ne555에서 DC 모터의 소프트 스타트. 무료 전기 다이어그램

스타터 전동기의 시동 특성을 연구한 결과, 전동기에 전압을 인가하면 2000V 이상의 전압을 갖는 역전류 펄스가 나타나는 것으로 밝혀졌다. 전기 모터 권선의 절연이 실패하여 인터턴 파손이 발생할 수 있습니다. 높은 시동 전류에서 컬렉터 스파크가 발생하면 컬렉터 플레이트가 소손됩니다. 시간이 지남에 따라 속도를 가속하는 방법을 사용하면 전기 모터 시동 시 고장 및 긴급 상황을 피할 수 있습니다.

이 회로의 시동 전류는 220암페어에서 20암페어로 허용 가능한 값으로 감소됩니다. 소프트 시동 조건은 두 배의 전류 레벨에 의해 생성됩니다. 첫 번째 조건은 제어 특성에 의해 생성됩니다. 전계 효과 트랜지스터 0-10ms의 시간 동안 두 번째는 시작 릴레이의 접점이 10-60ms입니다. 시동 모드 중 전류는 거의 선형적으로 증가하므로 전기 모터의 전기 부품이 파손되지 않습니다.

그림의 회로는 강력한 전계 효과 트랜지스터와 시작 릴레이의 하이브리드입니다.

"시작"버튼을 누른 후 배터리 GB1의 전압을 저항 R1을 통해 게이트에 적용하여 전계 효과 트랜지스터가 열립니다. 트랜지스터의 게이트와 배터리의 마이너스에 평행한 회로는 트랜지스터를 보호하고 저항 R1, R2 및 커패시터 C1의 값에 따라 턴온 시간을 0.02에서 1ms로 약간 증가시켜 전원을 공급합니다. 전압이 증가하면서 시동 모터 M1에 연결됩니다. 전기 모터는 정격 속도로 가속되고, 이 프로세스가 끝나면 릴레이 K1의 강력한 접점 K1.1이 닫히고 전계 효과 트랜지스터를 통과하는 전류가 중지되며 전기 모터의 작동 전류로 인해 스파크가 발생하지 않습니다. 가속 모드가 완료되었기 때문에 접점의 수입니다.

"시작" 회로를 열면 회로 K1.1이 열리고 전기 모터의 전원이 차단되며 전류는 기하급수적으로 감소합니다.

회로의 전계 효과 트랜지스터의 게이트 회로에 제너 다이오드를 도입하여 임계 전압 초과를 방지하고, 트랜지스터의 소스 회로에 퀀칭용 회로를 시동 전동기와 병렬로 연결합니다. 임펄스 전압역 극성 – 다이오드 VD2 및 커패시터 C2.

릴레이 K1의 권선은 방전 저항 R4가 있는 양극 LED HL1에 의해 역극성 펄스로부터 보호됩니다. 저항 R3은 권선 회로에 대한 공급 전류를 제한하고 장시간 작동 중에 발열을 줄입니다. 다이오드 VD3은 임펄스 노이즈가 전원 회로에 침투하는 것을 제거합니다.

회로에는 부족한 무선 구성 요소가 없습니다. 총 작동 전류 212A에 대해 전계 효과 트랜지스터가 설치됩니다. 1와트용 저항기 유형 MLT-0.25, R3. 다이오드 VD2, VD3 펄스 유형. 자동차 계전기 - 접촉 전류가 30A이고 전압이 12V인 경우 유형 MG16566DX, 해당 계전기의 켜기 전압은 7V, 해제 전압은 3.5V입니다. HL1 LED를 KIPD 45B-2 또는 KIPD 23 A1-K, 시작 버튼 유형 KM 1-1로 교체합니다. 설계에는 이탈리아산 스타터 모터가 사용되었으며, 10~300와트의 출력을 갖는 다른 유형의 전기 모터에 대한 연구도 수행되었습니다.

구조는 110 * 35 * 55 크기의 하우징에 조립되어 스타터 옆에 고정되고 시작 버튼은 켜기 편리한 위치에 설치되며 단면적 0.5의 다심 절연 전선으로 연결됩니다. mm. 전계 효과 트랜지스터는 라디에이터에 공통 볼트로 고정됩니다.

LED는 시작 표시기로 사용하거나 보드에 남겨 둘 수 있습니다.

전기 모터의 전원 공급 회로가 완성되어야 합니다. 연선전압 손실을 줄이기 위해 단면적이 최소 10mm이고 길이가 가능한 한 짧아야 합니다.

회로는 지정된 250와트 모터가 있는 벤치에서 테스트되었으며 신뢰성을 위해 두 개의 필드 스위치를 병렬로 설치하고 라디에이터 양쪽에 고정하면 시작 전류가 220암페어에 도달할 수 있습니다. Zhiguli VAZ 2107의 시동기에 의해 배터리에서 130A의 전류가 공급됩니다.

방사성 원소 목록

최근 전기 모터의 소프트 스타트가 점점 더 자주 사용되고 있습니다. 적용 분야는 다양하고 많습니다. 이는 산업, 전기 운송, 유틸리티 및 농업. 이러한 장치를 사용하면 전기 모터 및 액추에이터의 시동 부하를 크게 줄여 서비스 수명을 연장할 수 있습니다.

기동 전류

시동 전류는 작동 모드보다 7~10배 더 높은 값에 도달합니다. 이로 인해 공급 네트워크의 전압이 "강하"되어 다른 소비자의 작동뿐만 아니라 엔진 자체에도 부정적인 영향을 미칩니다. 시동 시간이 지연되어 권선이 과열되고 절연체가 점진적으로 파손될 수 있습니다. 이는 전기 모터의 조기 고장을 초래합니다.

소프트 스타트 장치는 전기 모터 및 전기 네트워크의 시동 부하를 크게 줄일 수 있습니다. 이는 시골 지역이나 엔진이 자율 발전소에서 구동되는 경우 특히 중요합니다.

액추에이터의 과부하

엔진이 시동되면 샤프트의 토크가 매우 불안정하고 정격 값을 5배 이상 초과합니다. 따라서 액추에이터의 시동 부하도 정상 상태 작동에 비해 증가하며 최대 500%에 도달할 수 있습니다. 시동 토크가 불안정하면 기어 톱니에 충격 부하가 가해지고, 키가 밀리거나 때로는 샤프트가 비틀리기도 합니다.

전기 모터 소프트 스타트 장치는 메커니즘의 시동 부하를 크게 줄입니다. 기어 톱니 사이의 간격이 부드럽게 선택되어 파손을 방지합니다. 또한 벨트 드라이브는 드라이브 벨트에 부드럽게 장력을 가해 메커니즘의 마모를 줄여줍니다.

부드러운 시동 외에도 부드러운 제동 모드는 메커니즘 작동에 유익한 영향을 미칩니다. 엔진이 펌프를 구동하는 경우 부드러운 제동으로 인해 장치가 꺼졌을 때 워터 해머가 방지됩니다.

산업용 소프트 스타터

현재 Siemens, Danfoss 등 많은 회사에서 생산하고 있습니다. 슈나이더 일렉트릭. 이러한 장치에는 사용자가 프로그래밍할 수 있는 많은 기능이 있습니다. 가속 시간, 감속 시간, 과부하 보호 및 기타 여러 추가 기능이 있습니다.

모든 장점에도 불구하고 브랜드 장치에는 가격이 상당히 높은 단점이 있습니다. 동시에 다음을 생성할 수 있습니다. 유사한 장치스스로. 동시에 비용은 적습니다.

KR1182PM1 마이크로 회로를 기반으로 한 소프트 스타트 장치

이야기는 다음과 같습니다. 특수 칩 KR1182PM1, 위상 전력 조정기를 나타냅니다. 고려되었다 표준 구성표백열등의 소프트 스타트를 위한 장치와 단순히 부하의 전력 조절기를 포함합니다. 이 마이크로 회로를 기반으로 꽤 많은 것을 만들 수 있습니다. 간단한 장치 3상 전동기의 원활한 시동. 장치 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1. 모터 소프트 스타트 장치의 구성.

소프트 스타트는 모터 권선의 전압을 0에서 공칭 값까지 점진적으로 증가시켜 수행됩니다. 이는 시동 시간이라는 시간 동안 사이리스터 스위치의 개방 각도를 증가시킴으로써 달성됩니다.

회로 설명

디자인은 삼상 전기 모터 50Hz, 380V. 스타 연결 모터 권선은 다이어그램에 L1, L2, L3으로 표시된 출력 회로에 연결됩니다. 별의 중심점은 네트워크 중립(N)에 연결됩니다.

출력 스위치는 병렬로 연속적으로 연결된 사이리스터에서 만들어집니다. 이 디자인은 수입된 40TPS12 유형 사이리스터를 사용합니다. 저렴한 비용으로 최대 35A의 상당히 큰 전류를 가지며 역 전압은 1200V입니다. 이 외에도 키에는 몇 가지 요소가 더 포함되어 있습니다. 그 목적은 다음과 같습니다. 사이리스터와 병렬로 연결된 댐핑 RC 회로는 사이리스터의 잘못된 스위칭 온을 방지하고(다이어그램에서는 R8C11, R9C12, R10C13임) 배리스터 RU1...RU3을 사용하여 스위칭 잡음을 흡수합니다. , 진폭이 500V를 초과합니다.

KR1182PM1 유형의 DA1...DA3 마이크로 회로는 출력 스위치의 제어 노드로 사용됩니다. 이러한 미세 회로는 에서 자세히 논의되었습니다. 마이크로 회로 내부의 커패시터 C5...C10은 네트워크 전압과 동기화되는 톱니파 전압을 형성합니다. 미세 회로의 사이리스터 제어 신호는 톱니파 전압을 미세 회로 핀 3과 6 사이의 전압과 비교하여 생성됩니다.

릴레이 K1…K3에 전원을 공급하기 위해 장치에는 몇 가지 요소로만 구성된 전원 공급 장치가 있습니다. 이것은 변압기 T1, 정류기 브리지 VD1, 평활 커패시터 C4입니다. 정류기의 출력에는 통합 안정기 DA4 유형 7812가 설치되어 12V의 출력 전압을 제공하고 출력의 단락 및 과부하로부터 보호합니다.

전기모터용 소프트스타터의 작동설명

전원 스위치 Q1이 닫히면 주전원 전압이 회로에 공급됩니다. 그러나 아직 엔진이 시동되지 않습니다. 이는 릴레이 K1...K3의 권선에 여전히 전원이 공급되지 않고 상시 폐쇄 접점이 저항 R1...R3을 통해 미세 회로 DA1...DA3의 핀 3 및 6을 바이패스하기 때문에 발생합니다. 이러한 상황으로 인해 커패시터 C1...C3이 충전되지 않으므로 마이크로 회로가 제어 펄스를 생성하지 않습니다.

장치 작동

토글 스위치 SA1이 닫히면 12V 전압이 릴레이 K1…K3을 켭니다. 상시 폐쇄 접점이 열리므로 내부 전류 생성기에서 커패시터 C1...C3을 충전할 수 있습니다. 이들 커패시터의 전압이 증가함에 따라 사이리스터의 개방 각도도 증가합니다. 이를 통해 모터 권선의 전압이 원활하게 증가합니다. 커패시터가 완전히 충전되면 사이리스터의 스위칭 각도가 최대값에 도달하고 전기 모터의 회전 속도가 정격 속도에 도달합니다.

엔진 정지, 부드러운 제동

엔진을 끄려면 스위치 SA1을 열면 릴레이 K1...K3이 꺼집니다. 이는 정상입니다. 닫힌 접점이 닫히고 저항기 R1...R3을 통해 커패시터 C1...C3이 방전됩니다. 커패시터 방전은 몇 초 동안 지속되며, 그 동안 엔진이 정지됩니다.

엔진을 시동할 때 중성선에 상당한 전류가 흐를 수 있습니다. 이는 부드러운 가속 중에 모터 권선의 전류가 정현파가 아니기 때문에 발생하지만 특별히 두려워할 필요는 없습니다. 시작 프로세스는 매우 짧습니다. 정상 상태 모드에서 이 전류는 훨씬 적습니다(공칭 모드에서 위상 전류의 10% 이하). 이는 권선 매개변수의 기술적 분산과 위상의 "오정렬" 때문입니다. 이러한 현상을 제거하는 것은 더 이상 불가능합니다.

세부 사항 및 디자인

장치를 조립하려면 다음 부품이 필요합니다.

출력 권선 전압이 15~17V이고 출력이 15W 이하인 변압기.

릴레이 K1...K3은 TRU-12VDC-SB-SL과 같이 상시 폐쇄 또는 스위칭 접점이 있는 12V의 모든 코일 전압에 적합합니다.

최소 600V의 작동 전압을 위한 커패시터 C11~C13 유형 K73-17.

장치는 인쇄 회로 기판으로 만들어집니다. 조립된 장치는 적절한 크기의 플라스틱 케이스에 넣어야 하며 전면 패널에는 스위치 SA1과 LED HL1 및 HL2가 배치되어야 합니다.

모터 연결

스위치 Q1과 모터 사이의 연결은 단면적이 후자의 전력에 해당하는 와이어로 이루어집니다. 중성선은 위상 전선과 동일한 전선으로 만들어집니다. 다이어그램에 표시된 구성 요소 등급을 사용하면 최대 4kW의 전력으로 모터를 연결할 수 있습니다.

1.5 킬로와트 이하의 전력을 가진 모터를 사용하고 시동 빈도가 시간당 10...15를 초과하지 않는 경우 사이리스터 스위치에 의해 소비되는 전력은 미미하므로 라디에이터 설치할 수 없습니다.

더 강력한 엔진을 사용하거나 시동이 더 자주 발생하는 경우 알루미늄 스트립으로 만든 라디에이터에 사이리스터를 설치해야 합니다. 라디에이터를 일반 라디에이터로 사용하려면 운모 스페이서를 사용하여 사이리스터를 절연해야 합니다. 냉각 조건을 개선하기 위해 열전도 페이스트 KPT-8을 사용할 수 있습니다.

장치 확인 및 설정

전원을 켜기 전에 먼저 설치가 규정을 준수하는지 확인하세요. 개략도. 이것이 기본 규칙이며, 여기서 벗어날 수 없습니다. 결국, 이 점검을 무시하면 많은 부품이 탄화될 수 있으며 오랫동안 "전기 실험"을 수행하는 것을 방해할 수 있습니다. 발견된 오류는 제거되어야 합니다. 왜냐하면 결국 이 회로는 네트워크에서 전원을 공급받으며 소홀히 여겨서는 안 되기 때문입니다. 그리고 이 점검 후에도 엔진을 연결하기에는 아직 이르다.

첫째, 엔진 대신 60~100W 출력의 동일한 백열등 3개를 연결해야 합니다. 테스트하는 동안 램프가 고르게 "점화"되는지 확인해야 합니다.

불균일한 켜짐 시간은 커패시턴스에 대한 상당한 허용 오차를 갖는 커패시터 C1...C3의 커패시턴스 분산으로 인해 발생합니다. 따라서 적어도 최대 10%의 정확도로 설치 전에 장치를 사용하여 즉시 선택하는 것이 좋습니다.

차단 시간은 저항 R1…R3의 저항에 의해서도 결정됩니다. 도움을 받으면 종료 시간을 조정할 수 있습니다. 여러 단계의 켜짐-꺼짐 시간 확산이 30%를 초과하는 경우 이러한 설정을 지정해야 합니다.

완벽하지는 않더라도 위의 점검 사항을 정상적으로 통과한 후에만 엔진을 연결할 수 있습니다.

디자인에 또 무엇을 추가할 수 있나요?

이러한 장치는 현재 다른 회사에서 생산되고 있다고 이미 위에서 언급했습니다. 물론 브랜드 장치의 모든 기능을 집에서 만든 장치에 복제하는 것은 불가능하지만 여전히 복사할 수는 있습니다.

우리는 소위에 대해 이야기하고 있습니다. 그 목적은 다음과 같습니다. 엔진이 정격 속도에 도달한 후 접촉기는 단순히 사이리스터 스위치를 해당 접점과 연결합니다. 전류는 사이리스터를 우회하여 이를 통해 흐릅니다. 이 디자인은 종종 우회(영어 우회 - 우회에서 유래)라고 불립니다. 그러한 개선을 위해서는 도입이 필요할 것이다. 추가 요소제어 장치에.

보리스 알라디쉬킨

유도 전동기를 시동하려면 많은 전류와 토크가 필요하고 이로 인해 모터 권선이 소진될 수 있기 때문에 유도 전동기를 원활하게 시동하는 것은 항상 어려운 작업입니다. 엔지니어들은 끊임없이 흥미로운 것을 제안하고 구현합니다. 기술 솔루션스위칭 회로, 자동 변압기 등을 사용하여 이 문제를 극복합니다.

현재 유사한 방법이 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 산업 설비전기 모터의 중단 없는 작동을 위해.

유도 전기 모터의 작동 원리는 물리학에서 알려져 있으며, 그 핵심은 고정자와 회 전자 자기장의 회전 주파수 차이를 사용하는 것입니다. 고정자의 자기장을 따라잡으려고 하는 회 전자의 자기장은 큰 시동 전류의 여기에 기여합니다. 모터는 최대 속도로 작동하며 토크 값도 전류와 함께 증가합니다. 결과적으로 과열로 인해 장치의 권선이 손상될 수 있습니다.

따라서 소프트스타터의 설치가 필요하게 됩니다. 3상 비동기 모터용 소프트 스타터를 사용하면 유도 모터 작동 시 슬라이딩 효과로 인해 발생하는 초기 고전류 및 토크로부터 장치를 보호할 수 있습니다.

소프트 스타터(SPD)가 포함된 회로를 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.

1. 시동 전류 감소;
2. 에너지 비용 절감;
3. 효율성 증가;
4. 상대적으로 저렴한 비용;
5. 장치를 손상시키지 않고 최대 속도를 달성합니다.

엔진을 원활하게 시동하는 방법은 무엇입니까?

5가지 주요 소프트 스타트 방법이 있습니다.

• 그림과 같이 회전자 회로에 외부 저항을 추가하면 높은 토크를 생성할 수 있습니다.

• 회로에 자동변압기를 내장함으로써 초기전압을 감소시켜 기동전류 및 토크를 유지할 수 있습니다. 아래 그림을 참조하세요.

• 직접기동은 유도전동기가 전원에 직접 연결되기 때문에 가장 간단하고 저렴한 방법입니다.
• 특수 권선 구성을 사용한 연결 - 이 방법은 정상적인 조건에서 작동하도록 설계된 모터에 적용 가능합니다.

• SCP를 사용하는 것은 나열된 모든 방법 중 가장 발전된 방법입니다. 여기서 유도 전동기의 속도를 제어하는 ​​사이리스터나 SCR과 같은 반도체 장치는 기계 부품을 성공적으로 대체합니다.

정류자 모터 속도 컨트롤러

가전제품의 대부분의 회로도와 전기 도구기반으로 만들어졌습니다. 정류자 모터 220V. 이러한 요구는 다양성으로 설명됩니다. 장치는 직접 또는 교류 전압으로 전원을 공급받을 수 있습니다. 회로의 장점은 효과적인 시동 토크를 제공한다는 것입니다.

보다 부드러운 시작을 달성하고 회전 속도를 조정하는 기능을 갖기 위해 속도 컨트롤러가 사용됩니다.

예를 들어 이런 식으로 자신의 손으로 전기 모터를 시작할 수 있습니다.

부드러운 시작

브러시드 DC 모터

(DPT)

예를 들어, 전원 회로의 전류 서지를 방지하기 위해 정류자 모터를 원활하게 켜야 할 필요가 있을 수 있습니다. 또는 드라이브 변속기에 대한 날카로운 충격을 방지합니다. 램프의 수명을 늘리려면 헤드라이트가 켜지도록 설정하는 것이 좋습니다.

내 경우에는 제출이 필요했습니다. 최대 전력 PWM 제어 모드에서 전자 제어 키를 제거한 상태에서 구동 중인 전기 자동차의 전기 모터에 최대 부하 시 과열을 방지합니다.

그림에서. 1 및 그림. 도 2는 이러한 장치의 두 가지 구현 다이어그램을 보여줍니다.

디자인 1:

통합 타이머 KR1006VI1(또는 수입된 555 시리즈)을 사용하는 소프트 스타트 회로의 간단한 회로

그림 1. 디자인 1

12V의 전압이 적용되면 트림 요소(PWM)가 있는 타이머가 시작되고 IC 3의 출력에서 ​​일정한 주파수와 시간에 따라 변하는 펄스 폭으로 펄스를 생성하기 시작합니다. 시간은 커패시터 C1의 커패시턴스에 의해 설정됩니다. 다음으로, 이러한 펄스는 장치 출력의 부하를 제어하는 ​​강력한 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 공급됩니다. R3은 엄격하게 2Mohm입니다. 작동 전압 전해 콘덴서 25볼트.
참고: 이 장치는 다음 위치에 있습니다. 팬과 최대한 가깝게그렇지 않으면 자동차의 정상적인 작동을 방해하는 간섭이 발생할 수 있습니다(물론 Zhiguli는 장애물이 아닙니다).

디자인 2:

그 이하도 아니고 간단한 회로동일한 적분 타이머에서.

그림 2 설계 2

디자인 3:

전기자동차에 적용한 회로. 장치는 "시작" 버튼을 사용하여 시작됩니다.

그림 2 설계 3

저항 R2의 값은 2.2mOhm 이상이어야 합니다. 그렇지 않으면 트랜지스터가 완전히(100%) 개방되지 않습니다.
트랜지스터의 게이트에 공급되는 제어 전압을 제한하기 위해 회로의 전원 공급 장치는 KS175Zh 제너 다이오드를 사용하여 7.5V로 제한됩니다. 그렇지 않으면 트랜지스터 베이스가 포화 상태가 됩니다.
전원을 공급하는 동시에 "켜기" 버튼을 사용하여 장치를 켜는 동시에 전력 트랜지스터의 잠금을 해제합니다. 장치가 꺼지면 제어 회로의 전원 공급이 감소하면 선형 모드가 방지되고 트랜지스터가 즉시 닫힙니다.