4.4 Soft startere, scheme de pornire cu soft starter.

1.Schema structurală şi de comandă a metodei de pornire al motorului asincron cu ajutorul soft starter.

2.Construcția soft starterului.

Softstarterele au fost utilizate cu precădere în ultimii 20 de ani fiind folosite la pornirea mașinilor electrice. Ele sunt robuste şi ușor de utilizat. Softstarterele sunt utilizate pentru o pornire lina a motoarelor de inducție trifazate (motoare cu colivie de veveriță). De regulă soft starterul este situat între invertorul de frecvență şi contactorul electromecanic. Trebuia avute în vedere câteva aspecte pentru a asigura o pornire adecvată şi acestea sunt dependente de natura pornirii. O pornire lină este o pornire cu o tensiune de motor redusă, aceasta ducând la o reducere a cuplului mașinii.

Rolul soft starterului este de a reduce cuplul de pornire al mașinii prin controlul tensiunii de alimentare. Astfel, mașina pornește lin, lucru ce nu este posibil prin metoda pornirii directe sau alta metodă.

Softstarterele sunt dispozitive electronice de putere care comandă pornirea unui

motor prin aplicarea tensiunii rețelei de la 0 la 100% din valoare într-un timp care poate fi reglat, menținând constant raportul tensiune/frecvență pentru a nu micșora cuplul de pornire (se știe că acesta variază proporțional cu pătratul acestui raport).

Avantajele acestei metode:- curent controlabil la pornire- nu apar vârfuri de curent- nu necesită întreținere- cuplul de pornire controlabil- se evită șocurile mecanice şi șocurile de curent la pornireAceste echipamente electronice se utilizează pentru acționarea motoarelor

electrice asincrone cu rotorul în scurtcircuit, folosite în sisteme inerte şi rezolvă problemele care pot apărea ca rezultat al autopornirii motoarelor, al proceselor mecanice sau electrice tranzitorii la pornirea motoarelor şi al cuplului de pornire ridicat.

Softstarterele reprezintă o alternativă ieftină a invertoarelor de frecvență, în cazurile în care beneficiarul ar trebui să controleze pornirea şi oprirea motorului, dar nu şi reglarea permanentă a vitezei de rotație. Nu sunt utilizabile pentru comanda motoarelor în anumite regimuri.

Dacă un motor electric nu este protejat adecvat, schimbărilor bruște ale cuplului motor şi ale vitezei de rotație care apar în timpul proceselor de pornire şi oprire, vor genera şocuri atât motorului, cât şi echipamentului acționat de acesta. Cu timpul, aceasta va duce la uzarea mecanică prematură a cuplajelor, angrenajelor, benzilor rulante etc. Procesele de pornire sau oprire abrupte pot duce, de asemenea şi la distrugerea bunurilor manevrate cu ajutorul motoarelor electrice. De aceea, a devenit o necesitate folosirea soft-starterelor .

Aceste echipamente controlează tensiunea la pornirea şi oprirea motoarelor, pentru a asigura accelerarea, respectiv decelerarea lină.

Astfel, efectele nedorite ale pornirilor şi opririlor bruște sunt eliminate.Aceste echipamente comandă aplicarea tensiunii rețelei de la 0 la 100 % într-un timp care

poate fi reglat. Motorul pornește aproape fără șocuri. Reducerea tensiunii conduce la o reducere pătratică a cuplului de rotație în raport cu pornirea normală a motorului. Softstarterele se utilizează în special pentru pornirea motoarelor cu sarcină cu variație pătratică (de exemplu pompe sau ventilatoare).

Pornirea motoarelor electrice cu soft starter – se realizează cu ajutorul unui echipament dedicat care reduce voltajul la pornire cu ajutorul unor tiristori. Avantajele unei astfel de porniri sunt curentul mic de pornire precum și momentul mecanic mic. Curbele de curent absorbit de la rețea și momentul dezvoltat este asemănător cu cel al unui variator de frecvență.

Rolul soft starterelor în acționările electrice

Soft-Starterele contribuie la realizarea unui proces de producție mai economic, eliminând uzura mecanică şi electrică a echipamentelor.

Accelerarea / decelerarea lină reduc sarcinile mari şi șocurile la care sunt supuse utilajele în momentul pornirii / opririi. La echipamentele de pompare, softstartelele elimină șocurile de presiune în țevi şi în valve la pornirea / oprirea pompelor. Creşterea graduală a curentului elimină de asemenea căderile de tensiune, apariția curenților de circulație şi supraîncălzirea motoarelor. Prevenind apariția unor asemenea fenomene, se reduce uzura mecanismelor, permițând funcționarea fără întreruperi a proceselor industriale timp îndelungat.

Domenii tipice de utilizare pentru soft starter Acționarea pompelor: Șocurile de presiune sunt evitate prin pornirea ușoară. Încărcarea mecanică a

instalațiilor ca întreg scade, iar durata de viață a componentelor instalației este extinsă. Acționarea ventilatoarelor şi compresoarelor: Prin pornirea ușoară curelele trapezoidale nu mai glisează,

iar uzarea precoce este împiedicată. Astfel, scad costurile de funcționare, iar durata de viață a instalației se prelungește.

Benzi transportoare: In locul pornirii cu un "șoc", banda transportoare funcţionează lin, iar obiectele transportate nu se răstoarnă. Banda este protejată mecanic şi are o durată de viață mai lungă.

Ferăstraie circulare, ferăstraie-panglică: Prin limitarea curentului la pornire, se evită vârfurile de curent. Astfel, se creează posibilități de economisire a costurilor energetice şi tarife reduse pentru sarcina de vârf din partea furnizorului de energie.

Mecanisme de malaxare, amestecare: Prin limitarea curentului la pornire, se evită vârfurile de curent. Astfel, se creează posibilități de economisire a costurilor energetice şi tarife reduse pentru sarcina de vârf din partea furnizorului de energie.

Mori, concasoare. Alte aplicații ale soft starterului :In afară de aplicațiile ilustrate mai sus, soft starterul poate fi utilizat pentru a optimiza funcționarea unei game

mult mai vaste de echipamente, incluzând:-macarale;-pompe speciale;-centrifuge.

Descriere. Părti componente ale softstarterului

Soft starterele reglează tensiunea rețelei de alimentare începând de la o valoare ce poate fi setată de operator până la valoarea ei maximă. In cazul în care un motor asincron trifazat este alimentat de la o astfel de rețea, cuplul de pornire al acestuia este semnificativ redus. Aceasta asigură motoarelor de inducție trifazate o pornire lină la un curent de pornire redus.

Părți componente şi rolul acestora1. Rețea de alimentare Ulinie= 3x230 până la 3x4602. Tiristoare în antiparalel pe toate cele 3 faze ce controlează tensiunea

motorului3. Tensiune de ieșire (U2): trifazată, începând de la o valoare de start presetată

până la 100% din tensiunea de alimentare cu valoarea frecvenței constantă.• Curent de ieșire (I2N):15 - 900 A la o temperatură maximă a mediului ambiant de 40 °C.• Putere dezvoltată la axul motorului (P2):-7.5 - 500 kW la 400 V cu conexiune standard sau 10 - 750 CP la 460 V-11 - 900 kW la 400 V cu conexiune triunghi sau 15 - 1300 CP la 460 V4. Controler: controlează partea de putere. Comenzile de control sunt

procesate aici şi tot aici sunt definiți parametrii.5. Ecran LCD cu taste unde pot fi setați parametrii şi vizualizați.

Caracteristicile principale ale unui softstarter

Construcţie compactă √

Reacţie la limită de curent √

Tensiune de pornire reglabilă √

Cuplu reglabil √

Rampe de pornire şi oprire separate ca setare √

Limită de curent ajustabilă √

Funcţie de economie a energiei √

Intrări digitale configurabile 2

Intrări/ieşiri analogice configurabile 2/2

Relee de ieşire configurabile 4

Poate fi folosit ca softstarter şi controler de faze √

Parametri ajustabili în toată plaja de curenţi √

Conectabil la reţele de comunicare √

Interfaţă Serial √

Ecran LCD cu taste √

Memorie a evenimentelor 5msg

Control atât în linie (presetat) cât şi în triunghi √

Criterii de selecție a soft starterelor în acționările electriceAlegerea soft starterului se face ținând cont de curentul nominal al motorului

şi de tipul de sarcină al acestuia. Sarcina trebuie să aibă o variație pătratică/ caracteristica cuplului. Sarcinile cu viteză liniară sau constantă nu pot fi pornite la putere maximă cu soft starterul (pistoanele pompelor pot fi pornite doar cu valve bypass).

Curentul de ieșire al soft starterului trebuie sa fie egal sau mai mare decât curentul motorului. Pentru motoarele cu o rezistență mare de pornire, soft starterul ales trebuie să fie dimensionat corect pentru a evita supraîncărcările.

Conexiunea în paralel a mai multor motoare la un singur soft starter se face având în vedere suma curenților nominali ai acelor motoare.

Conectarea motoarelor în timpul funcționării soft starterului nu este permisă. Soft starterul trebuie sa poată furniza curentul de pornire al motorului, care este de 6-8 ori mai mare decât curentul nominal, plus curentul ce trebuie furnizat celorlalte motoare.

Condiţii de mediu pentru funcționarea soft starterelor

• Grad de protecţie IP20• Altitudine: până la 1000m; peste aceasta altitudine până la 2000m cu o

scădere de curent 1% pentru fiecare 100m peste 1000.• Temperatura: 0-40 °C fără variații; până la 50°C cu o variație de 2% pe °C• Depozitare: -25 - +55 °C constant; -25 - +75 °C max. 24 de ore.

Conectarea soft starterelor în rețele electrice

Conexiunea cablurilorLegenda:1. Linie de protecţie2. Contacte principale3. Siguranță semiconductoare4. Controler protecţie alimentare5. Soft starter6. MotorT1: +TermistorT2: –Termistor

Ieșirile soft starterului (terminalele 2T1, 4T2, 6T3) nu trebuie să fie utilizate pentru a conecta o inductanță capacitivă, pentru a conecta mai multe Softstartere în paralel sau pentru alimentare.

Elementele de protecţie pentru partea de putere trebuie să fie alese în acord cu configurația rețelei folosite.

Conexiunea BypassCu ajutorul conexiunii bypass motorul poate fi conectat direct la reţeaua de alimentare. In acest fel se

elimină pierderea energiei prin soft starter. După terminarea procesului de pornire al motorului, soft starterul controlează contactorul bypass (atunci când tensiunea maximă este atinsă). Nici un alt operator este necesar. Funcția Top Of Ramp este de obicei atribuită releului K2 astfel încât contactorul bypass este controlat de soft starter.

Controlul circuitului în bypass

1. Activează DM42. DM4 Soft start, Soft stop OPRIRE DE URGENTAS1: OpritS2: PornitS3: Soft stopS4: Soft start

Conectarea la pompe

Când o pompă este conectată la un soft starter trebuie să fie frecvent posibile operații de urgență cu contactorul bypass. Pentru alegerea între pornirea cu soft starter şi pornirea directă cu ajutorul contactului bypass, un comutator este acționat. In acest caz soft starterul este complet izolat. Pentru că nu este posibilă deconectarea circuitului în timpul operației, contactele asigură schimbarea doar după oprire.

Pornirea mai multor motoare succesivLa pornirea succesivă a mai multor motoare cu un soft starter trebuie avute în vedere, în ordine, următoarele acțiuni:• Pornire cu soft starter• Trecere pe contact bypass• Deconectare soft starter• Conectarea ieșirii soft starterului la următorul motor• Restart

Conectarea în paralel a motoarelor cu un sofstarterSe poate de asemenea să pornim mai multe motoare în paralel cu un soft starter. Comportarea fiecărui motor individual

nu este afectat în acest caz. Fiecare motor trebuie echipat cu protecţie adecvată la suprasarcină.Curentul total consumat de toate motoarele conectate nu trebuie să depășească curentul nominal Ie al soft starterului. Este important în acest caz să nu se folosească funcția de protecţie electronică a soft starterului. Trebuie așadar ca

fiecare motor în parte să fie protejat cu termistoare şi/sau relee de suprasarcină.