Вы решили приобрести тиристорный регулятор мощности? Что ж, это не проблема, достаточно набрать в поисковике «тиристорный регулятор», и вашему вниманию будет предложено масса вариантов — как отечественного, так и импортного производства. Как не остаться у разбитого корыта в погоне за дешевизной и нужно ли покупать самую дорогую импортную модель? Рассмотрим критерии выбора.
Тип системы управления
Системы управления делятся на два больших класса — аналоговые и микропроцессорные (цифровые). Аналоговые системы управления присущи регуляторам старой разработки (еще советских времен), либо моделям эконом-класса, поскольку такая система управления более простая и дешевая. Это свойство может преподноситься производителем, как «преимущество», мол «проще значит лучше» или «дешево и сердито». О чем же при этом молчит производитель или продавец? О том, что аналоговым системам управления свойственна нестабильность.
Рассмотрим конкретный пример. Предположим, что по условиям производственного процесса, необходимо выставить на нагрузке напряжение 150 В. Оператор в ручном режиме устанавливает некоторое значение задающего сигнала, добиваясь указанной величины напряжения. Каково же будет удивление оператора, когда, измерив напряжение через пару часов, он замечает, что оно стало сильно отличаться от заданного — например, 142 или 160 В. При этом вроде бы ничего не изменилось — ни напряжение сети, ни уровень задающего сигнала. Дело в том, что аналоговые элементы нестабильны, их свойства сильно меняются от температуры, влажности и в процессе своего физического старения. Например, емкость электролитического конденсатора уменьшается на 10% при уменьшении температуры на каждые 10 С. Поэтому нестабильность характеристики «вход-выход» может достигать 20% и более. В нашем примере тиристорный регулятор за пару часов прогрелся и его выходное напряжение «поплыло». Стоит ли говорить, что в ряде технологических процессов такое «плавание» может повлиять на качество конечной продукции. Такие свойства присущи тиристорным регуляторам одной известной марки эконом-класса производства Китая.
Регуляторы с микропроцессорной системой управления полностью лишены данного недостатка, поскольку в них каждому значению задающего сигнала соответствует строго определенное цифровое значение угла проводимости тиристора.
Также распространен случай, когда система управления бывает смешанного типа — то есть часть функций выполняет микропроцессор, а часть возложена на аналоговую часть, а производитель, конечно же, гордо заявляет о принадлежности его изделия к классу с микропроцессорным управлением. Косвенно, такой тип системы управления можно определить по признакам:
a) неразвитость системы индикации, наличие стрелочных приборов (это говорит об отсутствии цифровой обработки сигналов);
b) невозможность программирования или программирование при помощи различного рода перемычек, джамперов и т.д.
Функциональность
Функциональность, под которой понимается возможность задания режимов управления тиристорным регулятором, наиболее подходящих для данного типа нагрузки и технологического процесса. Наиболее важные из них:
- выбор способа управления тиристорами (фазовый или целочисленный);
- выбор типа сигнала управления (0 (4)-20 мА, 0..10 В, переменный резистор и т.д);
- установка времени выхода на заданную мощность (плавного пуска);
- установка минимального и максимальных значений сигналов управления;
- ограничение выходного тока.
Остановимся на последнем свойстве, значимость которого является очень большой и часто недооценивается потребителем, а производителями наоборот замалчивается. Его суть в том, что в память тиристорного регулятора устанавливается значение тока нагрузки, превышать которое нельзя. В случае если это происходит, система управления регулятора корректирует управляющее воздействие на тиристоры таким образом, чтобы ток нагрузки не превысил значение этой уставки. Что это дает? Во-первых, это позволяет избегать срабатывания защит от перегрузки и тем самым не разрывать технологический процесс в самый неподходящий момент, а, во-вторых, не допускать перегрева нагревательных элементов, например, при пусковых токах или в случае повышенного напряжения сети, тем самым продлевая жизнь ТЭНам.
Все эти функции довольно часто применяются в реальной эксплуатации. Далеконе все производители могут похвастаться полным набором этих функций в своих изделиях, что особенно характерно для приборов с системой управления аналогового или смешанного типа.
Некоторые же импортные модели, напротив, обладают гораздо большим количеством настроек (до двухсот!), однако практическая значимость такого изобилия близка к нулю, поскольку конфигурирование такого регулятора очень сложно, а назначение некоторых настроек, по-видимому, знают только разработчики. При этом такая «навороченность мозгов» сказывается на стоимости изделия (разумеется, в сторону увеличения).
Индикация
Наглядная и развитая индикация очень удобна для контроля за технологическим процессом и управления им, а так же очень полезна при пуско-наладке и ремонте. Важным является возможность видеть значение сигнала задания и уровень выходного тока и (или) напряжения. Модели эконом класса импортного производства, как правило, имеют примитивную индикацию или не имеют ее вовсе, например, типичным примером может быть следующая система индикации: сигнал задания отображается в виде светодиодной шкалы, выходные токи и напряжения не отображаются совсем, а аварии индицируются путем последовательности мигания светодиодов. Такая индикация совершенно не информативна и приводит к тому, что потребитель практически не имеет данных о техпроцессе, а также затруднена идентификация аварийных состояний.
Для отечественных изделий характерно наличие стрелочных приборов (амперметров или вольтметров), подключенных к выходу тиристорного регулятора, а индикация аварий реализуется путем зажигания сигнальным ламп.
Лучшие модели тиристорных регуляторов имеют индикацию на жидко-кристаллическом дисплее. Преимущество такой индикации очевидно – все сообщения на дисплее отображаются словами, то есть максимально информативно, а значения выходных токов и напряжений отображается в конкретных цифровых значениях.
Защиты
Непременным условием надежной работы тиристорного регулятора является наличие защит и автодиагностики неисправностей. Защиты предотвращают выход из строя устройства в случае аварийной ситуации. Наиболее важными защитами являются:
- защита от короткого замыкания;
- защита от длительной перегрузки;
- защита от перегрева радиаторов;
- защита от «потери» фазы и «слипания» фаз;
Остановимся подробнее на защитах от короткого замыкания и перегрузки. Отечественные производители не слишком любят распространяться на эту тему, что неудивительно, поскольку эти защиты являются слабым местом большинства их изделий. Чаще всего в них эти защиты реализованы на автоматических выключателях или плавких предохранителях общепромышленного назначения, и поэтому не являются надежными, поскольку эти элементы предназначены для защиты проводов и кабелей, а не полупроводников. Например, при двукратной перегрузке током кристалл тиристора спекается за 10-15 секунд, а типичное время срабатывания теплового расцепителя автомата на этом же токе составляет 30-60 секунд. Такая защита срабатывает, что называется, через раз, ее действие сильно зависит от величины тока и характеристик конкретного автомата или предохранителя. Более того, в инструкции по эксплуатации тиристорного регулятора одного из отечественных производителей, мы обнаружили следующий перл: «Защита от короткого замыкания и перегрузки осуществляется автоматическим выключателем. Автоматический выключатель в комплект поставки не входит». Комментарии, как говорится, излишни. Функции защиты производитель переложил на потребителя.
Импортные модели эконом-класса защищены специальными быстродействующими предохранителями. Производители и продавцы этих моделей утверждают, что они надежно защищают тиристоры от перегрузок и короткого замыкания. Да, подтверждаем, эта защита действительна надежная, но при этом замалчивается очень важный для эксплуатации факт: эти специальные предохранители стоят 30..60 долларов за штуку и их не купишь в ближайшем магазине. Конечно, проблему можно решить путем покупки этих предохранителей на запас, но, во-первых, какое количество необходимо их закупить? Купить мало — а вдруг не хватит? Купить с большим запасом — накладно. А во-вторых, читатель! Давай подойдем к этой проблеме реально, посмотрим как обычно это происходит на типичном российском предприятии. Чаще всего в случае необходимости эти запасные предохранители никто не может найти, например, их получал в свое время электрик, который уже давно уволился, и куда он их дел эти предохранители, теперь знает только сам господь бог. При этом заменить эти специальные предохранители хотя бы обычными не удастся — они просто не подходят по посадочным местам. Потребитель оказывается в плачевном положении — или вставить в колодку предохранителя гвоздь и, тем самым возможно, угробить тиристорный регулятор, либо заказывать спецпредохранители и ждать их прихода (7-10 дней в лучшем случае), то есть обречь производство на простой. И то и другое действие ведет к убытку.
Наилучшие модели тиристорных регуляторов имеют электронную защиту от короткого замыкания и перегрузки. Такая защита надежна, стабильна и многоразовая. Правда, и здесь может быть подвох. Например, один известный российский производитель оснащает свои изделия электронной защитой только по одной фазе. Конечно же, такая защита не сработает при однофазном коротком замыкании по другой фазе и, соответственно, такую защиту нельзя признать надежной.
Потребителю также следует знать, что независимо от способа защиты каждое короткое замыкание снижает эксплуатационный ресурс тиристоров, но только у одного производителя изделие может выдержать несколько десятков коротких замыканий, а у другого — может не пережить даже одно единственное.
Защиты от короткого замыкания и перегрузки являются критически важными,от которых зависит надежность и длительность ресурса тиристорного регулятора. Поэтому прежде, чем приобретать конкретную марку регулятора, необходимо выяснить, как эти защиты реализованы в нем.
Диагностика
Диагностика указывает на тип неисправности, тем самым ускоряя поиск вызвавшей ее причины. Вот функции диагностики, которыми обладают лучшие модели тиристорных регуляторов:
- контроль подключения нагрузки;
- контроль исправности тиристоров;
- тестирование на отсутствие повреждений в нагрузке.
Потребитель чаще всего недооценивает важность этих функций и напрасно. Они не только позволяют вовремя обнаружить неисправность, но и предотвратить дальнейшее развитие аварии. Например, если нагрузка подключена через трансформатор, то при внутреннем обрыве или коротком замыкании одного из тиристоров происходит подача на трансформатор напряжения, имеющего постоянную составляющую, и как следствие, резко увеличивается ток намагничивания трансформатора, ведущий к интенсивному нагреву и выходу трансформатора из строя. Поэтому быстро обнаруженная неисправность тиристора может предотвратить порчу дорогостоящего оборудования.
Конструктивное исполнение
Тиристорные регуляторы делятся на два больших класса: встраиваемого типа и комплектные. Неискушенный потребитель, не знающий разницы между этими классами, может стать объектом для манипуляций со стороны продавца.
Комплектное изделие выполнено в виде навесного или напольного шкафа, полностью готово к использованию и не требует покупки дополнительных деталей и проведения каких-либо работ.
Изделие встраиваемого типа предназначено для установки в электромонтажный шкаф. Модель такого типа может быть необходима, когда требуется создать сложный щит автоматики и в шкаф помимо тиристорного регулятора могут быть установлены другие элементы — преобразователи частоты, контроллеры, интерфейсные модули и т.д. То есть, если вы приобретаете модель встраиваемого типа, то вам потребуется еще и «обвязка» к нему. Нужно купить электромонтажный шкаф, в нем нужно смонтировать тиристорный регулятор, установить коммутационный аппарат — автомат или рубильник, установить промежуточный клемник, выполнить разводку силовых шин, продумать вентиляцию. Возможно, потребуется вывести на лицевую сторону шкафа органы управления и индикации, например, врезать вольтметр или амперметр. Для комплектного же изделия ничего из этого делать не требуется — все уже сделано на заводе изготовителе.
Разумеется, комплектное изделие стоит дороже и имеет большие массо-габаритные показатели. В покупке изделия встраиваемой конструкции нет ничего плохого, если вы твердо уверенны, что хотите приобрести именно ее. Но часто потребитель, не зная этих различий попросту «ведется» на более низкую цену изделия встраиваемого типа. Прозрение наступает, когда получив долгожданный прибор, потребитель узнает что к нему еще требуется вагон и маленькая тележка комплектующих и уйма работы. При этом итоговая стоимость и массогабаритные показатели оказываются, по крайней мере, не меньше, чем при приобретении комплектного изделия.
Почему изделия встраиваемого типа нельзя эксплуатировать без установки в электромонтажный шкаф? Во-первых, у многих из этих изделий силовой клеммник выполнен в виде шин, выведенных из корпуса. Эти шины не защищены от прямого прикосновения, то есть таят в себе угрозу поражения электрическим током. Во-вторых, многие из этих изделий имеют, скажем так, не слишком прочный пластиковый корпус, который может не выдержать знакомства с российским обслуживающим персоналом. А любая трещина на корпусе может послужить причиной отказа в бесплатном гарантийном обслуживании. В-третьих, поскольку эти изделия компактны и имеют очень высокую плотность монтажа, они гораздо чувствительнее к наличию в воздухе пыли и влажности (платы может начать «прошивать») от воздействия которых необходимо защищать изделие.
Поэтому перед приобретением потребителю нужно решить для самого себя, какого именно типа тиристорный регулятор напряжения ему нужен.
Ремонт и сервис
Если в какой-либо фирме вам заявят, что поставляемые ими изделия «не ломаются», не верьте им. Человек, который так говорит, либо никогда не работал в эксплуатации, либо откровенно врет. Тиристорный регулятор рассчитан на длительное пользование, в течение которого может произойти всякое. Поэтому не стоит относиться к этому вопросу легкомысленно.
Если изготовитель — российская фирма, то здесь ситуация попроще. Неисправный регулятор можно отправить на завод-изготовитель, можно получить консультацию по телефону, многие запчасти можно приобрести в магазинах, возможен и выезд специалиста на ваш объект.
С импортными изделиями все гораздо сложнее. В случае их поломки починить их своими силами практически невозможно — нет ни запчастей (вспомните про предохранители!), не у кого получить консультацию, а зачастую нет даже нормально переведенной на русский язык документации. Не у всех зарубежных производителей имеются сервисные центры по ремонту на территории России, поэтому если вы станете счастливым обладателем регулятора именно такого производителя, и он выйдет из строя, то вам можно будет только посочувствовать. Скорее всего, ремонт обойдется в кругленькую сумму и не один месяц по времени. Известны случаи, когда потребители вообще отказываются от ремонта и приобретают изделия другой марки.
В завершение хочется сказать несколько слов о тиристорном регуляторе тока ТРМ производства ООО «Звезда-Электроника».
Мы не утверждаем, что он самый лучший по качеству. Мы не утверждаем, что он самый дешевый. Но мы утверждаем, что по соотношению цены и качества на сегодняшний день он является наиболее сбалансированным решением. ТРМ обладает микропроцессорной системой управления, имеет весь набор защит и диагностики, перечисленных в этой статье, электронной защитой от короткого замыкания и перегрузки по всем трем фазам, наглядной и понятной системой индикации на жидко-кристаллическом дисплее. Изделие полностью комплектно и не требует приобретения дополнительных материалов. Вы всегда может рассчитывать на нашу консультацию и оперативность в обслуживании. При этом отпускные цены на продукцию остаются на разумном уровне.
Пожелаем читателю благоразумия при выборе производителя тиристорного регулятора: не гнаться за копеечной экономией и не кидаться на новомодные бренды как глупый окунек на мормышку.
По материалам компании «Звезда-Электроника»
