Altistart 22 By-pass – redundancja na najwyższym poziomie!

Rys. 1. Zastosowanie zwiększenia napięcia do wartości równej 100% znamionowego napięcia silnika

Obecnie pod sztandarową nazwą Altistart występują trzy modele układów rozruchowych:

• Altistart 01 (najprostszy kompaktowy soft start o mocy do 45kW),
• Altistart 22 (soft start przeznaczony do aplikacji pompowych i wentylatorowych z funkcją stycznika bocznikującego by-pass),
• Altistart 48 (zaawansowany układ rozruchu dla standardowych i ciężkich systemów pompowo-wentylatorowych z funkcjami zabezpieczenia silnika i maszyny).

Altistart 22 jako energoelektroniczny inteligentny rozrusznik silnikowy stanowi praktyczną alternatywę pomiędzy klasycznymi układami "gwiazda-trójkąt" oraz zaawansowanymi technologicznie urządzeniami do kontroli rozruchu, pracy i łagodnego zatrzymania. Zapewnia lepszą jakość rozruchu/zatrzymania w porównaniu z rozwiązaniem elektromechanicznym oraz stanowi znacznie atrakcyjniejszą ofertę w stosunku do urządzeń wielofunkcyjnych do aplikacji "soft start/soft stop".

Zakres zastosowań obejmuje standardowe aplikacje niewymagające bardzo wysokiej dynamiki oraz precyzji sterowania. Altistart 22 został zaprojektowany do kontroli 3-fazowych silników asynchronicznych średniej mocy (4...400kW) w przedziale prądu rozruchowego 15...590A i napięcia zasilającego 230...600V. Wbudowany stycznik bocznikujący bypass zapewnia redundancję kontroli i podnosi bezpieczeństwo ciągłości procesu w przypadku awarii rozrusznika.

By-pass z funkcją zamknięcia przekaźników został zaprojektowany między innymi w celu ograniczenia wydzielanego ciepła po zakończeniu procesu rozruchu, co wpływa na oszczędność energii przy zachowaniu wszelkich zabezpieczeń elektronicznych soft startu i silnika (początkowa i końcowa faza rozruchu). Przekaźnik zwarciowy by-pass stanowi integralną część mostka tyrystorowego SCR z zabezpieczeniem temperaturowym i wewnętrznym pomiarem prądu rozruchu.

Zabezpieczenie termiczne silnika następuje poprzez ciągłe obliczanie całki cieplnej I2t oraz przetwarzanie informacji z sond PTC, które można w sposób automatyczny kasować. Typ sterowania z pełną kontrolą 3-fazową rozruchu SCR następuje poprzez wybór kontroli napięcia lub momentu po monitorowanej rampie definiowanej w soft starcie Altistart 22.

System kontroli momentu pozwala na ograniczanie przeciążeń mechanicznych głównie dla sekcji sterowania zestawem pomp oraz łagodne przyspieszanie aż do prędkości znamionowej, nawet przy znaczącym obciążeniu początkowym (moment bezwładności wentylatora, pokonanie oporów podczas startu pompy). Z tym zjawiskiem powiązana jest funkcja "boost" zwiększenia napięcia podczas startu silnika. Może ona być użyta do pokonania momentu "ruszenia" (zjawiska spowodowanego tarciem spoczynkowym lub luzem mechanicznym).

Po wysłaniu polecenia startu, rozrusznik dostarcza do silnika ustaloną wartość napięcia przez ograniczony czas, nim nastąpi normalny rozruch. Ograniczenie prądu rozruchu Altistarta 22 jest limitowane do wartości 350% Icl.

Czas i zdolność rozruchu soft startu Altistart 22 może zostać podniesiona nawet dwukrotnie w stosunku do standardowych możliwości poprzez implementację opcjonalnego wentylatora (wykonanie ATS22 do 170A). W przedziale prądu In 170...590A wszystkie rozruszniki zawierają wbudowany wentylator kontrolujący temperaturę urządzenia. Funkcja "podbicia napięcia podczas startu" jest parametrem charakterystycznym dla układów miękkiego startu/zatrzymania Altistart. Występuje ona również w Altistart 01 oraz Altistart 48.

Oprócz tego ATS22 oferuje też inne funkcje wpływające na komfort sterowania systemami pomp i wentylatorów:

• ograniczenie momentu,
• aktywacja funkcji kaskadowej pracy silnika,
• wybór typu zatrzymania (wybieg lub zwalnianie na rampie),
• automatyczny restart,
• zaawansowana funkcja parametryzacji silnika,
• funkcja konfiguracji drugiego silnika o innej charakterystyce pracy.

Zabezpieczenie rozrusznika ATS22 i silnika jest realizowane na kilka sposobów. Aby zapobiec uszkodzeniom urządzeń, soft starty zawierają zabezpieczenie termiczne oraz zarządzają liczbą i czasem startów silnika pompy lub wentylatora.

Regulacja czasu opóźnienia pozwala na osiągnięcie odpowiedniego stanu termicznego rozrusznika przed jego ponownym restartem. W celu uniknięcia udarów napięciowych i prądowych Altistart kontroluje parametry napięcia zasilania w postaci kontroli utraty fazy, detekcji błędnego przypisania faz sterowania (połączenie do uzwojeń silnika w trójkąt) i niezrównoważonej wartości napięcia oraz kontroluje wyzwolenie błędu stanu podnapięciowego i przepięciowego. Wymienione funkcje można kontrolować i wizualizować za pomocą terminalu tekstowego lub narzędzi programowych.

Rys. 2. Instalowanie rozrusznika Altistart 22 połączonego w trójkąt uzwojeń silnika

Wizualizacja prądu rozruchu i statusu pracy rozrusznika oraz aplikacji:

• ostatni cykl pracy,
• całkowity czas pracy i rozruchu,
• całkowita liczba startów,
• status wejść/wyjść cyfrowych i analogowych.

Oprócz zmniejszenia rozmiarów obudowy (przy zapewnieniu dostatecznego odprowadzania ciepła) soft start ATS22 ma możliwość podłączenia zacisków obwodów mocy szeregowo z każdym uzwojeniem silnika (połączenie w trójkąt). Przez urządzenia przepływa wówczas prąd, który jest mniejszy od prądu przewodowego o √3, co umożliwia użycie rozrusznika o niższych parametrach znamionowych.

Komunikacja Altistart 22 opiera się na 2-przewodowym protokole Modbus RJ45. Port można łączyć z oprogramowaniem SoMove, będącym nową platformą konfiguracji dla przemienników Altivar i serwonapędów Lexium oraz zdalnym terminalem tekstowym. Poprzez specjalny mostek komunikacyjny można monitorować soft start równocześnie z poziomu komunikacji Modbus i tekstowego terminalu.

Listwa zacisków sterowania I/O zapewnia kontrolę 2- lub 3-przewodową (3 wejścia cyfrowe) i kontrolę stanu termicznego soft startu i silnika (czujnik PTC) oraz udostępnia dwa przekaźniki wyjściowe sterujące i informujące o aktywacji funkcji kaskadowej, końca rozruchu czy przypisania funkcji błędu soft startu. Premiera Altistart 22 odbyła się w maju 2010 podczas spotkań z partnerami APTH Schneider Electric.

Schneider Electric
www.schneider-electric.pl