Схемы пуска полугерметичных поршневых компрессоров

Схемы пуска полугерметичных поршневых компрессоров

(Emerson D7.10.2/1106-0208/E)

1.   Сокращения и обозначения.

Locked Rotor Current (LRC), Locked Rotor Amps (LRA) – ток при блокировке ротора (значение указано на шильде компрессора).

LRA- это ток, измеренный через 4 секунды при заблокированном роторе (вал не проворачивается) и при напряжении, соответствующем верхнему значению диапазона применения (420V для двигателей AWM\D при 50Hz).

Ток LRA может быть принят как максимальный пусковой ток компрессора.

Максимальный рабочий ток (I-OPER.MAX значение указано на шильде).

Наивысшее значение рабочего тока двигателя, полученное при проведении испытаний компрессора в рамках диапазона применения. Обычно, это ток при максимальном давлении конденсации и максимальной температуре кипения для хладагента с наибольшим рабочим давлением. Данное значение может незначительно отлично от указанного в справочных данных, поскольку табличные данные составляются для номинального напряжения.

1.1.  Примечание.

В компрессорах DWM Copeland используются электродвигатели с типом короткозамкнутой обмотки «беличье колесо». Они не требуют обслуживания, просты в применении и всегда пригодны для «прямого пуска». При «прямом пуске» электродвигатель подключен напрямую от пускателя. Пусковой ток при таком подключении может превышать рабочий в 4-7 раз. (см.рис.1)

В случае блокировки ротора на компрессорах большой производительности, ток может быть настолько высоким, что вызовет падение напряжения в питающей сети.  Для предотвращения негативных последствий падения напряжения в сети, некоторыми компаниями ограничивается размер двигателей с подключением на предприятии по схеме «прямого пуска». Данные ограничения составляются на основании характеристик питающей сети.

2.       
      Разновидности запуска.

2.1.  Переключение звезда- треугольник (код двигателя «E») Открытый переход.

Для запуска по схеме звезда- треугольник требуется специальное исполнение обмоток электродвигателя. Концы каждой обмотки должны быть свободны для возможности внешнего переключения. Компрессоры DWM Copeland с соответствующим подключением имеют маркировку напряжения на шильде 380-420V Δ\Y или 220-240V Δ\380-420V Y.

При пуске мотор подключен звездой  (схема 2.1.1.). Таким образом, напряжение составляет только 0,58(1\√3) от требуемого напряжения. Следовательно, мотор запитан пониженным напряжением. Ток, получаемый из питающей сети  (I_Y) падает на 1\3. Значение момента (M_Y) по отношению к моменту при подключении треугольником (M _Δ)  снижается аналогично потребляемому току.

В связи с низким моментом при запуске компрессора звездой должны быть соблюдены следующие условия:

- требуемый крутящий момент не должен превышать 0,3 от момента при прямом пуске;

- в процессе раскрутки вала компрессора должна быть достигнута скорость более чем 0,9 от скорости синхронизации для перехода со звезды на треугольник;

Учитывая вышеописанные требования в большинстве случаев для подключения по схеме звезда- треугольник требуется использование разгрузки пуска.

На осциллограмме (рис.3) показана кривая изменения тока при подключении звезда- треугольник. Переход со звезды на треугольник должен быть осуществлен при нулевом значении тока во избежание короткого замыкания. Этой короткой паузы достаточно для мгновенного снижения скорости из-за низкой центробежной силы и для возрастания пиковой нагрузки до 80% от нагрузки при прямом пуске- в некоторых неблагоприятных случаях до 100%.

Схема подключения звезда- треугольник, открытый переход.

2.2. Переключение звезда- треугольник (код двигателя «E») Закрытый переход.

При открытом переходе со звезды на треугольник контактор звезды К2 и контактор треугольника К3 не должны срабатывать в одно время, поскольку это может привести к короткому замыканию и подгоранию контактов или снижению срока службы пускателя. 

При закрытом переходе со звезды на треугольник аналогичная пауза при переходе не требуется. При достижении двигателем скорости синхронизации в параллель обмоткам двигателя подключается сопротивление R7 путем контактора К10. Таким образом, сопротивление R7 соединяет обмотки электродвигателя в треугольник. Когда активируется контактор треугольника К3, контактор сопротивления К10 открывается и цепь сопротивления прерывается.

На осциллограмме (рис.4 а,в,с) показаны кривая изменения тока при подключении звезда- треугольник на открытом переходе и на закрытом переходе с двумя разными сопротивлениями.

    При подключении сопротивления с небольшим номиналом R7≈6 Ом, ток становится значительно выше (см.рис.4b). При увеличении номинала сопротивления, значение тока на протяжении периода tр снижается (см.рис.4b и 4с). 

     При открытых контактах контактора К2, подключение треугольником достигается при включении в параллель сопротивления R7. Однако, эффективное напряжение не соответствует напряжению при подключении треугольником, поскольку последнее снижено перепадом напряжения на сопротивлении R7. При увеличении номинала сопротивления R7, будет снижаться эффективное напряжение и ток на фазах. Вращающий момент и скорость будут уменьшаться.

        Оптимальное значение сопротивления рассчитывается по следующей формуле:

 

2.3. Part winding Start (пуск частью обмотки)

Компрессора Copeland в клеммной коробке имеют 6 контактов подключения электромотора (см. рис. ниже). В связи с раздельным подключением, части обмотки могут быть запитаны раздельно при пуске компрессора, снижая пусковые токи.

До Августа 1983г. DWM Copeland использовал при производстве моторы с разделением обмотки 1\2-1\2 (код мотора F). Запуск выполнялся в следующем порядке: питание подавалась на первую часть обмотки (контакты 1-2-3). При таком подключении питающая сеть испытывает нагрузку составляющую ориентировочно 65% от нагрузки при прямом пуске. В зависимости от внешних условий, существует вероятность, что компрессор не запустится вплоть до подключения второй части обмотки.    

Данный тип внутреннего подключения был заменен на раздельный пуск с соотношением 2/3-1/3 (код двигателя "А"_AWM). С января 1994 по сентябрь 2005, 8-ми цилиндровые компрессоры оснащались двигателями с кодом "В"_BWM. С сентября 2005 8-ми цилиндровые компрессоры стали снова выпускаться с кодом "А".
Код мотора указан на шильде компрессора, например: D8SJ1-6000-BWM\D.

2.3.1. Раздельный пуск 2/3-1/3
Потребляемый ток из питающей сети при таком запуске составляет ориентировочно 75% от LRC при "прямом пуске". Без разгрузки запуска, т.е. когда существует большая разница давлений, двигатель не запустится до тех пор, пока не подключится вторая часть обмотки (после задержки 1±0.1 сек.), тем самым нагружая питающую сеть как при "прямом пуске". 
Преимущества данного электродвигателя не будут задействованы без разгрузки пуска.