Станции управления, защиты и автоматизации с частотными преобразователями серии СТУ3, СТУ5, СТУ6 (ООО «ПУ Казаньэлектрощит»)

Область применения

Станции управления асинхронными электродвигателями серии СТУ3, СТУ5 и СТУ6 (далее по тексту просто СТУ) представляют собой комплектные низковольтные устройства, обеспечивающие комплексную защиту и автоматизацию управления по заданным технологическим параметрам, в том числе плавный пуск, реверс, плавную остановку и регулирование частоты вращения и момента в заданном диапазоне на валу одного или нескольких трехфазных асинхронных электродвигателей, в том числе их каскадное включение посредством преобразователей частоты.

Технические характеристики

Основной принцип действия основан на управлении моментом двигателя путем взаимосвязанного управления напряжением в статоре асинхронного двигателя при изменении частоты переменного тока, подаваемого на него. Двигатель может работать с частотой вращения от нуля до номинальной скорости, на которую он рассчитан. Это важно тем, что в некоторых применениях необходимо изменять частоту вращения привода с течением времени или точно выдерживать параметры технологического процесса, поддерживая заданные обороты механизма технологической установки.

Станции управления объединяют функции управления и защиты двигателей и механизмов от недопустимых режимов работы, а также интегрирования в состав систем автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Преимущества питания асинхронных электродвигателей от станций серии СТУ:

· благодаря ограничению пускового тока двигателя, исчезают выбросы и провалы напряжения питающей сети, тем самым уменьшаются электромеханические и тепловые нагрузки на проводники и их изоляцию. Привод перестает влиять на другие приборы, подключенные к используемой сети;

· преобразователь частоты, управляя электродвигателем, может поддерживать какие-либо технологические параметры, на заданном уровне не прибегая к каким либо другим способам регулирования скорости вращения привода, тем самым позволяет избежать сложности в применении, обслуживании и эксплуатации и повысить качество и диапазон регулирования, не говоря об экономичности и надёжности работы устройства;

Станции управления серии СТУ это экономичное решение, позволяющее:

· уменьшить стоимость эксплуатации механизмов путем снижения механического износа и улучшения эксплуатационной готовности оборудования;

· уменьшить стоимость эксплуатации механизмов путем оптимизированного потребления электроэнергии (экономия до 60%) и значительно большей комфортности эксплуатации;

· свести к минимуму вероятность возникновения волн сжатия при пуске вентиляторов и насосов и практически исключить вероятность разрыва трубопроводов;

· уменьшить нагрузки на редукционные механизмы, приводные ремни, подшипники;

· уменьшить вероятность повреждения изделий на конвейере при его пуске и останове;

· уменьшить влияние пуска двигателей на питающую сеть за счет ограничения бросков тока и провалов напряжения в сети;

· обеспечить функции локальной автоматизации и интегрировать станции управления СТУ в сложные АСУ.

Функции электропривода

· возможность осуществления ручного или автоматического управления с панели или удаленного пульта управления станцией;

· визуальный контроль за режимами работы оборудования;

· поддержание перегрузочного момента, развиваемого во время плавного ускорения и замедления, регулирование частоты вращения, уменьшение ударных нагрузок;

· возможность настройки времени разгона/торможения; момента и других характеристик, необходимых для наиболее оптимального использования ресурсов электропривода, в том числе определение двух граничных значений частот, допустимых для механической установки;

· исключение критической скорости, вызывающей возникновение явления механического резонанса;

· возможность запуска нескольких двигателей, одновременно или каскадно, в зависимости от типовой схемы;

· подхват двигателя «на ходу» вне зависимости от направления вращения, автоматический повторный пуск, выдержка времени перед повторным пуском, контроль времени пуска;

· возможностью задания графика включения и выключения каждого из двигателей по времени (при наличии модуля автоматизации);

пошаговая работа (JOG);

· переключение предварительно заданных частот вращения;

· управление по изменению технологического параметра с помощью ПИ, ПИД регулятора (абсолютное давление, перепад давления, расход, уровень и т.д.) с использованием датчика, подключаемого к аналоговому входу;

· возможность шунтирования преобразователя частоты с помощью обходного контактора с сохранением необходимых функций защиты электродвигателя;

· перевод на работу в обход преобразователя частоты при выходе последнего из строя (для ответственных применений);

· счетчики энергии и времени наработки;

· уменьшение шума двигателя.

Функции защиты двигателя и механизма

· максимально-токовая мгновенного действия;

· максимально-токовая с зависимой временной характеристикой, встроенная постоянно рассчитываемая тепловая защита двигателя;

· температурная с помощью терморезисторов от перегрева двигателя, встраиваемых в электродвигатели для контроля их температуры;

· температурная от перегрева силовых IJBT-транзисторов преобразователя частоты;

· от длительной работы на холостом ходу (от срыва насоса или обрыва приводного ремня);

· от затянувшегося пуска;

· от перегрузки по току в установившемся режиме;

· от изменения порядка чередования фаз питающей сети;

· от обрыва фазы питающей сети или электродвигателя;

· от повторного пуска в течении заданного времени;

· немедленное отключение электродвигателя в случае поступления аварийного сигнала, как с пульта управления, так и от внешних устройств;

· защита приводного механизма посредством пропуска резонансных частот;

· возможность выбора типа остановки: остановка на выбеге (без торможения), остановка двигателя с замедлением под контролем момента (насосные установки), динамическое торможение постоянным током (механизмы с большим моментом инерции).

Функции интегрирования в системы автоматизации

· при наличии модуля учёта — учет потребляемой электрической энергии и передачи сигналов телеметрии в АСКУЭ верхнего уровня;

· при наличии модуля автоматизации — возможность выполнения функции локальной автоматизации технологического процесса.

· при наличии модуля автоматизации — возможность передачи аварийных сигналов в АСУ верхнего уровня;

· при наличии модуля автоматизации — возможность приёма и обработки управляющих сигналов из АСУ верхнего уровня;

· при наличии модуля коммуникации — отображение электрических параметров, состояния нагрузки и времени работы, возможность удаленного конфигурирования и управления с удалённой рабочей станции АРМ;

· при наличии модуля коммуникации — коммуникационные возможности для подключения к сетям Ethernet, Fipio, DeviceNet, Profibus DP;

· при наличии модуля оператора — выносной терминал, устанавливаемый на дверь шкафа;

· встроенный последовательный порт RS485 для подключения к шине с протоколом ModBus RTU;

· защита информационных линий барьерами искрозащиты для датчиков находящихся во взрывоопасной зоне (оговаривается в заказе отдельно);

По согласованию с заказчиком набор выполняемых модулем автоматизации функций может быть расширен или изменен, например накапливание информации (с интервалом в 5 минут) для последующей передачи в компьютер значений питающего напряжения, тока и загрузки электродвигателя при работе в течение 7 суток.

Структура условного обозначения