SEMiSTART. Плавный пуск — проще простого

Жесткая конкуренция на рынке силовых полупроводниковых приборов заставляет производителей силовых компонентов постоянно улучшать параметры компонентов, совершенствовать технологию, разрабатывать совершенно новые поколения элементов с уникальными характеристиками. Производители постоянно борются за снижение габаритов силовых модулей, повышение степени интеграции и их «интеллекта». У современного разработчика нет времени на схемотехнику, он хочет иметь максимально законченный силовой блок и заниматься только отработкой алгоритмов управления.

Новый силовой тиристорный модуль SEMiSTART разработан инженерами компании SEMIKRON и представляет собой готовую силовую часть одной фазы системы плавного пуска — тиристорный ключ по встречно-параллельной схеме. Новый силовой компонент разработан специально для применения в таких устройствах, как системы пуска асинхронных электродвигателей и имеет низкую стоимость. Основное преимущество нового решения — компактность. Модули SEMiSTART уже доступны для разработчиков и серийных поставок.

Асинхронный электродвигатель (АД) с короткозамкнутым ротором — самый распространенный тип электродвигателей, применяемых в промышленности. На среднем промышленном предприятии парк приводов с использованием асинхронных электродвигателей достигает порой сотен, а то и тысяч единиц. И если у двигателей малой мощности проблем с пуском обычно не бывает, то для электромоторов средней и большой мощности (от 75 кВт и выше) прямое включение приводит к возникновению значительных пусковых токов, а момент двигателя при этом может превысить допустимое значение. Кроме того, резкое изменение момента при наличии люфта и зазоров приводит к динамическому удару в трансмиссии привода.

Величина пускового тока для большинства асинхронных двигателей лежит в пределах 4–7 I_ном и зависит от множества параметров электродвигателя (активное сопротивление обмоток, количество полюсов двигателя, величина зазора между ротором и статором, количество и форма пазов для укладки обмоток, конструкция «беличьей клетки», обмотки ротора и т. д.).

Недостатки прямого пуска очевидны:

1. снижение срока службы коммутационных аппаратов;
2. снижение срока службы самого двигателя;
3. перегрузка питающей сети (трансформатора подстанции), особенно если есть вероятность одновременного запуска двигателей, питающихся от одного трансформатора;
4. падение напряжения в сети, что негативно влияет как на сам процесс запуска двигателя, так и на остальных потребителей электрической энергии;
5. резкое изменение момента двигателя приводит к дополнительному износу трансмиссии привода, динамическим ударам в технологическом оборудовании.

Тиристорное устройство плавного пуска или так называемый «плавный пускатель» является самым распространенным решением проблемы прямого пуска.

Новый силовой тиристорный модуль SEMiSTART разработан инженерами компании SEMIKRON и представляет собой готовую силовую часть одной фазы системы плавного пуска — тиристорный ключ по встречно-параллельной схеме. Новый силовой компонент разработан специально для применения в таких устройствах, как системы пуска асинхронных электродвигателей.

Конструкция модуля очень проста. Два тиристорных кристалла, включенных встречно-параллельно, зажаты между двумя массивными алюминиевыми радиаторами с двойным оребрением, имеющими хорошо развитую поверхность. Радиаторы позволяют эффективно отводить выделяющееся тепло и быстро охлаждают кристаллы тиристоров в паузах между пусками, а также одновременно являются силовыми выводами модуля.

Прижимная технология, используемая в производстве новых модулей, обеспечивает повышенную стойкость к термоциклированию, а следовательно, надежность и долговечность системы в тяжелых условиях эксплуатации при частых пусках электродвигателей. Очень низкое тепловое сопротивление наделяет тиристорные модули небывалой перегрузочной способностью и объясняет высокую эффективность и компактность готовой системы плавного пуска. Тепловое сопротивление модулей SEMiSTART более чем в два раза меньше стандартных тиристорных модулей SEMIPACK с аналогичными кристаллами.

Модули SEMiSTART выпускаются на пять номиналов пусковых токов и в трех различных корпусах (рисунок). Следует специально отметить тот факт, что данные модули нормируются на кратковременный (пусковой) ток в течение 20 с. Это обусловлено применением модулей SEMiSTART — системы плавного пуска асинхронных двигателей. Сразу после успешного пуска электродвигателя тиристорные ключи шунтируются контактами пускателя. Основные характеристики модулей SEMiSTART приведены в таблице.

Основные преимущества при использовании SEMiSTART очевидны:

• высокий максимальный ток перегрузки (низкое тепловое сопротивление);
• долговечность благодаря прижимной технологии;
• компактность и самодостаточность конструкции, простота использования (нет необходимости в дополнительных радиаторах);
• низкая цена: по цене обычного тиристорного модуля разработчик получает готовые к использованию тиристорные ключи с радиаторами охлаждения;
• ключи уже нормированы на пусковые токи для использования в системах плавного пуска, нет необходимости в дополнительных расчетах.

Все вышеперечисленные особенности новых модулей SEMiSTART позволяют российским производителям не только поднять свои устройства на новый уровень эффективности и компактности, но и сэкономить время (и деньги) на разработку тиристорных устройств плавного пуска нового поколения.