Hay muchas formas de arrancar un motor eléctrico, incluido el arranque directo, la transferencia automática, la reducción de voltaje Y-Δ, el arrancador suave, el convertidor de frecuencia, etc.
Entonces, ¿cuál es la diferencia entre ellos?
1. Arranque directo de voltaje completo
En el caso de que tanto la capacidad de la red como la carga permitan el arranque directo a plena tensión, se puede considerar el arranque directo a plena tensión.
La ventaja es que es fácil de controlar, sencillo de mantener y más económico.
Se utiliza principalmente para arrancar motores eléctricos de pequeña potencia.
Desde la perspectiva del ahorro de electricidad, los motores eléctricos de más de 11kW no deben usarse de esta manera.
2 、 Arranque de voltaje reducido del autotransformador
Este método suele utilizarse para arrancar motores eléctricos de mayor capacidad, ya que puede adaptarse a las necesidades de diferentes cargas y obtener un mayor par de arranque.
La principal ventaja es el alto par de arranque, que puede alcanzar el 64 % del par de arranque directo cuando el devanado se toma al 80 %.
El par de arranque se puede ajustar con el grifo.
Todavía es ampliamente utilizado hoy en día.
3. Inicio Y-Δ
Para un motor eléctrico asíncrono de jaula de ardilla con devanado estatórico triangular en funcionamiento normal.
Si el devanado del estator se conecta a una estrella al arrancar y luego a un triángulo después del arranque, se puede reducir la corriente de arranque y el impacto en la red.
Esto se denomina arranque de voltaje reducido estrella-triángulo, o simplemente arranque estrella-triángulo (arranque Y-Δ).
Si la corriente de arranque continua es 6-7 Ie, la corriente de arranque es solo 2-2,3 veces mayor cuando se utiliza el arranque estrella-triángulo.
Esto significa que con el arranque estrella-triángulo, el par de arranque también se reduce a 1/3 del de un arranque directo con conexión triangular.
Esto significa que el par de arranque se reduce a 1/3 del de una conexión triangular directa, lo que es adecuado para aplicaciones sin carga o con carga ligera.
El arrancador estrella-triángulo es el más sencillo y económico en comparación con cualquier otro arrancador de tensión reducida.
Además de esto, el método de arranque estrella-triángulo tiene la ventaja de que el motor de inducción trifásico puede funcionar con una conexión en estrella cuando la carga es ligera.
En este caso, el par nominal puede adaptarse a la carga, lo que mejora la eficiencia del motor de inducción y ahorra consumo de energía.
4, arrancador suave para servomotores
Este utiliza el principio de cambio de fase del SCR para lograr la regulación de voltaje y arrancar el servomotor.
Debido al uso de componentes controlados por silicio, la interferencia armónica durante la operación del SCR es alta y tiene cierto impacto en la red.
Además, las fluctuaciones en la red eléctrica también pueden afectar la conductividad del elemento tiristor, especialmente cuando hay varios dispositivos tiristores en la misma red.
Por lo tanto, la tasa de fallas de los componentes controlados por silicio es más alta, porque involucra electrónica de potencia, por lo que los requisitos de los técnicos de mantenimiento también son más altos.
5, inversor
El convertidor de frecuencia es el dispositivo de control de motores técnicamente más avanzado, versátil y efectivo en el campo moderno de control de motores.
Regula la velocidad y el par de los motores vibratorios cambiando la frecuencia de la red.
Debido a que involucran electrónica de potencia y tecnología de microcomputadoras, son costosas y requieren un alto nivel de técnicos de mantenimiento.
Por lo tanto, se utilizan principalmente en áreas donde se requiere regulación de velocidad y donde se requiere control de alta velocidad.
Comparación de las ventajas y desventajas del arranque de voltaje reducido, arranque suave y arranque de frecuencia variable
La desventaja es que el par de arranque es pequeño y solo es adecuado para arranque sin carga o con carga ligera.
La ventaja es que es barato.
Arranque suave, donde el tiempo de arranque y el par inicial se pueden configurar para lograr un arranque suave y una parada suave, y la corriente de arranque se puede limitar.
El arranque inversor, que permite un arranque suave en un tiempo determinado y permite que la máquina funcione a una frecuencia determinada, es más costoso para el motor de arranque.
Comparación de los principios de rendimiento del arranque por reducción de presión, arranque suave y arranque por conversión de frecuencia
1, el arrancador suave es una combinación de tecnología de regulación de voltaje de CA de tiristores y tecnología de control de factor de potencia.
Es a través de la regulación de voltaje del tiristor para lograr un arranque suave, motor de parada suave, no tiene función de control de velocidad.
2 、 El inversor es un dispositivo de control de motor (control de velocidad) que utiliza la acción de encendido y apagado de los dispositivos semiconductores de potencia para convertir la fuente de alimentación de frecuencia a otra frecuencia.
A través de la operación del motor de control de conversión de frecuencia (el voltaje también cambia con la frecuencia, como v/f constante), es una forma verdaderamente eficiente de regular la velocidad, alta eficiencia.
El convertidor de frecuencia es capaz de lograr un verdadero arranque suave, parada suave y una regulación de velocidad eficiente.
La mayor ventaja del autotransformador es que el par de arranque es mayor.
Cuando la derivación de los devanados del motor está al 80 %, el par de arranque puede alcanzar el 64 % del par de arranque directo.
El par de arranque se puede ajustar con el grifo.
Todavía son ampliamente utilizados hoy en día.
El Y-Δ es adecuado para el arranque sin carga o con carga ligera.
También es el más simple y económico de todos los arrancadores de tensión reducida para trabajar con otros equipos.
Además de esto, el arrancador estrella-triángulo tiene la ventaja de que el motor puede funcionar en la configuración de estrella cuando la carga es ligera.
En este caso, el par nominal puede adaptarse a la carga, lo que aumenta la eficiencia del motor y ahorra consumo de energía.
Análisis integral de arranque con reducción de presión, arranque suave y arranque de conversión de frecuencia
1, problema de precio
Naturalmente, los convertidores de frecuencia son los más caros, mientras que los arrancadores de voltaje reducido Y-Δ y de transferencia automática son relativamente baratos.
Para proyectos con insumos más pequeños, la economía será la opción preferida.
2, problema controlable para autotransformador
Y-Δ, el inicio de voltaje reducido de transferencia automática es simple, pero solo comienza.
Sin embargo, en el caso de alta automatización, se espera que se use con menos frecuencia, incluso para un arranque suave.
El control del motor simple mediante un convertidor de frecuencia, incluyendo velocidad y tensión, dista mucho de ser comparable a un arranque a tensión reducida o un arranque suave.
Esta es la razón por la que se prefieren los convertidores de frecuencia en líneas de producción grandes o altamente automatizadas para hacer trabajos de motor.
3, comunicación de red
El propio inversor puede conectarse en red y monitorizarse a través de su propio puerto de comunicación integrado o ampliado.
El arranque suave también puede hacer algo de monitoreo, pero para lograr el monitoreo en tiempo real de los motores paso a paso, pero también el arranque de voltaje reducido, no se puede comparar con el arranque suave.
4、Mantenimiento
Como los arrancadores de voltaje reducido Y-Δ y de transferencia automática son relativamente simples, naturalmente son los más fáciles de mantener.
De hecho, estoy muy en contra del uso del arranque suave, si no elijo el inversor, sin duda elegiré directamente Y-Δ o el arranque de voltaje reducido de transferencia automática.
El inversor es capaz de arrancar y parar suavemente el motor, por lo que para cargas relativamente grandes, Y-Δ, autotransformador o arranque suave no son rival para el inversor.
Comparación de conocimientos adicionales
1. Arrancadores suaves y convertidores de frecuencia
Tanto los convertidores de frecuencia como los dispositivos de arranque suave pertenecen a la categoría de arranque a tensión reducida.
Aunque los convertidores de frecuencia en su mayoría reducirán el voltaje después de la reducción de frecuencia, el par constante es el voltaje total.
El arranque suave es el proceso de comenzar desde el voltaje 0 hasta el voltaje máximo cambiando el ángulo de conducción del tiristor.
El convertidor de frecuencia se controla por completo y se puede controlar mediante señales de instrumentación para controlar la velocidad del motor en cualquier momento.
El arrancador suave solo se puede usar con el propósito de reducir el voltaje cuando el motor nuevo se arranca y se detiene.
2. Métodos de arranque de motores eléctricos en general
Métodos comunes de arranque de motores nuevos: arranque directo de voltaje completo, arranque de voltaje reducido de transferencia automática, arranque Y-Δ, arranque suave, arranque de frecuencia variable, etc.
Cuando tanto la red como la carga lo permitan, se prefiere el arranque directo ya que es fácil de manipular y controlar y es más económico.
Aunque el autotransformador es un dispositivo de arranque anticuado, se puede adaptar a las necesidades de una amplia gama de cargas utilizando las múltiples derivaciones del autotransformador para reducir el voltaje y obtener un mayor par de arranque.
El método de arranque estrella-triángulo tiene buenas características de corriente y malas características de par, por lo que solo es adecuado para arranque sin carga o con carga ligera, pero este método es el más simple y económico, y puede ahorrar consumo de energía en operación con carga ligera.
Todos estos métodos de arranque se clasifican como arranque de voltaje reducido gradual, con la desventaja obvia de que se produce una corriente de irrupción secundaria durante el proceso de arranque.
3. Comparación entre el arranque suave y los métodos tradicionales de arranque de voltaje reducido
①Sin corriente de entrada
Al arrancar un motor de CC, el arrancador suave aumenta gradualmente el ángulo de conducción del tiristor, lo que hace que la corriente de arranque del motor aumente linealmente desde cero hasta el valor establecido.
El arrancador suave no tiene impacto en los motores de CC, lo que mejora la confiabilidad de la fuente de alimentación, suaviza el arranque, reduce el par de impacto en la maquinaria de carga y prolonga la vida útil de la máquina.
2. Función de parada suave
Es decir, la desaceleración suave y la parada gradual pueden superar las desventajas de la parada de apagado instantáneo, reducir el impacto en la maquinaria de carga pesada, evitar el efecto de golpe de ariete de los sistemas de suministro de agua de alto rango y reducir el daño del equipo.
③Parámetros de inicio ajustables
La corriente de arranque se puede ajustar libre y continuamente a la corriente de arranque óptima, dependiendo de la carga y las características de protección del relé de la red.
Los arrancadores suaves y los convertidores de frecuencia son dos productos completamente diferentes.
Los convertidores de frecuencia se utilizan donde se requiere regulación de velocidad y su salida no solo cambia el voltaje sino también la frecuencia.
Un inversor tiene todas las características de un arrancador suave, pero es mucho más caro y complejo que un arrancador suave.
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