Устройство плавного пуска SIRIUS 3RW55

SIRIUS 3RW55 — это современное устройство плавного пуска (УПП) от компании Siemens, относящееся к пятому поколению данной линейки продуктов. Оно предназначено для плавного разгона и остановки асинхронных электродвигателей, обеспечивая значительное снижение пусковых токов, механических ударов в приводных механизмах и, как следствие, продление срока службы оборудования.

1. Назначение и решаемые задачи

Ключевые функции и преимущества:

1. Плавный пуск: Постепенное увеличение напряжения на обмотках двигателя, что позволяет снизить пусковой ток до 250% от номинального (Iн) (по сравнению с 500-800% при прямом пуске).
2. Плавный останов (Soft Stop): Плавное уменьшение напряжения для остановки двигателя без гидравлических ударов и механических рывков. Критически важно для насосов (предотвращение гидроудара в трубопроводах) и конвейеров.
3. Снижение механических нагрузок: Защита механических передач (редукторов, ремней, цепей), подшипников и муфт от резких ударов и крутильных колебаний.
4. Компенсация реактивной мощности (3RW55.4): Встроенная функция энергосбережения в режиме дежурного хода, отключающая тиристоры при отсутствии нагрузки и тем самым повышающая коэффициент мощности (cos φ).
5. Защита двигателя: Встроенные функции защиты от перегрузки, обрыва фазы, заклинивания ротора, асимметрии напряжений.

2. Области применения

УПП SIRIUS 3RW55 находит применение в различных отраслях промышленности с тяжелыми условиями пуска:

• Насосное оборудование: Центробежные, поршневые и погружные насосы.
• Вентиляционное оборудование: Центробежные и осевые вентиляторы, дымососы.
• Компрессорное оборудование: Поршневые и винтовые компрессоры.
• Конвейерные системы: Ленточные, цепные и винтовые конвейеры, элеваторы.
• Смесители и мешалки.
• Дробилки и мельницы.

3. Конструкция и модельный ряд

3.1. Исполнения:

Устройство выпускается в двух основных конструктивных исполнениях:

• 3RW55.3: Стандартное исполнение.
• 3RW55.4: Исполнение с расширенным функционалом, включая компенсацию реактивной мощности и более высокую коммутационную способность.

3.2. Диапазон мощностей:

УПП 3RW55 охватывает широкий диапазон мощностей для трехфазных двигателей:

• Напряжение: 208–690 В, 50/60 Гц.
• Мощность двигателя:
  • При 400 В: от 5.5 кВт до 1,200 кВт (для самых мощных моделей).
  • При 690 В: до 1,600 кВт.

3.3. Степень защиты:

• IP00 (для монтажа в шкафу) и IP20 (с лицевой панелью).

4. Технические характеристики и функциональные возможности

4.1. Режимы пуска:

• Регулировка напряжения: Классический метод, при котором напряжение плавно повышается от начального значения (30–80% Uн) до полного.
• Регулировка тока (3RW55.4): Устройство ограничивает пусковой ток на заданном пользователем уровне (200–500% Iн), что обеспечивает более предсказуемый и контролируемый пуск.
• Пульсирующий пуск: Попеременная подача коротких импульсов напряжения для преодоления статического трения или для осторожного проворачивания механизма перед пуском.

4.2. Режимы остановки:

• Свободный выбег: Отключение двигателя от сети без торможения.
• Плавный останов: Плавное снижение напряжения для мягкой остановки.
• Торможение постоянным током: Быстрая остановка двигателя за счет подачи на обмотки постоянного тока.

4.3. Защитные функции (встроенная защита двигаления):

• Тепловая перегрузка (PTC / термistor): Защита по температуре двигателя.
• Защита от обрыва фазы.
• Защита от заклинивания ротора (Blocked Rotor).
• Защита от несимметрии фазных токов.
• Защита от повторного включения.
• Контроль чередования фаз.

4.4. Компенсация реактивной мощности (только 3RW55.4):

В режиме работы на холостом ходу или при малой нагрузке УПП автоматически отключает тиристоры и подключает двигатель напрямую к сети через байпасный контактор (внутренний или внешний). Это позволяет:

• Снизить собственные тепловые потери в тиристорах.
• Повысить коэффициент мощности (cos φ) до значения, характерного для двигателя.
• Экономить электроэнергию.

5. Управление и настройка

5.1. Элементы управления:

• Потенциометры: Для базовой настройки времени разгона/останова и начального напряжения/ограничения тока.
• DIP-переключатели: Для выбора режимов работы (пуск/останов), управления байпасным контактором, настройки функции энергосбережения.
• Клеммы управления: Цифровые входы (DI) для запуска, останова, сброса ошибок; релейные выходы (RO) для сигнализации (Готов, Работа, Авария).

5.2. Подключение и коммуникации:

• Силовые клеммы: Стандартное подключение питания и двигателя.
• Bypass-контактор: Многие модели имеют встроенный байпасный контактор, который шунтирует тиристоры после завершения пуска, снижая тепловыделение.
• PROFIBUS DP / PROFINET (опция): Возможность установки коммуникационного модуля для интеграции в системы АСУ ТП верхнего уровня. Это позволяет дистанционно задавать уставки, контролировать ток, напряжение, состояние устройства и диагностировать ошибки.

6. Сравнение с аналогами и конкурентами

• SIRIUS 3RW55 vs. 3RW44 (предыдущее поколение): 3RW55 предлагает более высокую коммутационную способность, расширенный диапазон мощностей, функцию компенсации реактивной мощности и улучшенные коммуникационные возможности.
• SIRIUS 3RW55 vs. Частотный преобразователь (SINAMICS): УПП дешевле и проще в настройке, но не позволяет регулировать скорость вращения двигателя в процессе работы. УПП выбирают, когда нужно только плавно разогнать/остановить двигатель на номинальной скорости.
• SIRIUS 3RW55 vs. Конкуренты (например, ABB PSR/PS): Продукты Siemens отличаются высокой степенью интеграции в общую экосистему автоматизации (TIA Portal), наличием функции энергосбережения в стандартной комплектации для версии .4 и широким модельным рядом.

7. Подбор и выбор модели

Критерии выбора:

1. Мощность двигателя (кВт) и номинальный ток (А).
2. Напряжение питающей сети.
3. Тип нагрузки (насос/вентилятор или тяжелый пуск).
4. Необходимость в плавном остане.
5. Требования к энергоэффективности (выбор версии 3RW55.4).
6. Необходимость в сетевой интеграции (выбор опции PROFIbus/PROFINET).

Для подбора рекомендуется использовать специализированное программное обеспечение Siemens, например, SIMAtic Selection Tool (SST).

Заключение

Устройство плавного пуска SIRIUS 3RW55 — это современное, надежное и многофункциональное решение для задач, где требуется плавный и контролируемый пуск и останов асинхронных электродвигателей. Его ключевые преимущества — снижение механических и электрических нагрузок, продление срока службы оборудования, встроенная защита двигателя и, для версии 3RW55.4, функция энергосбережения.

Благодаря широкому диапазону мощностей, гибкости настройки и возможности интеграции в системы верхнего уровня, 3RW55 является оптимальным выбором для модернизации существующих и построения новых промышленных систем с тяжелыми условиями пуска.