Pornire lină a unui circuit de motor electric de comutator. Soft starter: informații generale, sfaturi de selecție și caracteristici ale aplicației

De curând, utilizarea unui motor asincron a devenit foarte răspândită datorită simplității, fiabilității și prețului scăzut. Acesta a devenit motivul pentru utilizarea pe scară largă în industrie. Pentru a-și îmbunătăți caracteristicile și a prelungi durata de viață, există un număr mare de dispozitive diferite capabile să regleze, să pornească sau să protejeze motorul. Despre unul dintre ele voi vorbi în acest articol.

Acest dispozitiv este un dispozitiv de pornire ușoară a motorului electric (abreviat ca soft starter), altfel numit soft starter, în ciuda faptului că această denumire poate fi folosită pentru orice dispozitiv capabil să pornească ușor motorul.

Demarorul soft al motoarelor asincrone moderne înlocuiește toate metodele anterioare, cum ar fi pornirea folosind metoda „comutare stea-triunghi” sau pornirea folosind un reostat. Este necesar să țineți cont de faptul că această metodă nu este ieftină, prin urmare, utilizarea ei trebuie justificată. Este de la sine înțeles că costul dispozitivului depinde în mare măsură de puterea necesară, funcționalitatea de pornire și proprietățile de protecție și variază de la 2 la 10 mii de ruble și, uneori, mai mult.

Principiul de funcționare

La pornirea motorului, apare un cuplu de pornire considerabil (datorită necesității de a depăși cuplul de sarcină pe arbore).

Pentru a crea acest moment, motoarele iau o cantitate mare de energie din rețea, care este una dintre problemele de pornire - scăderea tensiunii.

Acest factor poate avea un impact negativ asupra altor consumatori de energie din aceeași rețea. Un alt factor neplăcut este posibilitatea deteriorării părților mecanice ale unității din cauza unei smucituri puternice de pornire.

O altă problemă în timpul pornirii este creată de curenții de pornire considerabili. Astfel de curenți, atunci când curg prin înfășurările motorului, generează multă căldură, creând riscul de deteriorare a izolației înfășurărilor și defecțiunea motorului ca urmare a unui scurtcircuit la tură.

Pentru a scăpa de toate astfel de manifestări de natură negativă în timpul pornirii motorului, se utilizează un demaror moale, care face posibilă reducerea curenților de pornire, ceea ce duce la o reducere semnificativă a scăderilor de tensiune și, în consecință, încălzirea înfășurărilor.

Prin reducerea curenților de pornire, reducem cuplul de pornire, ceea ce are ca rezultat atenuarea șocurilor în timpul pornirii și, ca urmare, păstrarea pieselor mecanice ale unității. Un avantaj foarte semnificativ al soft starter-ului este că nu există smucituri la pornire, iar accelerația este lină.

De aspect un astfel de dispozitiv este un modul dreptunghiular cu dimensiuni medii, având contacte la care sunt conectate motorul și circuitele de comandă. Unele dintre aceste dispozitive au un ecran LCD, indicatoare și butoane care vă permit să setați diferite moduri de pornire, să efectuați citiri, să limitați curentul etc. În plus, dispozitivele sunt echipate cu un conector de rețea, care este utilizat pentru programare și schimb de date.

Deși aceste dispozitive sunt numite dispozitive soft-start pentru un motor electric, ele permit nu numai pornirea, ci și oprirea motorului. În plus, au tot felul de funcționalități de protecție, cum ar fi, de exemplu, protecția la scurtcircuit, protectie termala, monitorizarea pierderilor de fază, a excesului de curenți de pornire și a modificărilor tensiunii de alimentare. În plus, dispozitivele au o memorie în care sunt înregistrate erorile care apar. Prin urmare, folosind conectorul de rețea, acestea pot fi citite și decriptate.

Implementarea unei porniri fluide a motoarelor care utilizează aceste dispozitive are loc printr-o creștere lentă a tensiunii (în timp ce motorul accelerează fără probleme) și o scădere a curenților de pornire. Parametrii care sunt supuși ajustării sunt, de regulă, tensiunea primară, timpul de accelerare și timpul de oprire. A face tensiunea primară prea mică nu este benefică, deoarece in acelasi timp, cuplul de pornire este redus semnificativ, din acest motiv este setat intre 0,3-0,6 din valoarea nominala.
La pornire, tensiunea crește rapid până la tensiunea de pornire prestabilită, după care, în timpul de accelerare setat, crește încet până la valoarea nominală. În acest moment, motorul accelerează lin, dar rapid până la turația necesară.

Acum astfel de dispozitive sunt fabricate de multe întreprinderi (în mare parte străine). Au multe funcții și pot fi programate. Cu toate acestea, cu toate acestea, au un mare dezavantaj - un cost destul de ridicat. Dar se poate crea dispozitiv similarși cu propriile mâini, atunci va costa mult mai puțin.

Dispozitiv de pornire soft pentru un motor electric

Îți dau una dintre ele scheme posibile dispozitiv similar. Baza pentru construirea unui astfel de dispozitiv poate fi un regulator de putere de tip fază, realizat sub forma unui microcircuit KR1182PM1. În acest circuit există trei dintre ele (câte unul pentru fiecare fază). Diagrama este prezentată în figura de mai jos.

Acest circuit este proiectat să funcționeze cu un motor de 380V*50Hz. Înfășurările motorului sunt conectate într-o „stea” și conectate la circuitele de ieșire ale circuitului (sunt desemnate L11, L2, L3). Punctul comun al înfășurărilor motorului este conectat la borna neutră a rețelei (N). Circuitele de ieșire sunt realizate pe perechi back-to-back de tiristoare importate, care au performanțe destul de ridicate la un preț mic.

Alimentarea vine în circuit după ce întrerupătorul principal g1 se închide. Dar motorul nu pornește încă. Motivul pentru aceasta este înfășurările dezactivate ale releelor ​​k1-k3, ca urmare a cărora pinii 3 și 6 ai microcircuitelor sunt derivați de contactele lor normal închise (prin rezistențele r1-r3). Ca urmare, condensatoarele c1-c3 nu sunt încărcate, iar microcircuitele nu generează impulsuri de control.

Circuitul este pornit prin închiderea comutatorului sa1. Acest lucru duce la alimentarea cu 12 volți a înfășurărilor releului, ceea ce, la rândul său, face posibilă încărcarea condensatoarelor și, ca urmare, creșterea unghiului de deschidere al tiristoarelor. Cu aceasta, se obține o creștere lină a tensiunii înfășurărilor motorului. Când condensatorii sunt complet încărcați, tiristoarele se vor deschide la cel mai mare unghi decât va fi atinsă turația nominală a motorului.

Pentru a opri motorul este suficient să deschideți contactele sa1, ceea ce va determina oprirea releelor ​​și procesul va merge în sens invers, asigurând frânarea motorului.

Scrie comentarii, completări la articol, poate am omis ceva. Aruncă o privire, mă voi bucura dacă vei găsi altceva util pe site-ul meu. Toate cele bune.

Demaroarele cu stare solidă (SSRV) sunt proiectate pentru a reduce efectele dăunătoare ale curenților de supratensiune care provoacă stres mecanic în echipamente și componente ale sistemului. La ABB Inc. Accentul principal este pe extinderea funcțiilor demaroarelor „soft”, care pot fi utilizate și ca dispozitive de oprire a motorului. Funcționarea unor astfel de demaroare se bazează pe monitorizarea curentului, tensiunii și temperaturii motorului. O nouă abordare pentru rezolvarea problemei este creșterea fără probleme a cuplului, mai degrabă decât a tensiunii de pe motor.Demarorul progresiv calculează puterea reală a statorului, pierderile acestuia etc. ca urmare, puterea reală transferată rotorului. Este important ca cuplul motorului să nu mai depindă direct de tensiunea furnizată motorului sau de acesta. caracteristici mecanice. Creșterea cuplului are loc în conformitate cu programul de accelerare temporizat.Demaroare „soft” de joasă tensiune de la Eaton (S752. Triac TS112 și circuitele de pe el SB01 și S811) utilizează o tensiune modulată în lățime de impuls (PWM) cu o amplitudine de 24 V pentru a controla înfășurarea contactorului. În acest caz, în stare staționară, dispozitivul consumă doar 5 W. Dispozitivele de management al motoarelor Danfoss Ci-tronic acoperă o gamă de până la 20 kW (în funcție de tensiunea de intrare). Cel mai mic modul soft starter MCI-3 are doar 22,5 mm lățime. Modulul MCI-15 este proiectat să funcționeze cu un motor cu o putere de până la 7,5 kW la o tensiune de 480 V. O caracteristică importantă a demaroarelor SSRV este oprirea lină a motorului. Demaroarele soft din seria PST de la ABB includ o interfață HMI cu text simplu pentru o setare ușoară a opririi soft Pompe centrifuge, concasoare, mixere etc. Dispozitivele monitorizează continuu cuplul motorului pentru a determina când să pornească...

Pentru diagrama „Dispozitiv pentru protejarea motorului electric de supraîncălzire”

Protecția motoarelor electrice împotriva supracurentului se realizează prin relee termice încorporate în demaroare magnetice. În practică, există cazuri de defecțiune din cauza supraîncălzirii la valoarea curentului nominal, la temperaturi ridicate mediu inconjurator sau condiții dificile de schimb de căldură, iar releele termice nu funcționează. ...

Pentru diagrama „Dispozitiv de pornire ușoară pentru scule electrice”

Defecțiunile uneltelor electrice de mână care apar uneori - polizoare, burghie electrice și ferăstraie electrice - sunt adesea asociate cu curentul lor ridicat de pornire și sarcinile dinamice semnificative asupra pieselor cutiei de viteze care apar atunci când motorul pornește brusc. colector Motorul electric descris în are un circuit complex, conține mai multe rezistențe de precizie și necesită o setare minuțioasă. Prin utilizarea microcircuitului regulator de fază KR1182PM1, a fost posibil să se producă un dispozitiv mult mai simplu pentru un scop similar, care nu necesită configurare. Puteți conecta la acesta fără nicio modificare orice unealtă electrică portabilă alimentată de o rețea monofazată de 220 V, 50 Hz. startși oprirea motorului sunt efectuate de comutatorul sculei electrice, iar în starea sa oprit dispozitivul nu consumă curent și poate rămâne conectat la rețea pe termen nelimitat. Sistem Dispozitivul propus este prezentat în figură. Ștecherul XP1 este conectat la priza de alimentare, iar ștecherul de alimentare al sculei electrice este introdus în priza XS1. Puteți instala și conecta în paralel mai multe prize pentru unelte care funcționează alternativ.Când circuitul motorului unei scule electrice este închis de propriul întrerupător, tensiunea este furnizată la regulatorul de fază DA1. Condensatorul C2 începe să se încarce, iar tensiunea pe el crește treptat. Ca urmare, întârzierea pornirii tiristoarelor interne ale regulatorului și, odată cu acestea, triacul VSI, în fiecare jumătate de ciclu ulterioară a tensiunii de rețea scade, ceea ce duce la o creștere lină a curentului care curge prin motor și, ca urmare, o creștere a vitezei sale. Cu capacitatea condensatorului C2 indicată în diagramă, accelerația la viteza maximă durează 2...2,5 s, ceea ce practic nu creează o întârziere în funcționare, dar elimină complet termic...

Pentru circuitul „regulator Thrinistor”.

Regulatorul de putere a tiristorului propus (Fig. 1), conceput special pentru controlul unui motor electric cu comutator (burghiu electric, ventilator etc.). are unele caracteristici. În primul rând, un motor electric cu un tiristor de putere este inclus într-una dintre diagonalele punții redresoare, iar tensiunea de rețea este aplicată celeilalte. În plus, același tiristor este controlat nu de impulsuri scurte, ca în dispozitivele tradiționale, ci de altele mai largi, din cauza cărora întreruperile de scurtă durată, caracteristice unui motor electric în funcțiune, nu afectează stabilitatea regulatorului. de impulsuri pozitive scurte (fracții de milisecunde) este asamblată pe un tranzistor unijunction, utilizat pentru a controla tiristorul auxiliar VS1. Generatorul este alimentat de tensiune trapezoidală, obținută prin limitarea semiundelor pozitive ale tensiunii sinusoidale cu o frecvență de 100 Hz de către dioda Zener VD1. Regulator de curent simplu Odată cu apariția fiecărei semi-unde de o astfel de tensiune, condensatorul C1 începe să se încarce printr-un circuit de rezistențe R1 R3. Rata de încărcare a condensatorului poate fi reglată în anumite limite printr-un rezistor variabil R1.De îndată ce tensiunea de pe condensator atinge pragul tranzistorului (depinde de tensiunea de la bazele tranzistorului și poate fi reglată prin rezistențe R4 și R5), pe rezistorul R5 apare un impuls pozitiv, care merge apoi la electrodul de control al tiristorului VS1. Acest trinistor se deschide și un impuls mai lung (comparativ cu controlul) care apare pe rezistența R6 pornește trinistorul de putere VS2. Prin intermediul acestuia, tensiunea de alimentare este furnizată motorului electric M1. Momentul de deschidere al tiristoarelor de comandă și putere și, prin urmare, puterea pe sarcină (cu alte cuvinte, viteza de rotație a arborelui motorului electric) este controlată de o variabilă. rezistența R1.Deoarece o sarcină inductivă este inclusă în circuitul anodic al tiristorului VS2,...

Pentru diagrama "MOTOR TRIFAZAT ÎN REȚEA MONOFAZĂ"

Electronice de uz casnic MOTOR TRIFAZAT ÎN REȚEA MONOFAZATĂ BASHKATOV, 338046, Ucraina, regiunea Donețk, Gorlovka-46, Kirova St., 14 A -42 Uneori, acasă este nevoie de conectarea unui trifazat motor electric curent alternativîntr-o rețea monofazată. Aceeași nevoie a apărut și pentru mine când am conectat un industrial mașină de cusut. Într-o fabrică de confecții, astfel de mașini funcționează într-un atelier care are o rețea trifazată și nu apar probleme. Primul lucru pe care a trebuit să-l fac a fost să schimb schema de conectare a înfășurării motor electric de la stea la deltă, respectând polaritatea conexiunii înfășurării (început - sfârșit) (Fig. 1). Această comutare vă permite să porniți motorul electric într-o rețea monofazată de 220 V. Puterea mașinii de cusut conform plăcuței este de 0,4 kW. Achiziționarea de funcționare, și cu atât mai mult de pornire, condensatoare metal-hârtie de tip MBGO, MBGP, MBGCh cu o capacitate de 50 și, respectiv, 100 de microfarad, pentru o tensiune de funcționare de 450...600 V s-a dovedit a fi o sarcină imposibilă. datorită costului lor ridicat pe piaţa de vechituri. Un termostat simplu bazat pe un triac Utilizați în loc de condensatoare polare (electrolitice) metal-hârtie și diode redresoare puternice D242, D246. nu a dat un rezultat pozitiv. Motorul electric se încăpățânează să nu pornească, se pare că din cauza rezistenței finite a diodelor în direcția înainte. De aceea, mi-a venit în minte ideea de a lansa ceva care părea absurd la prima vedere. motor electric folosind o conexiune pe termen scurt a unui condensator electrolitic convențional la o rețea de curent alternativ (Fig. 2). După pornire (overclocking) motor electric condensator electrolitic se oprește și motorul electric funcționează în modul bifazat, pierzând până la 50% din putere. Dar dacă asigurați o sursă de energie înainte de timp sau se știe că o astfel de sursă există (ca și în cazul meu), atunci vă puteți împăca cu acest dezavantaj. Apropo, și în timpul lucrului motor electric cu un condensator de defazare care funcționează, motorul electric pierde, de asemenea, până la 50%...

Pentru circuitul „Contor de ture în scurtcircuit”

Echipamente de măsurare Contor de spire în scurtcircuit Rotiri în scurtcircuit în bobine transformator de linie, în bobinele de deviere etc. sunt foarte greu de detectat. În aceste scopuri, puteți utiliza un contor de ture scurtcircuitat, principiul este sistem care este prezentat în figură. Tranzistorul T1, împreună cu bobina L1 și condensatoarele C1, C2, formează un generator cu feedback capacitiv. Tranzistorul T2 conține un voltmetru care măsoară amplitudinea semnalului generat. Rezistorul R7 restrânge valoarea curentă a tranzistorului T2. Când conectați o bobină de lucru la intrarea contorului, citirile dispozitivului de măsurare practic nu ar trebui să se schimbe. Dacă bobina are spire scurtcircuitate, factorul de calitate al circuitului oscilant scade și citirile instrumentului vor scădea. Regulator de putere pe ts122-20 Procedura de configurare a contorului este următoarea. Înainte de a-l porni, motorul rezistor variabil R2 este setat în poziția inferioară, conform diagramei. Apoi porniți alimentarea. Valoarea curentului ar trebui să fie de aproximativ 0,1 mA. Prin deplasarea cursorului rezistorului variabil în sus. realiza autoexcitarea generatorului. În acest caz, curentul de colector al tranzistorului va crește brusc la aproximativ 0,4 mA. Când mufele de intrare sunt scurtcircuitate, oscilațiile ar trebui să fie întrerupte (acest lucru va fi indicat de o scădere a citirilor miliampermetrului). Sensibilitatea dispozitivului este verificată prin crearea unor spire scurtcircuitate pe o bobină de lucru. Tranzistoare ale KT312 tipul poate fi utilizat în contor. KT315."Radio Electronics" (SUA). 1-74. ...

Pentru circuitul „Smooth brightness switch”.

Un comutator de luminozitate netedă (SBD) este un dispozitiv auto-alimentat conceput pentru integrarea în diverse meșteșuguri, de exemplu, ca un indicator original de culoare luminoasă a pornirii. În versiunea autorului, PPYA este construit într-un suport pentru un brad de Crăciun de jucărie. Sursa de alimentare a PPY este pornită atunci când pe un suport (în spatele trunchiului unui brad de Crăciun de jucărie) este instalată o „pungă cu cadouri”, în care există un magnet permanent. Magnetul închide contactele comutatorului cu lame, iar PPY rămâne aprins până când geanta este mutată în altă locație de pe suport (pe lateral sau în fața trunchiului copacului). PPYA (Fig. 1) este format din: - divizor rezistiv de tensiune R1-R2; - generator de tensiune din dinti de fierastrau pe elementele DA1.1, DA1.2, R4...R6, C1; - invertor analogic bazat pe elemente DA1.3. R7, R8; - amplificatoare de curent pt tranzistoare cu efect de câmp VT1 și VT2; - LED-uri cu rezistențe de balast HL1. R9 și HL2, R10 Când comutatorul lamelă SF1 este închis, tensiunea bateriei GB1 este furnizată divizorului de tensiune R1-R2, la mijlocul căruia este setată jumătate din tensiunea de alimentare, oferind puncte de funcționare amplificatoare operaționale DA1.1, DA1.2, DA1.3. Schema de circuit a unui emițător radio simplu pentru 6p45s Condensatorul C1, reîncărcat periodic, asigură o creștere și o scădere lină a tensiunii la ieșirea (pin 1) al DA1.1, care asigură controlul funcționării VT2. De la ieșirea DA1.1, semnalul este furnizat și către invertorul analogic (amplificator inversor cu câștig unitar) DA1.3 și de la această ieșire (pin 8), un semnal defazat de 180° controlează funcționarea tranzistorului VT1. Tranzistoare VT1 și VT2 se deschid atunci când tensiunea pe ele crește, porțile sunt mai mari de +1,4...+1,6 V și LED-urile se aprind. incluse în lanțurile de stoc. Astfel, LED-urile comută alternativ (defazate) cu o frecvență determinată de lanțul R4-R5-C1. Folosind potențiometrul R5, frecvența de generare este setată de la 0,2 la 2 Hz. Circuitul PPY folosește LED-uri galbene și verzi super-luminoase. Curentul de funcționare al LED-urilor HL1 și HL2...

Pentru diagrama "UNITATEA DE CONTROL POMPĂ"

Electronice de larg consum UNITATEA DE CONTROL POMPE Pentru a umple periodic rezervorul sau, dimpotrivă, pentru a elimina lichidul din acesta, puteți utiliza un dispozitiv care fundamental sistem care este prezentat în Fig. 1, iar designul este în Fig. 2. Utilizarea senzorilor cu stuf are unele avantaje - nu există contact electric între lichid și unitate electronică, ceea ce îi permite să fie utilizat pentru pomparea apei de condensare, a unui amestec de apă și uleiuri etc. În plus, utilizarea acestor senzori crește fiabilitatea unității și durabilitatea funcționării acesteia. Fig.1 În modul automat, dispozitivul funcționează după cum urmează. Când nivelul lichidului din rezervor crește, magnetul permanent inel 8 (Fig. 2), care este atașat la tija 6 conectată la plutitorul 9, se apropie de comutatorul lamelă de nivel superior 3 (SF2 în diagramă) de jos și provoacă să se închidă. SCR VS1 se deschide, releul K1 este activat, pornirea motorului pompei cu contactele K1.1 și K1.2 și autoblocarea cu contactele K1.3 (dacă releul nu este în mod clar autoblocant, înfășurarea acestuia trebuie ocolită cu un condensator de oxid cu o capacitate de 10... Circuit regulator de curent T160 50 µF).Puc2 Pompa pompează lichidul, nivelul acestuia în rezervor scade, apropiindu-se de nivelul inferior setat. Magnetul se apropie de Gorkom 2 (SF3 conform diagramei) de la nivelul inferior și provoacă scurtcircuitarea acestuia. SCR VS2 se deschide, releul K2 este activat și contactele sale K2.1 întrerup circuitul electrodului de control al SCR. Tiristorul se închide, oprind motorul pompei.Dacă, după închiderea contactelor comutatorului lamelă 3 și pornirea pompei, din anumite motive nivelul lichidului continuă să crească, comutatorul lamelă de alarmă 4 se închide și sună soneria electrică NA1. Când nivelul lichidului se modifică, tija împreună cu plutitorul 9 efectuează mișcări alternative în inelele de ghidare 7. 5 crampoane servesc pentru...

Pentru schema „Pornire lină a filamentului kinescopului”

Televiziune Pornirea lină a filamentului cinescopului Circuitul prezentat în figură este utilizat pentru cinescoape cu Un = 6,3 V și curent de filament In = 0,3 A, adică. pentru majoritatea tuburilor de imagine alb-negru. IC DA1 este atașat la un radiator cu o suprafață de ~20 cm2 (puteți folosi zona liberă a plăcii din folie de fibră de sticlă). Rezistorul reglat R1 setează tensiunea filamentului necesară (7 V), de preferință cu SZ s-a oprit. Timpul de creștere a tensiunii este determinat de capacitatea condensatorului SZ. În realitate, tensiunea crește pentru mai mult de 30 de secunde (cu atât mai mult, cu atât mai lent din cauza scurgerii prin R1). S. DMITRIEV, 429541, Chuvashia, districtul Morgushsky, Kalaykasy. Al doilea dispozitiv asigură încălzirea filamentului kinescopului în negru și -monitoare albe "Electronics" MC6105 si altele asemenea. Pentru o oră de încălzire, operațiunea de scanare a liniei monitorului este blocată. După încălzire lină, tensiunea maximă de 12V este furnizată filamentului cinescopului prin contactele de închidere K1.1. Dispozitivul este asamblat pe o mică placă de circuit imprimat și instalat perpendicular pe placa monitorului în orice spațiu liber. Releul K1 - tip RES-64 RS4.569.724 sau alt comutator Reed pentru o tensiune de funcționare de cel mult 7 V și un curent de cel mult 5 mA. Când înlocuiți releul, trebuie să modificați în consecință rezistența rezistenței R5. Aparatul nu necesită reglare A. DAINEKO, 247416, regiunea Gomel, raionul Svetlogorsk, satul Polesie, bandă. Vostochny, 11.(RL-8/96)...

Pentru circuitul „Cascada inversată de fază”.

Pentru proiectantul radioamator, cascadă inversată de fază.O cascadă inversată de fază cu un singur tranzistor oferă aceleași tensiuni de ieșire, dar rezistențele de ieșire nu sunt egale. Acest dezavantaj este eliminat în cascadă, în mod fundamental sistem care este prezentat în figură.Pe tranzistorul T1 se realizează un generator de curent.Ca urmare, o rezistență internă de mare rezistență a generatorului este conectată în paralel cu rezistența R6. O rezistență este conectată în paralel cu rezistența R5 colector tranziția tranzistorului T2, de multe ori mai mare decât rezistența rezistorului R1. Astfel, rezistențele de ieșire vor fi determinate de rezistențele rezistențelor R5 și R6.La utilizarea elementelor indicate pe diagramă schematică, și tranzistoare cu un câștig static de 60 (tranzistoare T1) și 30 (tranzistoare T2), cascada a furnizat un câștig de aproximativ 4.8. Aparatul poate folosi tranzistoarele MP40 (T1) și KT315 (T2).„Radio fernsehen eleckfronik” (GDR), 1974, N 13...

Alexander Sitnikov (regiunea Kirov)

Circuitul discutat în articol permite pornirea și frânarea fără șocuri a motorului electric, mărind durata de viață a echipamentului și reducând sarcina rețelei electrice. se realizeaza prin reglarea tensiunii pe infasurarile motorului cu tiristoare de putere.

Dispozitivele de pornire soft (SFD) sunt utilizate pe scară largă în diverse acționări electrice. Schema bloc a softstarterului dezvoltat este prezentată în Figura 1, iar diagrama de funcționare a softstarterului este prezentată în Figura 2. Baza demarorului soft este reprezentată de trei perechi de tiristoare back-to-back VS1 - VS6, conectate la pauza fiecarei faze. Pornirea soft este efectuată datorită treptată

creşterea tensiunii de reţea aplicată înfăşurărilor motorului de la o anumită valoare iniţială Un la valoarea nominală Unom. Acest lucru se realizează prin creșterea treptată a unghiului de conducere al tiristoarelor VS1 - VS6 de la valoarea minimă la maximă în timpul Tstart, numit timp de pornire.

În mod obișnuit, valoarea Unat este de 30...60% din Unom, astfel încât cuplul de pornire al motorului electric este semnificativ mai mic decât dacă motorul electric este conectat la tensiunea de rețea completă. În acest caz, curelele de transmisie sunt tensionate treptat, iar roțile dințate ale cutiei de viteze sunt cuplate fără probleme. Acest lucru are un efect benefic asupra reducerii sarcinilor dinamice ale acționării electrice și, ca urmare, ajută la prelungirea duratei de viață a mecanismelor și la creșterea intervalului dintre reparații.

Utilizarea unui soft starter face posibilă, de asemenea, reducerea sarcinii rețelei electrice, deoarece în acest caz curentul de pornire al motorului electric este de 2 - 4 ori mai mare decât curentul nominal al motorului și nu de 5 - 7 valori, ca în cazul direct. pornire. Acest lucru este important atunci când alimentați instalațiile electrice din surse de energie de putere limitată, de exemplu, grupuri electrogene diesel, surse sursă de alimentare neîntreruptibilăși substații de transformare de mică putere

(mai ales în mediul rural). După terminarea pornirii, tiristoarele sunt ocolite printr-un bypass (contactor de bypass) K, datorită căruia în timpul Trab tiristoarele nu disipă putere, ceea ce înseamnă că se economisește energie.

Când motorul frânează, procesele au loc în ordine inversă: după oprirea contactorului K, unghiul de conducere al tiristoarelor este maxim, tensiunea de pe înfășurările motorului este egală cu tensiunea rețelei minus căderea de tensiune pe tiristoare. . Apoi unghiul de conducere al tiristoarelor în timpul Ttorm scade la valoarea minimă, care corespunde tensiunii de întrerupere Uots, după care unghiul de conducere al tiristoarelor devine zero și tensiunea nu este aplicată înfășurărilor. Figura 3 prezintă diagrame de curent ale uneia dintre fazele motorului cu o creștere treptată a unghiului de conducere al tiristoarelor.

Figura 4 prezintă fragmente ale fundamentalului schema electrica UPP. Schema completă este disponibilă pe site-ul revistei. Pentru funcționarea sa, tensiunea de trei faze A, B, Cu o rețea standard de 380 V cu o frecvență de 50 Hz. Înfășurările motorului electric pot fi conectate fie printr-o stea, fie printr-o deltă.

Ca tiristoare de putere VS1 - VS6 se folosesc dispozitive low-cost de tip 40TPS12 în carcasă TO-247 cu curent continuu Ipr = 35 A. Curentul admis prin fază este Iadd = 2Ipr = 70 A. Vom presupune că curentul maxim de pornire este 4Ir, ceea ce înseamnă că Inom< Iдоп/4 = 17,5 А. Просматривая стандартный ряд мощностей электродвигателей, находим, что к УПП допустимо подключать двигатель мощностью 7,5 кВт с номинальным током фазы Iн= 15 А. В случае, если пусковой ток превысит Iдоп (по причине подключения двигателя большей мощности или слишком малого времени пуска), процесс пуска будет остановлен, поскольку сработает întrerupător de circuit QF1 cu caracteristici special selectate.

Lanțurile RC de amortizare R48, C20, C21, R50, C22, C23, R52, C24, C25 sunt conectate în paralel la tiristoare, împiedicând pornirea falsă a tiristoarelor, precum și a varistoarelor R49, R51 și R53, absorbind impulsurile de supratensiune peste 700 V. Releele de by-pass K1, K2, K3 tip TR91-12VDC-SC-C cu un curent nominal de 40 A deduc tiristoarele de putere după terminarea pornirii.

Sistemul de control este alimentat de la un transformator alimentat de la tensiunea faza-la-faza Uav. Sursa de alimentare include transformatoare coborâtoare TV1, TV2, punte de diode VD1, rezistență limitatoare de curent R1, condensatoare de netezire C1, C3, C5, condensatoare de suprimare a zgomotului C2, C4, C6 și stabilizatori liniari DA1 și DA2, care asigură tensiuni de 12 și 5 V, respectiv.

Sistemul de control este construit folosind un microcontroler DD1 tip PIC16F873. Microcontrolerul emite impulsuri de control pentru tiristoarele VS1 - VS6 prin „aprinderea” optosimistorilor ORT5-ORT10 (MOC3052). Pentru a limita curentul în circuitele de control ale tiristoarelor VS1 - VS6, se folosesc rezistențe R36 - R47. Impulsurile de control sunt aplicate simultan la două tiristoare cu o întârziere față de începutul semiundei de tensiune fază la fază. Circuite de sincronizare cu tensiunea principala constau din trei unități identice, formate din rezistențe de încărcare R13, R14, R18, R19, R23, R24, diode VD3 - VD8, tranzistoare VT1 - VT3, condensatoare de stocare C17 - C19 și optocuple OPT2 - OPT4. De la ieșirea 4 a optocuplelor OPT2, OPT3, OPT4 se primesc impulsuri cu o durată de aproximativ 100 μs la intrările microcontrolerului RC2, RC1, RC0, corespunzătoare începutului semiundei negative a tensiunilor de fază Uab, Ubc, Uca.

Diagramele de funcționare a unității de sincronizare sunt prezentate în Figura 5. Dacă luăm graficul de sus ca tensiune de rețea Uav, atunci graficul din mijloc va corespunde cu tensiunea de pe condensatorul C17, iar graficul de jos va corespunde curentului prin intermediul fotodioda optocuplatorului ORT2. Microcontrolerul înregistrează impulsurile de ceas care ajung la intrările sale, determină prezența, ordinea alternanței, absența „lipirii” fazelor și, de asemenea, calculează timpul de întârziere al impulsurilor de control a tiristoarelor. Intrările circuitelor de sincronizare sunt protejate de supratensiune prin varistoarele R17, R22 și R27.

Cu ajutorul potențiometrelor R2, R3, R4, sunt setați parametrii corespunzători diagramei de funcționare a softstarterului prezentată în Figura 2; în consecință, R2 - Tstart, R3 - Tbrake, R4 - Unstart Uots. Tensiunile de referință de la motoarele R2, R3, R4 sunt furnizate la intrările RA2, RA1, RA0 ale microcircuitului DD1 și convertite folosind un ADC. Timpii de pornire și frânare sunt reglabili de la 3 la 15 s, iar tensiunea inițială este reglabilă de la zero la o tensiune corespunzătoare unghiului de conducere a tiristorului de 60 de grade electrice. Condensatorii C8 - C10 sunt de suprimare a zgomotului.

Echipă „START” se aplică prin închiderea contactelor 1 și 2 ale conectorului XS2, în timp ce un log apare la ieșirea 4 a optocuplerului OPT1. 1; Condensatoarele C14 și C15 suprimă oscilațiile care apar din cauza „săririi” contactelor. Poziția deschisă a contactelor 1 și 2 ale conectorului XS2 corespunde comenzii „STOP”. Comutarea circuitului de control al lansării poate fi realizată cu un buton de blocare, comutator basculant sau contacte releu.

Tiristoarele de putere sunt protejate de supraîncălzire printr-un termostat B1009N cu contacte normal închise situate pe radiatorul. Când temperatura atinge 80°C, contactele termostatului se deschid și un nivel de log este trimis la intrarea RC3 a microcontrolerului. 1, indicând supraîncălzirea.

LED-urile HL1, HL2, HL3 servesc ca indicatori ai următoarelor stări:

• HL1 (verde) „Gata” - absență conditii de urgenta, gata de lansare;
• HL2 (verde) „Funcționare” - un LED intermitent înseamnă că soft starterul pornește sau frânează motorul, lumina constantă înseamnă că funcționează pe bypass;
• HL3 (roșu) „Alarmă” - indică supraîncălzirea radiatorului, absența sau „lipirea” tensiunilor de fază.

Releele de bypass K1, K2, K3 sunt pornite prin furnizarea unui jurnal la microcontroler. 1 la baza tranzistorului VT4.

Programarea microcontrolerului este în circuit, pentru care se utilizează conectorul XS3, dioda VD2 și microcomutatorul J1. Elementele ZQ1, C11, C12 formează circuitul de pornire a generatorului de ceas, R5 și C7 sunt circuitul de resetare a puterii, C13 filtrează zgomotul de-a lungul magistralelor de alimentare ale microcontrolerului.

Figura 6 prezintă un algoritm simplificat pentru funcționarea soft starter-ului. După inițializarea microcontrolerului, este apelată subrutina Error_Test, care determină prezența unor situații de urgență: supraîncălzirea radiatorului, incapacitatea de sincronizare cu tensiunea de la rețea din cauza pierderii de fază, conexiune incorectă la rețea sau interferență puternică. Dacă situația de urgență nu este înregistrată, variabilei Eroare i se atribuie valoarea „0”, după revenirea din subrutină, LED-ul „Ready” se aprinde, iar circuitul intră în modul de așteptare pentru comanda „START”. După înregistrarea comenzii „START”, microcontrolerul efectuează o conversie analog-digitală a tensiunilor de referință
pe potențiometre și calculul parametrilor Tstart și Ustart, după care emite impulsuri de control pentru tiristoarele de putere. La sfârșitul pornirii, bypass-ul este pornit. Când motorul frânează, procesele de control sunt efectuate în sens invers
Bine.

Cine vrea să se încordeze, să-și cheltuie banii și timpul pe reechiparea dispozitivelor și mecanismelor care funcționează deja perfect? După cum arată practica, mulți o fac. Deși nu toată lumea întâlnește în viață echipamente industriale echipate cu motoare electrice puternice, ei întâlnesc constant, deși nu atât de vorace și puternice, motoare electrice în viața de zi cu zi. Ei bine, probabil că toată lumea a folosit liftul.

Motoare și sarcini electrice - o problemă?

Cert este că practic orice motor electric, în momentul pornirii sau opririi rotorului, suferă sarcini enorme. Cu cât este mai puternic motorul și echipamentul pe care îl conduce, cu atât costurile de pornire sunt mai mari.

Probabil cea mai importantă sarcină aplicată motorului în momentul pornirii este un exces multiplu, deși pe termen scurt, a curentului nominal de funcționare al unității. Dupa doar cateva secunde de functionare, cand motorul electric isi atinge viteza normala, curentul consumat de acesta va reveni si el la niveluri normale. Pentru a asigura alimentarea cu energie necesară trebuie să mărească puterea echipamentelor electrice și a liniilor conductoare, ceea ce duce la creșterea prețului acestora.

La pornirea unui motor electric puternic, datorită consumului său ridicat, tensiunea de alimentare „scade”, ceea ce poate duce la defecțiuni sau defecțiuni ale echipamentelor alimentate de pe aceeași linie. În plus, durata de viață a echipamentelor de alimentare este redusă.

Dacă apar situații de urgență care au ca rezultat arderea motorului sau supraîncălzirea gravă, proprietățile oțelului de transformare se pot modifica atât de mult încât după reparație motorul își va pierde până la treizeci la sută din putere. În astfel de circumstanțe, nu mai este potrivit pentru utilizare ulterioară și necesită înlocuire, ceea ce, de asemenea, nu este ieftin.

De ce ai nevoie de o pornire uşoară?

S-ar părea că totul este corect, iar echipamentul este conceput pentru asta. Dar există întotdeauna un „dar”. În cazul nostru există mai multe dintre ele:

• în momentul pornirii motorului electric, curentul de alimentare îl poate depăși pe cel nominal de patru ori și jumătate până la cinci ori, ceea ce duce la încălzirea semnificativă a înfășurărilor, iar acest lucru nu este foarte bun;
• pornirea motorului prin comutare directă duce la smucituri, care afectează în primul rând densitatea acelorași înfășurări, crescând frecarea conductorilor în timpul funcționării, accelerează distrugerea izolației acestora și, în timp, poate duce la un scurtcircuit între tururi;
• smuciturile și vibrațiile menționate mai sus sunt transmise întregii unități antrenate. Acest lucru este deja complet nesănătos, pentru că poate cauza deteriorarea pieselor sale mobile: sisteme de viteze, curele de transmisie, benzi transportoare sau doar imaginați-vă că mergeți într-un lift tremurător. In cazul pompelor si ventilatoarelor, acesta este riscul deformarii si distrugerii turbinelor si paletelor;
• De asemenea, nu ar trebui să uităm de produsele care pot fi pe linia de producție. Ele pot cădea, se năruiesc sau se pot rupe din cauza unei astfel de smucituri;
• Ei bine, și probabil ultimul punct care merită atenție este costul de funcționare a unor astfel de echipamente. Vorbim nu numai despre reparații costisitoare asociate cu sarcini critice frecvente, ci și despre o cantitate semnificativă de energie electrică consumată ineficient.

S-ar părea că toate dificultățile de operare de mai sus sunt inerente doar într-un puternic și voluminos echipament industrial, Cu toate acestea, nu este. Toate acestea pot deveni o durere de cap pentru orice persoană obișnuită. Acest lucru se aplică în primul rând sculelor electrice.

Utilizarea specifică a unor astfel de unități precum ferăstrău, burghie, șlefuit și altele asemenea necesită mai multe cicluri de pornire și oprire pe o perioadă relativ scurtă de timp. Acest mod de funcționare le afectează durabilitatea și consumul de energie în aceeași măsură ca și omologii lor industriali. Cu toate acestea, nu uitați că sistemele soft start nu poate regla turația motorului sau inversează direcția lor. De asemenea, este imposibil să creșteți cuplul de pornire sau să reduceți curentul sub cel necesar pentru a începe rotirea rotorului motorului.

Video: Pornire ușoară, reglare și protecție a comutatorului. motor

Opțiuni pentru sisteme de pornire soft pentru motoare electrice

Sistem stea-delta

Unul dintre cele mai utilizate sisteme de pornire pentru motoarele industriale asincrone. Principalul său avantaj este simplitatea. Motorul pornește atunci când înfășurările sistemului stea sunt comutate, după care, când este atinsă viteza normală, trece automat la comutarea delta. Aceasta este varianta de pornire vă permite să obțineți un curent cu aproape o treime mai mic decât la pornirea directă a unui motor electric.

Cu toate acestea, această metodă nu este potrivită pentru mecanisme cu inerție de rotație scăzută. Acestea, de exemplu, includ ventilatoare și pompe mici, datorită dimensiunii și greutății mici a turbinelor lor. În momentul tranziției de la configurația „stea” la „triunghi”, ei vor reduce brusc viteza sau se vor opri cu totul. Ca urmare, după comutare, motorul electric pornește din nou. Adică, în cele din urmă, nu numai că nu vei realiza economii la durata de viață a motorului, dar și, cel mai probabil, vei ajunge cu un consum excesiv de energie.

Video: Conectarea unui motor electric asincron trifazat cu o stea sau triunghi

Sistem electronic de pornire uşoară a motorului

O pornire lină a motorului se poate face folosind triac-uri conectate la circuitul de control. Există trei scheme pentru o astfel de conexiune: monofazat, bifazat și trifazat. Fiecare dintre ele are propriile sale funcţionalitate respectiv costul final.

Cu astfel de scheme, de obicei este posibilă reducerea curentului de pornire până la două sau trei nominale. În plus, este posibil să se reducă încălzirea semnificativă inerentă sistemului stea-triunghi menționat mai sus, ceea ce ajută la creșterea duratei de viață a motoarelor electrice. Datorita faptului ca pornirea motorului este controlata prin reducerea tensiunii, rotorul accelereaza lin si nu brusc, ca si in cazul altor circuite.

În general, sistemelor de pornire uşoară a motorului li se atribuie mai multe sarcini cheie:

• principalul este de a reduce curentul de pornire la trei până la patru nominale;
• reducerea tensiunii de alimentare a motorului, dacă sunt disponibile alimentare și cablaje adecvate;
• îmbunătățirea parametrilor de pornire și frânare;
• protecția rețelei de urgență împotriva supraîncărcărilor curente.

Circuit de pornire monofazat

Acest circuit este conceput pentru a porni motoare electrice cu o putere de cel mult unsprezece kilowați. Această opțiune este utilizată dacă este necesar să se diminueze șocul la pornire și frânare, pornire lină iar reducerea curentului de pornire nu contează. În primul rând din imposibilitatea organizării acestuia din urmă într-o astfel de schemă. Dar din cauza producției mai ieftine de semiconductori, inclusiv triaci, aceștia au fost întrerupti și sunt rar observați;

Circuit de pornire bifazat

Acest circuit este conceput pentru a regla și porni motoare cu o putere de până la două sute cincizeci de wați. Astfel de sisteme de pornire ușoară echipat uneori cu un contactor de bypass pentru a reduce costul dispozitivului, cu toate acestea, acest lucru nu rezolvă problema asimetriei alimentării fazelor, care poate duce la supraîncălzire;

Circuit de pornire trifazat

Această schemă este cea mai fiabilă și sistem universal pornire lină a motoarelor electrice. Putere maxima, controlat de un astfel de dispozitiv de motoare, este limitat doar de rezistența maximă termică și electrică a triac-urilor utilizate. A lui versatilitatea vă permite să implementați o mulțime de funcții precum: frână dinamică, recul sau echilibrare limită camp magnetic si curent.

Un element important al ultimului dintre circuitele menționate este contactorul de bypass, care a fost menționat mai devreme. El vă permite să asigurați condițiile termice corecte ale sistemului de pornire uşoară a motorului electric, după ce motorul atinge turația normală de funcționare, prevenind supraîncălzirea acestuia.

Dispozitivele de pornire soft pentru motoarele electrice care există astăzi, pe lângă proprietățile de mai sus, sunt proiectate să funcționeze împreună cu diverse controlere și sisteme de automatizare. Acestea au capacitatea de a fi activate prin comandă de la operator sau sistemul de control global. În astfel de circumstanțe, atunci când sarcinile sunt pornite, pot apărea interferențe care pot duce la defecțiuni ale automatizării și, prin urmare, merită să acordați atenție sistemelor de protecție. Utilizarea circuitelor de pornire ușoară poate reduce semnificativ influența acestora.

Începeți ușor

Majoritatea sistemelor enumerate mai sus nu sunt de fapt aplicabile în condiții casnice. În primul rând pentru că acasă folosim extrem de rar motoare asincrone trifazate. Dar există mai mult decât suficiente motoare monofazate cu comutator.

Există multe scheme pentru pornirea lină a motoarelor. Alegerea unuia specific depinde în întregime de tine, dar, în principiu, având o anumită cunoștințe de inginerie radio, mâini pricepute și dorință, este destul de puteți asambla un starter decent de casă care va prelungi durata de viață a sculei dumneavoastră electrice și aparate electrocasnice pentru multi ani.