Mäkký rozbeh asynchrónneho elektromotora je nevyhnutný na predĺženie jeho životnosti a minimalizáciu prác spojených s elimináciou prípadných porúch.
- priame spustenie
- Mäkké štartéry
Potreba jemného štartu
Aby sa zabezpečil potrebný štartovací výkon, je potrebné zvýšiť menovitý výkon napájacej siete. Z tohto dôvodu môže cena zariadenia výrazne vzrásť. Okrem toho je zrejmé aj nadmerné míňanie elektriny.
Jednou z nevýhod asynchrónneho motora je veľký rozbehový prúd. Nominálnu hodnotu presahuje 5 - 10 krát. Veľké prúdové rázy sa môžu vyskytnúť aj pri brzdení alebo reverzácii motora. To vedie k zahrievaniu vinutia statora, ako aj k príliš veľkým elektrodynamickým silám v častiach statora a rotora.
Ak sa v dôsledku havarijného stavu motor prehreje a zlyhá, vždy sa zvažuje možnosť jeho opravy. Ale po prehriatí sa parametre transformátorovej ocele menia. Renovovaný elektromotor má menovitý výkon o 30 % nižší ako predtým.
Na obmedzenie prúdu sa používajú spúšťacie reaktory, autotransformátory, odpory a softštartéry pre motory - softštartéry.
priame spustenie
V schéme zapojenia priameho štartu 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 motora relé preťaženia. Táto metóda je však použiteľná, keď neexistujú žiadne limity prúdu.
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 elektrický 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 schémy "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. V tomto prípade sú štartovacie prúdy výrazne znížené.
Aby ste ušetrili na účtoch za elektrinu, naši čitatelia odporúčajú Electricity Saving Box. Mesačné platby budú o 30 – 50 % nižšie ako pred použitím šetriča. Odoberá reaktívnu zložku zo siete, v dôsledku čoho sa znižuje zaťaženie a v dôsledku toho aj spotreba prúdu. Elektrické spotrebiče spotrebujú menej elektriny, čím sa znížia náklady na jej platbu.
Táto metóda je účinná, ale nie vždy sa používa.
Spustite cez autotransformátor
Táto metóda sa aplikuje pomocou autotransformátora v elektrickom obvode, ktorý je zapojený do série so strojom. Slúži na to, aby sa spustenie uskutočnilo pri zníženom o 50 - 80% menovitého napätia. V dôsledku toho sa zníži rozbehový prúd a rozbehový krútiaci moment. Časový interval prepnutia z podpätia na plné napätie je opravený.
Je tu však aj nevýhoda. Počas prevádzky sa stroj prepne na sieťové napätie, čo vedie k prudkému nárastu prúdu.
Mäkké štartéry
Za podmienok plynulého rozbehu asynchrónneho stroja pomocou tyristorov v elektrickom obvode pohonnej jednotky sa privádza nesínusový prúd. K zrýchleniu a spomaleniu dochádza v krátkom časovom úseku. Mnoho ľudí zostavuje softštartér vlastnými rukami. To výrazne znižuje jeho cenu.
V tomto obvode sú tyristory zapojené paralelne do obvodu podľa opačného princípu. Na spoločnú elektródu sa privádza riadiace napätie. Takéto zariadenie sa nazýva triak. V prípade trojfázového systému je prítomný v každom drôte.
Na odvádzanie 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 sú kontakty zatvorené. V tomto prípade vzniká 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 použitia obmedzený.
- Regulačné napätie bez signálu spätnej väzby. Fungujú podľa daného programu a sú jedny z najpoužívanejších.
- 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. Poskytujte 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 pohonov a samotných elektromotorov.
Pri nich nastáva štart elektromotora s postupným zvyšovaním napätia. Okrem toho je možné nastaviť čas zrýchlenia a čas spomalenia. Aby znížené počiatočné napätie výrazne neznižovalo rozbehový moment v elektrickom obvode, nastavuje sa v rozmedzí 30 - 60% nominálneho.
Plynulá regulácia napätia umožňuje plynulé zrýchlenie motora až na menovité otáčky.
Treba poznamenať, že pri použití softštartérov sa počet relé a stykačov v elektrickom obvode znížil. Samotné zariadenie softštartérov nie je zložité. Ľahko sa inštalujú a obsluhujú. Schéma zapojenia je znázornená na obrázku vpravo.
Existuje však množstvo funkcií, ktoré treba pri ich výbere zohľadniť.
- Prvým je povinné účtovanie prúdu asynchrónneho stroja. Preto je potrebné zvoliť softštartér s prihliadnutím na celkový zaťažovací prúd nepresahujúci 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 pasu zariadenia. Nedodržanie môže viesť k poškodeniu.
Konštrukčné vlastnosti niektorých nástrojov, ako sú uhlové brúsky, vedú k vysokému vplyvu na motor dynamického zaťažovacieho zariadenia. Na odstránenie nerovnomerného zaťaženia elektrického spotrebiča a jeho komponentov sa odporúča zakúpiť alebo vyrobiť softštartér (SCD) vlastnými rukami.
všeobecné informácie
V elektrickom náradí, v ktorom je pracovná časť predstavovaná kotúčom, ktorý sa otáča vysokou rýchlosťou, pôsobia zotrvačné sily na os prevodovky na začiatku svojej práce. Tento vplyv má nasledujúce negatívne aspekty:
- Zotrvačné trhnutie vytvorené v dôsledku zaťaženia nápravy pri prudkom štarte môže vytrhnúť jednotku z ruky, najmä ak sa použijú 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, keď sa jednotka pokazí.
- Náhle privádzanie prevádzkového napätia do motora vytvára veľké prúdové preťaženie, ku ktorému dochádza po dosiahnutí agregátu minimálnych otáčok. 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;
- Ostrý súbor otáčok uhlovej brúsky alebo kotúčovej píly v dôsledku veľkého krútiaceho momentu vedie k rýchlemu opotrebovaniu prevodovky. Niekedy je možné zaseknúť prevodovku alebo dokonca vylomiť zuby;
- Preťaženie, ktoré pracovný disk vníma pri ostrom štarte, môže viesť k jeho zničeniu. Prítomnosť ochranného krytu na takomto náradí je povinná.
Dôležité! Pri spustení 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 ostrého a dynamického štartu elektrického náradia, výrobcovia vyrábajú modely so zabudovaným mäkkým štartom a reguláciou otáčok.
Pre informáciu. Takéto zariadenia sú zabudované do jednotiek zo strednej a vysokej cenovej kategórie.
Mnohým elektrickým náradím, ktoré má väčšina domácností, chýba softštartér a regulácia otáčok. Ak si zakúpite výkonné zariadenie (priemer pracovného kotúča je viac ako 20 cm) bez softštartéra, prudký štart motora povedie k rýchlemu opotrebovaniu mechaniky a elektrických častí a je tiež ťažké ho udržať. prístroj vo vašich rukách, keď je zapnutý. Inštalácia softštartéra je jediným východiskom.
Na trhu s príslušenstvom k elektrickému náradiu je veľa modelov hotových softštartérov a reverzných regulátorov.
Hotový softštartér pre elektrické náradie je možné namontovať do puzdra, ak je voľný priestor, alebo pripojiť k prerušeniu napájacieho kábla. Nemôžete si však kúpiť hotový výrobok, ale vyrobiť si ho sami, pretože schéma tohto zariadenia je pomerne jednoduchá.
Vlastná výroba SCP
Na výrobu najobľúbenejšieho softštartéra pre elektrické náradie založeného na doske KR1182PM1R budete potrebovať nasledujúce nástroje a materiály:
- spájkovačka s spájkou;
- čip nastavenia fázy KR1182PM1R;
- rezistory;
- kondenzátory;
- triaky;
- ďalšie pomocné prvky.
V zariadení, ktoré sa získa podľa vyššie uvedenej schémy, sa riadenie uskutočňuje prostredníctvom dosky KR1182PM1R a triaky fungujú ako pohonná jednotka.
Výhody tejto zostavy softštartérov sú nasledujúce vlastnosti:
- jednoduchosť výroby;
- nie sú potrebné ďalšie nastavenia po montáži softštartéra;
- softštartér je možné namontovať do akéhokoľvek typu a modelu elektrického náradia, ktoré je určené pre striedavé napätie 220 V;
- žiadne požiadavky na odstránenie samostatného tlačidla napájania - upravená jednotka sa aktivuje štandardným kľúčom;
- možnosť inštalácie takejto jednotky vo vnútri zariadenia alebo v prerušení napájacieho kábla s vlastným krytom;
- takéto zariadenie môže vyrobiť každý domáci majster, ktorý má základy spájkovania a čítania mikroobvodov.
Odporúčanie. Najpraktickejšou možnosťou pripojenia softštartéra je pripojenie do zásuvky, ktorá slúži ako zdroj energie pre elektrické náradie. Aby ste to dosiahli, musíte k výstupu zariadenia pripojiť elektrickú zásuvku (zásuvka XS1 na schéme) a na vstup dodať napätie 220 V (zásuvka XP1 na schéme).
Princíp fungovania SCP
Princíp činnosti takéhoto softštartéra inštalovaného v brúske pozostáva z nasledujúcich procesov:
- Po stlačení štartovacieho tlačidla na brúske sa na mikroobvod privedie napätie;
- Na riadiacom kondenzátore (C2) dochádza k procesu hladkého nárastu elektrického napätia: keď je tento prvok nabitý, dosahuje prevádzkové indikátory;
- Tyristory, ktoré sú súčasťou riadiacej dosky, 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 napätia sa takáto pauza zmenšuje, čo vedie k jej hladkému napájaniu na vstup pracovnej jednotky;
- Po vypnutí brúsky sa kondenzátorový prvok vybije odporom odporu.
Práve vyššie opísané procesy určujú plynulý štart brúsky, čo umožňuje eliminovať zotrvačný ráz pre prevodovku v dôsledku postupného zvyšovania rýchlosti kotúča.
Čas, za ktorý elektrické náradie naberie pracovný počet otáčok, je určený iba kapacitou riadiaceho kondenzátora. Ak má napríklad kondenzátorový prvok kapacitu 47 mikrofarád, mäkký štart sa zabezpečí za 2 až 3 sekundy. Tento čas stačí na to, aby začal nástroj pohodlne používať a on sám nebol vystavený nárazovému zaťaženiu.
Ak má odpor odpor rovný 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. Tento obvod môže byť podrobený miernemu prepracovaniu, ktoré pridá softštartéru funkciu regulátora otáčok. Aby ste to dosiahli, musíte zmeniť obvyklý odpor (R1) na variabilnú verziu. Ovládaním odporu môžete regulovať výkon elektromotora zmenou počtu otáčok.
Ďalšie prvky schémy 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, ktorý sa používa v typickej 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 priepustným elektrickým prúdom 25 A a elektrickým napätím maximálne 400 V. Veľkosť elektrického prúdu bude úplne závisieť od indikátora výkonu motora elektrického náradia;
- Vďaka mäkkému štartu jednotky prúd neprekročí nominálne hodnoty, ktoré sú nastavené výrobcom. V niektorých prípadoch, napríklad pri zaseknutí pracovného kotúča brúsky, môže byť potrebné dodatočné napájanie elektrického prúdu, respektíve je lepšie zvoliť triak s pracovným prúdom, ktorý sa rovná dvojnásobku menovitej hodnoty nástroja;
- Výkon uhlovej brúsky alebo iného typu náradia pri práci so softštartérom podľa schémy KR1182PM1R by nemal presiahnuť 5 000 W. Tento stav je spôsobený zvláštnosťami 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 kompozitných komponentov.
Poznámka. Vyššie uvedená schéma je najjednoduchšia a používa sa všade, pretože preukázala svoju výkonnosť a spoľahlivosť.
Softštartér pre elektrické náradie - ušetrite peniaze na opravy a plne chráňte hlavné komponenty náradia. Každý má na výber: kúpiť SCP alebo to urobiť sám. Ak máte nejaké znalosti v elektrotechnike a spájkovaní rádiových komponentov, potom sa odporúča vykonať vlastnú montáž, pretože je spoľahlivá a jednoduchá. V opačnom prípade by ste si mali kúpiť hotový softštartér 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 napájacieho zdroja, ale aj zahrievanie vinutí statora, ako aj poruchu mechanických častí. Na odstránenie tohto nežiaduceho účinku sa rádioamatérom odporúča používať softštartéry pre elektromotor.
Mäkký štart motora
Stator elektromotora je induktor, preto existujú aktívne a reaktívne zložky odporu (R). Hodnota jalovej zložky závisí od frekvenčných charakteristík napájacieho zdroja a pri nábehu sa pohybuje od 0 do vypočítanej hodnoty (keď je nástroj v chode). Okrem toho sa mení prúd, nazývaný štartovací prúd.
Štartovací prúd presahuje 7-násobok menovitej hodnoty. Počas tohto procesu sa vinutia statorovej cievky zahrievajú a ak je drôt, ktorý tvorí vinutie starý, je možný prerušený skrat (s poklesom hodnoty R prúd dosiahne svoju maximálnu hodnotu). Prehriatie skráti životnosť nástroja. Aby ste predišli tomuto problému, existuje niekoľko možností použitia softštartérov.
Spínaním vinutí sa softštartér motora (SCD) skladá z nasledujúcich hlavných komponentov: 2 typy relé (ovládanie doby zapnutia a záťaže), tri stykače (obrázok 1).
Obrázok 1 - Všeobecná schéma softštartéra pre asynchrónne motory (mäkký štart).
Obrázok 1 zobrazuje asynchrónny motor. Jeho vinutia sú spojené hviezdicovým zapojením. Štartovanie sa vykonáva so zatvorenými stýkačmi K1 a K3. Po určitom časovom intervale (nastavenom pomocou časového relé) stýkač K3 rozopne kontakt (nastane rozpojenie) a zopne kontakt K2. Schéma na obrázku 1 je tiež použiteľná pre softštartéry pre motory rôznych typov.
Hlavnou nevýhodou je vznik skratových prúdov pri súčasnom zahrnutí 2 strojov. Tento problém je opravený zavedením nožového spínača namiesto stýkačov do obvodu. Vinutia statora sa však naďalej zahrievajú.
Pri elektronickom riadení frekvencie spúšťania elektromotora sa využíva princíp frekvenčnej zmeny napájacieho napätia. Hlavným prvkom týchto prevodníkov je frekvenčný menič vrátane:
- Usmerňovač je namontovaný na vysokovýkonných polovodičových diódach (je možná aj tyristorová verzia). Premieňa sieťové napätie na pulzujúci jednosmerný prúd.
- Medziobvod vyhladzuje hluk a vlnenie.
- Na konverziu signálu prijatého na výstupe medziobvodu je potrebný invertor na signál s premenlivou amplitúdovou a frekvenčnou charakteristikou.
- Elektronický riadiaci obvod generuje signály pre všetky uzly prevodníka.
Princíp činnosti, typy a výber
Pri zvýšení krútiaceho momentu rotora a Ip o 7-násobok, aby sa predĺžila životnosť, je potrebné použiť softštartér, ktorý spĺňa nasledujúce požiadavky:
- Rovnomerné a hladké zvýšenie všetkých ukazovateľov.
- Riadenie 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 v dôsledku zmeny uhla otvorenia triakových polovodičov (triakov) pri pripojení k cievkam statora elektromotora (obrázok 2).
Obrázok 2 - Schéma mäkkého štartu elektromotora na triakoch.
Vďaka použitiu triakov je možné znížiť rozbehové prúdy o faktor 2 alebo viac a prítomnosť stýkača umožňuje zabrániť prehriatiu triakov (na obrázku 2: Bypass). Hlavné nevýhody triakových štartérov:
- Použitie jednoduchých obvodov je možné len pri malom zaťažení alebo pri voľnobehu. V opačnom prípade sa schéma stáva zložitejšou.
- Pri dlhom štarte dochádza k prehrievaniu vinutia a polovodičových zariadení.
- Motor sa niekedy nespustí (vedie k výraznému prehriatiu vinutia).
- S elektrickou brzdou elektromotora je možné prehriatie vinutia.
Softštartéry sú široko používané s regulátormi, v ktorých nie je spätná väzba (pre 1 alebo 3 fázy). Pri modeloch tohto typu je potrebné bezprostredne pred spustením nastaviť čas spustenia elektromotora a napätie. Nevýhodou zariadení je nemožnosť nastavenia krútiaceho momentu pohyblivých mechanických častí podľa zaťaženia. Na odstránenie tohto problému je potrebné aplikovať zariadenie na zníženie Ip, ochranu proti rôznym fázovým rozdielom (vzniká pri fázovej nerovnováhe) a mechanickému preťaženiu.
Drahšie modely softštartéra obsahujú možnosť monitorovať parametre motora v nepretržitom režime.
V zariadeniach obsahujúcich elektromotory sú k dispozícii softštartéry na triakoch. Líšia sa schémou a spôsobom regulácie sieťového napätia. Najjednoduchšie obvody sú obvody s jednofázovou reguláciou. Sú vykonávané na jednom triaku a umožňujú zmierniť zaťaženie mechanickej časti a používajú sa pre elektromotory s výkonom menším ako 12 kV. Podniky používajú 3-fázovú reguláciu napätia pre elektromotory s výkonom do 260 kW. Pri výbere typu SCP musia byť dodržané nasledujúce parametre:
- Napájanie zariadenia.
- Prevádzkový režim.
- Rovnosť Ip motora a softštartéra.
- Počet spustení v danom čase.
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 prítomný vo forme softštartéra, ale pre rozpočtové modely je potrebné si ho vyrobiť sami. Používa sa v chemických laboratóriách pre plynulý nábeh chladiacej kvapaliny ventilátora.
Dôvody použitia v bulharčine
Vďaka konštrukčným vlastnostiam dochádza pri štartovaní uhlovej brúsky k vysokým dynamickým zaťaženiam častí nástroja. Pri počiatočnom otočení disku, os prevodovky je vystavená pôsobeniu zotrvačných síl:
- Zotrvačné trhnutie môže brúsku vytrhnúť z rúk. Hrozí ohrozenie života a zdravia, keďže tento nástroj je veľmi nebezpečný a vyžaduje prísne dodržiavanie bezpečnostných predpisov.
- Pri štartovaní vzniká nadprúd (Istart = 7*Inom). Dochádza k predčasnému opotrebovaniu kefiek, prehrievaniu vinutia.
- Prevodovka sa opotrebuje.
- Zničenie rezného kotúča.
Nevyladený nástroj sa stáva veľmi nebezpečným, pretože existuje možnosť poškodenia zdravia a života. Preto je potrebné ho zabezpečiť. Na tento účel sa pre elektrické náradie montujú „urob si sám“ softštartéry.
DIY tvorba
Pre lacné modely uhlovej brúsky a iných nástrojov si musíte zostaviť vlastný softštartér. Nie je ťažké to urobiť, pretože vďaka internetu nájdete obrovské množstvo schém. Najjednoduchší a zároveň efektívny je univerzálny obvod SCP na triaku a mikroobvode.
Pri zapnutí brúsky alebo iného náradia sa poškodia vinutia a prevodovka náradia spojená s ostrým štartom. Rádioamatéri našli cestu z tejto situácie a ponúkli jednoduchý mäkký štart pre elektrické náradie pre domácich majstrov (schéma 1), zostavené v samostatnom bloku (v puzdre je veľmi málo miesta).
Schéma 1 - Schéma jemného štartu elektrického náradia.
Urob si sám softštartér je implementovaný na báze KR118PM1 (fázová regulácia) a výkonovej časti na triakoch. Hlavnou prednosťou zariadenia je jeho všestrannosť, pretože ho možno pripojiť k akémukoľvek elektrickému náradiu. Nielenže sa ľahko inštaluje, ale nevyžaduje si ani predkonfiguráciu. V zásade nie je pripojenie systému k náradiu zložité a je inštalované v prerušení 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 otáčok závisí od kapacity C2 (pri 47 mikrónoch je čas spustenia 2 sekundy). Toto oneskorenie je optimálne, hoci sa dá zmeniť zvýšením kapacity C2. Po vypnutí uhlovej brúsky (uhlovej brúsky) sa vybije kondenzátor C2 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 veľkosti prúdu, ktorý preteká cez vstup triaku VS1 (je žiaduce 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 aspoň 25 A. Pri výrobe softštartéra podľa tejto schémy sa výkonová rezerva môže meniť od 2 kW do 5 kW.
Pre zvýšenie životnosti náradia a motorov je teda potrebné ich plynulé štartovanie. Je to spôsobené konštrukčným znakom asynchrónnych a kolektorových typov elektromotorov. Pri štartovaní dochádza k rýchlemu odberu prúdu, v dôsledku čoho dochádza k opotrebovaniu elektrických a mechanických častí. Použitie softštartéra umožňuje zaistiť elektrické náradie vďaka dodržiavaniu bezpečnostných predpisov. Pri modernizácii nástroja je možné zakúpiť hotové modely, ako aj zostaviť jednoduché a spoľahlivé univerzálne zariadenie, ktoré sa nielen líši, ale dokonca predčí niektoré továrenské softštartéry.
Charakteristickým znakom každého elektromotora počas procesu spúšťania je niekoľkonásobné prekročenie prúdu a mechanického zaťaženia poháňaného zariadenia. V tomto prípade dochádza aj k preťaženiu napájacej siete, čím vzniká pokles napätia a zhoršuje sa kvalita elektrickej energie. V mnohých prípadoch je potrebný softštartér (softštartér).
Potreba mäkkého štartu elektromotorov
Vinutie statora je induktor, pozostávajúci z aktívneho odporu a reaktívneho. Hodnota druhého závisí od frekvencie použitého napätia. Pri štartovaní motora sa reaktancia mení od nuly a štartovací prúd má veľkú hodnotu, mnohokrát vyššiu ako nominálna. Krútiaci moment je tiež vysoký a môže zničiť poháňané zariadenie. V režime brzdenia sa objavujú aj prúdové rázy, ktoré vedú k zvýšeniu teploty vinutia statora. V prípade havarijnej situácie spojenej s 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. Po odstránení všetkých koncov vinutí z motora je možné zvonku prepínať obvody "hviezda" a "trojuholník".
Softštartér elektromotora je zostavený z 3 stýkačov, záťažového relé a časovača.
Motor sa spustí v režime hviezda, keď sú kontakty K1 a K3 zatvorené. Po intervale nastavenom časovým relé sa K3 vypne a obvod "trojuholník" sa pripojí stýkačom K2. Tým sa motor dostane na plné otáčky. Keď sa zrýchli na menovité otáčky, štartovacie prúdy nie sú také veľké.
Nevýhodou obvodu je výskyt skratu pri súčasnom zapnutí dvoch strojov. Tomu sa dá vyhnúť použitím nožového spínača. Na usporiadanie spätného chodu je potrebná ďalšia riadiaca jednotka. Okrem toho sa podľa schémy "trojuholníka" elektromotor viac zahrieva a tvrdo pracuje.
Frekvenčná regulácia rýchlosti otáčania
Hriadeľ motora sa otáča magnetickým poľom statora. Rýchlosť závisí od frekvencie napájacieho napätia. Pohon bude pracovať efektívnejšie, ak sa dodatočne zmení napätie.
Zloženie softštartéra asynchrónnych motorov môže zahŕňať frekvenčný menič.
Prvým stupňom zariadenia je usmerňovač, ktorý je napájaný napätím trojfázovej alebo jednofázovej siete. Je zostavený na diódach alebo tyristoroch a je navrhnutý tak, aby vytváral pulzujúce jednosmerné napätie.
V medziobvode sú vlnky vyhladené.
V meniči sa výstupný signál prevádza na premennú 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 6-8 krát a krútiaceho momentu vyžadujú použitie softštartéra na vykonanie nasledujúcich činností pri štartovaní alebo brzdení motora:
- postupné zvyšovanie zaťaženia;
- zníženie poklesu napätia;
- ovládanie štartovania a brzdenia v určitých časových bodoch;
- zníženie rušenia;
- ochrana proti prepätiu, výpadku fázy atď.;
- zvýšenie spoľahlivosti elektrického pohonu.
Softštartér motora obmedzuje množstvo napätia aplikovaného v čase štartovania. Reguluje sa zmenou uhla otvorenia triakov pripojených k vinutiu.
Štartovacie prúdy sa musia znížiť na hodnotu nie väčšiu ako 2-4 násobok menovitej hodnoty. Prítomnosť bypassového stýkača zabraňuje prehriatiu triakov po ich zapojení po roztočení motora. Možnosti spínania sú jedno-, dvoj- a trojfázové. Každá schéma je funkčne odlišná a má iné náklady. Najdokonalejšia je trojfázová regulácia. Je najfunkčnejší.
Nevýhody softštartérov na triakoch:
- jednoduché obvody sa používajú iba s ľahkým zaťažením alebo pri voľnobehu;
- predĺžený štart vedie k prehriatiu vinutia a polovodičových prvkov;
- krútiaci moment hriadeľa sa zníži a motor sa nemusí spustiť.
Typy SCP
Najbežnejšie regulátory bez spätnej väzby na dvoch alebo troch fázach. Na tento účel je vopred nastavené napätie a čas spustenia. Nevýhodou je chýbajúca regulácia krútiaceho momentu podľa zaťaženia motora. Tento problém je riešený spätnoväzbovým zariadením spolu s výkonom dodatočných funkcií na zníženie štartovacieho prúdu, vytvorenie ochrany pred fázovou nerovnováhou, preťažením atď.
Najmodernejšie softštartéry majú obvody na nepretržité sledovanie záťaže. Sú vhodné pre silne zaťažené pohony.
Výber softštartéra
Väčšina softštartérov sú triakové regulátory napätia, ktoré sa líšia funkciami, riadiacimi obvodmi a algoritmami zmeny napätia. V moderných modeloch softštartérov sa používajú fázové metódy regulácie elektrických pohonov s akýmikoľvek režimami štartovania. Elektrické obvody môžu byť s tyristorovými modulmi pre rôzny počet fáz.
Jedným z najjednoduchších je softštartér s jednofázovou reguláciou cez jeden triak, ktorý umožňuje len zmiernenie mechanického rázového zaťaženia motorov do 11 kW.
Dvojfázová regulácia tiež zmierňuje mechanické rázy, ale neobmedzuje prúdové zaťaženie. Prípustný výkon motora je 250 kW. Obe metódy sa aplikujú na základe primeraných cien a vlastností špecifických mechanizmov.
Multifunkčný softštartér s trojfázovou reguláciou má najlepšie technické vlastnosti. To poskytuje možnosť dynamického brzdenia a optimalizáciu jeho činnosti. Ako nevýhody možno zaznamenať iba vysoké ceny a rozmery.
Ako príklad si vezmite softštartér Altistart. Na spustenie asynchrónnych motorov si môžete vybrať modely, ktorých výkon dosahuje 400 kW.
Zariadenie sa vyberá podľa menovitého výkonu a režimu prevádzky (normálny alebo ťažký).
Výber softštartéra
Hlavné parametre, podľa ktorých sa vyberajú softštartéry, sú:
- obmedzovací prúd softštartéra a motora musia byť správne zvolené a navzájom si zodpovedať;
- parameter počtu štartov za hodinu je nastavený ako charakteristika softštartéra a nesmie sa pri prevádzke motora prekročiť;
- uvedené napätie zariadenia nesmie byť menšie ako sieťové napätie.
Softštartéry pre čerpadlá
Softštartér pre čerpadlo je primárne určený na zníženie vodného rázu v potrubiach. Softštartéry Advanced Control sú vhodné pre prevádzku s pohonmi čerpadiel. Zariadenia takmer úplne eliminujú vodné rázy pri plnení potrubí, čo vám umožňuje predĺžiť životnosť zariadenia.
Elektrické náradie s mäkkým štartom
Elektrické náradie sa vyznačuje vysokým dynamickým zaťažením a vysokými otáčkami. Jej jasným predstaviteľom je uhlová brúska (uhlová brúska). Na pracovný kotúč pôsobia na začiatku otáčania prevodovky značné zotrvačné sily. Veľké nadprúdy vznikajú nielen pri štarte, ale aj pri každom posuve nástroja.
Softštartér pre elektrické náradie sa používa iba pre drahé modely. Ekonomickým riešením je inštalácia svojpomocne. Môže to byť prefabrikovaný blok, ktorý zapadá do tela prístroja. Mnohí používatelia však zostavujú jednoduchý obvod sami a pripájajú 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 zvyšuje postupne. Motor zrýchli asi 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 nemalo dôjsť k chybe, pretože bude narušená funkčnosť zariadenia. Pri výbere najlepšej kombinácie meniča a motora je dôležité zvážiť rozsah otáčok.
Vzhľadom k tomu, že použitie asynchrónneho motora sa v poslednej dobe stalo veľmi rozšíreným, kvôli jeho jednoduchosti, spoľahlivosti a nízkej cene. To viedlo k jeho širokému použitiu v priemysle. Aby sa zlepšil jeho výkon a predĺžila jeho životnosť, existuje veľké množstvo rôznych zariadení schopných nastaviť, naštartovať alebo ochrániť motor. Tu budem hovoriť o jednom z nich v tomto článku.
Toto zariadenie je softstartér pre elektromotor (skrátene softstartér), inak nazývaný softstartér, napriek tomu, že tento názov možno použiť pre akékoľvek zariadenie schopné mäkkého štartovania motora.
Softštartér asynchrónnych motorov moderného typu nahrádza všetky doterajšie spôsoby, ako napríklad štartovanie metódou hviezda-trojuholník, alebo štartovanie 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 veľmi závisia od požadovaného výkonu, počiatočnej funkčnosti a ochranných vlastností a pohybujú sa od 2 do 10 000 rubľov a niekedy aj viac.
Princíp fungovania
Pri štarte motora sa objavuje značný rozbehový moment (kvôli nutnosti prekonať záťažový moment na hriadeli).
Na vytvorenie tohto momentu odoberajú motory veľké množstvo energie zo siete, čo je jeden zo štartovacích problémov – pokles napätia.
Tento faktor môže mať zlý vplyv na ostatných spotrebiteľov energie nachádzajúcich sa v tejto sieti. Ďalším nepríjemným faktorom je možnosť poškodenia mechanických častí pohonu prudkým trhnutím pri rozbehu.
Ďalším problémom pri štartovaní sú značné štartovacie prúdy. Takéto prúdy, keď prechádzajú vinutím motora, vytvárajú veľké množstvo tepla, čím vzniká riziko poškodenia izolácie vinutia a poruchy motora v dôsledku otočného obvodu.
Aby sa pri štartovaní motora zbavili všetkých takýchto prejavov negatívnej povahy, používa sa mäkký štartér, ktorý umožňuje znížiť štartovacie prúdy, v dôsledku čoho napätie klesá a ako výsledkom je výrazne znížené zahrievanie vinutí.
Znížením rozbehových prúdov znížime rozbehový moment, v dôsledku čoho sa pri rozbehu zmiernia rázy a tým sa zachovajú mechanické časti pohonu. Za veľmi významné plus softštartéra treba vziať do úvahy, že pri štartovaní nedochádza k trhaniu a zrýchlenie je plynulé.
Vo vzhľade je takéto zariadenie modulom obdĺžnikového tvaru 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, limit prúdu atď. Zariadenia sú navyše vybavené sieťovým konektorom, prostredníctvom ktorého vykonávajú programovanie a výmenu dát.
Aj keď sa tieto zariadenia nazývajú motorové softštartéry, umožňujú nielen štartovanie, ale aj zastavenie motora. Okrem toho majú všetky druhy ochranných funkcií, ako napríklad ochrana proti skratu, tepelná ochrana, monitorovanie výpadku fázy, nadprúdové spustenie a zmeny napájacieho napätia. Zariadenia majú navyše pamäť, do ktorej sa zaznamenávajú vzniknuté chyby. Preto ich pomocou sieťového konektora môžete čítať a dešifrovať.
Realizácia plynulého štartu motorov pomocou týchto zariadení nastáva pomalým zvyšovaním napätia (zatiaľ čo motor plynulo zrýchľuje) a znižovaním štartovacích prúdov. Parametre, ktoré sú v tomto prípade predmetom úpravy, sú spravidla primárne napätie, čas zrýchlenia a čas zastavenia. Nie je výhodné, aby bolo primárne napätie príliš malé, 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. Motor v tomto čase hladko, 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 jedno veľké mínus - pomerne vysoké náklady. Ale je možné vytvoriť takéto zariadenie vlastnými rukami, potom to bude stáť oveľa menej.
Urob si sám motorový softštartér
Uvediem jednu z možných schém takéhoto zariadenia. Základom pre vybudovanie takéhoto zariadenia môže byť fázový regulátor výkonu vyrobený vo forme mikroobvodu KR1182PM1. V tejto schéme sú tri z nich (každá fáza má svoju vlastnú). Schéma je znázornená na obrázku nižšie.
Tento obvod je navrhnutý pre 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 prilieha na svorku neutrálu siete (N). Výstupné obvody sú vyrobené na protiparalelných pároch importovaných tyristorov, ktoré majú pomerne vysoký výkon za nízku cenu.
Napájanie je privedené do obvodu po zopnutí hlavného vypínača g1. Ale motor ešte nebeží. Dôvodom sú vinutia relé k1-k3 bez napätia, v dôsledku čoho sú závery 3 a 6 mikroobvodov posunuté svojimi normálne uzavretými kontaktmi (cez odpory r1-r3). V dôsledku toho sa kapacity c1-c3 nenabíjajú a mikroobvody negenerujú riadiace impulzy.
Obvod sa spustí zatvorením prepínača sa1. To vedie k napätiu 12 voltov na vinutia relé, čo zase umožňuje nabíjanie kondenzátorov a v dôsledku toho zvýšenie uhla otvorenia tyristorov. Tým sa dosiahne plynulý nárast napätia vinutia motora. Po dosiahnutí plného nabitia kondenzátorov sa tyristory otvoria do najväčšieho uhla, než sú dosiahnuté nominálne otáčky motora.
Na vypnutie motora stačí otvoriť kontakty sa1, čím sa relé vypnú a proces pôjde v opačnom smere, 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.