Sähkökaaviot ilmaiseksi. DC-moottorin pehmeä käynnistyspiiri. KR1182PM1-mikropiirin sovellus. Sähkömoottorin tasainen käynnistys Moottorin sammutus, tasainen jarrutus
Tasavirtamoottoreiden käynnistämiseen voidaan käyttää kolmea tapaa:
1) suora käynnistys, jossa ankkurikäämi kytketään suoraan verkkoon;
2) reostaattinen käynnistys ankkuripiiriin kytketyllä käynnistysreostaatilla virran rajoittamiseksi käynnistyksen aikana;
3) aloitetaan lisäämällä tasaisesti ankkurikäämiin syötettyä jännitettä.
Suora käynnistys. Tyypillisesti DC-moottoreissa jännitehäviö on minä nimi ∑ r ankkuripiirin sisäisessä resistanssissa on 5–10 % U nom , siksi suorakäynnistyksellä ankkurivirta minä n = U nom /∑ r= (10 ÷ 20) minä nom, mikä aiheuttaa vaaran koneen akselin rikkoutumisesta ja aiheuttaa voimakasta kipinöintiä harjojen alle. Tästä syystä suorakäynnistystä käytetään pääasiassa pienitehoisissa moottoreissa (jopa useita satoja watteja), joissa vastus ∑ r suhteellisen suuri, ja vain joissakin tapauksissa moottoreille, joissa on sarjaherätys useiden kilowattien teholla. Kun tällaisia moottoreita käynnistetään suoraan minä n = (4 ÷ 6) minä nom.
Ohimenevä pyörimisnopeuden muutosprosessi n ja ankkurivirta minä a käynnistysprosessin aikana sen määrää moottorin kuormitus ja sen sähkömekaaninen aikavakio T m . Muutoksen luonteen määrittämiseksi n Ja minä a Kun käynnistetään moottoria rinnakkaisella virityksellä, edetään yhtälöistä:
Missä J– sähkömoottorin ja siihen kytketyn tuotantomekanismin pyörivien massojen hitausmomentti; M n – kuorman synnyttämä jarrutusmomentti.
Kohdasta (2.82b) määritetään ankkurivirran
. (2.83)
Kun sen arvo korvataan arvolla (2.82a), saadaan
(2.84a)
, (2,84b)
U missä on pyörimisnopeus ihanteellisella joutokäynnillä;
pyörimisnopeuden aleneminen siirtymän aikana
tyhjäkäynnistä kuormaan; n n = n 0 – Δ n n – vakaan tilan pyörimisnopeus moottorin kuormituksella; 
– sähkömekaaninen aikavakio, joka määrittää transienttiprosessin nopeuden.
Jossa minä n = M n /(Kanssa m F)– tasainen ankkurivirta käynnistysprosessin päätyttyä, kuormitusmomentin mukaan M n .
Ratkaisemalla yhtälön (2.84b), saamme
. (2,85a)
Integraation vakio A löydämme alkuehdoista: at t = 0; n= 0 ja A = – n n . Tämän seurauksena meillä on
. (2,85b)
Riisi. 2.65 – Pyörimisnopeuden ja ankkurivirran muutosprosessi DC-moottorin suorakäynnistyksen aikana
Ankkurin virran riippuvuus ajasta moottoria käynnistettäessä määritetään arvosta (2.83). Arvon korvaaminen siihen
, (2,85 V)
saatu (2,846) ja (2,856) ja korvaamalla n n = n 0 – Δ n, meillä on
. (2,86a)
Ottaen huomioon arvon Δ n n , n 0 , T m ja M n/ Kanssa m F, saamme
Missä minä aloita = U/∑r– alkukäynnistysvirta.
Kuvassa Kuvassa 2.65 on esitetty ankkurivirran ja pyörimisnopeuden muutoksen riippuvuus (suhteellisissa yksiköissä) moottorin suorakäynnistyksen aikana rinnakkaisherätteellä. Transienttiprosessin ajan käynnistyksen yhteydessä oletetaan olevan (3–4) T m Tänä aikana pyörimisnopeus n saavuttaa (0,95 – 0,98) vakaan tilan arvosta n n , ja ankkurivirta Minä a lähestyy myös vakaan tilan arvoa.
Reostaatti käynnistyy. Tämä menetelmä on yleisin. Käynnistyksen alkuhetkellä klo n= 0 virta minä n = U/(∑r + r P). Suurin käynnistysreostaatin vastus r p valitaan siten, että suuren ja keskitehoisen koneen ankkurivirta käynnistyksen yhteydessä minä n = (1,4 ÷ 1,8) minä nom ja pienitehoisille koneille minä n = (2 ÷ 2,5) minä nom. Tarkastellaan reostaattisen käynnistyksen prosessia käyttämällä esimerkkiä moottorista, jossa on rinnakkainen viritys. Alkuvaiheessa käynnistys tapahtuu reostaattisen ominaisuuden mukaan 6 (Kuva 2.66, A), joka vastaa suurinta vastusarvoa r p käynnistysreostaatti; samalla moottori kehittää suurimman käynnistysmomentin M p.max.
Riisi. 2.66 – Pyörimisnopeuden ja vääntömomentin muutos rinnakkais- ja sarjaviritteiden moottoreiden reostaattisessa käynnistyksessä
Säädettävä reostaatti r R. tässä tapauksessa se annetaan ulos niin, että herätevirta minä sisään ja virtaus F olivat maksimi. Moottorin kiihtyessä moottorin vääntömomentti pienenee, koska esim. kasvaa pyörimisnopeuden kasvaessa. d.s. E ja ankkurivirta pienenee I a =(U – E)/(∑r + r P ). Kun tietty arvo saavutetaan M p.min osa käynnistysreostaatin resistanssista poistetaan, minkä seurauksena vääntömomentti taas kasvaa M p.max. Tässä tapauksessa moottori kytkeytyy toimimaan reostaattisen ominaisuuden mukaisesti 5 ja kiihtyy, kunnes se saavuttaa M p.min. Näin ollen, vähentämällä asteittain käynnistysreostaatin vastusta, moottoria kiihdytetään reostaattisten ominaisuuksien yksittäisiä segmenttejä pitkin 6,5,4,3 Ja 2 (katso paksut viivat kuvassa 2.66, A) ennen luonnollisen ominaisuuden saavuttamista 1 . Keskimääräinen käynnistysmomentti M n.sr = 0,5 ( M p.max + M p.min) = const, jonka seurauksena moottori kiihtyy jollain vakiokiihtyvyydellä. Samalla tavalla käynnistetään moottori, jossa on peräkkäinen heräte (kuva 2.66, b). Käynnistysreostaatin vaiheiden lukumäärä riippuu luonnollisen ominaisuuden jäykkyydestä ja tasaisen käynnistyksen vaatimuksista (sallittu ero M p.max – M p.min).
Käynnistysreostaatit on suunniteltu lyhytaikaiseen toimintaan virralla.
Kuvassa Kuva 2.67 näyttää ankkurivirran riippuvuudet minä a, sähkömagneettinen momentti M, lataushetki M n ja pyörimisnopeus n reostaattisella moottorin käynnistyksellä (yksinkertaistetut kaaviot).
Riisi. 2.67 – Pyörimisnopeuden, vääntömomentin ja ankkurivirran siirtymäprosessi DC-moottorin reostaattisen käynnistyksen aikana
Kun lähtöreostaatin yksittäisiä vaiheita annetaan, ankkurivirta minä a saavuttaa tietyn maksimiarvon ja pienenee sitten yhtälön (2.85b) mukaisesti minimiarvoon. Tässä tapauksessa sähkömekaanisella aikavakiolla ja alkuvirralla on erilaiset arvot jokaiselle käynnistysreostaatin vaiheelle:
;
Ankkurin virran muutoksen mukaan myös sähkömagneettinen vääntömomentti muuttuu M. Pyörimistaajuus n vaihtelee yhtälön mukaan
Missä n alku – alkupyörimisnopeus käytettäessä käynnistysreostaatin vastaavassa vaiheessa.
Varjostettu kuvassa. Alue 2,67 vastaa dynaamisia vääntömomenttiarvoja M din = M – M n, varmistaen moottorin kiihtymisen tasaiseen pyörimisnopeuteen.
Aloita lisäämällä tasaisesti syöttöjännitettä. Reostaatin käynnistyessä tapahtuu varsin merkittäviä energiahäviöitä käynnistysreostaatissa. Tämä haitta voidaan poistaa, jos moottori käynnistetään lisäämällä asteittain sen käämitykseen syötettyä jännitettä. Mutta tätä varten sinulla on oltava erillinen tasavirtalähde säädettävällä jännitteellä (generaattori tai ohjattu tasasuuntaaja). Tällaista lähdettä käytetään myös moottorin kierrosluvun säätelyyn.
Tasavirtamoottorin käynnistämisessä on useita erityispiirteitä.
Tämä selittyy käynnistysvirran suurella arvolla, joka on ensin rajoitettava.
Jos näin ei tehdä, ankkurikäämin sisäinen piiri voi vaurioitua.
Käynnistysmenetelmiä on useita: suora, reostaattinen ja menetelmä syöttöjännitteen tasaiseen nostamiseen.
Kun staattorikäämin virrankuorma kasvaa, sähkömoottorin vääntömomentti kasvaa, joka välittyy akselin kautta sen liikkuvaan osaan - roottoriin. Mitä nopeammin vääntömomentti kasvaa, sitä enemmän staattorin käämitys lämpenee.
Tämä ilmiö voi johtaa:
- eristyksen epäonnistuminen;
- tärinän esiintyminen;
- moottorin mekaanisten osien muodonmuutos;
- moottorin täydellinen vika.
Suuri virta voi aiheuttaa voimakasta kipinöintiä harjojen alla, mikä johtaa kommutaattorin vikaantumiseen.
Voit välttää vauriot laskemalla käynnistysvirran nimellisnopeuteen välittömästi sähkömoottorin käynnistämisen jälkeen. On olemassa useita tapoja saavuttaa tämä. Optimaalisen vaihtoehdon valinta riippuu moottorin teknisistä ominaisuuksista ja sen tarkoituksesta.
Suora käynnistys
Tämä menetelmä perustuu ankkurikäämin kytkemiseen suoraan sähköverkkoon moottorin nimellisjännitteellä. Suorakäynnistystä voidaan käyttää vain, jos moottorissa on vakaa virransyöttö, joka on kytketty tiukasti taajuusmuuttajaan.
Tämä menetelmä on yksi yksinkertaisimmista. Lämpötila suoran käynnistyksen aikana nousee hieman muihin menetelmiin verrattuna.
Suorakäynnistyspiiri
Suorakäynnistysmenetelmä on edullisin, jos verkosta syötettävälle virralle ei ole erityisiä rajoituksia.
Jos sähkömoottori toimii toistuvien käynnistysten ja sammutusten tilassa, se on varustettava yksinkertaisimmilla laitteilla. Sen rooli voidaan suorittaa manuaalisesti ohjatulla vapautuslaitteella. Tässä tapauksessa sähkömoottorin liittimiin syötetään jännite.
Suorakäynnistystä voidaan käyttää vain pienitehoisissa moottoreissa, koska suurten mallien huippukuorma voi ylittää nimelliskuorman 50 kertaa.
Reostaatti käynnistyy
Menetelmä soveltuu suuritehoisten laitteiden käynnistämiseen. Prosessi suoritetaan seuraavasti:
- Reostaatti on valmistettu osiin jaetusta vaijerista, jolla on korkea resistiivisyys.
- Herätysvirta on asetettu nimellisarvoon.
- Käynnistyksen aikana reostaatin resistanssi pienenee asteittain, mikä eliminoi sähkövirran ylitykset.
Reostaatin sisällyttäminen piiriin varmistaa suurimman tehon moottoreiden käynnistyksen turvallisuuden.
Reostaatti käynnistyy
Reostaattisella käynnistyksellä moottori kiihtyy asteittain tasaisella kiihtyvyydellä. Reostaattiportaiden lukumäärä riippuu moottorin tasaisen käynnistyksen vaatimuksista ja erosta
Niiden vastusten arvot määritetään laskennallisesti. Käynnistysreostaateissa on keskimäärin 2-7 vaihetta.
Suunnittelijan päätehtävänä on varmistaa sama maksimi- ja minimivirran arvo kaikissa vaiheissa, kun niitä kytketään tietyin aikavälein.
Käynnistysreostaatin kytkentäprosessi on käytännössä mahdoton automatisoida. Tarvittaessa (esimerkiksi automatisoiduissa asennuksissa) käytetään käynnistysvastuksia vuorotellen automaattisesti toimivien kontaktorien koskettimilla.
Heti kun moottori siirtyy käyttötilaan, reostaattivastus on poistettava kokonaan, koska se lasketaan vain lyhytaikaiselle toiminnalle. Jos virta kulkee reostaatin läpi pitkään, se yksinkertaisesti epäonnistuu.
Myös vastus pienenee portaittain.
Aloita lisäämällä tasaisesti syöttöjännitettä
Pumppujen, kuljettimien ja puhaltimien moottoreiden käämeissä syntyy käynnistyshetkellä lisääntyneitä virtoja, jotka ylittävät niiden nimellisarvon 6 kertaa. Tämä ilmiö vaikuttaa negatiivisesti moottorin osiin ja vähentää niiden kestävyyttä. Siksi sähkölaitteissa, joiden teho on yli 1 kW, käytetään pehmeää käynnistystä.
Tämän menetelmän merkitys on seuraava: syöttöjännite kasvaa asteittain, kunnes moottori saavuttaa toimintatilan. Säätö tehdään tyristoreilla tai triacilla. Ne on järjestetty selkä vastakkain ja asennettu jokaiseen syöttölinjaan.
Pehmeä käynnistin
Tyristoreita käytetään alkuvaiheessa ja ne kytketään päälle sarjaan pienellä viiveellä jokaisen puolijakson aikana. Tämä toimintamalli edistää sähkömoottorin jännitteen (keskimääräisen vaihto) tehokkaan nousun, kunnes se saavuttaa verkkovirran nimellisjännitteen.
Kun moottori saavuttaa nimellisnopeuden, se voidaan kytkeä suoraan ohituspiirin avulla.
Se suoritetaan pehmokäynnistimien tai taajuusmuuttajien avulla.
Mutta nämä laitteet korvaavat onnistuneesti:
- kytkimet;
- täysjännitteen erottimet.
Jälkimmäinen syöttää täyden jännitteen moottorin liittimiin (suora-on-line-käynnistysperiaate). Mutta tällainen järjestelmä on mahdollista vain pienitehoisissa sähköasennuksissa.
Menetelmä oravahäkkiroottorilla varustetun asynkronisen moottorin tasaiseen käynnistykseen
On muitakin pehmeäkäynnistimiä, jotka pysäyttävät moottorin tasaisesti. Ne ovat välttämättömiä laitteissa, jotka voivat pyörimisnopeuden jyrkän laskun seurauksena johtaa niiden hajoamiseen tai erityyppisiin häiriöihin. Esimerkkinä on pumppu, jonka nopea pysäytys aiheuttaa vesivasaran järjestelmään. Kuljetinhihnojen äkillinen pysähtyminen ei ole toivottavaa, minkä seurauksena hihna voi epäonnistua.
Kolmivaihemoottorien pehmeän käynnistyksen ominaisuudet
Tämän tyyppisissä sähkömoottoreissa käytetään tähti-kolmio-pehmeää käynnistystä. Kaava toimii seuraavasti:
- Aluksi moottorin käämit yhdistetään tähdellä;
- kun moottori saavuttaa määritetyt parametrit, ne kytkeytyvät kolmioon.
Kolmivaiheinen moottorin ohjausjärjestelmä (invertteri)
Laitekaavio sisältää:
- kontaktorit kullekin vaiheelle;
- ajastin, joka asettaa aikavälin;
- ylikuormitusrele.
Tällä menetelmällä voit pitää käynnistysvirran 30 %:ssa sen arvosta suorakäynnistyksen aikana. Näin ollen vääntömomentti on pienempi - enintään 25%.
Tähti-kolmiomenetelmää voidaan käyttää vain, jos moottori on kuormitettu sen käynnistyshetkellä.
Liian kuormitettuja sähkölaitteita ei kuitenkaan ole mahdollista kiihdyttää nimellisnopeuteen riittämättömän vääntömomentin vuoksi.
Sileät laitteet voivat toimia sähkömoottorin jännitteensäätimenä, jos vastaava ohjain on piirissä. Sen tehtävänä on valvoa moottorin tehokerrointa. Se riippuu kuormasta: jos se on pieni, säädin vähentää sähkömoottorin jännitettä ja virtaa.
Alkaen alentuneella ankkuripiirin jännitteellä
Voit rajoittaa käynnistysvirtaa käyttämällä ohjattua tasasuuntaajaa tai erillistä generaattoria.Kenttäkäämitys syötetään toisesta lähteestä täydellä jännitteellä, joka tarjoaa täyden käynnistysvirran.
Tätä menetelmää käytetään voimakkaiden moottoreiden käynnistämiseen vaihtelevalla nopeudella.
Kääntäminen (pyörimissuunnan muuttaminen) suoritetaan muuttamalla virran suuntaa kenttäkäämissä tai ankkurissa.
Käynnistyssähkömoottorien käynnistysominaisuuksia tutkittaessa paljastui, että kun sähkömoottoriin syötetään jännite, ilmaantuu käänteisvirtapulssi, jonka jännite on yli 2000 volttia. Sähkömoottorin käämien eristys voi epäonnistua ja aiheuttaa välihäiriön. Keräimen kipinöiminen suurilla käynnistysvirroilla johtaa kollektorilevyjen palamiseen. Voit välttää rikkoutumisen ja hätätilanteen sähkömoottoria käynnistettäessä käyttämällä nopeutta ajan myötä kiihdyttävällä menetelmällä.
Tämän piirin käynnistysvirta pienennetään hyväksyttävään arvoon 220 ampeerista 20 ampeeriin. Pehmeän käynnistyksen olosuhteet luodaan kaksinkertaisella virtatasolla - ensimmäinen syntyy kenttätransistorin säätöominaisuudella ajalle 0-10 ms, toinen - käynnistysreleen koskettimilla 10 - 60 ms. Virta käynnistystilan aikana kasvaa lähes lineaarisesti, mikä ei johda sähkömoottorin sähköosan tuhoutumiseen.
Kuvan piiri on tehokkaan kenttätransistorin ja käynnistysreleen hybridi.
"Käynnistä"-painikkeen painamisen jälkeen kenttätransistori avataan syöttämällä jännite akusta GB1 hilalle vastuksen R1 kautta. Transistorin hilan ja akun miinuksen kanssa rinnakkainen piiri suojaa transistoria ja lisää hieman käynnistysaikaa 0,02:sta 1 ms:iin, riippuen vastusten R1, R2 ja kondensaattorin C1 arvoista - se syöttää virtaa käynnistysmoottoriin M1 kasvavalla jännitteellä. Sähkömoottori kiihtyy nimellisnopeuteen, tämän prosessin lopussa releen K1 tehokkaat koskettimet K1.1 sulkeutuvat, kenttätransistorin läpi kulkeva virta pysähtyy, eikä sähkömoottorin käyttövirta aiheuta kipinöitä. koskettimista, koska kiihdytystila on päättynyt.
"Start"-piirin avaaminen johtaa piirin K1.1 avautumiseen ja sähkömoottorin jännitteettömäksi virran pienentyessä eksponentiaalisesti.
Zener-diodi viedään piirissä olevan kenttätransistorin hilapiiriin suojaamaan kynnysjännitteen ylittymistä transistorin lähdepiirissä, rinnakkain käynnistyssähkömoottorin kanssa, piiri kytketään pulssin vaimentamiseen; käänteisen napaisuuden jännite - diodi VD2 ja kondensaattori C2.
Releen K1 käämitys on suojattu käänteisnapaisuuspulsseilta bipolaarisella LEDillä HL1, jossa on purkausvastus R4, mikä rajoittaa käämipiirin syöttövirtaa ja vähentää sen kuumenemista pitkäaikaisen käytön aikana. Diodi VD3 eliminoi impulssikohinan tunkeutumisen virtapiiriin.
Piirissä ei ole niukkoja radiokomponentteja: kenttätransistoreja on asennettu 212 ampeerin kokonaiskäyttövirralle. Vastukset tyyppi MLT-0.25, R3 yhdelle watille. Diodit VD2, VD3 pulssityyppi. Autorele - tyyppi MG16566DX kosketusvirralle 30 ampeeria ja 12 voltin jännitteelle, tällaisen releen käynnistysjännite on 7 volttia, vapautusjännite on 3,5 volttia. Korvaamme HL1 LEDin KIPD 45B-2 tai KIPD 23 A1-K, käynnistyspainikkeen tyyppi KM 1-1. Suunnittelussa käytettiin italialaista käynnistysmoottoria. Tutkimuksia tehtiin myös muuntyyppisillä sähkömoottoreilla, joiden teho oli 10-300 wattia.
Rakenne on koottu koteloon, jonka mitat ovat 110 * 35 * 55, ja se on kiinnitetty käynnistimen viereen, käynnistyspainike on asennettu paikkaan, joka on kätevä käynnistää, ja se on yhdistetty moniytimisellä eristetyllä johdolla, jonka poikkileikkaus on 0,5 mm. Kenttätransistorit kiinnitetään jäähdyttimeen yhteisellä pultilla.
LEDiä voidaan käyttää käynnistysilmaisimena tai jättää levylle.
Sähkömoottorin tehonsyöttöpiirit tulee tehdä jännitehäviöiden vähentämiseksi poikkileikkaukseltaan vähintään 10 mm:n kierteislangalla, joka on mahdollisimman lyhyt.
Piiri testattiin penkillä määritellyllä 250 watin moottorilla, asenna kaksi kenttäkytkintä rinnakkain kiinnittäen ne jäähdyttimen molemmille puolille, käynnistysvirta voi saavuttaa 220 ampeeria. Zhiguli VAZ 2107:n käynnistin ottaa akusta 130 ampeerin virran.
Luettelo radioelementeistä
| Nimitys | Tyyppi | Nimitys | Määrä | Huomautus | Myymälä | Oma muistilehtiö |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | MOSFET-transistori | IRL2505L | 1 | Muistilehtiöön | ||
| VD1 | Zener diodi | KS818E | 1 | Muistilehtiöön | ||
| VD2, VD3 | Tasasuuntaajadiodi | 1N4003 | 2 | Muistilehtiöön | ||
| HL1 | Valodiodi | L-57EGW | 1 | Muistilehtiöön | ||
| C1 | Kondensaattori | 0,1 µF | 1 | Muistilehtiöön | ||
| C2 | Elektrolyyttikondensaattori | 100 µF | 1 | Muistilehtiöön | ||
| R1 | Vastus | 120 kOhm | 1 | Muistilehtiöön | ||
| R2 | Vastus | 75 kOhm | 1 | Muistilehtiöön | ||
| R3 | Vastus | 1 ohm | 1 | Muistilehtiöön | ||
| R4 | Vastus | 3,3 kOhm | 1 |
Sähkömoottorin pehmeää käynnistystä on viime aikoina käytetty yhä useammin. Sen käyttöalueet ovat monipuolisia ja lukuisia. Näitä ovat teollisuus, sähköliikenne, yleishyödylliset palvelut ja maatalous. Tällaisten laitteiden käyttö voi vähentää merkittävästi sähkömoottorin ja toimilaitteiden käynnistyskuormitusta, mikä pidentää niiden käyttöikää.
Käynnistysvirrat
Käynnistysvirrat saavuttavat arvot 7...10 kertaa korkeammat kuin käyttötilassa. Tämä johtaa jännitteen "laskumiseen" syöttöverkossa, mikä vaikuttaa kielteisesti paitsi muiden kuluttajien toimintaan myös itse moottoriin. Käynnistysaika viivästyy, mikä voi johtaa käämien ylikuumenemiseen ja niiden eristyksen asteittaiseen tuhoutumiseen. Tämä edistää sähkömoottorin ennenaikaista vikaa.
Pehmeäkäynnistyslaitteet voivat vähentää merkittävästi sähkömoottorin ja sähköverkon käynnistyskuormitusta, mikä on erityisen tärkeää maaseudulla tai kun moottori saa voimansa autonomisesta voimalaitoksesta.
Toimilaitteiden ylikuormitus
Kun moottori käynnistyy, sen akselin vääntömomentti on erittäin epävakaa ja ylittää nimellisarvon yli viisinkertaisesti. Siksi myös toimilaitteiden käynnistyskuormat lisääntyvät verrattuna vakiotilaan ja voivat nousta jopa 500 prosenttiin. Käynnistysmomentin epävakaus johtaa hammaspyörän hampaiden iskukuormitukseen, avainten leikkauksiin ja joskus jopa akselien vääntymiseen.
Sähkömoottorin pehmeäkäynnistyslaitteet vähentävät merkittävästi mekanismin käynnistyskuormia: hammaspyörän hampaiden väliset raot valitaan tasaisesti, mikä estää niiden rikkoutumisen. Hihnakäytöt myös kiristävät käyttöhihnoja tasaisesti, mikä vähentää mekanismien kulumista.
Tasaisen käynnistyksen lisäksi pehmeä jarrutustila vaikuttaa suotuisasti mekanismien toimintaan. Jos moottori käyttää pumppua, tasainen jarrutus välttää vesivasaran, kun yksikkö on sammutettu.
Teolliset pehmokäynnistimet
Tällä hetkellä valmistavat monet yritykset, esimerkiksi Siemens, Danfoss, Schneider Electric. Tällaisissa laitteissa on monia toimintoja, jotka ovat käyttäjän ohjelmoitavissa. Näitä ovat kiihdytysaika, hidastusaika, ylikuormitussuoja ja monet muut lisätoiminnot.
Kaikilla eduilla merkkilaitteilla on yksi haittapuoli - melko korkea hinta. Voit kuitenkin luoda tällaisen laitteen itse. Samalla sen kustannukset ovat pienet.
Pehmeä käynnistyslaite, joka perustuu KR1182PM1-mikropiiriin
Tarina oli noin erikoissiru KR1182PM1, edustaa vaihetehosäädintä. Harkittiin tyypillisiä virtapiirejä, hehkulamppujen pehmeäkäynnistyslaitteita ja yksinkertaisesti kuormitustehosäätimiä. Tämän mikropiirin perusteella on mahdollista luoda melko yksinkertainen pehmeä käynnistyslaite kolmivaiheiselle sähkömoottorille. Laitekaavio on esitetty kuvassa 1.
Kuva 1. Moottorin pehmeäkäynnistyslaitteen kaavio.
Pehmeä käynnistys suoritetaan nostamalla asteittain moottorin käämien jännitettä nollasta nimellisarvoon. Tämä saavutetaan lisäämällä tyristorikytkimien avautumiskulmaa ajan kuluessa, jota kutsutaan käynnistysajaksi.
Järjestelmän kuvaus
Suunnittelussa on käytetty kolmivaiheista sähkömoottoria 50 Hz, 380 V. Tähtikytketyt moottorin käämit on kytketty kaaviossa L1, L2, L3 merkittyihin lähtöpiireihin. Tähden keskipiste on kytketty verkkonollaan (N).
Lähtökytkimet tehdään tyristoreille, jotka on kytketty peräkkäin - rinnakkain. Suunnittelussa käytetään maahantuotuja 40TPS12-tyyppisiä tyristoreita. Alhaisin kustannuksin niissä on melko suuri virta - jopa 35 A, ja niiden käänteinen jännite on 1200 V. Niiden lisäksi avaimet sisältävät useita muita elementtejä. Niiden tarkoitus on seuraava: vaimentavat RC-piirit, jotka on kytketty rinnan tyristorien kanssa, estävät jälkimmäisten (kaaviossa nämä ovat R8C11, R9C12, R10C13) virheellisen päällekytkemisen ja vaimentuvat varistorien RU1...RU3 avulla kytkentäkohina. , jonka amplitudi ylittää 500 V.
Lähtökytkimien ohjaussolmuina käytetään tyypin KR1182PM1 DA1...DA3 mikropiirejä. Näitä mikropiirejä käsiteltiin yksityiskohtaisesti julkaisussa. Mikropiirin sisällä olevat kondensaattorit C5...C10 muodostavat sahanhammasjännitteen, joka on synkronoitu verkkojännitteen kanssa. Mikropiirin tyristorin ohjaussignaalit muodostetaan vertaamalla sahanhammasjännitettä mikropiirin nastojen 3 ja 6 väliseen jännitteeseen.
Tehoreleille K1…K3 laitteessa on virtalähde, joka koostuu vain muutamasta elementistä. Tämä on muuntaja T1, tasasuuntaussilta VD1, tasoituskondensaattori C4. Tasasuuntaajan lähtöön on asennettu integroitu stabilisaattori DA4 tyyppi 7812, joka tarjoaa 12 V:n lähtöjännitteen ja suojan oikosulkuja ja ylikuormituksia vastaan lähdössä.
Kuvaus sähkömoottoreiden pehmokäynnistimen toiminnasta
Verkkojännite syötetään piiriin, kun virtakytkin Q1 on kiinni. Moottori ei kuitenkaan vielä käynnisty. Tämä johtuu siitä, että releen K1...K3 käämit ovat edelleen jännitteettömät ja niiden normaalisti suljetut koskettimet ohittavat mikropiirien DA1...DA3 nastat 3 ja 6 vastusten R1...R3 kautta. Tämä seikka estää kondensaattoreita C1...C3 latautumasta, joten mikropiiri ei tuota ohjauspulsseja.
Laitteen käyttöönotto
Kun vipukytkin SA1 on kiinni, 12 V jännite kytkee releen K1…K3 päälle. Niiden normaalisti suljetut koskettimet avautuvat, mikä mahdollistaa kondensaattoreiden C1...C3 lataamisen sisäisistä virtageneraattoreista. Näiden kondensaattoreiden jännitteen kasvun myötä myös tyristorien avautumiskulma kasvaa. Tällä saavutetaan tasainen jännitteen nousu moottorin käämeissä. Kun kondensaattorit on ladattu täyteen, tyristorien kytkentäkulma saavuttaa maksimiarvonsa ja sähkömoottorin pyörimisnopeus saavuttaa nimellisnopeuden.
Moottorin sammutus, tasainen jarrutus
Sammuta moottori avaamalla kytkin SA1. Tämä sammuttaa releen K1...K3. Ne ovat normaaleja - suljetut koskettimet sulkeutuvat, mikä johtaa kondensaattorien C1...C3 purkamiseen vastusten R1...R3 kautta. Kondensaattorien purkautuminen kestää useita sekunteja, jonka aikana moottori pysähtyy.
Moottoria käynnistettäessä nollajohtimessa voi virrata merkittäviä virtoja. Tämä johtuu siitä, että tasaisen kiihdytyksen aikana moottorin käämien virrat eivät ole sinimuotoisia, mutta sitä ei tarvitse pelätä erityisemmin: käynnistysprosessi on melko lyhytikäinen. Vakaassa tilassa tämä virta on paljon pienempi (enintään kymmenen prosenttia vaihevirrasta nimellistilassa), mikä johtuu vain käämiparametrien teknologisesta hajaantumisesta ja vaiheiden "virheestä". Näistä ilmiöistä ei ole enää mahdollista päästä eroon.
Yksityiskohdat ja suunnittelu
Laitteen kokoamiseen tarvitaan seuraavat osat:
Muuntaja, jonka teho on enintään 15 W, lähtökäämin jännite 15...17 V.
Releet K1...K3 sopivat mille tahansa 12 V:n kelajännitteelle, jossa on normaalisti suljettu tai kytkentäkosketin, esim. TRU-12VDC-SB-SL.
Kondensaattorit C11…C13 tyyppi K73-17 käyttöjännitteelle vähintään 600 V.
Laite on valmistettu painetulle piirilevylle. Koottu laite tulee sijoittaa sopivan kokoiseen muovikoteloon, jonka etupaneeliin tulee sijoittaa kytkin SA1 ja LEDit HL1 ja HL2.
Moottorin liitäntä
Kytkimen Q1 ja moottorin välinen kytkentä tehdään johtimilla, joiden poikkileikkaus vastaa jälkimmäisen tehoa. Nollajohdin on valmistettu samasta johdosta kuin vaihejohdot. Kaaviossa esitetyillä komponenttiarvoilla on mahdollista kytkeä moottoreita, joiden teho on enintään neljä kilowattia.
Jos aiot käyttää moottoria, jonka teho on enintään puolitoista kilowattia ja käynnistystaajuus ei ylitä 10...15 tunnissa, tyristorikytkimien tuhlaama teho on merkityksetön, joten patterit ei voi asentaa.
Jos aiot käyttää tehokkaampaa moottoria tai käynnistykset ovat useammin, sinun on asennettava tyristorit alumiininauhasta valmistettuihin jäähdyttimiin. Jos jäähdytintä on tarkoitus käyttää yleisenä, tyristorit tulisi eristää siitä kiillevälikkeillä. Jäähdytysolosuhteiden parantamiseksi voit käyttää lämpöä johtavaa tahnaa KPT-8.
Laitteen tarkistus ja asetukset
Ennen kuin kytket päälle, tarkista ensin, että asennus on kytkentäkaavion mukainen. Tämä on perussääntö, etkä voi poiketa siitä. Loppujen lopuksi tämän tarkistuksen laiminlyönti voi johtaa joukon hiiltyneitä osia ja estää sinua pitkäksi aikaa tekemästä "sähkökokeita". Löydetyt virheet pitäisi poistaa, koska loppujen lopuksi tämä piiri saa virtansa verkosta, eikä sen kanssa pidä vähätellä. Ja vielä tämän tarkistuksen jälkeen on vielä liian aikaista kytkeä moottoria.
Ensin kannattaa kytkeä moottorin sijaan kolme identtistä hehkulamppua, joiden teho on 60...100 W. Testauksen aikana on varmistettava, että lamput "syttyvät" tasaisesti.
Epätasainen käynnistysaika johtuu kondensaattoreiden C1...C3 kapasitanssien hajonnasta, joilla on merkittävä kapasitanssitoleranssi. Siksi on parempi valita ne välittömästi laitteen avulla ennen asennusta, vähintään kymmenen prosentin tarkkuudella.
Sammutusajan määrää myös vastusten R1…R3 resistanssi. Niiden avulla voit säätää sammutusaikaa. Nämä asetukset tulee tehdä, jos päälle-pois-ajan ero eri vaiheissa ylittää 30 prosenttia.
Moottori voidaan kytkeä vasta, kun yllä olevat tarkastukset ovat läpäisseet normaalisti, ei jopa täydellisesti.
Mitä muuta suunnitteluun voi lisätä?
Edellä on jo sanottu, että tällaisia laitteita valmistavat tällä hetkellä eri yritykset. Tietenkin on mahdotonta kopioida kaikkia merkkilaitteiden toimintoja tällaisessa kotitekoisessa laitteessa, mutta voit silti luultavasti kopioida sellaisen.
Puhumme ns. Sen tarkoitus on seuraava: kun moottori on saavuttanut nimelliskierrosluvun, kontaktori yksinkertaisesti siltaa tyristorikytkimet koskettimillaan. Virta kulkee niiden läpi ohittaen tyristorit. Tätä mallia kutsutaan usein ohitukseksi (englanninkielisestä ohitus - ohitus). Tällaista parannusta varten ohjausyksikköön on lisättävä lisäelementtejä.
Boris Aladyshkin
