Порівняння методів пуску двигуна — прямий пуск, зірка-трикутник, пристрій плавного пуску, ПЧ

Гід із заміни двигуна розглядає, як безпечно замінити двигун, включно з вибором між зіркою та трикутником на шильдику. Ця стаття розглядає інший аспект того самого двигуна: який метод пуску обрати і чому це напряму впливає на пусковий струм, пусковий момент і навантаження на кабель та комутаційну апаратуру.

Чотири поширені методи пуску

Зверніть увагу: це типові порядки величин із практики, а не гарантовані значення для будь-якого двигуна — фактичний пусковий струм залежить від конструкції двигуна (типу ротора), навантаження під час пуску та налаштувань пристрою плавного пуску/ПЧ.

Чому зірка-трикутник не завжди хороша альтернатива

Зірка-трикутник знижує пусковий струм, але пусковий момент знижується пропорційно — оскільки момент приблизно пропорційний квадрату прикладеної напруги, положення «зірка» дає лише близько третини пускового моменту прямого пуску. Для навантаження з високим пусковим моментом (наприклад, повністю завантажений конвеєр чи компресор, що вже перебуває під тиском) двигун у зірці попросту може не набрати обертів — він «застряє», поки струм не підніметься занадто високо або не спрацює захист двигуна. Тому зірка-трикутник підходить переважно для навантажень із низьким пусковим моментом, таких як вентилятори та відцентрові насоси, що запускаються відносно ненавантаженими.

Сам момент перемикання (із зірки в трикутник) також викликає короткочасний різкий стрибок струму та моменту, оскільки двигун на мить знеструмлюється при перемиканні, а потім знову вмикається зі зсувом фази — за неправильно встановленого часу перемикання (занадто рано, до того як двигун набрав достатню швидкість) цей стрибок може стати таким самим високим, як при прямому пуску.

Пристрій плавного пуску проти перетворювача частоти

Пристрій плавного пуску регулює лише напругу (за допомогою фазового керування тиристорами) і зберігає мережеву частоту незмінною — підходить для обмеження пускового струму та механічного удару під час запуску, але не забезпечує регулювання швидкості під час роботи; після розгону двигун зазвичай перемикається безпосередньо на повну мережу (байпас).

Перетворювач частоти керує одночасно напругою і частотою (співвідношення U/f), утримуючи ковзання — а отже, і споживаний струм — низьким протягом усього пуску при збереженні моменту двигуна. Це робить ПЧ придатним для застосувань, що потребують також змінної швидкості під час роботи (насоси, вентилятори з регулюванням витрати), але приносить власну особливість: див. гід про заземлення та ЕМС частотних перетворювачів щодо заземлення ЕМС і струмів через підшипники, пов'язаних із ШІМ-керуванням.

Практична значущість

Під час вибору чи заміни методу пуску трифазного двигуна необхідно визначити: який пусковий момент потрібен навантаженню (високий пусковий момент часто виключає простий пуск зірка-трикутник), чи потрібна змінна швидкість під час роботи (тоді ПЧ), і чи розраховані кабель/захист двигуна (див. також гід із заміни двигуна) на фактичний пусковий струм обраного методу.

Часті помилки

1. Застосування зірки-трикутника для навантаження з високим пусковим моментом — пусковий момент у зірці становить лише близько третини від моменту прямого пуску; двигун тоді не набирає обертів.
2. Занадто короткий час перемикання із зірки в трикутник — двигун ще не набрав достатньої швидкості на момент перемикання, що викликає різкий стрибок струму/моменту, який зводить нанівець передбачене обмеження струму.
3. Ставлення до пристрою плавного пуску та перетворювача частоти як до взаємозамінних — пристрій плавного пуску регулює лише фазу пуску (фіксована мережева частота, без регулювання швидкості під час роботи), ПЧ безперервно регулює і напругу, і частоту.

Пов'язані матеріали

• Безпечна заміна трифазного двигуна
• Встановлення частотних перетворювачів — заземлення ЕМС і струми через підшипники
• Характеристики автоматів B, C, D