Моторни пускатели

• Моторни пускатели се използват за всички двигатели над определена номинална мощност
  
  
• Основните им разновидности биват ръчни, магнитни, реверсивни, софтстартери и др.
  
  
• Ръчните моторни пускатели се използват предимно с оборудване, което стартира рядко или работи постоянно с малки прекъсвания

Моторните пускатели имат четири основни функции – изолиране на товара от електропреносната мрежа, защита срещу късо съединение, защита от претоварване и комутация или управление. Всеки моторен пускател може да разполага и с допълнителни функции в зависимост от приложението му – софтстарт, регулиране на скоростта, обръщане на фазите, комуникация и др.

Видове пускатели

Ръчните моторни пускатели се използват за малки до средно големи едно- и трифазни двигатели. Те се състоят от комутатор за включване/изключване и реле за претоварване, като обикновено не предоставят опция за изключване на двигателя при прекъсване на електроподаването, което може да е от полза за малки помпи, вентилатори и др., тъй като при възстановяване на захранването те ще продължат да работят. Ръчните моторни пускатели със защита срещу понижаване на напрежението предоставят начин за деенергизиране на стартерната верига след прекъсване на електроподаването и следователно се използват например за конвейери, металорежещи и дървообработващи машини, където при автоматичен рестарт съществува риск както за оборудването, така и за персонала.

За разлика от ръчните пускатели, при магнитните се разчита на електромагнити за затваряне и задържане на контакторите. Магнитните моторни пускатели изискват рестарт след загуба на захранване, тъй като условията на ниско напрежение могат да доведат до елиминиране на контактора. Магнитните моторни пускатели могат да бъдат свързани така, че да рестартират двигателите автоматично, ако конкретното приложение го изисква, например в случая на помпа, разположена в отдалечен район.

Реверсивните пускатели включват два набора от контактори, които позволяват двупосочното им обръщане. Те обикновено предоставят и електрическа, и механична блокировка, които предотвратяват затварянето на двата набора от контакти едновременно.

При софтстартерите към електромеханичните пускатели се интегрира цифрово управление, което дава възможност за плавно ускоряване на двигателя както с цел предотвратяване на повреди на трансмисиите, продуктите и т. н., така и за избягване на натиска върху електроразпределителното дружество при пуска на средно големи и големи двигатели при пълно напрежение.

Изолиращи контакти

Изолиращите контакти са задължителни и трябва да бъдат разположени в началото на всички електрически вериги. За моторните пускатели те са препоръчителни, не задължителни. Ролята им е да изолират безопасно електрическите вериги от източника на енергия, за да се гарантира защитата на активи и хора в случай на извършване на дейности по поддръжка или ремонт по дължината на веригата.

Изолиращият контакт трябва да отговаря на следните спецификации: многополюсна и едновременна комутация; адекватни на захранващото напрежение изолационни разстояния; блокировка; видимо или явно прекъсване. Видимо прекъсване означава, че отварянето на полюсите е напълно видимо за оператора. Явното прекъсване може да бъде разпознато или посредством позицията на работещото оборудване, или чрез индикатор за позиция, който може да потвърди “деенергизирането”, само ако контактите са разделени на адекватно разстояние, както е специфицирано в стандартите. Производителите предлагат редица устройства с тези функции. Често едно устройство може да се справи с функцията за изолиране на контактите и защита срещу късо напрежение. За тази цел някои машини се нуждаят от допълнително свързващо устройство.

Защита

За целта на защитата срещу късо съединение е необходимо да се засекат свръхтоковете вследствие на окъсяване на електрическата верига (обикновено над 10 пъти по-големи от номиналния ток) и да се отвори неизправната верига. Тя включва предпазители със стопяема вложка и магнитни прекъсвачи.

Защитата срещу претоварване изисква да се засекат свръхтоковете в резултат на претоварването и да се отвори неизправната верига. Тя включва електромеханични или електронни устройства (реле за претоварване), свързани към прекъсващо устройство (прекъсвач или контактор) или интегрирани в пускателите или електронните скоростни контролери.

Това предпазва линията за захранване на двигателя и от топлинно претоварване.

Директното стартиране на електрозахранване с асинхронен двигател е най-разпространеното, най-рентабилното и обикновено най-подходящото решение за голямо разнообразие от машини. Подходът обаче има ограничения, които могат да възпрепятстват някои приложения или дори да са несъвместими с това какво трябва да прави машината (висок пусков ток при стартиране, внезапни механични движения при стартиране, невъзможност за управление на ускоряването и намаляването на скоростта, невъзможност за промяна на скоростта и др.)

Софтстартерите и електронните регулатори на скоростта могат да преодолеят тези недостатъци, но описаните конвенционални защити не са подходящи за приложение с тези продукти, които модулират електрическата енергия, подавана към двигателя. Следователно софтстартерите и електронните регулатори на скорост имат интегрирани защити. Съвременните регулатори на скорост гарантират цялостна защита от претоварване на двигателя, както и защита за самите тях. Въз основа на измерването на тока и информация за скоростта, микропроцесор изчислява повишението на температурата на двигателя и подава аларма или сигнал за разединяване в случай на прекомерно прегряване.

В допълнение информацията, генерирана от термичната защита, интегрирана в регулатора на скоростта, може да се предаде към програмируем логически контролер или система за управление посредством шинен интерфейс, с който разполагат по-новите регулатори на скоростта и пускатели.

Комуникация или управление

Управлението в случая обхваща затварянето и отварянето (прекъсването) на електрическата верига в условия на натоварване. Функцията за управление може да се подсигури чрез прекъсвач или моторен пускател, софтстартер или регулатори на скоростта. Най-често за целта обаче се използват контактори, тъй като позволяват дистанционно управление. За двигателите, тези устройства за управление трябва да осигуряват електрическа издръжливост и да отговарят на стандарт IEC 60947-4-1.

В промишлените производствени процеси дистанционният контрол се прилага за инспектиране на устройства и управление на машини. За постигане на тази цел в повечето устройства за моторна защита, включително пускателите, се интегрират комуникационни компоненти или модули. Комуникационни модули като AS-I, Modbus, Profibus и др. позволяват не само наблюдение на двигателя (отдалечено управление на включването/изключването на моторния пускател), но и дистанционно определяне на натоварването (измерване на тока) и/или съществуващи или отстранени дефекти (поддържане на регистри). Освен за интегриране на защита в процеса на индустриална автоматизация комуникацията предоставя възможности за ранни предупреждения за появата на неизправност, създаване на регистри за повтарящи се събития, улеснено внедряване на компоненти и опростена поддръжка чрез засичане на възникнали неточности в експлоатационните условия. Това допринася за напредъка в управлението на оборудване, което се отразява положително на икономическите резултати.

Решения

Както беше споменато, основните функции (изолация, управление и защита срещу късо съединение и претоварване), които един моторен пускател трябва да предостави, могат да бъдат изпълнени от едно или няколко устройства. Възможно е да се използват 3 комбинации от устройства, които обаче следва да са съвместими едно с друго. Решението тип “всичко в едно” включва трите изброени по-горе функции, като общите му експлоатационни характеристики са гарантирани от производителя. За потребителя, от инженеринга и проектирането до инсталацията, това е най-простото и лесно за внедряване решение.

Решенията с две устройства включват топлинен магнитен прекъсвач и контактор. Съвместимостта на характеристиките на двете устройства трябва да се провери от потребителя.

При решенията с три устройства се използват магнитен прекъсвач, контактор и реле за претоварване. Те покриват широк диапазон от мощности. Комбинирането на устройствата изисква предварително проучване на съвместимостта им и вариантите за монтажа им – в табло или в затворен корпус.

Процесите на определяне на съвместимостта, избор и инсталация може да не са лесна задача за потребителите, тъй като се изисква установяването на всички параметри на устройствата и познания как да бъдат сравнени те. Поради тази причина производителите първо проучват и след това предлагат комбинациите от устройства в каталозите си. В допълнение те се стремят да установят най-ефективните комбинации от защити, т.е. оптималните варианти за координация.

Координация между защитите и управлението

Именно координацията, най-ефективната комбинация от различни защити (срещу късо съединение и претоварвания) и устройството за управление (контактор) са основните компоненти на моторните пускатели. Това е предпоставка за намаляване на разходите за оборудване и поддръжка, тъй като различните защити се допълват с възможно най-високо ниво на точност, без да е налице излишна резервираност.

Стандарт IEC 60947-4-1 “Комутационни апарати за ниско напрежение. Контактори и пускатели за двигатели. Електромеханични контактори и пускатели за двигатели” определя два вида координация. Координацията тип 1 е най-разпространеното стандартно решение. Тя гарантира, че неизправността е ограничена в компонентите на моторния пускател. Може да е необходима подмяна на компонентите, но операторът е защитен, а таблото е предпазено от други възможни повреди.

Координацията тип 2 представлява подобрения на предходния тип, тъй като позволява възстановяване на нормалния работен режим на инсталацията. Може да е необходимо да се отстрани прекъснат ролков заваръчен шев на контактора, но компонентите му ще могат да бъдат обслужвани.

Някои производители предлагат цялостна координация, която изисква в случай на късо съединение контакторът или пускателят да не поставят хора или инсталации в опасност, както и след това да могат да заработят отново.