Urządzeniom elektrycznym o dużej mocy może towarzyszyć wiele niepożądanych zjawisk. Dotyczy to również silników, gdzie przepływ prądu przez uzwojenia powoduje wytworzenie pola magnetycznego, wywołującego ruch. Jednym ze skutków tego procesu (w dodatku chyba najbardziej niszczącym) jest udar prądowy. To właśnie na nim skupimy się w tym artykule.
Czym jest udar prądowy w silniku elektrycznym?
W momencie rozruchu, np. przy przełączeniu wyłącznika silnikowego, dochodzi do zjawiska udaru prądowego, czyli nagłego i krótkotrwałego wzrostu wartości prądu przy jednoczesnym spadku napięcia. Im większa moc silnika, tym większy i bardziej niszczący jest udar prądowy.
Wartość udaru prądowego
Do łatwiejszego zobrazowania zjawiska przeprowadziliśmy test. Podłączyliśmy analizator prądu do wentylatora o mocy 2,2kW, który posiada fabrycznie zamontowany wyłącznik silnikowy. Mamy do czynienia tutaj z tzw. rozruchem bezpośrednim silnika. Znamionowy prąd wynosił tu 4,5A.
Jak widzimy na wykresie poniżej, wartość prądu pobrania przez silnik była 2-krotnie większa niż znamionowa. To i tak niewiele, bo wartość ta może sięgnąć nawet 6-krotności nominalnego poboru!
Jak udar prądowy wpływa na pracę silnika eklektycznego?
Przy pracy ciągłej silnika i połączeniu bezpośrednim, np. przy wyłączniku silnikowym, udar prądowy nie ma większego wpływu na żywotność maszyny. Ale za to wiele szkód może narobić w momencie włączenia silnika. Jeśli robimy to raz dziennie, zniszczenia będą niewielkie. Jednak, gdy uruchamiamy taki silnik już kilkanaście razy dziennie lub co gorsza, na godzinę to już bardzo mocno wpływa na żywotność urządzenia.
Jednorazowe włączenie silnika przy połączeniu bezpośrednim powoduje niewielkie uszkodzenia za każdym razem, szczególnie w elementach mechanicznych. Im częściej będziemy w taki sposób załączać silnik, tym szybciej go zniszczymy.
Jak uniknąć udaru prądowego?
Zjawiska w całości nie unikniemy nigdy. Możemy jednak bardzo mocno je ograniczyć do takiej wartości, która nie będzie wpływać na żywotność silnika. Jak to zrobić?
Zastosować przemiennik częstotliwości.
To tanie i proste w użyciu urządzenie, którego ma zbawienny wpływ na żywotność silnika. Dzięki użyciu przemiennika częstotliwości do rozruchu zyskamy jednoczesne ograniczenie prądu i napięcia rozruchowego. Pozwoli to na uniknięcie szkodliwej szkody udaru prądowego. To z kolei umożliwi m.in. wprowadzenie parametrów znamionowych do przemiennika, dzięki którym urządzenie „wie”, z jakim silnikiem ma do czynienia i na jakie maksymalne wartości prądu, napięcia, częstotliwości może sobie pozwolić.
Dodatkowo dzięki przemiennikowi częstotliwości zyskujemy:
- regulację prędkości obrotowej silnika lub momentu,
- możliwości różnych metod zadawania częstotliwości, np. potencjometr, wyjście analogowe, regulator PID,
- stałe monitorowanie parametrów sieci,
- ochronę przed przeciążeniem, niedociążeniem,
- diagnostyka napędu oraz informowanie o występującym błędzie.
Porównanie rozruchu bezpośredniego i z przemiennikiem częstotliwości
W ramach testów do tego samego silnika wentylatora podłączyliśmy najtańszy przemiennik częstotliwości Elmatic EL1000 o mocy 2,2kW. Wyniki tego eksperymentu zobaczysz w filmie poniżej:
Podsumowanie
Stosowanie wyłączników silnikowych będzie nieco tańsze niż przemiennik częstotliwości. Jednak droższe rozwiązanie zniweluje problem szybszego zużywania się silników oraz pozwoli uzyskać dodatkowe funkcjonalności, których nie da nam przełącznik.
Więcej o tanich przemiennikach częstotliwości można dowiedzieć się na stronie samego urządzenia:
Jeśli masz pytania, zapraszam do bezpośredniego kontaktu ze mną:
