Применение пусковых конденсаторов в системах вентиляции

Анонс: Типовые проблемы приводов в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Применение пусковых конденсаторов в системах вентиляции.

В системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (heating, ventilation, and air conditioning - HVAC) для повышения эффективности работы используются, как устройства плавного пуска и комплектные преобразователи (complete drive module - CDM) для электропривода переменного тока с регулируемой скоростью (ГОСТ IEC 61800-2-2018), так и простые решения, в том числе базирующиеся на применении рабочих и/или пусковых конденсаторов (пп. 1.3.1 и 1.3.2 ГОСТ IEC 60252-1) для непрерывной работы и запуска (п. 1.3.13 ГОСТ IEC 60252-2) двигателей переменного тока.

В системах вентиляции (предельно упрощенно) основными проблемами были и остаются:

• запуск из состояния покоя до нормальной рабочей скорости, когда необходим значительный крутящий момент на валу, причем воздушная масса, перемещаемая вентилятором, а также протяженность, разветвленность каналов, температура, влажность воздуха влияют на этот момент и, соответственно пусковой ток.
  Обычно пусковой ток электродвигателей в 2–5 раз превышает рабочий, а в типовых системах вентиляции с центробежными насосами мощность, необходимая запуска и выхода в рабочий режим, повышается с увеличением расхода;
• нестабильная работа в реальных условиях, когда кратковременные колебания сетевого напряжения, сопротивления воздушному потоку и пр. во время эксплуатации ведут к изменениям крутящего момент и рабочего тока электродвигателя.

Отдельно следует отметить, что скачки напряжения, сопровождающие запуск больших двигателей, могут создать проблемы с качеством электроэнергии и вызвать повышенный износ, как электрической, так и механической системы, а при неправильном проектировании возможны резонансные явления, приводящие к вибрациям и разрушению.

Применение пусковых конденсаторов в системах вентиляции.

Конденсаторы используются для улучшения пусковых и рабочих характеристик асинхронных двигателей, а в типовой схеме конденсатор С соединен последовательно со стартовой обмоткой.

Емкость конденсатора подбирается так, чтобы ток Ia опережал Im примерно на 90° и начальный крутящий момент был максимальным для определенных значений токов Ia и Im. Когда вал электродвигателя достигает около 75% синхронной скорости переключатель отключает пусковой конденсатор и дальше двигатель выходит на номинальную скорость самостоятельно.

Такие схемы используются там, где необходим высокий пусковой крутящий момент и период пуска может быть длительным, например, для приводов компрессоров, больших вентиляторов, насосов и в случаях высоких инерционных нагрузок.

В случаях, когда требуемый пусковой крутящий момент сравнительно низкий, например, в вентиляторах, воздуходувках, масляных горелках и пр., где особенно желательна бесперебойная работа, используется схема, в которой конденсатор одновременно является и пусковым, и рабочим, т.е. не отключается после запуска и все время остается в цепи. Это упрощает конструкцию и снижает стоимость, повышает коэффициент мощности и КПД, плюс привод будет работать значительно тише.

Вместе с тем, пости всегда оптимальные пусковые и рабочие характеристики могут быть достигнуты при наличии двух конденсаторов в схеме, поскольку можно подобрать конденсаторы по емкости, часто типу, а в случае деструкции диэлектрика в рабочем конденсаторе пусковой обеспечит эксплуатацию привода вентилятора, компрессора, насоса и т.д.

Вернуться в раздел