Il gigante gentile: comprendere l'avviatore statico a media tensione

Perché avviare un grande motoe è un grosso problema

Immagina di provare a spingere un'auto pesante da un punto morto. Hai bisogno di molta forza iniziale, giusto? I motori, in particolare il quelli grandi e potenti utilizzati nell’industria pesante, come quelli che azionano enormi pompe, compressori o ventilatori, devono affrontare una sfida simile. Quando questi motori a media tensione (MT). vengono accesi direttamente, assorbono spesso un'enorme ondata di corrente elettrica da 6 a 10 volte la loro normale corrente operativa.

Questo improvviso e massiccio afflusso di corrente e il conseguente shock meccanico sono le ragioni principali per cui abbiamo bisogno di un dispositivo speciale chiamato a Avviamento morbido .

I problemi con l'avviamento "difficile".

L'avviamento di un motore di media tensione nel modo tradizionale e "difficile" (noto come avviamento diretto in linea o DOL) causa diversi problemi significativi:

Elevato assorbimento di corrente e abbassamenti di tensione

L'enorme domanda attuale iniziale, chiamata corrente di spunto , mette a dura prova l’intero sistema elettrico.

• Può causare abbassamenti di tensione (buchi momentanei di tensione) sull’intera rete elettrica dell’impianto, che possono interrompere o far scattare le apparecchiature elettroniche sensibili collegate nelle vicinanze.
• Nel corso del tempo, questo stress ripetuto può portare al fallimento prematuro di quadri, cavi e persino del trasformatore di potenza.

Sollecitazione meccanica e usura

La coppia improvvisa e potente generata durante un avvio DOL costituisce un grave shock meccanico.

• Provoca violenti sobbalzi e vibrazioni al motore stesso, al suo accoppiamento e alle apparecchiature azionate (come nastri trasportatori o ingranaggi).
• Questo porta ad una rapida usura e aumenta le possibilità di costosi guasti e manutenzione.

Colpo d'ariete (nei sistemi di pompaggio)

Nei sistemi di tubazioni può verificarsi un avvio improvviso “colpo d’ariete” —Un aumento di pressione o un'onda d'urto che viaggia attraverso il tubo. Ciò può danneggiare gravemente tubi, valvole e guarnizioni.

La soluzione Soft Starter: un approccio più semplice

A Avviatore statico a media tensione è un dispositivo elettronico progettato per aumentare gradualmente la tensione fornito a un motore CA. Controllando la tensione, controlla efficacemente la coppia (forza di torsione) e la corrente, consentendo al motore di accelerare dolcemente dalla velocità zero fino alla piena velocità operativa.

Come funziona?

Il cuore dell'avviatore statico sono i componenti elettronici ad alta potenza chiamati Raddrizzatori controllati al silicio (SCR) or tiristori .

[Immagine di uno schema che mostra il circuito di base di un soft starter trifase con SCR]

Controllo del flusso di potenza

1. Gating gli SCR: L'avviatore statico agisce essenzialmente come una sofisticata valvola elettronica. Gli SCR sono collegati uno dopo l'altro a coppie per ciascuna delle tre linee di alimentazione (fasi) del motore.
2. Aumento della tensione: Regolando il angolo di innesco (o angolo di accensione) degli SCR, il dispositivo può controllare la porzione dell'onda di potenza CA che passa attraverso il motore.
3. Accelerazione fluida:
   • Inizia con a bassa tensione iniziale , limitando la corrente e la coppia di avviamento.
   • Allora aumenta lentamente (rallenta) la tensione per un periodo prestabilito (di solito pochi secondi), accelerando dolcemente il motore.
   • Una volta che il motore raggiunge la massima velocità, l'avviatore statico solitamente attiva un contattore di bypass per escludere gli SCR dal circuito, garantendo il funzionamento del motore con la massima efficienza.

Principali vantaggi dell'avviamento graduale

Il “soft” del soft starter si traduce direttamente in significativi vantaggi operativi e finanziari:

• Stress elettrico ridotto: Limitando la corrente di spunto, il soft starter protegge l'infrastruttura elettrica e previene costosi buchi di tensione.
• Durata estesa dell'attrezzatura: L'eliminazione degli shock meccanici riduce drasticamente l'usura del motore, degli ingranaggi, delle cinghie e dei tubi, con conseguente meno tempi di inattività e minori costi di manutenzione.
• Controllo preciso: I moderni avviatori statici consentono agli operatori di mettere a punto sia il ora di inizio e, soprattutto, il fermare il tempo (si chiama spegnimento controllato sosta morbida ), prevenendo ulteriormente problemi come il colpo d'ariete.
• Risparmio energetico: Sebbene il vantaggio principale sia il controllo, la riduzione della domanda di corrente di picco può anche aiutare le grandi strutture a evitare penalità per la domanda di picco da parte dell’azienda elettrica.

In sostanza, l'avviatore statico a media tensione trasforma la forza bruta di un massiccio avviamento del motore in un accelerazione controllata e delicata , garantendo che il motore e l'intero sistema funzionino in modo affidabile per gli anni a venire.