Общие сведения. Пускателями называют комплектные электромеханические аппараты или статические аппараты с электронными ключами

Пускателями называют комплектные электромеханические аппараты или статические аппараты с электронными ключами, предназначенные для пуска, остановки и реверсирования асинхронных двигателей. Большинство пускателей осуществляют тепловую защиту электродвигателя от перегрузки, автоматически отключая его от питания, если ток в силовой цепи и температура двигателя возросли выше допустимого значения. Для получения информации о перегрузке двигателя используются датчики¹ тока и температуры. Структурная схема узла электропривода с пускателем показана на рис. 3.1.

В минимальной комплектации пускатель представляет собой коммутирующий аппарат дистанционного управления (АДУ), в качестве которого может применяться контактор (см. п. 2.1) или бесконтактный коммутатор силовых цепей (см. п. 2.5).

Пускатель на основе контактора называют магнитным пускателем. Пуск и остановка асинхронного двигателя (АД) производится главными

1. Датчик – устройство, преобразующее физическую величину в сигналы для обработки техническими средствами (Першиков В. И., Савинков В. М. Толковый словарь по информатике. – М.: Финансы и статистика, 1991).

контактами контактора путем коммутации силовой электрической цепи (ЭЦС), находящейся под напряжением U _ЭЦС. Как правило, в состав магнитного пускателя включают электротепловое реле, которое исполняет роль позиционного датчика тока (Д(i)), формирующего сигнал на отключение контактора, если ток в цепи ЭЦС некоторое время будет превышать установленное значение (уставку реле).

В эксплуатационном режиме работы электропривода команды на пуск и остановку АД поступают от человека-оператора (ЧО) через аппарат ручного управления (АРУ). Обычно АРУ – это кнопочный пост (см. п. 6.2) с кнопками управления «Пуск» и «Стоп». Кнопочный пост может входить в комплект магнитного пускателя. В реверсивных магнитных пускателях предусматриваются два контактора и кнопочный пост управления из трех кнопок. Реверсивный пускатель кроме пуска и остановки двигателя позволяет изменять направление его вращения. Команды от АРУ к контакторам передаются электрическими сигналами по электрической цепи управления (ЭЦУ), находящейся под напряжением U _ЭЦУ.

Магнитным пускателем осуществляется прямой пуск асинхронного электродвигателя путем непосредственного подключения к питающей сети. Такой пуск вызывает интенсивное потребление тока и ударные нагрузки в обмотках двигателя, что значительно ограничивает его ресурс. Кроме этого прямой пуск сопровождается ударами по подшипниковым узлам и приводному механизму, резкими ударными нагрузками в механических передачах с зазорами. При прямом пуске асинхронных электродвигателей мощностью от 45 до 400 кВт допускается только продолжительный режим работы (режим S1 по ГОСТ183-74). Кроме этого, прямой пуск имеет ограничения по величине инерционной массы, приведенной к валу двигателя (ГОСТ8327-89).

Пускатель на основе тиристорного коммутатора (см. п. 2.5) называют тиристорным пускателем. Современные тиристорные пускатели имеют больший набор выполняемых функций в сравнении с магнитными пускателями. Этому способствует то, что силовые электронные (тиристорные) ключи обладают несравненно большим быстродействием, чем контактная аппаратура (см. [1] п. 6.6). Вместо контактных датчиков тока (электротепловых реле) в тиристорных пускателях используются бесконтактные датчики тока (Д(i)) и температуры (Д(t^o)) двигателя. Некоторые пускатели, обеспечивающие режимы плавного пуска и торможения двигателя, получили название «мягких» пускателей. Создание мягких пускателей, заменяющих магнитные пускатели, обусловлено стремлением «смягчить» пуск асинхронного двигателя при ограничении пусковых токов.

Мягкий пускатель (например, серии ПТТ) позволяет осуществить плавный разгон электродвигателя с ограничением величины пускового тока на заданном уровне. Пускателем реализуется аварийное отключение цепи нагрузки при неполнофазном режиме¹, токах короткого замыкания и перегрузках, превышающих установленные значения. Обработка сигналов осуществляется микропроцессорным блоком управления (например, на базе однокристальной ЭВМ К1816ВЕ031 в пускателях серии ПТТ).

В гибридных пусковых устройствах конструктивно и функционально совмещается контактная и бесконтактная аппаратура. Характерным для таких пусковых устройств является то, что в переходных режимах (запуск и торможение) коммутация электродвигателя к сети осуществляется иловыми тиристорами. В стационарном режиме работы (после окончания пуска) подключение к сети обеспечивается контакторами без устройств дугогашения. Главные контакты контакторов шунтируют тиристоры. В таком комплектном аппарате оптимизированы конструкция и массогабаритные показатели силового блока.

1. В процессе эксплуатации двигателя может оборваться одна из фаз трехфазного питающего напряжения, например из-за перегорания предохранителя. К двигателю при этом подводится питание только по двум фазам, ток в статорной обмотке резко возрастает, что приводит к перегреву и выходу двигателя из строя.