Блок реверсивного управления тиристорный

Устройства плавного пуска асинхронного электродвигателя пользуются спросом на Российском рынке силовой электроники. Их большое разнообразие, как в ценовом, так и в функциональном отношении предоставляет потребителю право сделать выбор между зарубежным и Российским производителем. Многофункциональность и надежность – главный критерий в выборе. Именно о таком устройстве пойдет речь в данной статье.

Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором - самый распространенный тип электродвигателей. При эксплуатации электроприводов на основе данного типа двигателя часто возникает необходимость в плавном запуске и реверсировании. В настоящее время существует большое количество зарубежных устройств подобного типа. Отечественный рынок представлен такими производителями, как «АБС ЗЭиМ Автоматизация» - бесконтактный реверсивный пускатель ПБР-3И; ООО «НПФ Битек» - реверсивное устройство плавного пуска, торможения и защиты серии «Би СТАРТ-Р» и многие другие. Российские производители внесли большой вклад в развитие отечественной силовой электроники данного направления.

Между собой устройства плавного пуска различаются, прежде всего по функциональным возможностям, удобству управления и граничным значениям коммутируемых нагрузок. Предприятие ЗАО «Электрум АВ» также не осталось в стороне. Специалистами предприятия было разработано устройство, отвечающее современным требованиям управления асинхронным электродвигателем, внешний вид которого приведен на рисунке 1.

Рисунок 1. Внешний вид устройства плавного пуска и реверсирования

Блок реверсивного управления тиристорный (далее – БРУТ) - это многофункциональный тиристорный пускатель с микропроцессорным управлением, предназначенный для плавного  запуска, торможения и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей  мощностью до  15 кВт. Областью применения БРУТ являются регулирующие и запорные задвижки трубопроводной арматуры, кран-балки, рольганги, станки и другие механизмы,  где необходимо реверсивное управление приводом и плавный запуск.

 Функциональные возможности «Блока реверсивного управления». Это прежде всего двухстрочный LCD индикатор, по средствам которого потребитель получает полную информацию о режимах работы и состоянии электродвигателя, установленных значениях разгона и торможения и условиях защиты электродвигателя и БРУТ. Индикатор отображает направление вращения, ток по каждой фазе, температуру радиатора силового модуля и температуру выносного датчика, установленного при необходимости потребителем,  на понятном потребителю языке выводит значения всех необходимых параметров при настройке.

 Управление электродвигателем может осуществляться следующим способом: плавный разгон по заданному времени до 99 секунд, разгон с ограничением пускового тока, запуск с установленного момента, запуск толчком, динамическое торможение постоянным током, реверсное переключение направления вращения.  Устройством можно управлять как в ручном режиме, с пульта на лицевой панели, так и в автоматическом - от дискретных сигналов или аналогового датчика. Необходимый алгоритм работы выбирается оператором. При аналоговом управлении имеется возможность управления погружным насосом: по сигналу с аналогового датчика производить заполнение емкости до заданного уровня или откачивание из резервуара. Все значения настроек устанавливаются оператором и сохраняются в энергонезависимой памяти.

БРУТ отключит электродвигатель при возникновении следующих аварийных ситуаций:

1. Превышение максимального тока двигателя
2. Превышение межфазного тока более чем на 50%
3. Пропадание одной из фаз
4. Превышение температуры радиатора силового модуля (более 100°С)
5. Превышение температуры выносного датчика (1-99°С - необходимое значение устанавливается потребителем)

При отключении электродвигателя, в следствии возникновения аварийной ситуации, на индикаторе отображается причина аварии и работа блокируется  до перезапуска устройства.

Действующее значение тока, при превышении которого электродвигатель отключится, определяется степенью перегрузки.  На рисунке 2 изображен график времени работы электродвигателя при превышении максимального тока. Если потребляемый ток по любой из питающих фаз превысит в два раза установленный максимальный ток,  аварийное отключение в этом случае произойдет через 45 секунд. Превышение в семь раз вызовет аварийное отключение через 4 секунды.  При превышении максимального тока более чем, в 10 раз реакция отключения составит не более 10 мс.

Рисунок 2. Токо - временная характеристика защиты электродвигателя

Управление блоком, выбор вида управления, режима работы, условий запуска и торможения производится с помощью переключателей, расположенных на передней панели блока.

На передней панели расположены следующие органы управления и индикации:

1. Индикатор – предназначен для отображения всех режимов и параметров при настройке и работе устройства.
2. «→» - Кнопка  переключения направления вращения электродвигателя по часовой стрелке в ручном режиме, переход к следующему разряду в режиме «УСТАВКА».
3. «←» - Кнопка переключения направления вращения электродвигателя против часовой стрелки в ручном режиме.
4. «Пуск/Стоп» - Кнопка запуска и остановки электродвигателя в ручном режиме.
5. «Сброс» - Кнопка сброса аварийного режима предназначена для перезапуска схемы управления после устранения причины аварии.
6. «Выбор» - Кнопка выбора параметров настройки БРУТ в ручном режиме при остановленном электродвигателе; выбор отображаемого параметра при включенном электродвигателе; изменение выбранного параметра в режиме «УСТАВКА».
7. «Уставка» Кнопка входа в режим изменения настроек.
8. «Вид управления» Кодом переключателя задается:

Ручное управление

Аналоговое управление

Дискретное управление

9. «Запуск Торможение» Кодом переключателя задаются параметры :

Остановка электродвигателя выбегом (снятие напряжения).

Остановка электродвигателя по заданному времени.

Пуск электродвигателя с ограничением по току.

Пуск электродвигателя по заданному времени.

10. «Режим работы» Кодом переключателя задается:

Номер режима работы (для «Аналогового» и «Дискретного» управления)

Функциональная схема блока, поясняющая его работу приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Функциональная схема блока

Электродвигателем управляют мощные тиристоры, установленные на радиаторе, и попарно соединенные в пять групп.

Микропроцессорная система управления получает информацию об очередности приходящих фаз с блока синхронизации, задания с пульта управления и формирует сигналы управления. Информацией необходимой при формировании сигналов управления также являются сигналы от аналогового датчика и дискретных входов. Регулировка мощности основана на изменении угла открытия силовых тиристоров.

Микропроцессорная система управления следит за величиной потребляемого тока двигателя, за температурой радиатора, за наличием всех фаз питающего напряжения и их последовательности, за внешним сигналом температуры.

Для питания аналогового датчика и при необходимости, для организации дискретного управления служит источник  напряжения  24В с выходным током до 200 мА. Все дискретные входы и выход аварийной сигнализации имеют оптическую развязку. Управление силовыми тиристорами так же осуществляется через гальваническую развязку.

Как видно из функциональной схемы, БРУТ имеет резервные входы и выходы, это сделано для расширения функциональных возможностей блока, по предварительному согласованию с заказчиком. Как показывает практика, при разработке подобных устройств невозможно предусмотреть все функции, которые  могут потребоваться  заказчику. В этом неоспоримое преимущество отечественного производителя: заказчик за те же деньги получает не красивое слово (марку), а именно такой блок, какой ему нужен. В итоге можно сказать, что простота управления, гибкость настройки, расширенные функциональные возможности и надежность в работе позволяют «Блоку реверсивного управления тиристорному» занять достойное место среди подобных устройств.