Jak skonfigurować przekaźnik czasowy typu gwiazda-trójkąt do rozruchu silnika: opóźnienie przejścia i podstawy okablowania?

Pytanie: Jak skonfigurować przekaźnik czasowy gwiazda-trójkąt do rozruchu silnika? Podstawy opóźnienia przejścia i podłączenia.

Czas rele określa, jak długo silnik przyspiesza w układzie gwiazdy, zanim sterownik ponownie połączy go w układzie trójkąta. Ustaw opóźnienie na podstawie mocy silnika i obciążenia rozruchowego; przekaźnik sekwencyjnie załącza styczniki główne, gwiazdowe i trójkątowe z wbudowaną przerwą przełączania, zapobiegając zwarcie fazowo-fazowemu przy przełączeniu.
1. Dlaczego rozruch gwiazda-trójkąt wymaga przekaźnika czasowego
Rozruch bezpośrednie może powodować pobór prądu od sześciu do ośmiu razy przekraczającego prąd znamionowy silnika. W połączeniu gwiazdą napięcie przy każdej uzwojeniu wynosi około 58 procent napięcia sieciowego, dlatego prąd sieciowy w chwili rozruchu spada do mniej więcej jednej trzeciej wartości rozruchu bezpośredniego, zwykle do dwóch–dwóch i pół raza prądu znamionowego. Kompromisem jest moment obrotowy, który również spada do około jednej trzeciej, więc silnik musi być w stanie przyspieszać przy zmniejszonym momencie obrotowym.
•Połączenie gwiazda–trójkąt jest powszechne w przypadku silników o mocy od około 5,5 do 11 kW i wyższej, gdy organ nadzorujący zasilanie lub sieć zakładu ogranicza prąd rozruchowy.
•Metoda ta nadaje się do obciążeń o niskim wymaganiu momentu obrotowego przy rozruchu, takich jak pompy odśrodkowe, wentylatory i obrabiarki uruchamiane bez obciążenia. Obciążenia o wysokim momencie obrotowym lub dużej bezwładności wymagają sterownika miękkiego rozruchu lub innej metody.
• Dedykowany przekaźnik czasowy gwiazda-trójkąt wprowadza celowe opóźnienie przełączenia, zwykle w zakresie kilkudziesięciu milisekund, pomiędzy otwarciem połączenia gwiazdą a zamknięciem połączenia trójkątem. Uniwersalny timer opóźniający włączenie nie może zagwarantować takiego przerwy, dlatego obwód styczników nadal wymaga odpowiednich blokad wzajemnych.

2. Wybierz okres połączenia gwiazdą na podstawie silnika i obciążenia
Okres połączenia gwiazdą musi być wystarczająco długi, aby silnik osiągnął prędkość znamionową, ale jednocześnie wystarczająco krótki, aby silnik nie pracował dłużej niż konieczne przy zmniejszonym momencie obrotowym. W większości instalacji stosuje się opóźnienie przełączenia w zakresie od 3 do 30 sekund.
• Zaczynaj od dokumentacji silnika lub rozruchownicy, jeśli zawiera ona zalecany czas przełączenia.
• Jako zasada praktyczna w warunkach terenowych: małe silniki o lekkim rozruchu, do około 7,5 kW, potrzebują zwykle od 4 do 8 sekund; średnie silniki napędzające pompy i wentylatory często wymagają od 8 do 15 sekund; rozruchy przy dużych momentach bezwładności mogą wymagać nawet od 20 do 30 sekund.
•Obserwuj prąd silnika podczas rozruchu. W układzie gwiazda prąd najpierw rośnie, a następnie maleje w miarę osiągania prędkości obrotowej. Najlepszym momentem przełączenia jest chwila tuż po spadku i wyrównaniu się prądu, co oznacza, że silnik osiągnął prędkość bliską nominalnej.
•Jeśli silnik nie jest w stanie przyspieszyć w ramach maksymalnie dopuszczalnego opóźnienia, obciążenie wymaga większego momentu rozruchowego niż zapewnia połączenie gwiazdą, a metodę rozruchu należy ponownie ocenić.
•Zbyt wcześnie dokonane przełączenie powoduje duży skok prądu oraz gwałtowne zmiany momentu w chwili przełączenia; zbyt późne przełączenie pozostawia silnik w stanie niskiego momentu i nadmiernego nagrzewania.
•Sprawdzaj ponownie ustawienia za każdym razem, gdy zmienia się obciążenie napędzane, np. po wymianie wirnika pompy lub modyfikacji taśmy transportera.

3. Jak przekaźnik czasowy koordynuje pracę stykowników KM1, KM2 i KM3
W typowym silniku z sześcioma zaciskami KM1 łączy zasilanie z początkami uzwojeń, KM3 łączy ze sobą trzy końce uzwojeń w celu rozruchu, a KM2 ponownie łączy każdy koniec uzwojenia z zaciskiem linii przyległej fazy w celu pracy w trybie ciągłym.
• Naciśnięcie przycisku start powoduje jednoczesne załączenie styczników KM1 i KM3; silnik przyspiesza w układzie gwiazda, podczas gdy przekaźnik czasowy odmierza czas.
• Po upływie czasu pracy w układzie gwiazda przekaźnik czasowy wyłącza KM3, oczekuje przez wewnętrzny przedział przełączania, a następnie załącza KM2, przy czym KM1 pozostaje załączony do czasu pracy.
• KM2 i KM3 nigdy nie mogą być załączone jednocześnie. Jednoczesne załączenie tych styczników powoduje zwarcie uzwojeń oraz zwarciowe połączenie faz w sieci zasilającej. Należy zastosować mechaniczne i elektryczne blokady wzajemne przedstawione na schemacie rozruchu, dodatkowo do przerwy przełączania przekaźnika czasowego.
• Polecenie zatrzymania lub zadziałanie zabezpieczenia przeciążeniowego powoduje wyłączenie KM1 i KM2 oraz resetowanie przekaźnika czasowego, dzięki czemu kolejny rozruch rozpoczyna się ponownie w układzie gwiazda.
• Dobór styczników i przekaźnika przeciążeniowego należy wykonać zgodnie z zasadami dotyczącymi rozruszników zawartymi w normie IEC 60947-4-1 oraz na podstawie schematu rozruchu. Przekaźnik przeciążeniowy w obwodzie linii zasilającej jest nastawiany na prąd znamionowy pełnego obciążenia silnika z tabliczki znamionowej; przekaźnik umieszczony w gałęzi trójkąta jest nastawiany na prąd tej gałęzi, zwykle wynoszący 0,58 prądu znamionowego pełnego obciążenia.

4. Unikaj przepływu prądu udarowego podczas przełączania
Większość uszkodzeń przy rozruchu gwiazda–trójkąt występuje w chwili przełączenia, jeśli czasowanie lub połączenia są nieprawidłowe.
• Zawsze otwieraj stycznik gwiazdy przed zamknięciem stycznika trójkąta i nigdy nie zamykaj KM2, gdy KM3 jest jeszcze zamknięty – nawet przez kilka milisekund. Krótki przedział otwarty pozwala całkowicie wygasnąć prądowi rozruchowemu, dzięki czemu KM2 zamyka się na silnik już pracujący, a nie na zwarcie.
• Upewnij się, że styki wyjściowe przekaźnika czasowego są odpowiednio dobrane pod kątem obciążenia cewek styczników, które sterują, oraz że napięcie zasilania przekaźnika czasowego odpowiada napięciu sterowania szafy.
• Zainstaluj zabezpieczenie przed zwarciem w obwodzie głównym dla prądu pracy silnika w układzie trójkąta z odpowiednim zapasem mocy, zachowując przy tym działanie zabezpieczenia przeciążeniowego w obu trybach rozruchu.

5. Zweryfikuj ustawienia przekaźnika przed przekazaniem systemu
Pięciominutowa kontrola na stole zapobiega awarii podczas pierwszego rozruchu na miejscu.
•DAQUAN oferuje dedykowane przekaźniki gwiazda–trójkąt oraz wielofunkcyjne przekaźniki czasowe do sterowania silnikami; wybierz urządzenie, którego zakres czasowy obejmuje zamierzony czas ustawienia z zapasem na jego dostosowanie.
•Potwierdź schemat funkcji wydrukowany na przekaźniku: wyjście gwiazdowe, wyjście trójkątowe oraz zachowanie przy przełączaniu muszą odpowiadać opisanemu powyżej sekwencji rozruchu.
•Zasil przekaźnik z zasilania panelu sterującego, zmierz przedział czasowy pracy w trybie gwiazdy stoperem i potwierdź, że przerwa między otwarciem wyjścia gwiazdowego a zamknięciem wyjścia trójkątowego pojawia się w każdym cyklu.
•Zapisz ostateczne ustawienie na etykiecie panelu lub na schemacie połączeń, aby personel serwisowy mógł je przywrócić po wymianie urządzenia.
W przypadku nietypowych obciążeń lub warunków zasilania zweryfikuj ustawienie, mierząc rzeczywisty prąd rozruchowy podczas uruchamiania, zamiast polegać wyłącznie na zasadzie ogólnej.