0.3 MB - Biral

Datenblatt
Sanftstarter
Biral AG
Südstrasse 10
CH-3110 Münsingen
Telefon +41 31 720 90 00
D, F, E,
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Sanftstarter
Einsatzbereich:
Ein Sanftstarter kommt überall dort zum Einsatz, wo Elektromotoren mit
einer Wellenleistung (P2) von mehr als 4 kW, entspricht einer
Leistungsaufnahme (P1) von mehr als 5 kW, gestartet werden sollen.
Der Elektrizitätsnetzbetreiber schreibt vor, dass diese Motoren nicht
direkt gestartet werden dürfen, damit das Elektrizitätsnetz nicht zu stark
belastet wird.
Um diesem Anspruch gerecht zu werden, können die Pumpen in Stern–
Dreieck, mit einem Anlaufwiderstand oder mit einem Sanftanlaufgerät
angelassen werden.
Biral hat sich aus folgenden Gründen für den Sanftstarter entschieden:
• Die Stromspitzen mit Sanftanlauf sind so am niedrigsten (siehe
Diagramm und Interpretation). Das heisst, die Stromzuleitung wird
gegenüber den anderen Varianten am wenigsten belastet.
Besonders bei Pumpen mit kleiner Schwungmasse
(Unterwasserpumpen) werden die Motoren bei der Umschaltung von
Stern auf Dreieck einer hohen Belastung ausgesetzt, weil der Rotor
im Zeitpunkt der Umschaltung praktisch zum Stillstand kommt und
danach eine Stromspitze, vergleichbar mit dem Direktanlauf,
aufnimmt.
• Vorteilhaft sind auch die Abmessungen gegenüber den bisherigen
Stern-Dreieck-Schützen, das heisst es wird weniger Platz innerhalb des Steuergerätes benötigt.
Bild 1
Interpretation des Diagramms (Bild 1):
Die obige Grafik zeigt die Stromspitzen beim Einschalten einer Pumpe.
1.
2.
3.
Der Einschaltstrom beim Direktanlauf beträgt das 6- bis 7-fache des Nennstroms während etwa 0,15
Sekunden.
Beim Stern-Dreieck Anlauf wird zu Beginn zwar nur der 2-fache Nennstrom aufgenommen, aber beim
Umschalten auf den Dreieckbetrieb schnellt die Stromaufnahme während etwa 0.12 Sekunden hoch
auf den 7- bis 8-fachen Nennstrom – ähnliches Verhalten wie beim Direktanlauf.
Beim Sanftanlauf wird nur etwa das 3- bis 4-fache des Nennstroms aufgenommen, dafür über eine
etwas längere Zeit (0,4 Sekunden). Diese Anlaufart schont das Stromnetz und den Motor am
effizientesten.
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Einsatzgrenzen / Einschränkung des Sanftstarters:
Die hydraulische Wirkung entspricht annähernd dem Direktanlauf. Die Hochlaufzeit des Motors kann nicht
verändert oder eingestellt werden. Der Sanftstarter versucht mit begrenzter Leistung schnellstmöglich die
maximale Drehzahl zu erreichen. Eingestellt werden kann nur die Zeit, nach welcher die Elektronik durch die
Bypasskontakte überbrückt wird. Somit kann dieser Softstarter nicht als Druckschlagdämpfung eingesetzt
werden. Wenn kein Motor angeschlossen ist, kann der Softstarter nicht getestet werden.
Schalthäufigkeit:
Der Softstarter wird während dem Start thermisch belastet. Dadurch ergibt sich eine begrenzte, erlaubte
Schalthäufigkeit.
Erlaubt werden maximal 15 Schaltungen pro Stunde. Ist eine höhere Anzahl von Schaltungen nötig, kann
dies teilweise mit einem überdimensionierten Softstarter realisiert werden.
Hilfskontakte (Bild 4):
Der Softstarter hat 1 Hilfskontakt, Der Kontakt zwischen 13 + 14 schliesst vom Start- bis zum
Ausschaltbefehl. Bei einer Störung oder wenn kein Motor angeschlossen ist, schalten die Kontakte nicht.
Anwendung von Motorschieber zur Druckschlagdämpfung:
Die Öffnung des Motorschiebers kann gleichzeitig mit dem Pumpenstart erfolgen. Die Abschaltung der
Pumpe soll unmittelbar nach der Schliessung des Schiebers erfolgen.
Anwendung mit Unterwasserpumpen:
Für den Pumpenstart mit Sanftstarter sind Motoren für „Frequenzumformerbetrieb“ (resistentere Wicklungen,
respektiv Wicklungsisolation) einzusetzen, weil die Anlaufbelastung höher und länger ist als beim
Direktanlauf.
Inbetriebnahme bei leerer Druckleitung:
Bei einer leeren Druckleitung fehlt der nötige Gegendruck, was zur Folge hat, dass der Motor überlastet
läuft. Dadurch kann auch der Einsatzbereich des Softstarters überschritten werden und diesen beschädigen.
Um dies zu verhindern, muss die Pumpe gegen geschlossenen Schieber (Druckleitungsschieber) gestartet
werden. Mit Überwachung des Motorstroms (Ampèremeter) kann, ohne Überschreitung des Nennstroms des
Motors, der Schieber langsam geöffnet und somit die Leitung langsam gefüllt werden.
Motoranschluss
Bei Verwendung eines Motors mit Sanftanlauf darf in keinem Fall der Wicklungssternpunkt an den
Neutralleiter angeschlossen werden.
Im Motorabzweig zwischen Sanftstarter und Motor dürfen keine kapazitiven Elemente enthalten sein (z.B.
keine Blindleistungskompensationsanlage). Außerdem dürfen weder statische Systeme zur
Blindleistungskompensation noch dynamische PFC (Power-Factor-Correction) während des An- und
Auslaufs des Sanftstarters gleichzeitig betrieben werden, um Störungen in der Kompensationsanlage und /
oder im Sanftstarter zu vermeiden.
Alle Elemente des Hauptstromkreises (wie Sicherungen, Schaltgeräte und Überlastrelais) sind für Direktstart
und den örtlichen Kurzschlussverhältnissen entsprechend zu dimensionieren und getrennt zu bestellen. Bitte
beachten Sie die in den technischen Daten angegebenen maximalen Schalthäufigkeiten.
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Inbetriebnahme des Sanftstarters
Warnung:
Eine Phase des Sanftstarters wird direkt durchgeschaltet
(Bild 2)
Nach dem Ausschalten der Steuerspannung ist immer noch
Spannung am Motor vorhanden. Deswegen immer den
Sicherheitsschalter oder Motorschutzschalter ausschalten, bevor
Arbeiten am Leistungsspannungskreis vorgenommen werden.
Bild 2
Hinweis:
Bei der ersten Inbetriebnahme sollten die Potentiometer gemäss Tabelle Parameter eingestellt sein.
Zuerst Steuersicherung und erst danach Motorschutzschalter einschalten!
Die Sanftstarter sind zum sanften Starten von Drehstromasynchronmaschinen geeignet.
Einstellungen / Änderungen:
Die Potentiometereinstellungen werden vor jedem Schaltvorgang „EIN“ oder „AUS“ abgefragt. Wenn z.B.
während eines Motorhochlaufs die Einstellung des Potentiometers für die Startzeit geändert wird, dann wird
dies erst beim nächsten Start wirksam. Der Sanftstarter wird mit den folgenden 2 Potentiometer eingestellt
Anlaufzeit t on (Bild 3):
Die Rampenzeit sollte so eingestellt werden, dass der
Motor innerhalb dieser Zeit hochdrehen kann. Um
optimale Betriebsbedingungen für den Sanftstarter zu
erreichen, sollte die eingestellte Anlaufzeit ca. 1s
länger sein als die sich ergebende Motorhochlaufzeit
(maximale Drehzahl). Damit werden die internen
Überbrückungskontakte nicht mit dem Anlaufstrom
belastet,
was
einer
erhöhten
Lebensdauer
gleichzusetzen ist.
Startspannung U (Bild 3):
Die Startspannung sollte so eingestellt werden, dass
der Motor zügig anlaufen kann.
Bild 3
Hilfskontakt (Bild 4)
Der integrierte Hilfskontakt sorgt für eine komfortable Ansteuerung und eine mögliche Weiterverarbeitung in
der Anlage
Anzeigen LED Sanftstarter
Betriebszustand Device
State
Aus
gn
Anlauf
gn
gn
Bypassed
gn
gn
Gerätefehler
rd
rd
By-pass Überlast
ylw
rd
Lastspannung
gn
rd
Bild 4
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Démarreur progressif
Domaine d'application:
Un démarreur progressif peut être utilisé partout où doivent démarrer des
moteurs électriques d'une puissance sur l'arbre (P2) de plus de 4 kW, ce
qui correspond à une puissance consommée (P1) de plus de 5 kW.
Le distributeur d'électricité prescrit que ces moteurs ne doivent pas
démarrer directement, afin de ne pas trop charger le réseau.
Afin de répondre à cette exigence, les pompes peuvent démarrer en
couplage étoile-triangle, avec une résistance de démarrage ou avec un
appareil de démarrage progressif.
Biral s'est décidé en faveur du démarreur progressif pour les raisons
suivantes:
• Les pointes de courant sont les plus basses avec un démarrage
progressif (voir diagramme et interprétation). C'est-à-dire qu'ici la
ligne d'alimentation est le moins sollicitée par rapport aux autres
variantes. En particulier pour les pompes avec une petite masse
d'inertie (pompes immergées), les moteurs sont soumis à une forte
charge lors de la commutation d'étoile à triangle, parce que le rotor
retombe pratiquement à l'arrêt au moment de la commutation et qu'il
s'ensuit une pointe de courant comparable à celle du démarrage
direct.
• Les dimensions aussi sont avantageuses par rapport à celles des contacteurs étoile-triangle habituels,
c'est-à-dire qu'on a besoin de moins de place dans l'appareil de commande.
Figure 1
Interprétation du diagramme (figure 1):
Le graphique ci-dessus montre les pointes de courant à l'enclenchement d'une pompe.
1. Le courant d'enclenchement au démarrage direct atteint 6 à 7 fois le courant nominal pendant environ
0,15 secondes.
2. Au démarrage étoile-triangle, on n'absorbe au début qu'environ 2 fois le courant nominal, mais à la
commutation en triangle, la consommation de courant saute pendant environ 0.12 seconde à 7 à 8 fois
le courant nominal – comportement analogue au démarrage direct.
3. Au démarrage progressif, on n'absorbe qu'environ 3 à 4 fois le courant nominal, mais pendant une
durée un peu plus longue (0,4 seconde). Ce genre de démarrage ménage le plus efficacement le
réseau électrique et le moteur.
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Limites d'utilisation / Restrictions pour le démarreur progressif:
L'action hydraulique correspond approximativement à celle du démarrage direct. La durée de démarrage du
moteur ne peut pas être variée ou réglée. Le démarreur progressif tente d'atteindre la vitesse maximale à
puissance limitée le plus rapidement possible. On ne peut régler que le temps après lequel l'électronique est
pontée par les contacts de by-pass. Ainsi, ce démarreur progressif ne peut pas être utilisé pour atténuer l'àcoup de pression.
Fréquence de commutation
Le démarreur progressif est chargé thermiquement pendant le démarrage. Il en résulte une fréquence de
commutation limitée, admissible.
Au maximum 15 commutations sont admises par heure. Si un plus grand nombre d'enclenchements sont
nécessaires, on peut réaliser ceci partiellement avec un démarreur progressif surdimensionné.
Contacts auxiliaires (Figure 4):
Le démarreur progressif a 1 contacts auxiliaires. Le contact entre 13 + 14 se ferme entre les ordres de
démarrage et d'arrêt.
En cas de dérangement ou si aucun moteur n'est raccordé, les contacts ne commutent pas
Application de vannes motorisées pour atténuer l'à-coup de pression:
L'ouverture de la vanne motorisées peut avoir lieu en même temps que le démarrage de la pompe. Le
déclenchement de la pompe soit se faire immédiatement après la fermeture de la vanne, le temps d'arrêt
doit dans ce cas être réglé sur „0“.
Application avec les pompes immergées:
Pour le démarrage de pompes avec un démarreur progressif, les moteurs seront employés pour le „mode
convertisseur de fréquence“ (enroulements, respectivement isolations d'enroulements plus résistants), parce
que la charge de démarrage est plus forte et plus longue que pour le démarrage direct.
Mise en service avec conduite de refoulement vide:
Si la conduite de refoulement est vide, la pression opposée manque, ce qui conduit à une surcharge du
moteur. Ainsi le domaine d'utilisation du démarreur progressif peut aussi se trouver dépassé et celui-ci être
endommagé. Afin d'empêcher ceci, la pompe doit être démarrée contre la vanne fermée (vanne de la
conduite de refoulement). En surveillant le courant du moteur (ampèremètre), on peut, sans dépasser le
courant nominal du moteur, ouvrir lentement la vanne et remplir ainsi lentement la conduite.
Raccordement du moteur
En cas d'utilisation d'un moteur avec démarrage progressif, il ne faut en aucun cas relier le point étoile de
l'enroulement au conducteur neutre.
Aucun élément capacitif ne doit être contenu dans la dérivation du moteur entre le démarreur progressif et le
moteur (par ex. aucune installation de compensation de la puissance réactive). En outre, aucun système
statique pour la compensation de la puissance réactive ni PFC dynamique (Power-Factor-Correction) ne doit
être activé en même temps que le démarrage et la décélération du démarreur progressif, afin d'empêcher
des perturbations dans l'installation de compensation et / ou dans le démarreur progressif.
Tous les éléments du circuit principal (tels que fusibles, appareils de commande et relais de surcharge)
devront être dimensionnés pour le démarrage direct et les conditions de court-circuit sur place et
commandés séparément. Veuillez observer les fréquences de commutation maximales indiquées dans les
caractéristiques techniques.
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Mise en service du démarreur progressif
Avertissement:
Une phase du démarreur progressif est couplée directement
(figure 2)
Après le déclenchement de la tension de commande, il reste
toujours une tension sur le moteur. Dès lors, il faut toujours
déclencher l'interrupteur de sécurité ou le disjoncteur de moteur avant
d'entreprendre des travaux sur le circuit de puissance.
Figure 2
Remarque:
Lors de la première mise en service, les potentiomètres devraient être réglés selon le tableau de
paramètres.
Enclencher d'abord le fusible de commande et ensuite seulement le disjoncteur de protection de moteur!
Les démarreurs progressifs sont destinés au démarrage en douceur de moteurs asynchrones triphasés.
Réglages / modifications:
Les réglages „EN“ ou „HORS“ des potentiomètres sont interrogés avant chaque enclenchement. Si par ex.
le réglage du potentiomètre pour le temps de démarrage est modifié pendant un démarrage du moteur, il ne
sera actif qu'au démarrage suivant.
Temps de démarrage t on (figure 3):
Le temps de rampe devrait être réglée de sorte que le
moteur puisse finir de démarrer pendant de temps.
Afin d'atteindre des conditions d'exploitation optimales
pour le démarreur progressif 3RW30, le temps de
démarrage réglé devrait être env. 1s plus long que le
temps de démarrage du moteur qui en résulte (vitesse
maximale). Ainsi les contacts internes de pontage ne
sont pas chargés par le courant de démarrage, ce qui
leur assure une plus longue durée de vie. Des temps
de démarrage prolongés augmentent inutilement la
charge thermique des appareils et du moteur et
conduisent à une réduction de la fréquence de
commutation admissible
Tension de démarrage U (Figure 3):
La tension de démarrage devraient être réglée de
sorte que le moteur puisse démarrer rapidement.
Figure 3
Contact auxiliaire (Figure 4)
Le contact auxiliaire intégré assure une commande confortable et une possibilité de traitement dans
l'installation. En cas de dérangement ou si aucun moteur n'est raccordé, les contacts ne commutent pas.
Affichange LED démarreur progressif
Etat de fonctionnement
Device State
Arrêté
gn
Demarrage
gn
gn
Bypassed
gn
gn
Défaut surl’appareil
rd
rd
Surcharge by-pass
ylw
rd
Tension de charge
gn
rd
Figure 4
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Soft starter
Range of application:
A soft starter is used wherever electric motors must be started with a
shaft output (P2) over 4 kW, corresponding to a power consumption
(P1) of more than 5 kW.
The power supply company specifies that these motors must not be
directly started to prevent overloading of the power supply network.
In order to comply with this requirement, the pumps can be started with
star-delta starting, with a starting resistor or with a soft starting device.
Biral has decided in favour of soft starter for the following reasons:
•
•
The current peaks are reduced to a minimum with soft starting (see
diagram and explanation). In other words, the power supply is
loaded least compared with the other versions. Particularly for
pumps with low centrifugal mass (submersible pumps) the motors
are subjected to high loading when changing from star to delta,
since the rotor is practically stationary at the instant of changeover
and then receives a current peak comparable to direct starting.
The dimensions are also favourable compared with the former stardelta contactor and therefore less space is required inside the control unit.
Fig. 1
Explanation of diagram (fig. 1):
The above diagram shows the current peaks when a pump is switched on.
1. The inrush current with direct starting is 6 to 7 times the rated current for approx. 0.15 second.
2. With star-delta starting only 2 times the rated current is in fact initially taken, but when changing to
delta operation the current consumption increases rapidly to 7 to 8 times the rated current for approx.
0.12 second, which is similar behaviour to direct starting.
3. With soft starting only around 3 to 4 times the rated current is taken, but for a somewhat longer time
(0.4 second). This form of starting is the most efficient way of reducing the load on the power network
and the motor.
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Limits of application / restriction of soft starter:
The hydraulic effect roughly corresponds to direct starting. The time for the motor to run up to speed cannot
be altered or adjusted. The soft starter endeavours to reach maximum speed as quickly as possible with
limited power. Only the time can be set after which the electronic system is bridged by the bypass contacts.
This soft starter cannot, therefore, be used for damping pressure pulses.
Switching frequency:
The soft starter is thermally loaded during starting and run down. This results in a limited permissible
switching frequency. A maximum of 15 switching operations per hour is allowed. If a larger number of
switching operations is required, this is possible in part with an over-dimensioned soft starter.
Auxiliary contacts (fig 4):
The soft starter has 1 auxiliary contacts. The contact between 13 + 14 is closed from the start until the
switch-off instruction. The contacts do not switch in the event of a fault or if no motor is connected.
Use of motor slide valve for damping pressure pulses:
Opening of the motor valve can take place simultaneously with the pump start. The pump should be switched
off immediately after the valve closes and the run-down time should be set to “0” in this case.
Application with submersible pumps:
Motors for "frequency converter operation" (higher resistance windings or winding insulation) should be used
for pump starting with soft starter, since the starting load is higher and longer than with direct starting.
Commissioning with empty pressure pipe:
The necessary counter-pressure is absent in an empty pressure pipe, which results in the motor running
overloaded. This can also exceed the range of application of the soft starter and this can be damaged. To
prevent this the pump must be started against a closed slide valve (pressure pipe valve). With monitoring of
the motor current (ammeter) the slide valve can be opened slowly to fill the pipe gradually without exceeding
the rated current of the motor.
Motor connection
When using a motor with soft starting the winding star point must on no account be connected to the neutral
conductor.
There must be no capacitive elements in the motor branch between soft starter and motor (e.g. no reactive
power compensation unit). Nor must static systems for reactive power compensation or dynamic PFC (power
factor correction) be used simultaneously during starting and run-down of the soft starter, in order to avoid
faults in the compensation system and/or in the soft starter.
All elements in the main circuit (including fuses, switching units and overload relays) should be suitably
dimensioned and ordered separately for direct starting and in compliance with the local short-circuit
conditions. Please note the maximum switching frequencies specified in the technical data.
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Commissioning the soft starter
Warning:
One phase of the soft starter is connected through directly
(fig. 2)
There is still voltage present on the motor after the control
voltage is switched off. Therefore always switch off the
safety switch or motor protection switch before working on the
power circuit.
Fig. 2
Note:
When putting into operation for the first time the potentiometers should be set according
to the Parameter table.
The control fuse should be switched on first and only then the motor protection switch!
Soft starters are suitable for the soft starting of three-phase asynchronous machines.
Settings / alterations:
The potentiometer settings are checked each time before every "ON" or "OFF" switching operation. If, for
example, the setting of the potentiometer for the starting time is changed while the motor is running up, this
will only be effective for the next start.
Starting time t on (fig. 3):
The slope time should be set so that the motor can
run up to speed in this time. In order to obtain
optimum operating conditions for the 3RW30 soft
starter, the starting time set should be approx. 1 sec.
longer than the resulting motor run-up time
(maximum speed). This ensures that the internal
bypass contacts are not loaded with the starting
current, which results in a longer service life. Longer
starting times unnecessarily increase the thermal
loading of the units and the motor and lead to a
reduction in the permissible switching frequency.
Starting voltage U (fig. 3):
The starting voltage should be set so that the motor
can start quickly.
Fig. 3
Auxiliary contact (fig. 4)
The internal auxiliary contact ensures convenient control and possible further processing in the system. The
contacts do not switch in the event of a fault or if no motor is connected.
LED display soft starter
Operating state
Device
OFF
gn
State
Start up
gn
gn
Bypassed
gn
gn
Device fault
rd
rd
By-pass overload
ylw
rd
supply voltage
gn
rd
Fig 4
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Tabelle Parameter
Für die Inbetriebnahme sind die Grundeinstellungen (Richtwerte) der Tabelle zu entnehmen. Nach erfolgter
Inbetriebnahme müssen die Einstellungen auf die Gegebenheiten der Anlage optimiert werden.
Tableau de paramètres
Pour la mise en service, les réglages de base (valeurs indicatives) seront tirés du tableau. Après la mise en
service, les réglages devront être optimisés par rapport aux particularités de l'installation. La surveillance du
courant du moteur (ampèremètre) permet d'atteindre un réglage optimal.
Parameter table
The basic settings (rated values) for commissioning are given in the table. After putting into operation the
settings must be matched to the conditions in the system. An optimum adjustment can be achieved by
monitoring the motor current (ammeter).
Pumpentyp
Type de pompe
Pump type
Drehzahl
Vitesse de
rotation
Speed
Amp.
Amp.
Amp.
Anlaufzeit
Temps de
démarrage
Run-up time
Startspannung
Tension de
démarrage
Starting voltage
t
U
SW 20-13
2900
10.0
8s
50%
FWC 80-240/239
FWC 100-290/231
FWC 100-290/269
1450
1450
1450
12.2
14.0
24.0
3s
3s
5s
50%
50%
50%
FEC 100-245/215
FEC 100-245/242
FEC 150-290/254
FEC 150-290/271
FEC 150-290/289
FEC 80-190/150
FEC 80-190/160
FEC 80-190/173
FEC 80-190/180
FEC 80-190/189
1450
1450
1450
1450
1450
2900
2900
2900
2900
2900
8.6
12.2
14.0
19.0
24.0
12.1
12.1
15.8
19.3
23.2
4s
3s
3s
5s
5s
3s
3s
3s
5s
5s
50%
50%
50%
50%
50%
50%
50%
50%
50%
50%
FMC 40-190
FMC 40-209
FMC 40-205
2900
2900
2900
9.0
11.9
18.8
4s
3s
5s
50%
50%
50%