O pornire lină a unui motor electric asincron este necesară pentru a prelungi durata de viață a acestuia și pentru a minimiza munca legată de eliminarea posibilelor defecțiuni.
- Lansare directă
- Startere soft
Necesitatea unui început lin
Pentru a asigura puterea de pornire necesară, puterea nominală a rețelei de alimentare trebuie mărită. Din acest motiv, echipamentul poate deveni semnificativ mai scump. Mai mult, este evident și consumul excesiv de energie electrică.
Unul dintre dezavantajele unui motor electric asincron este curentul mare de pornire. Depășește valoarea nominală de 5 - 10 ori. Un curent de supratensiune mare poate apărea și atunci când motorul frânează sau inversează. Acest lucru duce la încălzirea înfășurărilor statorului, precum și la prea multe forțe electrodinamice în piesele statorului și rotorului.
Dacă datorită apariţiei situație de urgență motorul s-a supraîncălzit și s-a defectat, întotdeauna se ia în considerare posibilitatea de a-l repara. Dar după supraîncălzire, parametrii oțelului transformatorului se schimbă. Motorul electric reparat are o putere nominală cu 30% mai mică decât a avut anterior.
Pentru limitarea curentului se folosesc reactoare de pornire, autotransformatoare, rezistențe și soft startere.
Lansare directă
Într-un circuit electric de pornire directă, mașina este conectată direct la tensiunea de alimentare de la rețea.
Diagrama de mai sus prezintă caracteristica curentului de pornire pentru pornire directă. Cu această legătură, creșterea temperaturii în înfășurările mașinii este minimă.
Conexiunea se face cu ajutorul unui contactor (starter). Circuitul folosește un releu de suprasarcină pentru a proteja motorul electric. Cu toate acestea, această metodă este aplicabilă atunci când nu există restricții actuale.
În timpul pornirii mașinii, cuplul de pornire este limitat pentru a netezi o smucitură ascuțită, ca urmare a căreia părțile mecanice ale acționării și mecanismele conectate se pot defecta.
Din acest motiv, producătorii de motoare electrice mari interzic pornirea directă.
Conexiune stea-triunghi
Una dintre principalele moduri de a porni o mașină este cu un circuit stea-triunghi. O astfel de pornire este posibilă pentru motoarele în care toate începuturile și capetele înfășurărilor sunt îndepărtate.
Controlul pornirii conform acestei scheme constă din trei contactoare, un releu de suprasarcină și un releu de timp care controlează contactoarele.
Inițial, comutarea cu rețeaua are loc conform schemei „stea”. Contactoarele K1 și K3 sunt închise. Apoi, după un anumit timp, înfășurările trec automat la circuitul delta. Contactele K3 se deschid, iar contactele K2, dimpotrivă, se închid. Releul de timp din circuitul electric servește la controlul comutării acestora. Setează timpul de accelerare a motorului. În același timp, curenții de pornire sunt reduse semnificativ.
Pentru a economisi la facturile de energie electrică, cititorii noștri recomandă Electricity Saving Box. Plățile lunare vor fi cu 30-50% mai mici decât erau înainte de utilizarea economizorului. Îndepărtează componenta reactivă din rețea, rezultând o reducere a sarcinii și, în consecință, a consumului de curent. Aparatele electrice consumă mai puțină energie electrică și costurile sunt reduse.
Această metodă este eficientă, dar nu este întotdeauna folosită.
Începeți prin autotransformator
Această metodă este utilizată prin utilizarea unui autotransformator în circuitul electric, care este conectat în serie la mașină. Acesta servește pentru a asigura că pornirea are loc la o tensiune redusă cu 50 - 80% din tensiunea nominală. Ca urmare, curentul de pornire și cuplul de pornire vor scădea. Se reglează intervalul de timp pentru trecerea de la tensiune joasă la tensiune maximă.
Cu toate acestea, există un dezavantaj aici. În timpul funcționării, mașina comută la tensiunea de rețea, ceea ce duce la o creștere bruscă a curentului.
Startere soft
În condițiile unei porniri fără probleme a unei mașini asincrone care utilizează tiristoare în circuitul electric al unității de alimentare, este furnizat un curent nesinusoidal. Accelerația și frânarea apar într-o perioadă scurtă de timp. Mulți oameni asamblează un soft starter cu propriile mâini. Acest lucru îi reduce foarte mult prețul.
În acest circuit, tiristoarele sunt conectate în paralel într-un circuit bazat pe principiul contorului. O tensiune de control este furnizată electrodului comun. Un astfel de dispozitiv este de obicei numit triac. În cazul unui sistem trifazat, acesta este prezent în fiecare fir.
Pentru a elimina căldura generată la încălzirea semiconductorilor, se folosesc radiatoare. Dimensiunile, greutatea și prețul dispozitivelor cresc.
Există o altă opțiune pentru a rezolva problema încălzirii. Un contact shunt este conectat la circuit. După pornire, contactele se închid. În acest caz, apare un circuit paralel, a cărui rezistență este mai mică decât rezistența semiconductorilor. Și curentul, după cum știți, alege calea cu cea mai mică rezistență. În timp ce acest proces are loc, triacurile se răcesc. Un exemplu de astfel de conexiune este prezentat în figura de mai jos.
Tipuri de dispozitive de pornire ușoară
Ele pot fi împărțite în patru categorii.
- Reglarea cuplului de pornire. Principiul lor de funcționare este de așa natură încât controlează o fază. Dar atunci când controlați o pornire ușoară, curenții de pornire nu sunt reduse. Prin urmare, gama lor de aplicații este limitată.
- Reglarea tensiunii fără semnal de feedback. Ele funcționează conform unui program dat și sunt printre cele mai frecvente utilizate.
- Reglarea tensiunii cu semnal de feedback. Principiul lor de funcționare este capacitatea de a schimba tensiunea și de a regla cantitatea de curent într-un interval dat.
- Curent de reglare cu prezența unui semnal de feedback. Sunt cele mai moderne dintre toate dispozitivele de acest tip. Oferă cea mai mare precizie de control.
Demaroarele moderne sunt realizate pe microprocesoare. Și acest lucru crește semnificativ funcționalitatea lor în comparație cu cele analogice. Aceste dispozitive se numesc soft startere. Acestea măresc durata de viață a actuatoarelor și a motoarelor electrice în sine.
Cu ele, motorul electric pornește cu o creștere treptată a tensiunii. În plus, timpul de accelerare și timpul de decelerare sunt reglați. Pentru a se asigura că tensiunea inițială redusă în circuitul electric nu reduce semnificativ cuplul de pornire, acesta este setat în intervalul 30 - 60% din cel nominal.
Reglarea lină a tensiunii face posibilă accelerarea lină a motorului până la viteza nominală.
Trebuie remarcat faptul că, odată cu utilizarea demaroarelor soft, numărul de relee și contactoare din circuitul electric a scăzut. Designul soft starterelor în sine nu este complicat. Sunt ușor de instalat și operat. Schema de conectare electrică este prezentată în figura din dreapta.
Cu toate acestea, există o serie de caracteristici care ar trebui să fie luate în considerare atunci când le alegeți.
- Prima este contabilizarea obligatorie a curentului unei mașini asincrone. Prin urmare, alegerea unui soft starter trebuie făcută ținând cont de curentul total de sarcină, care nu depășește curentul maxim de sarcină al dispozitivului în sine;
- Al doilea este numărul maxim de porniri pe oră. De regulă, este limitat la un soft starter. Numărul de porniri pe oră al mașinii în sine nu trebuie să depășească acest parametru;
- A treia este tensiunea rețelei electrice în sine. Trebuie să corespundă valorii plăcuței de identificare a dispozitivului. Nerespectarea poate duce la nerespectarea acestuia.
Caracteristicile de proiectare ale unor unelte, de exemplu, o polizor unghiular, au ca rezultat un impact ridicat al sarcinilor dinamice asupra motorului dispozitivului. Pentru a elimina sarcinile neuniforme asupra aparatului electric și a componentelor acestuia, se recomandă să achiziționați sau să vă creați propriul dispozitiv de pornire uşoară (SPD).
Informații generale
La sculele electrice, în care partea de lucru este reprezentată de un disc care se rotește cu viteză mare, la începutul funcționării lor, asupra axei cutiei de viteze acționează forțe inerțiale. Acest impact implică următoarele aspecte negative:
- Sarcina inerțială creată ca urmare a sarcinii asupra axei în timpul unei porniri bruște poate smulge unitatea din mâini, mai ales dacă se folosesc discuri cu diametru și greutate mare;
Important! Din cauza unor astfel de smucituri inerțiale, atunci când lucrați cu discuri din oțel și diamant, este necesar să țineți unealta cu ambele mâini și să fiți pregătit să o țineți, altfel puteți fi rănit dacă unitatea se defectează.
- O alimentare bruscă a tensiunii de funcționare a motorului creează o suprasarcină mare de curent, care apare după ce unitatea a atins viteza minimă. Acest lucru duce la supraîncălzirea înfășurărilor motorului și la uzura rapidă a periilor. Pornirea și oprirea frecventă a instrumentului poate duce la un scurtcircuit, deoarece există o probabilitate mare de topire a stratului izolator al înfășurărilor;
- O creștere bruscă a vitezei unei polizoare unghiulare sau a unui ferăstrău circular datorită cuplului mare duce la uzura rapidă a cutiei de viteze. Uneori este posibil ca cutia de viteze să se blocheze sau chiar să-și rupă dinții;
- Supraîncărcările pe care le suferă discul de lucru în timpul unei porniri bruște pot duce la distrugerea acestuia. Prezența unei carcase de protecție pe astfel de scule electrice este obligatorie.
Important! La pornirea polizorului unghiular, secțiunea deschisă a carcasei trebuie să fie pe partea opusă față de persoană, pentru a o proteja de fragmentele zburătoare în cazul unei posibile distrugeri a discului de lucru.
Pentru a reduce efectele dăunătoare ale pornirilor bruște și dinamice ale sculelor electrice, producătorii produc modele cu pornire ușoară și control al vitezei încorporate.
Pentru informații. Astfel de dispozitive sunt încorporate în unități din categoriile de preț mediu și ridicat.
Un soft starter și un regulator de viteză lipsesc din multe unelte electrice găsite în majoritatea gospodăriilor. Dacă achiziționați un echipament puternic (diametrul discului de lucru este mai mare de 20 cm) fără un demaror ușor, o pornire bruscă a motorului va duce la uzura rapidă a componentelor mecanice și electrice și, de asemenea, este dificil să țineți o astfel de pornire. unitatea în mâini când o porniți. Instalarea unui soft starter este singura cale de ieșire.
Piața componentelor pentru scule electrice oferă multe modele de unități de pornire soft și regulatoare rotative gata făcute.
Un soft starter gata făcut pentru o unealtă electrică poate fi montat fie în interiorul carcasei dacă există spațiu liber, fie conectat la cablul de alimentare. Cu toate acestea, nu trebuie să cumpărați un produs finit, ci să îl faceți singur, deoarece designul acestui dispozitiv este destul de simplu.
Autoproducție de UPP
Pentru a fabrica cel mai popular soft starter pentru scule electrice bazat pe placa KR1182PM1R, veți avea nevoie de următoarele instrumente și materiale:
- fier de lipit cu lipit;
- microcircuit control faza KR1182PM1R;
- rezistențe;
- condensatoare;
- triacuri;
- alte elemente auxiliare.
În dispozitiv, care este obținut conform diagramei de mai sus, controlul are loc prin placa KR1182PM1R, iar triac-urile acționează ca parte de putere.
Avantajele acestui ansamblu soft starter sunt următoarele:
- ușurință de fabricație;
- nu este nevoie de setări suplimentare după asamblarea soft starter-ului;
- soft starter-ul poate fi instalat în orice tip și model de unealtă electrică proiectată pentru o tensiune alternativă de 220 V;
- nu există cerințe pentru eliminarea unui buton de alimentare separat - unitatea modificată este activată de un buton standard;
- posibilitatea de a instala o astfel de unitate în interiorul echipamentului sau în ruperea cablului de alimentare cu carcasă proprie;
- Orice meșter de acasă care are elementele de bază ale lipirii și citirii microcircuitelor poate realiza astfel de dispozitive.
Recomandare. Cea mai practică opțiune pentru conectarea unui soft starter este conectarea acestuia la o priză care servește ca sursă de alimentare pentru unealta electrică. Pentru a face acest lucru, va trebui să conectați o priză de alimentare la ieșirea dispozitivului (priza XS1 în diagramă) și să furnizați o sursă de 220V la intrare (priza XP1 în diagramă).
Principiul de funcționare al soft starter-ului
Principiul de funcționare al unei astfel de unități de pornire soft instalată într-o polizor unghiular constă din următoarele procese:
- După apăsarea tastei de pornire de pe polizorul unghiular, microcircuitul este alimentat cu tensiune;
- La condensatorul de control (C2) are loc un proces de creștere lină a tensiunii electrice: pe măsură ce acest element este încărcat, atinge valori de funcționare;
- Tiristoarele situate pe placa de control se deschid cu o intarziere, care depinde de timpul in care condensatorul este incarcat complet;
- Triac-ul (VS1) este controlat de tiristoare și se deschide cu aceeași întârziere;
- În fiecare jumătate a perioadei de tensiune electrică alternativă, o astfel de pauză scade, ceea ce duce la alimentarea sa lină la intrarea unității de lucru;
- După oprirea polizorului, elementul condensator este descărcat de rezistența rezistenței.
Procesele descrise mai sus determină pornirea lină a polizorului unghiular, care elimină șocul inerțial al cutiei de viteze datorită creșterii treptate a vitezei discului.
Timpul necesar ca unealta electrică să atingă viteza de funcționare este determinată numai de capacitatea condensatorului de control. Dacă, de exemplu, elementul condensator are o capacitate de 47 μF, atunci o pornire lină va fi asigurată în 2-3 secunde. Acest timp este suficient pentru a vă asigura că începerea utilizării instrumentului este confortabilă și că instrumentul în sine nu este supus sarcinilor de șoc.
Dacă rezistența are o rezistență de 68 kOhm, atunci timpul de descărcare a condensatorului va fi de aproximativ 3 secunde. După ce a trecut această perioadă de timp, soft starter-ul este complet gata pentru următorul ciclu de pornire a sculei electrice.
Pe o notă. Această schemă poate fi supus unor modificări minore, care vor adăuga funcția de regulator de viteză la soft starter. Pentru a face acest lucru, trebuie să schimbați rezistența obișnuită (R1) într-o versiune variabilă. Prin controlul rezistenței, puteți regla puterea motorului electric prin modificarea numărului de rotații ale acestuia.
Alte elemente ale circuitului sunt destinate pentru următoarele:
- rezistența (R2) este responsabilă pentru controlul cantității de curent electric care curge prin intrarea triacului;
- condensatorul (C1) este una dintre componentele suplimentare ale sistemului de control al plăcii KR1182PM1R, utilizată în versiunea standard a circuitului de comutare.
Sfaturi pentru asamblarea structurii și alegerea materialelor:
- Ușurința instalării și compactitatea viitorului produs pot fi asigurate prin lipirea elementelor de condensare și a rezistențelor direct pe picioarele plăcii de control;
- Un triac trebuie selectat cu un curent electric minim de 25 A și o tensiune electrică de cel mult 400 V. Mărimea curentului electric va depinde complet de puterea nominală a motorului sculei electrice;
- Datorita pornirii usoare a unitatii, curentul nu va depasi valorile nominale stabilite de producator. În unele cazuri, de exemplu, blocarea discului de lucru al unei polizor unghiular, poate fi necesară o alimentare suplimentară cu curent electric; prin urmare, este mai bine să alegeți un triac cu un curent de funcționare egal cu dublul valorii nominale a instrument;
- Puterea unei polizoare unghiulare sau a unui alt tip de unealtă atunci când lucrați cu un soft starter conform schemei KR1182PM1R nu trebuie să depășească 5.000 W. Această condiție se datorează caracteristicilor de funcționare ale plăcii.
Există, de asemenea, alte scheme de pornire ușoară pentru unelte electrice și diverse motoare, care diferă izbitor unele de altele în toate privințele: de la metoda de instalare și aspectul până la metoda de conectare și componente.
Pentru informația dumneavoastră. Schema de mai sus este cea mai simplă și este folosită peste tot, deoarece și-a dovedit eficiența și fiabilitatea.
Dispozitiv de pornire soft pentru scule electrice - economisiți bani la reparații și protecţie deplină componentele principale ale dispozitivului. Toată lumea are de ales: cumpărați un UPP sau faceți-l singur. Dacă aveți anumite cunoștințe de inginerie electrică și lipirea componentelor radio, atunci este recomandat să efectuați auto-asamblare, pentru că este fiabil și simplu. În caz contrar, ar trebui să achiziționați un dispozitiv gata de pornire pentru scule electrice de la orice magazin specializat sau piață de radio.
Video
Motoarele electrice sunt utilizate pe scară largă în toate domeniile activității umane. Cu toate acestea, la pornirea motorului electric, are loc un consum de curent de șapte ori, provocând nu numai o suprasarcină a rețelei de alimentare, ci și încălzirea înfășurărilor statorului, precum și defecțiunea pieselor mecanice. Pentru a elimina acest efect nedorit, radioamatorii recomandă utilizarea demaroarelor soft pentru motorul electric.
Pornire lină a motorului
Statorul unui motor electric este o bobină de inductanță, prin urmare, există componente active și reactive ale rezistenței (R). Valoarea componentei reactive depinde de caracteristicile de frecvență ale sursei de alimentare și în timpul pornirii variază de la 0 la valoarea calculată (în timpul funcționării instrumentului). În plus, curentul numit curent de pornire se modifică.
Curentul de pornire este de 7 ori valoarea nominală. În timpul acestui proces, înfășurările bobinei statorului se încălzesc și, dacă firul care alcătuiește înfășurarea este vechi, atunci este posibil un scurtcircuit interturn (pe măsură ce valoarea lui R scade, curentul atinge valoarea maximă). Supraîncălzirea duce la o reducere a duratei de viață a uneltei. Pentru a preveni această problemă, există mai multe opțiuni pentru utilizarea softstarterelor.
Prin comutarea înfășurărilor, dispozitivul de pornire uşoară a motorului (USP) este format din următoarele componente principale: 2 tipuri de relee (control la timp și control al sarcinii), trei contactori (Figura 1).
Figura 1 - Schema generală a dispozitivului de pornire uşoară pentru motoarele asincrone (pornire uşoară).
Figura 1 prezintă un motor asincron. Înfășurările sale sunt conectate folosind un tip de conexiune în stea. Pornirea se realizează cu contactoarele K1 și K3 închise. După un anumit interval de timp (setat cu ajutorul unui releu de timp), contactorul K3 își deschide contactul (se produce oprirea) și contactul K2 se pornește. Diagrama din figura 1 este aplicabilă și pentru demaroarele soft de diferite tipuri.
Principalul dezavantaj este formarea de curenți de scurtcircuit atunci când 2 întrerupătoare sunt pornite simultan. Această problemă este corectată prin introducerea unui comutator în circuit în locul contactoarelor. Cu toate acestea, înfășurările statorului continuă să se încălzească.
La controlul electronic al frecvenței de pornire a unui motor electric, se utilizează principiul variației de frecvență a tensiunii de alimentare. Elementul principal al acestor convertoare este convertor de frecvență, inclusiv:
- Redresorul este asamblat pe diode semiconductoare puternice (este posibilă o versiune cu tiristor). El transformă tensiunea rețelei în curent continuu pulsatoriu.
- Circuitul intermediar netezește interferențele și ondulațiile.
- Un invertor este necesar pentru a converti semnalul primit la ieșirea circuitului intermediar într-un semnal cu caracteristici de amplitudine și frecvență variabile.
- Circuitul electronic de control generează semnale pentru toate componentele convertorului.
Principiul de funcționare, tipuri și alegere
Când creșteți cuplul rotorului și IP de 7 ori, pentru a prelungi durata de viață, este necesar să utilizați un soft starter, care îndeplinește următoarele cerințe:
- Creștere uniformă și lină a tuturor indicatorilor.
- Controlul frânării electrice și pornirii motorului la anumite intervale de timp.
- Protecție împotriva supratensiunii, pierderea oricărei faze (pentru un motor electric trifazat) și diferite tipuri de interferențe.
- Rezistență crescută la uzură.
Principiul de funcționare al unui soft starter triac: limitarea valorii tensiunii prin modificarea unghiului de deschidere al semiconductorilor triac (triac) atunci când sunt conectate la bobinele statorice ale unui motor electric (Figura 2).
Figura 2 - Schema de pornire uşoară a unui motor electric folosind triacuri.
Datorită utilizării triacurilor, devine posibilă reducerea curenților de pornire de 2 sau mai multe ori, iar prezența unui contactor vă permite să evitați supraîncălzirea triacurilor (în Figura 2: Bypass). Principalele dezavantaje ale demaroarelor soft triac:
- Utilizarea circuitelor simple este posibilă numai cu sarcini ușoare sau pornire în gol. În caz contrar, schema devine mai complicată.
- Supraîncălzirea înfășurărilor și a dispozitivelor semiconductoare are loc în timpul pornirii prelungite.
- Uneori, motorul nu pornește (ducând la o supraîncălzire semnificativă a înfășurărilor).
- Când frâna electrică este aplicată, înfășurările se pot supraîncălzi.
Demaroarele soft cu regulatoare în care nu există feedback (1 sau 3 faze) sunt utilizate pe scară largă. La modelele de acest tip, este necesar să setați ora și tensiunea de pornire a motorului electric imediat înainte de pornire. Dezavantajul dispozitivelor este incapacitatea de a regla cuplul pieselor mecanice în mișcare în funcție de sarcină. Pentru a elimina această problemă, trebuie să utilizați un dispozitiv pentru a reduce Ip, a proteja împotriva diferitelor diferențe de fază (apare în timpul dezechilibrului de fază) și a supraîncărcărilor mecanice.
Modelele mai scumpe de soft starter includ capacitatea de a monitoriza parametrii de funcționare ai motorului electric în modul continuu.
Dispozitivele care conțin motoare electrice sunt echipate cu soft starter bazate pe triac. Ele diferă în circuitul și metoda de reglare a tensiunii de rețea. Cele mai simple circuite sunt circuitele cu reglare monofazată. Ele sunt efectuate pe un triac și vă permit să înmuiați sarcina pe partea mecanică și sunt utilizate pentru motoare electrice cu o putere mai mică de 12 kV. Întreprinderile folosesc reglarea tensiunii trifazate pentru motoarele electrice cu o putere de până la 260 kW. La alegerea tipului de soft starter trebuie să te ghidezi după următorii parametri:
- Puterea dispozitivului.
- Mod de operare.
- Egalitatea Ip-ului motorului și soft starter-ului.
- Numărul de porniri într-un anumit timp.
Pentru a proteja pompele, sunt potrivite soft starterele care protejează împotriva impactului de la componenta hidraulică a conductei (Advanced Control). Demaroarele soft pentru scule sunt selectate în funcție de sarcini și viteze mari. În modelele scumpe, acest tip de protecție sub formă de soft starter este prezent, dar pentru modelele bugetare trebuie să o faci singur. Folosit în laboratoarele chimice pentru a porni fără probleme un ventilator care răcește lichidele.
Motive pentru folosirea râșniței
Datorită caracteristicilor de proiectare, la pornirea unei polizoare unghiulare apar sarcini dinamice mari asupra pieselor sculei. În timpul rotației inițiale a discului, Axa cutiei de viteze este supusă forțelor de inerție:
- O smucitură inerțială vă poate rupe râșnița din mâini. Există o amenințare pentru viață și sănătate, deoarece acest instrument este foarte periculos și necesită respectarea strictă a măsurilor de siguranță.
- La pornire, apare un supracurent (Istart = 7*Inom). Are loc uzura prematură a periilor și supraîncălzirea înfășurărilor.
- Cutia de viteze se uzează.
- Distrugerea discului de tăiere.
Un instrument neacordat devine foarte periculos, deoarece există posibilitatea de a dăuna sănătății și vieții. Prin urmare, este necesar să se asigure. În acest scop, ei asamblează demaroarele soft pentru scule electrice cu propriile mâini.
Creație DIY
Pentru modelele bugetare de polizoare unghiulare și alte unelte, trebuie să vă asamblați propriul soft starter. Acest lucru nu este dificil de făcut, deoarece datorită internetului, puteți găsi un număr mare de scheme. Cel mai simplu și, în același timp, eficient este un circuit de pornire soft universal bazat pe un triac și un microcircuit.
Când porniți o polizor unghiular sau o altă unealtă, se produce deteriorarea înfășurărilor și a cutiei de viteze a sculei din cauza unei porniri bruște. Radioamatorii au găsit o cale de ieșire din această situație și au propus o pornire ușoară simplă pentru o unealtă electrică de do-it-yourself (diagrama 1), asamblată într-un bloc separat (există foarte puțin spațiu în carcasă).
Schema 1 - Schema de pornire ușoară a unei scule electrice.
Soft starter-ul este implementat cu propriile mâini pe baza KR118PM1 (control fază) și o unitate de putere care utilizează triac-uri. Principalul punct culminant al dispozitivului este versatilitatea sa, deoarece poate fi conectat la orice unealtă electrică. Nu numai că este ușor de instalat, dar și nu necesită o configurare preliminară. Practic, conectarea sistemului la instrument nu este complicată și se instalează în ruperea cablului de alimentare.
Caracteristici ale modulului soft starter
Când râșnița este pornită, tensiunea este aplicată la KR118PM1 și are loc o creștere lină a tensiunii la condensatorul de control (C2) pe măsură ce sarcina crește. Tiristoarele situate în microcircuit se deschid treptat cu o anumită întârziere. Triac-ul se deschide cu o pauză egală cu întârzierea tiristoarelor. Pentru fiecare perioadă de tensiune ulterioară, întârzierea scade treptat și instrumentul pornește fără probleme.
Timpul de a câștiga rotații depinde de capacitatea C2 (la 47 de microni, timpul de pornire este de 2 secunde). Această întârziere este optimă, deși poate fi modificată prin creșterea capacității C2. După oprirea polizorului unghiular, condensatorul C2 se descarcă datorită rezistenței R1 (timpul de descărcare este de aproximativ 3 secunde la 68k).
Acest circuit pentru reglarea vitezei motorului electric poate fi îmbunătățit prin înlocuirea R1 cu un rezistor variabil. Când valoarea rezistenței rezistorului variabil se modifică, puterea motorului electric se modifică. Rezistorul R2 îndeplinește funcția de a controla cantitatea de curent care circulă prin intrarea triacului VS1 (este recomandabil să se asigure răcirea printr-un ventilator), care este cel de control. Condensatorii C1 și C3 servesc la protejarea și controlul microcircuitului.
Triac-ul este selectat cu următoarele caracteristici: tensiunea continuă maximă este de până la 400–500 V, iar curentul minim care trece prin tranziții trebuie să fie de cel puțin 25 A. La fabricarea unui soft starter conform acestei scheme, rezerva de putere poate varia de la 2 kW la 5 kW.
Astfel, pentru a crește durata de viață a sculelor și a motoarelor, este necesar să le porniți fără probleme. Este legat de caracteristica de proiectare motoare electrice de tip asincron și comutator. La pornire se produce un consum rapid de curent, ceea ce provoaca uzura pieselor electrice si mecanice. Utilizarea unui soft starter vă permite să vă protejați unealta electrică respectând reglementările de siguranță. Când actualizați un instrument, este posibil să achiziționați modele gata făcute, precum și să asamblați un dispozitiv universal simplu și fiabil, care nu este doar diferit, ci chiar și superior față de unele soft startere din fabrică.
Caracteristic oricărui motor electric în timpul procesului de pornire este un exces multiplu de curent și sarcină mecanică asupra echipamentului antrenat. În același timp, apar și supraîncărcări ale rețelei de alimentare, creând o cădere de tensiune și deteriorarea calității energiei electrice. În multe cazuri, este necesar un soft starter (soft starter).
Nevoia de pornire lină a motoarelor electrice
Înfășurarea statorului este o bobină de inductanță formată din rezistență activă și reactivă. Valoarea acestuia din urmă depinde de frecvența tensiunii de alimentare. La pornirea motorului, reactanța se schimbă de la zero, iar curentul de pornire are o valoare mare, de multe ori mai mare decât cea nominală. Cuplul de rotație este, de asemenea, mare și poate distruge echipamentul antrenat. În timpul modului de frânare, apar și supratensiuni de curent, ceea ce duce la o creștere a temperaturii înfășurărilor statorului. În cazul unei urgențe cauzate de supraîncălzirea motorului, sunt posibile reparații, dar parametrii oțelului transformatorului se modifică și puterea nominală este redusă cu 30%. Prin urmare, este necesară o pornire ușoară.
Pornirea unui motor electric prin comutarea înfășurărilor
Înfășurările statorului pot fi conectate în stea și triunghi. Când toate capetele înfășurărilor motorului sunt scoase, puteți comuta circuitele stea și triunghi din exterior.
Dispozitivul de pornire ușoară pentru un motor electric este asamblat din 3 contactoare, un releu de sarcină și un releu de timp.
Motorul electric pornește în configurație în stea când contactele K1 și K3 sunt închise. După un interval specificat de releul de timp, K3 este oprit și circuitul delta este conectat prin contactorul K2. În același timp, motorul atinge turația maximă. Când accelerează până la viteza nominală, curenții de aprindere nu sunt atât de mari.
Dezavantajul circuitului este că apare un scurtcircuit atunci când două întrerupătoare sunt pornite simultan. Acest lucru poate fi evitat prin utilizarea unui comutator. Pentru a organiza invers, este nevoie de o altă unitate de control. În plus, conform circuitului „triunghi”, motorul electric se încălzește mai mult și lucrează mai mult.
Controlul frecvenței vitezei de rotație
Arborele motorului electric este rotit de câmpul magnetic al statorului. Viteza depinde de frecvența tensiunii de alimentare. Acționarea electrică va funcționa mai eficient dacă tensiunea este schimbată suplimentar.
Dispozitivul de pornire ușoară pentru motoarele asincrone poate include un convertor de frecvență.
Prima etapă a dispozitivului este un redresor, care este alimentat cu tensiune dintr-o rețea trifazată sau monofazată. Este asamblat pe diode sau tiristoare și este proiectat să genereze o tensiune DC pulsatorie.
În circuitul intermediar, ondulațiile sunt netezite.
În invertor, semnalul de ieșire este convertit într-un semnal variabil de o anumită frecvență și amplitudine. Funcționează pe principiul modificării amplitudinii sau lățimii impulsurilor.
Toate cele trei elemente primesc semnale de la circuitul electronic de control.
Principiul de funcționare al soft starter-ului
O creștere a curentului de pornire de 6-8 ori și a cuplului necesită utilizarea unui soft starter pentru a efectua următoarele acțiuni la pornirea sau frânarea motorului:
- creșterea treptată a sarcinii;
- reducerea căderii de tensiune;
- controlul pornirii și frânării la anumite ore;
- reducerea interferențelor;
- protecție împotriva supratensiunii, pierderii de fază etc.;
- creșterea fiabilității acționării electrice.
Softstarterul motorului limitează cantitatea de tensiune furnizată în momentul pornirii. Se reglează prin modificarea unghiului de deschidere al triacurilor conectate la înfășurări.
Curenții de pornire trebuie redusi la o valoare de cel mult 2-4 ori mai mare decât valoarea nominală. Prezența unui contactor de bypass previne supraîncălzirea triac-urilor după ce este conectat după ce motorul s-a rotit. Opțiunile de comutare sunt monofazate, bifazate și trifazate. Fiecare circuit este diferit din punct de vedere funcțional și are un cost diferit. Cea mai avansată este reglarea în trei faze. Este cel mai funcțional.
Dezavantajele demaroarelor soft bazate pe triacuri:
- circuitele simple sunt utilizate numai cu sarcini ușoare sau la pornire în gol;
- pornirea prelungită duce la supraîncălzirea înfășurărilor și a elementelor semiconductoare;
- Cuplul de rotație a arborelui este redus și este posibil ca motorul să nu pornească.
Tipuri de AMR
Cele mai comune regulatoare sunt regulatoarele în buclă deschisă pe două sau trei faze. Pentru a face acest lucru, tensiunea și ora de pornire sunt prestabilite. Dezavantajul este lipsa controlului cuplului pe baza sarcinii motorului. Această problemă este rezolvată de un dispozitiv cu părere odată cu implementarea funcții suplimentare reducerea curentului de pornire, crearea de protecție împotriva dezechilibrului de fază, suprasarcină etc.
Cele mai moderne softstarter-uri au circuite de monitorizare continuă a sarcinii. Sunt potrivite pentru unități cu încărcare mare.
Selectarea soft starter-ului
Majoritatea softstarterelor sunt regulatoare de tensiune bazate pe triac, care diferă în funcție de funcții, circuite de control și algoritmi de schimbare a tensiunii. ÎN modele moderne Demaroarele soft folosesc metode de fază pentru reglarea acționărilor electrice cu orice mod de pornire. Circuitele electrice pot avea module tiristoare pentru diferite numere de faze.
Unul dintre cele mai simple este un dispozitiv de pornire uşoară cu reglare monofazată printr-un triac, care permite doar atenuarea sarcinilor de şoc mecanic ale motoarelor cu o putere de până la 11 kW.
Reglarea în două faze atenuează și șocurile mecanice, dar nu limitează sarcinile curente. Puterea admisă a motorului este de 250 kW. Ambele metode sunt utilizate pe baza preturi rezonabileși caracteristicile mecanismelor specifice.
Demarorul soft multifuncțional trifazat are cel mai bun specificații. Aici este asigurată posibilitatea frânării dinamice și optimizarea funcționării acesteia. Singurele dezavantaje care pot fi remarcate sunt prețurile și dimensiunile mari.
Luați ca exemplu demarorul soft Altistart. Puteți selecta modele pentru pornirea motoarelor asincrone a căror putere ajunge la 400 kW.
Dispozitivul este selectat în funcție de puterea sa nominală și de modul de funcționare (normal sau greu).
Selectarea soft starter-ului
Principalii parametri prin care sunt selectate soft starterele sunt:
- puterea maximă a curentului a demarorului progresiv și a motorului trebuie să fie selectate corect și să se potrivească între ele;
- parametrul pentru numărul de porniri pe oră este setat ca o caracteristică a demarorului soft și nu trebuie depășit la funcționarea motorului;
- tensiunea specificată a dispozitivului nu trebuie să fie mai mică decât tensiunea rețelei.
Soft starter pentru pompe
Dispozitivul de pornire ușoară pentru pompă este conceput în primul rând pentru a reduce șocurile hidraulice în conducte. Demaroarele soft cu control avansat sunt potrivite pentru lucrul cu acţionarea pompelor. Dispozitivele elimină aproape complet ciocanul de berbec atunci când conductele sunt pline, permițându-vă să creșteți durata de viață a echipamentului.
Pornire lină a sculelor electrice
Uneltele electrice se caracterizează prin sarcini dinamice ridicate și viteze mari. Reprezentantul său evident este polizorul unghiular (polizorul unghiular). Forțe inerțiale semnificative acționează asupra discului de lucru la începutul rotației cutiei de viteze. Supraîncărcările mari de curent apar nu numai în timpul pornirii, ci și de fiecare dată când instrumentul este alimentat.
Dispozitivul de pornire uşoară pentru sculele electrice este utilizat numai pentru modele scumpe. O soluție economică este să o instalați singur. Acesta poate fi un bloc gata făcut care se potrivește în corpul sculei. Dar mulți utilizatori colectează schema simpla independent și conectați-l la întreruperea cablului de alimentare.
Când circuitul motorului este închis, se aplică tensiune regulatorului de fază KR1182PM1 și condensatorul C2 începe să se încarce. Din acest motiv, triacul VS1 este pornit cu o întârziere care scade treptat. Curentul motorului crește treptat, iar viteza crește treptat. Motorul accelerează în aproximativ 2 secunde. Puterea furnizată sarcinii ajunge la 2,2 kW.
Aparatul poate fi folosit pentru orice unealtă electrică.
Concluzie
Atunci când alegeți un soft starter, este necesar să analizați cerințele pentru mecanismul și caracteristicile motorului electric. Specificațiile producătorului pot fi găsite în documentația furnizată cu echipamentul. Nu ar trebui să existe greșeli la alegere, deoarece funcționarea dispozitivului va fi perturbată. Este important să luați în considerare intervalul de viteză pentru a selecta cea mai bună combinație de acționare/motor.
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 număr mare diverse dispozitive 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.
Soft starter pentru motoare asincrone tip modernînlocuiește toate metodele anterioare, cum ar fi pornirea folosind metoda „comutare stea-triunghi” sau începerea utilizării unui 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 sunt luate din rețea un numar mare de energie, 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, protecție la scurtcircuit, protecție termică, monitorizarea pierderii de fază, curenții de pornire în exces și modificările 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 este posibil să creați un dispozitiv similar cu propriile mâini, atunci va costa mult mai puțin.
Dispozitiv de pornire soft pentru un motor electric
Voi da una dintre schemele posibile ale unui astfel de dispozitiv. 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.