Меню

Снижение пускового тока сети

Пусковые токи электрооборудования

Пусковые токи электрооборудования

Пользователей электроэнергии не оставляет равнодушными мощность электроприборов, которые окружают нас в повседневности, ведь в конце концов она упирается в возможности нашего кошелька. Суммарную мощность, из указанных в документации на электроприборы цифр мы учитываем при проектировании будущей сети, правда, не всегда принимаем во внимание, что производитель указывает электрические характеристики для оборудования, работающего в номинальном режиме.

В реальных условиях большинство электроприборов превышает номинальные мощности, достигая максимальной нагрузки в момент включения. Происходит это из-за пусковых токов, которые в течение краткого периода времени (от десятых долей до нескольких секунд) превышают номинальный потребляемый ток до 10 раз.

Такими особенностями отличаются электроприборы, имеющие электродвигатели (холодильники, кондиционеры, электронасосы), электронагревательные приборы, использующие ТЭНы. Как ни странно даже обычные лампы накаливания имеют достаточно высокие величины пускового тока от 5 до 13 раз превышающие номинальные значения (недаром практически всегда они перегорают в момент включения).

Природа пусковых токов

Проиллюстрировать причину возникновения пускового тока легко на простом примере. Кто когда-либо катался на велосипеде, знает – больше всего усилий требуют первые повороты педалей, когда велосипед трогается с места, долее при достижении номинальной скорости это делать значительно легче.

Аналогичные процессы происходят при запуске электродвигателя, ведь для преодоления инерции вала мотора и сопряженных с ним механизмов требуется мощное электромагнитное поле, которое действует до набора рабочих оборотов. Оно характеризуется более высокими токами при запуске двигателя, связанными с номинальными значениями при помощи коэффициентов пускового тока (кратностью пускового тока к номинальному значению).

Иная природа пусковых токов у ламп накаливания. Величина сопротивления вольфрамовой нити 100 ваттной лампочки в холодном (выключенном) состоянии составляет 40 Ом, а в накаленном (включенном) – 490 Ом, не удивительно, что ток в момент включения имеет более чем 12 кратное превышение над номинальным током лампы. Аналогичным образом меняется сопротивление нихромовой нити ТЭНа нагревательного электрического прибора.

Чем опасны пусковые токи и методы борьбы с ними

Пусковые токи не только ведут к неоправданному увеличению потребляемой мощности, они несут в себе серьезную опасность для:

  • электрической сети в целом путем создания пиковых нагрузок;
  • электронике другого электрооборудования, чувствительной к импульсным перепадам напряжения.

Максимальную мощность с учетом величин пусковых токов необходимо учитывать при выборе:

  • генераторов резервного питания;
  • стабилизаторов напряжения;
  • входных автоматов.

Конечно же, можно предположить, что при штатном использовании бытовой аппаратуры пусковые токи различных потребителей по времени не совпадают, однако представьте ситуацию с отключением электроэнергии и последующем ее включением, при всех включенных ранее потребителях.

Выдержит ли суммарный пусковой ток входной автомат?

Не сработает ли защита от перегрузки стабилизатора?

А как поведет себя генератор резервного питания?

При проектировании конкретной электрической сети следует предварительно найти ответы на поставленные вопросы и учитывать их при выборе аппаратуры.

На сегодняшний день существуют различные способы уменьшения пускового тока, особенно это актуально в производственных условиях, где используется масса технологического оборудования, работающего на электродвигателях переменного тока. Среди наиболее популярных можно назвать:

  • запуск электрического двигателя на холостом ходу, с последующим подключением нагрузки;
  • изменение схемы подключения в момент пуска треугольник-звезда, правда, такой метод имеет ограничения при пуске асинхронных электродвигателей;
  • автотрансформаторный запуск позволяет плавно изменять ток до достижения номинальной величины;
  • добиваться ограничения стартовых токов путем применения пусковых резисторов.

Отличные результаты показывают устройства плавного запуска (тиристорные, преобразователи частоты, софт-стартеры).

Смотрите также другие статьи :

Иногда возникает необходимость измерения потребляемой мощности, в частности на работе потребность определить суммарную мощность электрооборудования может возникнуть при проектировании резервной сети, в быту при появлении сомнений при оплате счетов за электроэнергию.

Защитным отключением в случае появления дифференциальных токов, равных току утечки занимается устройство защитного отключения (УЗО). При этом контролируемый ток утечки зависит от типа прибора и может начинаться от 10 мА. Устанавливать защитный прибор необходимо последовательно с входным автоматом.

Источник

Как уменьшить бросок тока при запуске электронасоса ?

Здрасьте!
Назревает дачная проблема с электричеством. Хотелось бы найти выход по безболезненнее.
Собираются ставить отсекатели на столбах. Наша мощность 6 квт. В скважине насос на 3квт.
Пусковым током вибивать будет наверняка. Есть ли устройства для понижения таких бросков? В приципе руки смогут и сами сколхозить ежли схемку кто подкинет.
В инете пока глубоко не искал . Первый попавшийся поисковиком вариант -УБПВД блин размером со шкаф . буду признателен за подсказку! Спасибо за потраченное на меня время.

Реле времени + контактор + пусковые резисторы — это старая простая дубовая схема,
если по новому, то частотник с функцией мягкого старта, но стоимость не гуманная

Вот недавно имел секас — » >

Двигатель трехфазный?
Тогда любой частотник. Цена вопроса в районе от 13000руб. Попутно можете настроить работу насоса на поддержание давления.

Если хочется дешево, то ничего не делать. Поставить автоматы которые пропустят пусковой ток без срабатывания (взять с характеристикой D).

А что за отсекатели и как они отсекают?

Интересно, почему производители не ставят в электронасос «плавный пуск» как в электроинструменте?

andrewkhv написал :
Интересно, почему производители не ставят в электронасос «плавный пуск» как в электроинструменте?

Потому что двигатели совсем другие. И так регулировать их не получится.

то есть там не универсальны коллекторный двигатель? а какой тогда?

andrewkhv написал :
то есть там не универсальны коллекторный двигатель? а какой тогда?

В насосах?
В трехфазных обычный асинхронник (короткозамкнутый), в однофазных с расщепленной обмоткой.

SVKan написал :
Поставить автоматы которые пропустят пусковой ток без срабатывания (взять с характеристикой D).

Не в автоматах дело. Ограничители мощности на столбе, епархия энергоснабжающей организации.

web-rr написал :
Не в автоматах дело. Ограничители мощности на столбе, епархия энергоснабжающей организации.

А надо смотреть что за ограничители и что они из себя представляют.
Или Вы думаете, что оттого, что вполне стандартные комплектующие засунули в один ящик, придумали им название и умножили попутно ценник на два они как то по другому стали работать?

Читайте также:  Защита от поражения электрическим током в квартире

Ну и как обойти Однофазный ограничитель мощности Ом-110 не имея к нему доступа?

web-rr написал :
Ну и как обойти Однофазный ограничитель мощности Ом-110 не имея к нему доступа?

А его надо обходить?

При достижении мощности нагрузки, превышающей уставку максимальной мощности (уставка задается в двух диапазонах: от 0 до 2 кВт (кВА) и от 0 до 20 кВт (кВА), регулятором «Уставка макси-мальной мощности» — Wmax (поз.7, рис.1), выбор диапазона осуществляется переключателем диапа-зонов (поз.4, рис.1), загорается красный светодиод «Перегрузка» (поз.6, рис.1), начинает отсчитываться задержка отключения нагрузки (от 0 до 300 секунд, задается регулятором «Уставка задержки отключения нагрузки», (поз.9, рис.1)), при этом на индикаторе (поз.3, рис.1) поочередно отображается мощность нагрузки (в кВт или в кВА) и время, оставшееся до отключения (в секундах). Нагрузка отключается по истечении времени задержки отключения: контакт 3-4 размыкается, 1-2 замыкается, (поз.10, рис.1), зеленый светодиод «Нагрузка» – гаснет. При снижении потребляемой мощности ниже уставки Wmax светодиод «Перегрузка» гаснет, начинается отсчет задержки повторного включения нагрузки (от 0 до 900 секунд — задается регулятором «Уставка задержки повторного включения нагрузки», (поз.8, рис.1). При этом на индикаторе (поз.3, рис.1) отображается время, оставшееся до включения в секундах. Если при отключении нагрузки потребление мощности нагрузкой не снижается ниже уставки Wmax, то отсчет времени на повторное включение не происходит, а на индикаторе (поз.3, рис.1) попеременно отображается сообщение Err и мощность.

Вы можете сказать какая задержка по времени срабатывания там выставлена и сколько времени у нас движок насоса запускается?
Я свой хрустальный шар дома забыл.

SVKan написал :
Двигатель трехфазный?
Тогда любой частотник. Цена вопроса в районе от 13000руб. Попутно можете настроить работу насоса на поддержание давления

Да нет, обычный скважинный Грюнфос на два провода.

покупайте » >
или просто мастерите тиристорный регулятор с функцией плавного нарастания напряжения

Переделка зарядных устройств и не только

Горын 68 написал :
Да нет, обычный скважинный Грюнфос на два провода.

3кВт однофазный — это как раз скорее необычный.
Обычно крупнее 2,2кВт однофазные движки не делают. И тот же Грюндфосс делает трехфазные и на меньшие мощности. И они тоже вполне обычные.

Если однофазный, то плюнуть и растереть. С пусковыми токами Вы ничего не сделаете.
Если будет отрубаться, то попросить энергетиков подкрутить значение временной задержки на срабатывание так чтобы на пусковые токи он реагировал.

Вот ё моё.
Вселили сомнение. Может Грюнфос не на 3 ,а на 2квт. теперь буду перерывать весь дом,искать паспорт.
Наверное нужно нечто такое: » >

Anat78 написал :
покупайте » >
или просто мастерите тиристорный регулятор с функцией плавного нарастания напряжения

Только погружной насос такой игрушкой спалить можно.
Они во первых часто переразмерены по току. И момент более менее приличный нужен. А все тиристорные приблуды умеют только резать. Причем когда мы режем напругу/ток в два раза момент падает в четыре раза.

Предлагаю просто дождаться момента установки токоограничивающего аппарата и проконтролировать, чтобы выставили задержку на отключение в несколько секунд (скорее всего они и сами ее выставляют — они тоже себе не враги и про пусковые токи знают).

SVKan написал :
Предлагаю просто дождаться момента установки токоограничивающего аппарата

+1
ИМХО, на короткий всплеск при пуске (

Все это хорошо, но реальный выход один и вот какой (если вы, конечно, не сильны в электронике).
Это китайский электромагнитный контактор (ИЭК и пр) с приставкой ПВИ(можно конечно фирменный только цена вырастает радикально) и токоограничивающий активный балласт.
Данная проблема широко встречается мне при подключении двигателей от насосов до холодильников к инверторам, а так же мощных трансформаторов (например, я применяю ее для 2 кВт трансформаторов 220-110, разделительных 2-3кВт теплых полов и пр)
Пример ниже.

В качестве балласта может выступать что угодно, однако, как показывает практика даже 60 Вт лампы накаливания хватает чтобы предварительно подмагнитить индуктивность и в последующем включении основного потока, срабатывания ЭМ расцепителя автомата не происходит (я применяю АВВ, но испытано и с ИЭКами) Время выдержки может быть минимально (1 с например) иногда визуально даже не видно броска тока через лампу (нить не светится). Общая цена вопроса за контактор с ПВИ около 500 руб.
Если мощности подмагничивания недостаточно, то можно добавлять лампы балласта повышать их мощность или использовать линейные галогенки. Применение конденсаторов не всегда дает нужный эффект, однако бывает подходит (все зависит от нагрузки).
В схему при необходимости, можно добавить варисторы и емкостной реактор для повышения коэф мощности(правда, реактор тоже будет иметь значительный пусковой ток !, Я применяю обычное релейное управление реактором с задержкой времени конденсатором (реле 24 в), можно конечно городить и контактор или применять специальные электронные модули или таймеры , в качестве реактора хорошо подходят современные пусковые конденсаторы, в Питере можно купить их, например, у Александра на Юноне(привлекательные цены)-не реклама, личный опыт )

Другой способ для оченьо сильных в электронике.
Выпрямляем напряжение сети, далее по желанию корректор коэф мощности, потом (или перед ККМ) батарея оксидных конденсаторов на 450 В чем больше емкость тем лучше (ее (батреи) пусковой ток тоже надо ограничить) далее мощный инвертор. Плюсы и минусы очевидны. Сложность, цена и качество формы выхода в зависимости от нагрузки. Применительно к моторам проще купить частотник

Читайте также:  Прямолинейный проводник с током находится между полюсами магнита укажите направление силы ампера

Есть еще в природе мощные монолитные терморезисторы, но их вживую не видел

ну и конечно — частотный преобразователь (актуально для двигатетелй), цена их прилична.

Solovushka написал :
Все это хорошо, но реальный выход один и вот какой (если вы, конечно, не сильны в электронике).
Это китайский электромагнитный контактор (ИЭК и пр) с приставкой ПВИ(можно конечно фирменный только цена вырастает радикально) и токоограничивающий активный балласт.
Данная проблема широко встречается мне при подключении двигателей от насосов до холодильников к инверторам, а так же мощных трансформаторов (например, я применяю ее для 2 кВт трансформаторов 220-110, разделительных 2-3кВт теплых полов и пр)
Пример ниже.

В качестве балласта может выступать что угодно, однако, как показывает практика даже 60 Вт лампы накаливания хватает чтобы предварительно подмагнитить индуктивность и в последующем включении основного потока, срабатывания ЭМ расцепителя автомата не происходит (я применяю АВВ, но испытано и с ИЭКами) Время выдержки может быть минимально (1 с например) иногда визуально даже не видно броска тока через лампу (нить не светится). Общая цена вопроса за контактор с ПВИ около 500 руб.
Если мощности подмагничивания недостаточно, то можно добавлять лампы балласта повышать их мощность или использовать линейные галогенки. Применение конденсаторов не всегда дает нужный эффект, однако бывает подходит (все зависит от нагрузки).
В схему при необходимости, можно добавить варисторы и емкостной реактор для повышения коэф мощности(правда, реактор тоже будет иметь значительный пусковой ток !, Я применяю обычное релейное управление реактором с задержкой времени конденсатором (реле 24 в), можно конечно городить и контактор или применять специальные электронные модули или таймеры , в качестве реактора хорошо подходят современные пусковые конденсаторы, в Питере можно купить их, например, у Александра на Юноне(привлекательные цены)-не реклама, личный опыт )

Другой способ для оченьо сильных в электронике.
Выпрямляем напряжение сети, далее по желанию корректор коэф мощности, потом (или перед ККМ) батарея оксидных конденсаторов на 450 В чем больше емкость тем лучше (ее (батреи) пусковой ток тоже надо ограничить) далее мощный инвертор. Плюсы и минусы очевидны. Сложность, цена и качество формы выхода в зависимости от нагрузки. Применительно к моторам проще купить частотник

Есть еще в природе мощные монолитные терморезисторы, но их вживую не видел

ну и конечно — частотный преобразователь (актуально для двигатетелй), цена их прилична.

Каким боком кондер/доп.нагрузка уменьшит пусковой ток двигателя?
Таким образом можно убрать/уменьшить краткий пиковый выброс (который может превышать на порядок и более и рабочий и даже пусковой ток) при подаче питания на индуктивную нагрузку. Но это доли секунды. Пусковой ток же останется прежним. У ТС токоограничение всего в два номинала от рабочего тока.

И можно поинтересоваться моделью частотника для однофазного двигателя?

Источник

Способы эффективного уменьшения пусковых токов в электродвигателе

Пусковые токи в момент запуска электродвигателя во много раз превышают номинальное значение. Для того, чтобы обмотка двигателя не перегревалась и детали раньше времени не изнашивались, используются способы для их уменьшения. Существующие способы отличаются:

  • надежностью;
  • безопасностью;
  • эффективность.

Это позволяет подавать на устройство ток нужного напряжения и обеспечивать бесперебойную работу. Перед началом эксплуатации необходимо знать, как эффективно уменьшить пусковые токи в электродвигателе, чтобы он не грелся. Если придерживаться инструкции и все делать правильно, то мотор будет работать длительное время без капитального ремонта.

Автоматический выключатель

Плавная регуляция тока во время пуска и остановки – это главное условие для эксплуатации электродвигателя. На предприятиях часто устанавливают автоматические выключатели. Они не только ограничивают и отключают подачу питания, но и защищают от перегрузок линию, к которой подключен электродвигатель.

Выключатель срабатывает после разгона мотора. Может использоваться в разных климатических условиях. Существуют различные модели, поэтому можно подобрать оптимальный выключатель для конкретной модели.

Пусковой конденсатор

На практике, как один из проверенных способов, используется для уменьшения напряжения при запуске конденсатор. Его называют «пусковым». Как правило, на электродвигателе устанавливают два конденсатора – рабочий и пусковой.

После того, как мотор разогнался, конденсатор нужно отключить. Делается это в автоматическом режиме или вручную. Конденсаторы нужно подбирать таким образом, чтобы емкость была в пределах 3 – 10 мкФ.

Этого вполне достаточно для регулировки пусковых токов. Можно последовательно соединять даже старые конденсаторы. Нужно только проверить мультиметром их работоспособность.

Необходимо следить, чтобы величина последовательного соединения была минимальной. Это позволит добиться максимального эффекта. Необходимо также хорошо изолировать оголенные контакты, чтобы не получить удар током.

Реле времени

Регулировать ток при запуске можно также при помощи реле времени. Оно соединяется с контактором и пусковыми резисторами. Это наиболее традиционный и доступный способ. Отличается простотой настройки и эксплуатации, надежностью и безотказностью. К тому же, стоит дешевле остальных способов. Может устанавливаться на многих асинхронных электродвигателях в промышленности, на производстве и в сельском хозяйстве.

На предприятиях применяются различные методы. Выбор способа зависит от электродвигателя, мощности, габаритов, нагрузки и интенсивности использования.

Источник



Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Что такое пусковой ток и как его ограничить

Что такое пусковой ток

Пусковой ток – это максимальный ток, потребляемый электрической цепью во время ее включения. Значение пускового тока намного выше, чем установившийся ток цепи, и этот высокий ток может повредить устройство или привести в действие автоматический выключатель. Пусковой ток обычно появляется во всех устройствах, где присутствует магнитный сердечник, таких как трансформаторы, промышленные двигатели и т. д. Пусковой ток также известен как входной импульсный ток или импульсный ток включения.

Читайте также:  Максимальный ток разряда акб

Что такое пусковой ток и как его ограничить

Почему появляется пусковой ток

Есть причина появления пускового тока. Подобно некоторым устройствам или системам, которые имеют развязывающий конденсатор или сглаживающий конденсатор, при запуске потребляется большое количество тока для их зарядки. Ниже приведенная диаграмма даст вам представление о разнице между пусковым, пиковым и установившимся током цепи.

Пусковой ток

Пиковый ток: это максимальное значение тока, достигаемое сигналом в положительной или отрицательной области.

Ток установившегося состояния: он определяется как ток в каждом интервале времени, который остается постоянным в цепи. Ток установившегося состояния достигается, когда di/dt = 0, что означает, что ток остается неизменным во времени.

Особенности пускового тока: появляется мгновенно, когда устройство включается; появляется на короткий промежуток времени; выше номинального значения цепи или устройства.

Пусковой ток трансформатора

Пусковой ток трансформатора определяется как максимальный мгновенный ток, потребляемый трансформатором, когда вторичная сторона не нагружена или находится в состоянии разомкнутой цепи. Этот бросок тока вредит магнитным свойствам сердечника и вызывает нежелательное переключение автоматического выключателя трансформатора.

Пусковой ток трансформатора

Величина пускового тока зависит от точки волны переменного тока, в которой запускается трансформатор. Если трансформатор (без нагрузки) включается, когда напряжение переменного тока достигает своего пика, тогда пусковой ток не возникает при запуске, и если трансформатор (без нагрузки) включается, когда напряжение переменного тока проходит через ноль, то значение броска ток будет очень высоким, и он также будет превышать ток насыщения, как вы можете видеть на изображении выше.

Пусковой ток двигателя

Как и трансформатор, асинхронный двигатель не имеет непрерывного магнитного пути. Сопротивление асинхронного двигателя высокое из-за воздушного зазора между ротором и статором. Следовательно, из-за такого характера индуктивного устройства с высоким сопротивлением требуется большой ток намагничивания для создания вращающегося магнитного поля при запуске. График ниже показывает пусковые характеристики двигателя при полном напряжении.

Пусковой ток двигателя

Как вы можете видеть на графике, пусковой ток и пусковой момент очень высоки в начале. Этот высокий пусковой ток может повредить электрическую систему, а начальный высокий крутящий момент может повлиять на механическую систему двигателя. Если уменьшить начальное значение напряжения на 50%, это может привести к снижению крутящего момента двигателя на 75%. Таким образом, для преодоления этих проблем используются схемы питания с плавным пуском.

Как ограничить пусковой ток

Всегда следует помнить о пусковом токе в асинхронных двигателях, трансформаторах и в электронных цепях, которые состоят из катушек индуктивности, конденсаторов или сердечников. Как упоминалось ранее, пусковой ток – это максимальный пиковый ток, наблюдаемый в системе, и он может быть в два-десять раз больше нормального номинального тока. Этот нежелательный всплеск тока может повредить устройство, пусковой ток может вызвать срабатывание выключателя при каждом включении. Регулировка допуска выключателя может помочь нам, но компоненты должны выдерживать пиковое значение.

Находясь в электронной схеме, некоторые компоненты должны выдерживать высокие значения пускового тока в течение короткого промежутка времени. Но некоторые компоненты сильно нагреваются или повреждаются, если значение при быстром запуске очень велико. Поэтому лучше использовать схему защиты от пускового тока при проектировании электронной схемы или печатной платы.

Для защиты от пускового тока вы можете использовать активное или пассивное устройство. Выбор типа защиты зависит от частоты пускового тока, производительности, стоимости и надежности.

Вы можете использовать NTC-термистор (с отрицательным температурным коэффициентом), который является пассивным устройством, работает как электрический резистор, сопротивление которого очень высоко при низкотемпературном значении. Термистор NTC соединяется последовательно с входной линией питания. Обладает высокой устойчивостью при температуре окружающей среды. Поэтому, когда мы включаем устройство, высокое сопротивление ограничивает пусковой ток, который протекает в систему. По мере непрерывного протекания тока температура термистора повышается, что значительно снижает сопротивление. Следовательно, термистор стабилизирует пусковой ток и позволяет постоянному току течь в цепь. Термистор NTC широко используется для ограничения тока из-за его простой конструкции и низкой стоимости. У него также есть некоторые недостатки, например, нельзя полагаться на термистор в экстремальных погодных условиях.

Активные устройства ограничения пускового тока стоят дороже, а также увеличивают размер системы или схемы. Они состоят из чувствительных компонентов, которые переключают высокий входящий ток. Некоторые из активных устройств – устройства плавного пуска, регуляторы напряжения и преобразователи постоянного тока.

Эти средства защиты используются для защиты как электрической, так и механической системы путем ограничения мгновенного пускового тока. На приведенном ниже графике показано значение пускового тока со схемой защиты и без схемы защиты. Мы ясно видим, насколько эффективна защита от пускового тока.

ограничить пусковой ток

Как измерить пусковой ток

Сегодня на рынке представлено большое количество клещей (мультиметров), которые обеспечивают измерение пускового тока. Также вы можете использовать токовые клещи Fluke 376 FC True-RMS для измерения пускового тока. Иногда пусковой ток показывает значение, которое выше номинального значения автоматического выключателя, но, тем не менее, автоматический выключатель не отключается. Причина этого заключается в том, что автоматический выключатель работает по кривой зависимости тока от времени, например, если бы вы использовали автоматический выключатель на 10 А, поэтому пусковой ток, превышающий 10 А, должен протекать через автоматический выключатель больше, чем номинальное время.

Токовые клещи

Выполните следующие шаги для измерения пускового тока:

  • Тестируемое устройство должно быть отключено изначально.
  • Поверните циферблат и установите переключатель на Hz-A.
  • Поместите провод под напряжением в клещи или используйте датчик, соединенный с измерителем.
  • Нажмите кнопку измерения пускового тока, как показано на рисунке выше.
  • Включив испытуемое устройство, вы получите значение пускового тока на дисплее прибора.

Источник