SystemePact MFS — интеллектуальное решение от Systeme Electric для контроля электродвигателей

Пускатели SystemePact MFS: сфера применения и основные характеристики

Пускорегулирующую аппаратуру для управления электродвигателями и другими электрическими потребителями компания Systeme Electric объединила в линейке SystemePact М. В нее входит четыре серии контакторов, автоматические выключатели защиты электродвигателей, тепловые и промежуточные реле и многофункциональные устройства для управления нагрузкой.

SystemePact MFS (рис. 1) — это интеллектуальные устройства управления электродвигателями (или пускатели) с защитой от перегрузки, короткого замыкания и другими функциями. Такой пускатель заменяет автоматический выключатель, контактор и защитное реле, а все элементы располагаются в компактном корпусе размером 55×191×158 мм (Ш×В×Г).

Рис. 1. Внешний вид и размеры SystemePact MFS

Пускатели серии MFS предназначены для управления двигателями с номинальным напряжением до 690 В переменного тока с номинальным рабочим током 1,2–63 А.

Отключающая способность аппаратов 50 кА при напряжении 400 В, электрическая износостойкость 1 000 000 коммутаций при категории применения АС-43 и 20 000 — при АС-44, а механическая износостойкость 10 000 000 коммутаций. Силовые контакты выдерживают до 2400 циклов коммутации в час.

Устройство

Пускатели SystemePact MFS состоят из пяти основных частей (рис. 2):

• Силовой блок. В этом блоке расположены силовые контакты и винтовые зажимы для силовых проводов, две дугогасительные камеры и искровой барьер, измерительные трансформаторы и платы управления. Основание этого блока — задняя часть корпуса аппарата с креплением для установки на плоские монтажные панели щитов или на DIN-рейку.
• Блок механизма управления. Механизм состоит из рукоятки для операций включения/отключения и перевода в автоматический режим, пружины, перемычки, блокировки, шунта, разъемного толкателя визуальной индикации и квитирования срабатывания по аварии (trip).
• Блок электромагнитного управления.
• Модуль вспомогательной цепи. Здесь расположены контакты состояния аппарата, сигнальные контакты, а также контакты питания цепи управления.
• Блок управления содержит центральный процессор, цепи измерения, питания, управления.

Рис. 2. Устройство пускателей

Силовая часть

Силовая часть состоит из подвижных и неподвижных контактов (рис. 3). В пускателях MFS используются контакты мостикового типа с двумя дугогасительными камерами (по одной на каждый контакт). Такая конструкция обеспечивает двойной разрыв цепи, уменьшение времени горения дуги и увеличение срока службы контактной группы.

Рис. 3. Силовая часть пускателей

Обратите внимание, что аварийная и рабочая коммутация осуществляется одними и теми же контактами (1). Другими словами, если в стандартной схеме за управление двигателем отвечает контактор, а за защиту кабельной линии и двигателя — автоматический выключатель, то в случае с пускателями MFS обе функции выполняет один набор контактов.

Кроме снижения количества коммутационных аппаратов и подвижных частей в питающей цепи, эта особенность благоприятно влияет на суммарное сопротивление линии, токи короткого замыкания и количество рассеиваемой энергии в виде тепла. Как уже отмечалось, помимо контактов, в этой части находятся дугогасительная камера (2) и искровой барьер, измерительный трансформатор (3) и платы управления.

Электронный блок управления: четыре варианта

От типа блока управления зависит набор доступных функций (рис. 4). На выбор доступны четыре типа блоков:

• S — стандартный;
• SU — с функцией контроля и защиты от повышенного и пониженного напряжения;
• T — с возможностью обмена данными с другими устройствами АСУ ТП по протоколу Modbus;
• SUT — с защитой от пониженного/повышенного напряжения и с модулем связи Modbus.

Рис. 4. Пускатель SystemePact MFS с модулем связи (слева) и без него (справа). Клеммы подключения модуля связи расположены в нижней части блока управления, под дисплеем и кнопками

Во всех блоках управления предусмотрен одинаковый базовый набор защит от перегрузки и короткого замыкания. При этом можно настраивать выдержку отключения при перегрузке.

Для короткого замыкания реализовано две уставки:

• Мгновенное отключение. Уставка у этого режима фиксирована и установлена заводом-изготовителем — 14Ie (Ie — номинальный рабочий ток выключателя).
• Отключение с кратковременной выдержкой. В этом режиме можно настроить уставку в диапазоне 6–12Ir (в режиме защиты электродвигателей; Ir — уставка токовой перегрузки, настраивается в диапазоне от 25–40 до 100% от номинального рабочего тока) или 2–12Ir (для защиты распределительной сети), а выдержку выбрать из ряда 0,06; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 с.

Кроме перечисленного, имеется защита от обрыва фазы, недогрузки по току, блокировки ротора и дисбаланса фаз. Полезной будет и функция мониторинга состояния пускателя и основных параметров сети — на экране выводится напряжение и ток по фазам, а также сигнализация о защите от перегрузки.

Электронное управление защитным аппаратом — это не только возможность тонкой регулировки формы кривой срабатывания расцепителей, но и стабильность рабочих параметров. Например, при повышении температуры окружающей среды уставка защиты от перегрузки не сдвинется в сторону меньших значений.

Защиты аппарата будут также корректно работать в широком диапазоне температур и влажности, без необходимости корректировки номиналов. Диапазон допустимых температур при эксплуатации многофункциональных пускателей MFS — –25…+70 °C.

Компактность и удобство монтажа

Концепция «все в одном» обеспечивает два преимущества по сравнению с пускателями из отдельных элементов:

• Экономия пространства в щите. Пускатели MFS занимают на 40% меньше места в электрощите.
• Скорость монтажа. Сборка и подключение схемы сокращается, потому что монтажнику не нужно соединять автоматический выключатель с контактором, подключать к контактору тепловое реле, устанавливать дополнительные контакты и т. д. В случае с многофункциональным пускателем подключение сводится к подсоединению внешних цепей — силовых кабелей и при необходимости подключения цепей для дистанционного управления, сигнализации или интеграции в АСУ ТП и управления электроприводом с компьютера.

Что выгоднее?

 Для примера сравним два варианта пускателей — классическую схему из отдельных компонентов и многофункциональный пускатель (рис. 5). Допустим, нужно управлять двигателем мощностью 15 кВт, с коэффициентом мощности (cos φ ) 0,8. Такой двигатель потребляет ток силой 26–27 А, следовательно, нам нужны коммутационные аппараты с ближайшим большим номинальным током 32 А.

Рис. 5. Сравнение интеллектуального пускателя и классического

В первом случае понадобятся автоматический выключатель GM2L32, контактор MC1D32M7 и тепловое реле MRD35S.

Во втором случае — один многофункциональный пускатель MFS, например: MFS32MS со стандартным блоком управления без модуля связи, функции измерения напряжения и защиты по напряжению или MFS32MSUT — с усовершенствованным блоком управления (с защитой по напряжению и возможностью его измерения) и модулем связи.

Схема из отдельных автомата, контактора и теплового реле примерно на 40% дешевле по сравнению с базовой моделью пускателя MFS и на 50% дешевле, чем пускатель MFS c усовершенствованным блоком управления и модулем связи.

 Разница в стоимости решений будет отличаться в зависимости от номинального тока как в большую, так и в меньшую сторону.

При этом магнитный пускатель значительно уступает в функциональности пускателям MFS, например, в части измерения параметров сети, точности и количеству регулировок уставок защит.

Нужно учитывать, что стоимость покупки изделия не определяет все затраты с учетом монтажа и дальнейшей эксплуатации.

При монтаже многофункционального пускателя экономия на проводах, наконечниках и других расходных материалах достигает 40%, что с меньшим временем монтажа сократит расходы и на оплату рабочего времени электромонтажников. К тому же за счет отсутствия межблочных соединений вероятность ошибок при монтаже исключена, поэтому сокращается продолжительность и сложность пусконаладочных работ.

Для интеграции классической схемы управления электродвигателями в систему автоматизированного управления и сборки приближенного функционального аналога магнитного пускателя многофункциональным пускателям MFS потребуется дополнительное оборудование:

• Цифровой мультиметр или другой прибор для измерения напряжения, например, 51404DEK.
• Трансформатор тока 50173DEK.
• Модуль расширения для интеграции в АСУ ТП и связи по протоколу MOBDUS — HM0704.
• Дополнительные контакты сигнализации аварийного отключения GMAD1010.

И здесь ситуация значительно меняется: с учетом стоимости основных компонентов схемы магнитного пускателя это оборудование обойдется на 65% дороже, чем многофункциональный пускатель MFS32MSUT.

Обратите внимание: в этом примере заложен один трансформатор тока, если необходимо измерять ток по фазам, что в базовой версии и предлагает многофункциональный пускатель, то понадобится три трансформатора тока.

Как и все электрические приборы, коммутационные аппараты потребляют или рассеивают какое-то количество электроэнергии в виде тепла. Пускатели серии MFS греются на 60% меньше, чем схема из трех отдельных устройств, а энергоэффективная катушка управления потребляет не более 4 В·А.

Заключение

Многофункциональные устройства управления и защиты SystemePact MFS — это компактное и современное решение для управления электродвигателями. С помощью такого пускателя удается сэкономить место в электрощите и приобрести выгоду как при монтаже, так и при дальнейшей эксплуатации оборудования. Электронный блок управления, восемь дополнительных контактов и удобный человеко-машинный интерфейс помогают не только точно настроить защиты, но и следить за положением контактов и параметрами электросети. Последнее также сокращает расходы и позволяет отказаться от приобретения отдельных приборов для измерения тока и напряжения.