даже устройств плавного пуска. Особые случаи, такие как реверсивное или многоскоростное обслуживание, решаются с помощью стилей для конкретных приложений. Другие факторы, помимо размера двигателя и напряжения, включают взрывозащиту, класс защиты корпуса, защиту предохранителем или прерывателем и т. д.

Большинство производителей стартеров предлагают продукты, соответствующие рейтингам NEMA и IEC. Стартеры NEMA, как правило, больше и дороже, чем стартеры IEC, но могут быть указаны только на основе мощности и напряжения, тогда как спецификации стартеров IEC более точно настроены. См. ссылку ниже для обсуждения. Как правило, североамериканские инженеры-конструкторы указывают применимость NEMA или IEC, а для новых закупок спецификаторы могут выбирать из соответствующих предложений поставщиков в этих двух диапазонах. Машиностроители в Северной Америке часто используют пускатели IEC в своих панелях управления из-за их способности более точно настраивать пускатели в зависимости от применения, что обусловлено более сложными критериями выбора IEC.

При выборе комбинированного пускателя разработчики, как правило, выбирают конфигурацию корпуса, реле пускателя и перегрузки соответствующего размера, управляющие напряжения, варианты связи и соответствующие контрольные устройства (лампы, аварийные остановы, переключатели ручного/выключения/автоматического выбора, нажимные выключатели, и т. д.). Спецификаторы также могут выбирать между защитой от короткого замыкания с предохранителем и автоматическим выключателем. Многие производители имеют в наличии стандартные устройства, которые можно быстро доставить.

Устройства плавного пуска больше похожи на приводы двигателей переменного тока, чем на традиционные пускатели, поскольку в них используется твердотельная электроника для управления пусковыми токами. Часто их можно запрограммировать на управление разгоном двигателя. Их можно заказать в виде открытых или закрытых блоков.

Важные атрибуты

Промышленные стандарты/сертификация

Выбор NEMA или IEC сузит выбор среди этих двух организаций по стандартизации.

Типы стартеров

Выбор среди этих различных вариантов, как описано выше, сузит поле до конкретных типов пускателей, т. е. полного напряжения, ручного и т. д.

Начальный размер NEMA

NEMA упорядочены по размеру в зависимости от напряжения и мощности двигателя. Процесс выбора пускателей IEC более сложен, поэтому простого подхода «размер по количеству» не существует.

Характеристики

Элементы пускателей включают корпуса, вспомогательные контакты, взрывозащищенные корпуса и т. д.  

Связанные категории товаров

• Двигатели см. в нашем Руководстве по покупке двигателей.
• Контроллеры двигателей и приводы см. в нашем Руководстве по покупке контроллеров двигателей и приводов.
• Автоматические выключатели представляют собой электромеханические устройства, обычно устанавливаемые в электрических шкафах и используемые для защиты электрических цепей от перегрузок.
• Реле защиты представляют собой электромеханические переключатели, используемые для защиты различных устройств от перегрузок по напряжению, току или тепловым перегрузкам.
• Электрические предохранители — это устройства, которые ограничивают прохождение тока через электрические цепи путем «размыкания» при заданном уровне тока, тем самым прерывая поток электричества .
• Электрические контакторы представляют собой электронные или электромеханические устройства, используемые для переключения электрических нагрузок.

  No related posts.