Как настроить реле времени «звезда-треугольник» для пуска электродвигателя: задержка переключения и основы подключения?

Вопрос: как настроить реле времени «звезда–треугольник» для пуска двигателя: основы задержки переключения и подключения?

Время реле определяет, сколько времени двигатель разгоняется по схеме «звезда», прежде чем пускатель переключит его на схему «треугольник». Задайте задержку в зависимости от мощности двигателя и пусковой нагрузки; реле автоматически управляет последовательностью включения главного, звездного и треугольного контакторов с встроенной паузой переключения, предотвращающей короткое замыкание фаза–фаза.
1. Почему для пускателя «звезда–треугольник» требуется реле времени
Прямой пуск может вызывать потребление тока двигателем, в шесть–восемь раз превышающее номинальный ток при полной нагрузке. При соединении «звезда» к каждой обмотке прикладывается примерно 58 % линейного напряжения, поэтому пусковой линейный ток снижается примерно до одной трети значения при прямом пуске — обычно до двух–двух с половиной номинальных токов при полной нагрузке. Компромисс заключается в моменте: он также снижается примерно до одной трети, поэтому двигатель должен быть способен разгоняться при пониженном моменте.
• Соединение «звезда–треугольник» широко применяется для двигателей мощностью примерно от 5,5 до 11 кВт и выше, когда органы электроснабжения или промышленная сеть ограничивают пусковой ток.
• Этот метод подходит для нагрузок с низким требованием к пусковому моменту, например, центробежных насосов, вентиляторов и станков, запускаемых без нагрузки. Для нагрузок с высоким моментом или высокой инерцией требуется устройство плавного пуска или другой метод.
• Специализированное реле времени «звезда–треугольник» обеспечивает намеренную паузу при переключении, обычно в десятки миллисекунд, между размыканием соединения «звезда» и замыканием соединения «треугольник». Обычное реле с задержкой включения не гарантирует соблюдение этой паузы, поэтому в цепи контакторов по-прежнему требуются корректные блокировки.

2. Выберите период работы в режиме «звезда» исходя из характеристик двигателя и нагрузки
Период работы в режиме «звезда» должен быть достаточно продолжительным, чтобы двигатель приблизился к номинальной скорости, но при этом не слишком длинным — чтобы двигатель не работал с пониженным крутящим моментом дольше необходимого. В большинстве установок задержка перехода составляет от 3 до 30 секунд.
• Руководствуйтесь документацией на двигатель или пускатель, если в ней указано рекомендуемое время перехода.
• Как эмпирическое правило на практике: малые двигатели с лёгкими пусковыми условиями (мощностью до примерно 7,5 кВт) обычно требуют 4–8 секунд; средние двигатели, приводящие в действие насосы и вентиляторы, зачастую нуждаются в 8–15 секундах; пуски с высокой инерционной нагрузкой могут потребовать до 20–30 секунд.
•Следите за током двигателя при пуске. При соединении «звезда» ток сначала возрастает, а затем снижается по мере набора скорости. Оптимальный момент переключения — сразу после того, как ток уменьшится и стабилизируется, что означает, что двигатель достиг почти рабочей скорости.
•Если двигатель не может разогнаться в пределах максимально допустимой задержки, нагрузка требует большего пускового момента, чем обеспечивает соединение «звезда», и способ пуска следует пересмотреть.
•Слишком раннее переключение вызывает резкий всплеск тока и ударный момент в момент перехода; слишком позднее переключение оставляет двигатель на низком моменте и приводит к его перегреву.
•Повторно проверяйте настройки каждый раз при изменении приводимой нагрузки, например после замены рабочего колеса насоса или модификации конвейера.

3. Как временной реле координирует работу KM1, KM2 и KM3
В типичном шестиконтактном двигателе KM1 подключает питание к началам обмоток, KM3 соединяет три конца обмоток вместе для пуска, а KM2 повторно подключает каждый конец обмотки к линейному выводу соседней фазы для режима работы.
• Нажатие кнопки «Пуск» одновременно замыкает контакторы KM1 и KM3; двигатель разгоняется по схеме «звезда», а таймер начинает отсчёт времени.
• По окончании периода работы по схеме «звезда» таймер размыкает KM3, выдерживает внутренний интервал переключения, затем замыкает KM2, в то время как KM1 остаётся замкнутым для продолжения работы.
• KM2 и KM3 ни в коем случае не должны быть замкнуты одновременно. Их одновременное замыкание приводит к короткому замыканию обмоток и создаёт межфазное короткое замыкание в питающей сети. Помимо паузы переключения таймера, используйте механические и электрические блокировки, указанные на схеме пускателя.
• Команда «Стоп» или срабатывание теплового реле перегрузки приводит к размыканию KM1 и KM2 и сбросу таймера, поэтому следующий пуск начинается снова по схеме «звезда».
• Выберите номиналы контакторов и теплового реле перегрузки в соответствии с правилами пускателей, приведёнными в стандарте IEC 60947-4-1 и на принципиальной схеме пускателя. Тепловое реле в линейной цепи устанавливается на значение номинального тока полной нагрузки двигателя, указанного на его типовой табличке; если реле установлено в дельта-ветви, его уставка соответствует току этой ветви — обычно 0,58 от тока полной нагрузки.

4. Избегайте тока короткого замыкания при переключении
Большая часть повреждений при пуске «звезда–треугольник» возникает в момент переключения, если нарушены временные параметры или выполнена неправильная коммутация.
• Всегда размыкайте контактор «звезда» до замыкания контактора «треугольник» и ни в коем случае не замыкайте KM2, пока KM3 ещё замкнут — даже на несколько миллисекунд. Кратковременный разрыв цепи позволяет пусковому току полностью затухнуть, поэтому KM2 замыкается на уже вращающийся двигатель, а не вызывает короткое замыкание.
• Убедитесь, что выходные контакты реле-таймера рассчитаны на ток обмоток тех контакторов, которые они управляют, и что напряжение питания таймера соответствует напряжению цепи управления шкафа.
• Установите защиту от короткого замыкания на входе с учётом рабочего тока двигателя в режиме «треугольник», с разумным запасом по току, при этом тепловая защита должна оставаться включённой в обоих режимах пуска.

5. Проверьте настройки реле перед сдачей в эксплуатацию
Пятиминутная проверка на стенде предотвращает неудачный первый пуск на объекте.
•DAQUAN предлагает специализированные реле «звезда–треугольник» и многофункциональные временные реле для управления электродвигателями; выберите устройство, диапазон времени которого охватывает требуемую уставку с запасом для регулировки.
•Убедитесь, что функциональная схема, напечатанная на реле, соответствует описанной выше последовательности пуска: выход «звезда», выход «треугольник» и поведение при переключении должны совпадать.
•Подайте питание на реле от панельного управляющего источника, измерьте интервал «звезда» с помощью секундомера и убедитесь, что задержка между размыканием цепи «звезда» и замыканием цепи «треугольник» присутствует в каждом цикле.
•Запишите окончательную уставку на бирке панели или на схеме подключения, чтобы обслуживающий персонал мог восстановить её после замены.
Для нестандартных нагрузок или условий электропитания проверьте уставку путём измерения фактического пускового тока при вводе в эксплуатацию, а не только по эмпирическому правилу.