Hladký rozbeh asynchrónneho elektromotora je nevyhnutný na predĺženie jeho životnosti a minimalizáciu prác súvisiacich s odstraňovaním prípadných porúch.
- Priame spustenie
- Mäkké štartéry
Potreba hladkého štartu
Aby sa zabezpečil potrebný štartovací výkon, musí sa zvýšiť menovitý výkon napájacej siete. Z tohto dôvodu môže zariadenie výrazne zdražieť. Okrem toho je zjavná aj nadmerná spotreba elektriny.
Jednou z nevýhod asynchrónneho elektromotora je vysoký štartovací prúd. Nominálnu hodnotu presahuje 5 - 10 krát. Vysoký nárazový prúd sa môže vyskytnúť aj pri brzdení alebo cúvaní motora. To vedie k zahrievaniu vinutia statora, ako aj príliš veľkým elektrodynamickým silám v častiach statora a rotora.
Ak v dôsledku vznikajúceho pohotovostna situacia motor sa prehrial a zlyhal, vždy sa zvažuje možnosť jeho opravy. Ale po prehriatí sa parametre transformátorovej ocele menia. Opravený elektromotor má menovitý výkon o 30 % nižší ako mal predtým.
Na obmedzenie prúdu sa používajú spúšťacie reaktory, autotransformátory, odpory a softštartéry.
Priame spustenie
V elektrickom obvode s priamym štartom je stroj priamo pripojený k sieťovému napájaciemu napätiu.
Vyššie uvedený diagram znázorňuje charakteristiku zapínacieho prúdu pre priamy štart. Pri tomto zapojení je nárast teploty vo vinutí stroja minimálny.
Pripojenie sa vykonáva pomocou stýkača (štartéra). Obvod používa na ochranu elektromotora relé preťaženia. Táto metóda je však použiteľná, keď neexistujú žiadne aktuálne obmedzenia.
Počas štartovania stroja je obmedzený rozbehový moment, aby sa vyhladil prudký trhnutie, v dôsledku ktorého môžu mechanické časti pohonu a pripojené mechanizmy zlyhať.
Z tohto dôvodu výrobcovia veľkých elektromotorov zakazujú priame štartovanie.
Spojenie hviezda-trojuholník
Jedným z hlavných spôsobov spustenia stroja je obvod hviezda-trojuholník. Takýto štart je možný pre motory, v ktorých sú odstránené všetky začiatky a konce vinutia.
Riadenie štartu podľa tejto schémy pozostáva z troch stýkačov, relé preťaženia a časového relé, ktoré ovláda stykače.
Spočiatku sa prepínanie so sieťou uskutočňuje podľa schémy „hviezda“. Stýkače K1 a K3 sú zatvorené. Potom sa po určitom čase vinutia automaticky prepnú do obvodu trojuholníka. Kontakty K3 sa otvárajú a kontakty K2 sa naopak zatvárajú. Na ovládanie ich spínania slúži časové relé v elektrickom obvode. Nastavuje čas zrýchlenia motora. Súčasne sa výrazne znížia štartovacie prúdy.
Aby ste ušetrili na účtoch za elektrinu, naši čitatelia odporúčajú Electricity Saving Box. Mesačné platby budú o 30 – 50 % nižšie ako pred použitím šetriča. Odstraňuje reaktívnu zložku zo siete, čo vedie k zníženiu zaťaženia a v dôsledku toho aj spotreby prúdu. Elektrické spotrebiče spotrebujú menej elektriny a znížia sa náklady.
Táto metóda je účinná, ale nie vždy sa používa.
Spustite cez autotransformátor
Táto metóda sa používa pri použití autotransformátora v elektrickom obvode, ktorý je zapojený do série so strojom. Slúži na to, aby sa spustenie uskutočnilo pri napätí zníženom o 50 - 80 % menovitého napätia. V dôsledku toho sa zníži rozbehový prúd a rozbehový krútiaci moment. Upraví sa časový interval prepínania z nízkeho na plné napätie.
Je tu však nevýhoda. Počas prevádzky sa stroj prepne na sieťové napätie, čo vedie k prudkému skoku prúdu.
Mäkké štartéry
Za podmienok plynulého rozbehu asynchrónneho stroja pomocou tyristorov v elektrickom obvode pohonnej jednotky sa privádza nesínusový prúd. Zrýchľovanie a brzdenie prebieha v krátkom časovom úseku. Mnoho ľudí zostavuje softštartér vlastnými rukami. To výrazne znižuje jeho cenu.
V tomto obvode sú tyristory zapojené paralelne do obvodu na princípe čítača. Na spoločnú elektródu sa privádza riadiace napätie. Takéto zariadenie sa zvyčajne nazýva triak. V prípade trojfázového systému je prítomný v každom drôte.
Na odstránenie tepla vznikajúceho pri zahrievaní polovodičov sa používajú radiátory. Rastú rozmery, hmotnosť a cena zariadení.
Existuje ďalšia možnosť, ako vyriešiť problém s vykurovaním. K obvodu je pripojený bočný kontakt. Po štarte sa kontakty uzavrú. V tomto prípade sa objaví paralelný obvod, ktorého odpor je menší ako odpor polovodičov. A prúd, ako viete, si vyberá cestu najmenšieho odporu. Zatiaľ čo tento proces prebieha, triaky sa ochladzujú. Príklad takéhoto pripojenia je znázornený na obrázku nižšie.
Typy zariadení s mäkkým štartom
Možno ich rozdeliť do štyroch kategórií.
- Regulácia štartovacieho krútiaceho momentu. Ich princíp fungovania je taký, že riadia jednu fázu. Ale pri riadení mäkkého štartu sa štartovacie prúdy neznížia. Preto je rozsah ich aplikácií obmedzený.
- Regulačné napätie bez signálu spätnej väzby. Fungujú podľa daného programu a patria medzi najčastejšie používané.
- Regulačné napätie so spätnoväzbovým signálom. Ich princípom činnosti je schopnosť meniť napätie a regulovať množstvo prúdu v danom rozsahu.
- Regulačný prúd s prítomnosťou spätnoväzbového signálu. Sú najmodernejšie zo všetkých zariadení tohto typu. Poskytnite najvyššiu presnosť ovládania.
Moderné softštartéry sú vyrobené na mikroprocesoroch. A to výrazne zvyšuje ich funkčnosť v porovnaní s analógovými. Tieto zariadenia sa nazývajú softštartéry. Zvyšujú životnosť servopohonov a samotných elektromotorov.
Pri nich sa elektromotor spúšťa s postupným zvyšovaním napätia. Okrem toho sa reguluje čas zrýchlenia a čas spomalenia. Aby sa zabezpečilo, že znížené počiatočné napätie v elektrickom obvode výrazne nezníži rozbehový moment, nastavuje sa v rozsahu 30 - 60% menovitého.
Plynulá regulácia napätia umožňuje plynulé zrýchlenie motora na menovité otáčky.
Treba poznamenať, že s použitím softštartérov sa počet relé a stykačov v elektrickom obvode znížil. Samotný dizajn softštartérov nie je zložitý. Ľahko sa inštalujú a obsluhujú. Schéma elektrického zapojenia je znázornená na obrázku vpravo.
Existuje však množstvo funkcií, ktoré treba pri ich výbere zohľadniť.
- Prvým je povinné účtovanie prúdu asynchrónneho stroja. Preto musí byť výber softštartéra vykonaný s prihliadnutím na celkový zaťažovací prúd, ktorý nepresahuje maximálny zaťažovací prúd samotného zariadenia;
- Druhým je maximálny počet štartov za hodinu. Spravidla je obmedzený na mäkký štartér. Počet spustení za hodinu samotného stroja by nemal prekročiť tento parameter;
- Tretím je samotné napätie elektrickej siete. Musí zodpovedať hodnote na typovom štítku zariadenia. Nedodržanie môže mať za následok jeho zlyhanie.
Konštrukčné vlastnosti niektorých nástrojov, napríklad uhlovej brúsky, majú za následok vysoký vplyv dynamického zaťaženia na motor zariadenia. Na odstránenie nerovnomerného zaťaženia elektrického spotrebiča a jeho komponentov sa odporúča zakúpiť alebo vyrobiť vlastné zariadenie na mäkký štart (SPD).
všeobecné informácie
V elektrickom náradí, v ktorom je pracovná časť predstavovaná kotúčom, ktorý sa otáča vysokou rýchlosťou, na začiatku ich činnosti pôsobia na os prevodovky zotrvačné sily. Tento vplyv má nasledujúce negatívne aspekty:
- Zotrvačné trhnutie vytvorené v dôsledku zaťaženia nápravy pri prudkom štarte vám môže vytrhnúť jednotku z rúk, najmä ak sa používajú disky s veľkým priemerom a hmotnosťou;
Dôležité! Kvôli takýmto zotrvačným trhnutiam je pri práci s oceľovými a diamantovými kotúčmi potrebné držať nástroj oboma rukami a byť pripravený ho držať, inak sa môžete zraniť, ak sa jednotka pokazí.
- Náhly prívod prevádzkového napätia do motora vytvára veľké prúdové preťaženie, ku ktorému dochádza po dosiahnutí minimálnej rýchlosti agregátu. To vedie k prehriatiu vinutia motora a rýchlemu opotrebovaniu kief. Časté zapínanie a vypínanie nástroja môže viesť ku skratu, pretože existuje vysoká pravdepodobnosť roztavenia izolačnej vrstvy vinutia;
- Prudké zvýšenie otáčok uhlovej brúsky alebo kotúčovej píly v dôsledku vysokého krútiaceho momentu vedie k rýchlemu opotrebovaniu prevodovky. Niekedy sa môže stať, že sa prevodovka zasekne alebo dokonca vylomí zuby;
- Preťaženia, ktoré pracovný disk zažíva pri náhlom štarte, môžu viesť k jeho zničeniu. Prítomnosť ochranného krytu na takomto náradí je povinná.
Dôležité! Pri spustení uhlovej brúsky by mala byť otvorená časť krytu na opačnej strane od osoby, aby bola chránená pred odletujúcimi úlomkami v prípade možného zničenia pracovného kotúča.
Aby sa znížili škodlivé účinky náhlych a dynamických štartov na elektrické náradie, výrobcovia vyrábajú modely so zabudovaným mäkkým štartom a reguláciou otáčok.
Pre informáciu. Takéto zariadenia sú zabudované do jednotiek zo strednej a vysokej cenovej kategórie.
Softštartér a regulátor otáčok chýbajú v mnohých elektrických nástrojoch, ktoré sa nachádzajú vo väčšine domácností. Ak si zakúpite výkonné zariadenie (priemer pracovného kotúča je viac ako 20 cm) bez softštartéra, náhly štart motora povedie k rýchlemu opotrebovaniu mechaniky a elektrických častí a je tiež ťažké držať takýto jednotku vo vašich rukách, keď ju zapínate. Inštalácia softštartéra je jediným východiskom.
Trh s komponentmi pre elektrické náradie ponúka mnoho modelov hotových jednotiek mäkkého štartu a rotačných regulátorov.
Hotový softštartér pre elektrické náradie môže byť namontovaný buď vo vnútri puzdra, ak je voľný priestor, alebo pripojený k napájaciemu káblu. Nemusíte si však kupovať hotový výrobok, ale vyrobte si ho sami, pretože dizajn tohto zariadenia je pomerne jednoduchý.
Vlastná výroba UPP
Na výrobu najobľúbenejšieho softštartéra pre elektrické náradie založeného na doske KR1182PM1R budete potrebovať nasledujúce nástroje a materiály:
- spájkovačka s spájkou;
- mikroobvod fázového riadenia KR1182PM1R;
- rezistory;
- kondenzátory;
- triaky;
- ďalšie pomocné prvky.
V zariadení, ktoré sa získa podľa vyššie uvedeného diagramu, sa riadenie uskutočňuje prostredníctvom dosky KR1182PM1R a triaky fungujú ako výkonová časť.
Výhody tejto zostavy softštartéra sú nasledujúce:
- jednoduchosť výroby;
- nie sú potrebné ďalšie nastavenia po zložení softštartéra;
- softštartér je možné inštalovať do akéhokoľvek typu a modelu elektrického náradia, ktoré je určené pre striedavé napätie 220 V;
- neexistujú žiadne požiadavky na odstránenie samostatného tlačidla napájania - upravená jednotka sa aktivuje štandardným tlačidlom;
- možnosť inštalácie takejto jednotky vo vnútri zariadenia alebo v prerušení napájacieho kábla s vlastným krytom;
- Takéto zariadenia môže vyrobiť každý domáci majster, ktorý má základy spájkovania a čítania mikroobvodov.
Odporúčanie. Najpraktickejšou možnosťou pripojenia softštartéra je pripojenie k zásuvke, ktorá slúži ako zdroj energie pre elektrické náradie. K tomu je potrebné pripojiť na výstup zariadenia zásuvku (zásuvka XS1 na schéme) a na vstup dodať 220 V (zásuvka XP1 na schéme).
Princíp činnosti softštartéra
Princíp činnosti takejto jednotky mäkkého štartu inštalovanej v uhlovej brúske pozostáva z nasledujúcich procesov:
- Po stlačení štartovacieho tlačidla na uhlovej brúske sa do mikroobvodu privedie napätie;
- Na riadiacom kondenzátore (C2) dochádza k procesu plynulého zvyšovania elektrického napätia: keď je tento prvok nabitý, dosahuje prevádzkové hodnoty;
- Tyristory umiestnené na riadiacej doske sa otvárajú s oneskorením, ktoré závisí od času úplného nabitia kondenzátora;
- Triak (VS1) je riadený tyristormi a otvára sa s rovnakým oneskorením;
- V každej polovici periódy striedavého elektrického napätia sa takáto pauza zmenšuje, čo vedie k jeho plynulému napájaniu na vstup pracovnej jednotky;
- Po vypnutí brúsky sa kondenzátorový prvok vybije odporom odporu.
Práve vyššie popísané procesy rozhodujú o plynulom rozbehu uhlovej brúsky, ktorá eliminuje zotrvačný ráz na prevodovku v dôsledku postupného zvyšovania otáčok kotúča.
Čas potrebný na dosiahnutie pracovných otáčok elektrického náradia je určený iba kapacitou riadiaceho kondenzátora. Ak má napríklad kondenzátorový prvok kapacitu 47 μF, potom bude zabezpečený hladký štart za 2-3 sekundy. Tento čas stačí na to, aby bol začiatok používania náradia pohodlný a samotný nástroj nebol vystavený rázovému zaťaženiu.
Ak má odpor odpor 68 kOhm, potom bude čas vybitia kondenzátora približne 3 sekundy. Po uplynutí tejto doby je softštartér úplne pripravený na ďalší cyklus spustenia elektrického náradia.
Na poznámku. Táto schéma môže prejsť drobnými úpravami, ktoré pridajú softštartéru o funkciu regulátora otáčok. Aby ste to dosiahli, musíte zmeniť bežný odpor (R1) na variabilnú verziu. Ovládaním odporu môžete regulovať výkon elektromotora zmenou počtu jeho otáčok.
Ostatné prvky obvodu sú určené na:
- odpor (R2) je zodpovedný za riadenie množstva elektrického prúdu, ktorý preteká cez vstup triaku;
- kondenzátor (C1) je jedným z doplnkových komponentov riadiaceho systému dosky KR1182PM1R, používaného v štandardnej verzii spínacieho obvodu.
Tipy na zostavenie konštrukcie a výber materiálov:
- Jednoduchosť inštalácie a kompaktnosť budúceho produktu môže byť zabezpečená spájkovaním kondenzačných prvkov a odporov priamo na nohy riadiacej dosky;
- Triak musí byť zvolený s minimálnym elektrickým prúdom 25 A a elektrickým napätím nie vyšším ako 400 V. Veľkosť elektrického prúdu bude úplne závisieť od menovitého výkonu motora elektrického náradia;
- Vďaka mäkkému štartu jednotky prúd neprekročí nominálne hodnoty nastavené výrobcom. V niektorých prípadoch, napríklad pri zaseknutí pracovného kotúča uhlovej brúsky, môže byť potrebné dodatočné napájanie elektrickým prúdom, preto je lepšie zvoliť triak s prevádzkovým prúdom, ktorý sa rovná dvojnásobku menovitej hodnoty nástroj;
- Výkon uhlovej brúsky alebo iného typu náradia pri práci so softštartérom podľa schémy KR1182PM1R by nemal presiahnuť 5 000 W. Tento stav je spôsobený prevádzkovými vlastnosťami dosky.
Existujú aj iné schémy mäkkého štartu pre elektrické náradie a rôzne motory, ktoré sa od seba výrazne líšia vo všetkých ohľadoch: od spôsobu inštalácie a vzhľadu až po spôsob pripojenia a komponenty.
Pre tvoju informáciu. Vyššie uvedená schéma je najjednoduchšia a používa sa všade, pretože preukázala svoju účinnosť a spoľahlivosť.
Zariadenie na mäkký štart pre elektrické náradie - úspora peňazí na opravy a plná ochrana hlavné komponenty zariadenia. Každý má na výber: kúpiť si UPP alebo si ho vyrobiť sám. Ak máte nejaké znalosti o elektrotechnike a spájkovaní rádiových komponentov, potom sa odporúča vykonať svojpomocná montáž, pretože je spoľahlivý a jednoduchý. V opačnom prípade by ste si mali kúpiť hotové zariadenie s mäkkým štartom pre elektrické náradie v akomkoľvek špecializovanom obchode alebo na rádiovom trhu.
Video
Elektromotory sú široko používané vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti. Pri štartovaní elektromotora však dochádza k sedemnásobnému odberu prúdu, čo spôsobuje nielen preťaženie napájacej siete, ale aj zahrievanie vinutia statora, ako aj poruchu mechanických častí. Aby sa eliminoval tento nežiaduci účinok, rádioamatéri odporúčajú používať softštartéry pre elektromotor.
Hladký štart motora
Stator elektromotora je indukčná cievka, preto existujú aktívne a reaktívne zložky odporu (R). Hodnota jalovej zložky závisí od frekvenčných charakteristík napájacieho zdroja a pri spúšťaní sa pohybuje od 0 do vypočítanej hodnoty (počas prevádzky náradia). Okrem toho sa mení prúd nazývaný štartovací prúd.
Štartovací prúd je 7-násobok menovitej hodnoty. Počas tohto procesu sa vinutia statorovej cievky zahrievajú a ak je vodič, ktorý tvorí vinutie starý, je možný prerušený skrat (keď sa hodnota R znižuje, prúd dosiahne svoju maximálnu hodnotu). Prehriatie vedie k zníženiu životnosti nástroja. Aby ste predišli tomuto problému, existuje niekoľko možností použitia softštartérov.
Prepínaním vinutí sa zariadenie na mäkký štart motora (USP) skladá z nasledujúcich hlavných komponentov: 2 typy relé (zapnutie a riadenie záťaže), tri stýkače (obrázok 1).
Obrázok 1 - Všeobecná schéma zariadenia mäkkého štartu pre asynchrónne motory (mäkký štart).
Obrázok 1 zobrazuje asynchrónny motor. Jeho vinutia sú pripojené pomocou hviezdicového typu pripojenia. Štartovanie sa vykonáva so zatvorenými stýkačmi K1 a K3. Po určitom časovom intervale (nastavenom pomocou časového relé) stýkač K3 rozopne kontakt (nastane vypnutie) a zopne kontakt K2. Schéma na obrázku 1 platí aj pre motorové softštartéry rôznych typov.
Hlavnou nevýhodou je vznik skratových prúdov pri súčasnom zapnutí 2 ističov. Tento problém je opravený zavedením spínača do obvodu namiesto stýkačov. Vinutia statora sa však naďalej zahrievajú.
Pri elektronickom riadení štartovacej frekvencie elektromotora sa využíva princíp frekvenčnej variácie napájacieho napätia. Hlavným prvkom týchto prevodníkov je frekvenčný menič vrátane:
- Usmerňovač je namontovaný na výkonných polovodičových diódach (je možná aj tyristorová verzia). Premieňa sieťové napätie na pulzujúci jednosmerný prúd.
- Medziobvod vyhladzuje rušenie a zvlnenie.
- Na konverziu signálu prijatého na výstupe medziobvodu je potrebný invertor na signál s premenlivou amplitúdou a frekvenčnou charakteristikou.
- Elektronický riadiaci obvod generuje signály pre všetky komponenty meniča.
Princíp činnosti, typy a výber
Pri 7-násobnom zvýšení krútiaceho momentu rotora a IP je na predĺženie životnosti potrebné použiť softštartér, ktorý spĺňa nasledujúce požiadavky:
- Rovnomerné a hladké zvýšenie všetkých ukazovateľov.
- Ovládanie elektrického brzdenia a štartovania motora v určitých časových intervaloch.
- Ochrana proti prepätiu, strate akejkoľvek fázy (pre 3-fázový elektromotor) a rôznym druhom rušenia.
- Zvýšená odolnosť proti opotrebovaniu.
Princíp činnosti triakového softštartéra: obmedzenie hodnoty napätia zmenou uhla otvorenia triakových polovodičov (triakov) pri pripojení k cievkam statora elektromotora (obrázok 2).
Obrázok 2 - Schéma mäkkého štartu elektromotora pomocou triakov.
Vďaka použitiu triakov je možné znížiť zapínacie prúdy 2 alebo viackrát a prítomnosť stýkača vám umožňuje vyhnúť sa prehriatiu triakov (na obrázku 2: Bypass). Hlavné nevýhody triakových softštartérov:
- Použitie jednoduchých obvodov je možné len pri malom zaťažení alebo pri voľnobehu. V opačnom prípade sa schéma stáva zložitejšou.
- Pri dlhšom štarte dochádza k prehrievaniu vinutí a polovodičových zariadení.
- Motor sa niekedy nespustí (čo vedie k výraznému prehriatiu vinutia).
- Pri použití elektrickej brzdy sa vinutia môžu prehriať.
Softstartéry s regulátormi, v ktorých nie je spätná väzba (1 alebo 3 fázy), sú široko používané. Pri modeloch tohto typu je potrebné bezprostredne pred spustením nastaviť čas spustenia elektromotora a napätie. Nevýhodou zariadení je nemožnosť regulácie krútiaceho momentu pohyblivých mechanických častí podľa zaťaženia. Ak chcete odstrániť tento problém, musíte použiť zariadenie na zníženie Ip, ochranu pred rôznymi fázovými rozdielmi (vyskytuje sa pri fázovej nerovnováhe) a mechanickým preťažením.
Drahšie modely softštartéra obsahujú možnosť monitorovať prevádzkové parametre elektromotora v nepretržitom režime.
Zariadenia obsahujúce elektromotory sú vybavené softštartérmi na báze triakov. Líšia sa obvodom a spôsobom regulácie sieťového napätia. Najjednoduchšie obvody sú obvody s jednofázovou reguláciou. Vykonávajú sa na jednom triaku a umožňujú zmierniť zaťaženie mechanickej časti a používajú sa pre elektromotory s výkonom menším ako 12 kV. Podniky využívajú 3-fázovú reguláciu napätia pre elektromotory s výkonom do 260 kW. Pri výbere typu softštartéra musíte sa riadiť nasledujúcimi parametrami:
- Napájanie zariadenia.
- Prevádzkový režim.
- Rovnosť Ip motora a softštartéra.
- Počet spustení za určitý čas.
Na ochranu čerpadiel sú vhodné softštartéry, ktoré chránia pred nárazmi od hydraulického komponentu potrubia (Advanced Control). Softštartéry pre nástroje sa vyberajú na základe zaťaženia a vysokých otáčok. V drahých modeloch je tento typ ochrany vo forme softštartéra prítomný, ale pre rozpočtové modely si ho musíte vyrobiť sami. Používa sa v chemických laboratóriách na plynulé spustenie ventilátora, ktorý ochladzuje kvapaliny.
Dôvody použitia mlynčeka
Vďaka konštrukčným vlastnostiam dochádza pri štartovaní uhlovej brúsky k vysokým dynamickým zaťaženiam častí nástroja. Počas počiatočnej rotácie disku, Os prevodovky je vystavená zotrvačným silám:
- Zotrvačné trhnutie vám môže vytrhnúť mlynček z rúk. Existuje ohrozenie života a zdravia, pretože tento nástroj je veľmi nebezpečný a vyžaduje prísne dodržiavanie bezpečnostných opatrení.
- Pri štartovaní vzniká nadprúd (Istart = 7*Inom). Dochádza k predčasnému opotrebovaniu kief a prehriatiu vinutia.
- Prevodovka je opotrebovaná.
- Zničenie rezného kotúča.
Nenaladený nástroj sa stáva veľmi nebezpečným, pretože existuje možnosť spôsobiť poškodenie zdravia a života. Preto je potrebné ho zabezpečiť. Na tento účel montujú softštartéry pre elektrické náradie vlastnými rukami.
DIY tvorba
Pre lacné modely uhlových brúsok a iných nástrojov si musíte zostaviť vlastný softštartér. Nie je to ťažké, pretože vďaka internetu nájdete obrovské množstvo schém. Najjednoduchší a zároveň efektívny je univerzálny obvod softštartéra na báze triaku a mikroobvodu.
Keď zapnete uhlovú brúsku alebo iný nástroj, dôjde k poškodeniu vinutia a prevodovky nástroja v dôsledku náhleho štartu. Rádioamatéri našli cestu z tejto situácie a navrhli jednoduchý mäkký štart pre elektrické náradie pre domácich majstrov (schéma 1), zostavené v samostatnom bloku (v puzdre je veľmi málo miesta).
Schéma 1 - Schéma pre pozvoľný štart elektrického náradia.
Softštartér je implementovaný vlastnými rukami na základe KR118PM1 (fázové riadenie) a pohonnej jednotky pomocou triakov. Hlavnou prednosťou zariadenia je jeho všestrannosť, pretože ho možno pripojiť k akémukoľvek elektrickému náradiu. Je to nielen jednoduché na inštaláciu, ale tiež nevyžaduje predbežnú konfiguráciu. Pripojenie systému k prístroju v podstate nie je zložité a inštaluje sa do prerušenia napájacieho kábla.
Vlastnosti modulu softštartéra
Keď je brúska zapnutá, na KR118PM1 sa privedie napätie a na riadiacom kondenzátore (C2) nastane plynulé zvýšenie napätia, keď sa zvýši náboj. Tyristory umiestnené v mikroobvode sa otvárajú postupne s určitým oneskorením. Triak sa otvára s prestávkou rovnajúcou sa oneskoreniu tyristorov. Pre každú nasledujúcu periódu napätia sa oneskorenie postupne znižuje a nástroj sa hladko spustí.
Čas na získanie otáčok závisí od kapacity C2 (pri 47 mikrónoch je čas spustenia 2 sekundy). Toto oneskorenie je optimálne, aj keď sa dá zmeniť zvýšením kapacity C2. Po vypnutí uhlovej brúsky sa kondenzátor C2 vybije vďaka odporu R1 (doba vybitia je cca 3 sekundy pri 68k).
Tento obvod na nastavenie rýchlosti elektromotora môže byť vylepšený nahradením R1 premenlivým odporom. Keď sa zmení hodnota odporu premenlivého odporu, zmení sa výkon elektromotora. Rezistor R2 plní funkciu riadenia množstva prúdu, ktorý preteká cez vstup triaku VS1 (vhodné je zabezpečiť chladenie ventilátorom), ktorý je riadiaci. Kondenzátory C1 a C3 slúžia na ochranu a riadenie mikroobvodu.
Triak sa vyberá s nasledujúcimi charakteristikami: maximálne jednosmerné napätie je do 400–500 V a minimálny prúd prechádzajúci prechodmi musí byť najmenej 25 A. Pri výrobe softštartéra podľa tejto schémy môže byť výkonová rezerva v rozsahu od 2 kW do 5 kW.
Pre zvýšenie životnosti náradia a motorov je teda potrebné ich plynulé štartovanie. Je to spojené s dizajnový prvok elektromotory asynchrónneho a komutátorového typu. Pri štartovaní dochádza k rýchlemu odberu prúdu, čo spôsobuje opotrebovanie elektrických a mechanických častí. Používanie softštartéra vám umožní chrániť vaše elektrické náradie dodržiavaním bezpečnostných predpisov. Pri modernizácii nástroja je možné zakúpiť hotové modely, ako aj zostaviť jednoduché a spoľahlivé univerzálne zariadenie, ktoré je nielen odlišné, ale dokonca lepšie ako niektoré továrenské softštartéry.
Charakteristickým znakom každého elektromotora počas procesu spúšťania je viacnásobné prekročenie prúdu a mechanické zaťaženie poháňaného zariadenia. Zároveň dochádza aj k preťaženiu napájacej siete, čím vzniká pokles napätia a zhoršuje sa kvalita elektriny. V mnohých prípadoch je potrebný softštartér (softštartér).
Potreba plynulého rozbehu elektromotorov
Vinutie statora je indukčná cievka pozostávajúca z aktívneho odporu a reaktívneho. Hodnota druhého závisí od frekvencie dodávaného napätia. Keď motor naštartuje, reaktancia sa zmení z nuly a štartovací prúd má veľkú hodnotu, mnohonásobne väčšiu ako menovitý. Krútiaci moment otáčania je tiež vysoký a môže zničiť poháňané zariadenie. Počas brzdného režimu sa tiež objavujú prúdové rázy, čo vedie k zvýšeniu teploty vinutia statora. V prípade havarijnej situácie spôsobenej prehriatím motora sú možné opravy, ale menia sa parametre transformátorovej ocele a menovitý výkon sa znižuje o 30 %. Preto je potrebný mäkký štart.
Štartovanie elektromotora prepínaním vinutí
Vinutia statora môžu byť zapojené do hviezdy a trojuholníka. Keď sú všetky konce vinutia motora vyvedené, môžete zvonku prepínať obvody hviezda a trojuholník.
Zariadenie mäkkého štartu pre elektromotor je zostavené z 3 stýkačov, záťažového relé a časového relé.
Elektromotor sa spustí do hviezdy, keď sú kontakty K1 a K3 zatvorené. Po uplynutí intervalu určeného časovým relé sa K3 vypne a stýkač K2 sa pripojí k obvodu trojuholníka. Súčasne motor dosiahne plné otáčky. Keď sa zrýchli na menovité otáčky, štartovacie prúdy nie sú také veľké.
Nevýhodou obvodu je, že skrat vzniká pri súčasnom zapnutí dvoch ističov. Tomu sa dá vyhnúť použitím prepínača. Na organizáciu spätného chodu je potrebná ďalšia riadiaca jednotka. Okrem toho sa podľa obvodu "trojuholníka" elektromotor viac zahrieva a pracuje tvrdšie.
Frekvenčné riadenie rýchlosti otáčania
Hriadeľ elektromotora sa otáča magnetickým poľom statora. Rýchlosť závisí od frekvencie napájacieho napätia. Elektrický pohon bude pracovať efektívnejšie, ak sa dodatočne zmení napätie.
Zariadenie na mäkký štart pre asynchrónne motory môže obsahovať frekvenčný menič.
Prvým stupňom zariadenia je usmerňovač, ktorý je napájaný napätím z trojfázovej alebo jednofázovej siete. Je zostavený na diódach alebo tyristoroch a je určený na generovanie pulzujúceho jednosmerného napätia.
V medziobvode sú vlnky vyhladené.
V meniči sa výstupný signál premieňa na premenlivý signál danej frekvencie a amplitúdy. Funguje na princípe zmeny amplitúdy alebo šírky impulzov.
Všetky tri prvky prijímajú signály z elektronického riadiaceho obvodu.
Princíp činnosti softštartéra
Zvýšenie štartovacieho prúdu o 6-8 krát a krútiaceho momentu vyžaduje použitie softštartéra na vykonanie nasledujúcich činností pri štartovaní alebo brzdení motora:
- postupné zvyšovanie zaťaženia;
- zníženie poklesu napätia;
- ovládanie štartovania a brzdenia v určitých časoch;
- zníženie rušenia;
- ochrana proti prepätiu, strate fázy atď.;
- zvýšenie spoľahlivosti elektrického pohonu.
Softštartér motora obmedzuje množstvo dodávaného napätia v momente spustenia. Nastavuje sa zmenou uhla otvorenia triakov pripojených k vinutiu.
Štartovacie prúdy musia byť znížené na hodnotu nie viac ako 2-4 krát vyššiu, ako je nominálna hodnota. Prítomnosť bypassového stýkača zabraňuje prehriatiu triakov po ich zapojení po roztočení motora. Možnosti spínania sú jedno-, dvoj- a trojfázové. Každý okruh je funkčne odlišný a má inú cenu. Najpokročilejšia je trojfázová regulácia. Je najfunkčnejší.
Nevýhody softštartérov založených na triakoch:
- jednoduché obvody sa používajú iba s ľahkým zaťažením alebo pri voľnobehu;
- dlhodobé spustenie vedie k prehriatiu vinutia a polovodičových prvkov;
- Krútiaci moment otáčania hriadeľa sa zníži a motor sa nemusí spustiť.
Typy AMR
Najbežnejšie regulátory sú regulátory s otvorenou slučkou na dvoch alebo troch fázach. Na tento účel je vopred nastavené napätie a čas spustenia. Nevýhodou je chýbajúca regulácia krútiaceho momentu na základe zaťaženia motora. Tento problém rieši zariadenie s spätná väzba spolu s implementáciou doplnkové funkcie zníženie štartovacieho prúdu, vytvorenie ochrany proti fázovej nerovnováhe, preťaženiu atď.
Najmodernejšie softštartéry majú obvody na nepretržité monitorovanie záťaže. Sú vhodné pre silne zaťažené pohony.
Výber softštartéra
Väčšina softštartérov sú regulátory napätia založené na triakoch, ktoré sa líšia funkciami, riadiacimi obvodmi a algoritmami zmeny napätia. IN moderné modely Softštartéry používajú fázové metódy na reguláciu elektrických pohonov s akýmikoľvek režimami štartovania. Elektrické obvody môžu mať tyristorové moduly pre rôzne počty fáz.
Jedným z najjednoduchších je zariadenie s jemným štartom s jednofázovou reguláciou cez jeden triak, ktoré umožňuje iba zmäkčenie mechanického rázového zaťaženia motorov s výkonom do 11 kW.
Dvojfázová regulácia tiež zmierňuje mechanické rázy, ale neobmedzuje prúdové zaťaženie. Prípustný výkon motora je 250 kW. Obe metódy sa používajú na základe Rozumné ceny a vlastnosti špecifických mechanizmov.
Multifunkčný trojfázový softštartér má to najlepšie technické údaje. Tu je zabezpečená možnosť dynamického brzdenia a optimalizácie jeho činnosti. Jediné nevýhody, ktoré možno zaznamenať, sú vysoké ceny a rozmery.
Ako príklad si vezmite softštartér Altistart. Môžete si vybrať modely na spustenie asynchrónnych motorov, ktorých výkon dosahuje 400 kW.
Zariadenie sa vyberá podľa menovitého výkonu a prevádzkového režimu (normálny alebo ťažký).
Výber softštartéra
Hlavné parametre, podľa ktorých sa vyberajú softštartéry, sú:
- maximálna prúdová sila softštartéra a motora musí byť správne zvolená a musí sa navzájom zhodovať;
- parameter pre počet štartov za hodinu je nastavený ako charakteristika softštartéra a pri prevádzke motora by sa nemal prekročiť;
- špecifikované napätie zariadenia by nemalo byť menšie ako napätie siete.
Softštartér pre čerpadlá
Zariadenie mäkkého štartu pre čerpadlo je určené predovšetkým na zníženie hydraulických rázov v potrubiach. Softštartéry Advanced Control sú vhodné pre prácu s pohonmi čerpadiel. Zariadenia takmer úplne eliminujú vodné rázy, keď sú potrubia plné, čo vám umožňuje predĺžiť životnosť zariadenia.
Hladký štart elektrického náradia
Elektrické náradie sa vyznačuje vysokým dynamickým zaťažením a vysokými otáčkami. Jej zjavným predstaviteľom je uhlová brúska (uhlová brúska). Na pracovný disk pôsobia na začiatku otáčania prevodovky značné zotrvačné sily. K veľkým prúdovým preťaženiam dochádza nielen pri spúšťaní, ale aj pri každom podávaní nástroja.
Zariadenie mäkkého štartu pre elektrické náradie sa používa iba na drahé modely. Ekonomickým riešením je nainštalovať si ho svojpomocne. Môže to byť hotový blok, ktorý sa zmestí do tela nástroja. Ale veľa používateľov zbiera jednoduchý diagram samostatne a pripojte ho k prerušeniu napájacieho kábla.
Keď je obvod motora uzavretý, na fázový regulátor KR1182PM1 sa privedie napätie a kondenzátor C2 sa začne nabíjať. Vďaka tomu sa triak VS1 zapína s oneskorením, ktoré sa postupne znižuje. Prúd motora sa postupne zvyšuje a rýchlosť sa postupne zvyšuje. Motor zrýchli približne za 2 sekundy. Výkon dodávaný do záťaže dosahuje 2,2 kW.
Zariadenie je možné použiť pre akékoľvek elektrické náradie.
Záver
Pri výbere softštartéra je potrebné analyzovať požiadavky na mechanizmus a vlastnosti elektromotora. Špecifikácie výrobcu nájdete v dokumentácii dodanej so zariadením. Pri výbere by nemali byť žiadne chyby, pretože to naruší fungovanie zariadenia. Pri výbere najlepšej kombinácie pohon/motor je dôležité zvážiť rozsah otáčok.
Od poslednej doby sa použitie asynchrónneho motora veľmi rozšírilo kvôli jeho jednoduchosti, spoľahlivosti a nízkej cene. To sa stalo dôvodom jeho širokého využitia v priemysle. S cieľom zlepšiť jeho vlastnosti a predĺžiť životnosť existuje veľké číslo rôzne zariadenia schopné nastavovať, štartovať alebo chrániť motor. O jednom z nich budem hovoriť v tomto článku.
Toto zariadenie je zariadenie na mäkký štart elektromotora (skrátene softstartér), inak nazývané softstartér, napriek tomu, že tento názov možno použiť pre akékoľvek zariadenie schopné mäkkého štartovania motora.
Softštartér pre asynchrónne motory moderný typ nahrádza všetky predchádzajúce metódy, ako je spustenie pomocou metódy „prepínanie hviezda-trojuholník“ alebo spustenie pomocou reostatu. Je potrebné mať na pamäti, že táto metóda nie je lacná, preto jej použitie musí byť odôvodnené. Je samozrejmé, že náklady na zariadenie do značnej miery závisia od požadovaného výkonu, počiatočnej funkčnosti a ochranných vlastností a pohybujú sa od 2 do 10 000 rubľov a niekedy aj viac.
Princíp fungovania
Keď sa motor rozbehne, objaví sa značný rozbehový moment (kvôli potrebe prekonať záťažový moment na hriadeli).
Na vytvorenie tohto momentu sa motory odoberajú zo siete veľké množstvo energie, čo je jeden zo štartovacích problémov – pokles napätia.
Tento faktor môže mať negatívny vplyv na iných spotrebiteľov energie v tej istej sieti. Ďalším nepríjemným faktorom je možnosť poškodenia mechanických častí pohonu prudkým trhnutím pri rozbehu.
Ďalším problémom pri spúšťaní sú značné štartovacie prúdy. Takéto prúdy, keď prechádzajú vinutím motora, generujú veľké množstvo tepla, čím vzniká riziko poškodenia izolácie vinutia a poruchy motora v dôsledku skratu.
Aby sme sa zbavili všetkých takýchto prejavov negatívnej povahy počas štartovania motora, používa sa mäkký štartér, ktorý umožňuje znížiť štartovacie prúdy, čo vedie k výraznému zníženiu poklesu napätia a v dôsledku toho k zahrievaniu vinutia.
Znížením rozbehových prúdov znižujeme rozbehový moment, čo má za následok zmiernenie rázov pri rozbehu a v dôsledku toho zachovanie mechanických častí pohonu. Veľmi významnou výhodou softštartéra je, že pri štartovaní nedochádza k trhaniu a zrýchlenie je plynulé.
Autor: vzhľad takéto zariadenie je pravouhlý modul so strednými rozmermi, ktorý má kontakty, ku ktorým sú pripojené motorové a riadiace obvody. Niektoré z týchto zariadení majú LCD obrazovku, indikátory a tlačidlá, ktoré vám umožňujú nastaviť rôzne režimy spustenia, odčítať údaje, obmedziť prúd atď. Zariadenia sú navyše vybavené sieťovým konektorom, ktorý slúži na programovanie a výmenu dát.
Aj keď sa tieto zariadenia nazývajú zariadenia s mäkkým štartom pre elektromotor, umožňujú nielen spustenie, ale aj zastavenie motora. Okrem toho majú všetky druhy ochranných funkcií, ako je napríklad ochrana proti skratu, tepelná ochrana, monitorovanie straty fázy, nadmerné rozbehové prúdy a zmeny napájacieho napätia. Zariadenia majú navyše pamäť, do ktorej sa zaznamenávajú vzniknuté chyby. Preto ich možno pomocou sieťového konektora prečítať a dešifrovať.
Implementácia plynulého štartu motorov pomocou týchto zariadení nastáva pomalým nárastom napätia (zatiaľ čo motor plynulo zrýchľuje) a poklesom štartovacích prúdov. Parametre, ktoré podliehajú úprave, sú spravidla primárne napätie, čas zrýchlenia a čas zastavenia. Príliš malé primárne napätie nie je prospešné, pretože súčasne sa výrazne zníži rozbehový moment, z tohto dôvodu je nastavený v rozmedzí 0,3-0,6 menovitej hodnoty.
Pri štarte napätie rýchlo stúpne na prednastavené štartovacie napätie, po ktorom sa počas nastaveného času zrýchlenia pomaly zvyšuje na nominálnu hodnotu. V tomto čase motor plynulo, ale rýchlo zrýchľuje na požadovanú rýchlosť.
Teraz takéto zariadenia vyrábajú mnohé podniky (väčšinou zahraničné). Majú veľa funkcií a dajú sa naprogramovať. S tým všetkým však majú jednu veľkú nevýhodu - pomerne vysoké náklady. Ale je možné vytvoriť podobné zariadenie vlastnými rukami, potom to bude stáť oveľa menej.
Urob si svojpomocne zariadenie na mäkký štart pre elektromotor
Uvediem jednu z možných schém takéhoto zariadenia. Základom pre konštrukciu takéhoto zariadenia môže byť fázový regulátor výkonu vyrobený vo forme mikroobvodu KR1182PM1. V tomto obvode sú tri z nich (jeden pre každú fázu). Schéma je znázornená na obrázku nižšie.
Tento obvod je navrhnutý na prácu s motorom 380V*50Hz. Vinutia motora sú zapojené do „hviezdy“ a pripojené k výstupným obvodom obvodu (sú označené L11, L2, L3). Spoločný bod vinutia motora je pripojený k nulovej svorke siete (N). Výstupné obvody sú vyrobené na pároch back-to-back importovaných tyristorov, ktoré majú pomerne vysoký výkon za nízku cenu.
Napájanie prichádza do obvodu po zopnutí hlavného vypínača g1. Ale motor ešte nenaštartuje. Dôvodom sú odpojené vinutia relé k1-k3, v dôsledku čoho sú kolíky 3 a 6 mikroobvodov posunuté ich normálne uzavretými kontaktmi (cez odpory r1-r3). V dôsledku toho sa kondenzátory c1-c3 nenabíjajú a mikroobvody negenerujú riadiace impulzy.
Obvod sa spustí zopnutím prepínača sa1. To vedie k dodávke 12 voltov do vinutí relé, čo zase umožňuje nabíjať kondenzátory a v dôsledku toho zväčšiť uhol otvorenia tyristorov. Tým sa dosiahne plynulý nárast napätia vinutia motora. Keď sú kondenzátory plne nabité, tyristory sa otvoria do najväčšieho uhla, než sa dosiahnu menovité otáčky motora.
Na vypnutie motora stačí rozopnúť kontakty sa1, čím sa relé vypnú a proces pôjde opačným smerom, čím sa zabezpečí brzdenie motorom.
Píšte komentáre, doplnky k článku, možno mi niečo uniklo. Pozrite sa, budem rád, ak sa vám na mojej stránke ešte niečo hodí. Všetko najlepšie.