Что такое плавный пуск трансформатора. Зачем он нужен. Как работают схемы плавного пуска. Какие бывают типы устройств плавного пуска. Для каких трансформаторов необходим плавный пуск. Как собрать простое устройство плавного пуска своими руками.
Что такое плавный пуск трансформатора и зачем он нужен
Плавный пуск трансформатора — это способ ограничения пускового тока при включении трансформатора в сеть. При подаче напряжения на первичную обмотку мощного трансформатора в ней возникает кратковременный бросок тока, значительно превышающий номинальный. Это может вызвать следующие проблемы:
- Срабатывание автоматов защиты и предохранителей
- Падение напряжения в сети
- Ускоренный износ изоляции обмоток
- Механические нагрузки на обмотки
Устройство плавного пуска позволяет избежать этих негативных эффектов за счет плавного нарастания тока при включении. Это повышает надежность и срок службы трансформатора.
Принцип работы и основные схемы плавного пуска
Существует несколько основных способов реализации плавного пуска трансформатора:
- Включение через ограничивающий резистор с последующим его шунтированием
- Плавное увеличение напряжения с помощью тиристорного регулятора
- Использование специализированных устройств плавного пуска (софтстартеров)
Наиболее простой и распространенный вариант — схема с ограничивающим резистором. Как она работает?
- При включении ток идет через резистор, который ограничивает его величину
- Через 0,5-1 секунду срабатывает реле и шунтирует резистор
- Трансформатор переходит в нормальный режим работы
Такая схема эффективно ограничивает пусковой ток и при этом очень проста в реализации.
Виды устройств плавного пуска трансформаторов
По способу управления можно выделить следующие типы устройств плавного пуска:
- Механические — с ручным переключением резистора
- Электромеханические — с автоматическим переключением через реле
- Электронные — на основе тиристорных или транзисторных ключей
Электронные устройства обеспечивают более плавное нарастание тока, но имеют более сложную конструкцию. Для большинства применений достаточно простых электромеханических схем.
Для каких трансформаторов необходим плавный пуск
Необходимость применения плавного пуска зависит от мощности трансформатора и параметров сети. В общем случае рекомендуется использовать плавный пуск для:
- Трансформаторов мощностью более 300 ВА
- При частых включениях/выключениях
- При слабой питающей сети
- Для особо ответственного оборудования
Для маломощных трансформаторов до 200-300 ВА плавный пуск обычно не требуется, если не возникает проблем со срабатыванием защиты. Но его применение в любом случае повысит надежность.
Как собрать простое устройство плавного пуска своими руками
Простейшее устройство плавного пуска можно легко собрать самостоятельно. Для этого потребуется:
- Реле на 220В
- Резистор 20-100 Ом (мощность подбирается по току трансформатора)
- Конденсатор 1-10 мкФ (для задержки включения реле)
- Диод
Схема соединения элементов:
- Резистор включается последовательно с первичной обмоткой трансформатора
- Параллельно резистору подключаются нормально разомкнутые контакты реле
- Катушка реле и конденсатор образуют RC-цепочку для задержки
При включении ток идет через резистор. Через 0,5-1 с срабатывает реле и шунтирует резистор. Время задержки регулируется подбором емкости конденсатора.
Особенности плавного пуска тороидальных трансформаторов
Тороидальные трансформаторы имеют ряд особенностей, которые следует учитывать при организации плавного пуска:
- Более высокий пусковой ток из-за малого рассеяния
- Чувствительность к перенапряжениям
- Возможность насыщения сердечника при неправильном включении
Для тороидальных трансформаторов рекомендуется:
- Использовать устройства плавного пуска даже для относительно небольших мощностей (от 200-300 ВА)
- Выбирать схемы с более плавным нарастанием тока
- Контролировать момент включения относительно фазы питающего напряжения
При соблюдении этих рекомендаций тороидальные трансформаторы будут надежно работать в течение длительного срока.
Нужен ли плавный пуск для маломощных трансформаторов
Для трансформаторов мощностью до 200-300 ВА плавный пуск обычно не требуется. Однако его применение может быть целесообразно в следующих случаях:
- При частых включениях/выключениях
- При питании от слабой сети
- Для повышения общей надежности
- При использовании быстродействующих автоматов защиты
Если при включении маломощного трансформатора не возникает проблем со срабатыванием защиты, то можно обойтись без плавного пуска. Но его наличие в любом случае продлит срок службы трансформатора.
Как определить необходимость плавного пуска
Чтобы понять, нужен ли плавный пуск для конкретного трансформатора, можно провести следующий тест:
- Подключить трансформатор через амперметр
- Измерить пусковой ток при включении
- Сравнить его с номинальным током трансформатора
Если пусковой ток превышает номинальный более чем в 5-10 раз, то применение плавного пуска будет оправдано. Также стоит обратить внимание на поведение автоматов защиты при включении.
Влияние плавного пуска на вторичные обмотки трансформатора
Многих пользователей волнует вопрос — может ли плавный пуск вызвать перенапряжение на вторичных обмотках и повредить подключенное оборудование? Рассмотрим этот аспект подробнее:
- Плавный пуск ограничивает ток только в первичной обмотке
- На вторичные обмотки это практически не влияет
- Напряжение на выходе нарастает плавно, без перенапряжений
- Риск повреждения подключенного оборудования отсутствует
Таким образом, плавный пуск безопасен для нагрузки, подключенной ко вторичным обмоткам. Более того, он защищает оборудование от возможных бросков напряжения при включении.
Меры предосторожности при подключении нагрузки
Хотя плавный пуск сам по себе безопасен, при подключении чувствительного оборудования к трансформатору рекомендуется соблюдать следующие меры:
- Включать трансформатор до подключения нагрузки
- Использовать стабилизаторы напряжения на выходе
- Применять защитные варисторы
- Не превышать номинальную мощность трансформатора
Соблюдение этих простых правил обеспечит надежную работу всей системы.
Плавный пуск трансформатора: схемы, сборка, характеристика
Автор Andrey Ku На чтение 4 мин Опубликовано
В момент подключения питания к первичной обмотке мощного трансформатора в ней возникает бросок тока, амплитуда которого значительно превышает его номинальное значение. Для того чтобы избежать вызываемого им срабатывания защиты существует 2 способа. Увеличить ток срабатывания защиты или использовать устройство плавного пуска трансформатора. Уменьшение чувствительности защиты ведет к росту вероятности выхода из строя трансформатора при случайном замыкании выводов вторичной обмотки, следовательно, второй способ предпочтительнее.
Содержание
- Общие сведения
- Схема устройства плавного пуска сетевого трансформатора
- Работа схемы
- Сборка устройства
- Проверка работы
- Стоит ли усложнять схему тиристором
Общие сведения
Блок плавного пуска предназначен для ограничения тока первичной обмотки трансформатора сразу после подачи на нее напряжения питания. Отключение ограничения электропитания происходит после завершения переходных процессов и намагничивания сердечника. По способу управления изменением токовой характеристики потребителей различают 3 типа таких устройств:
- Механические.
- Электромеханические.
- Электронные.
Принцип действия 2 первых типов устройств состоит в ограничении тока кратковременным включением в цепь питания первичной обмотке резистора. Электронные системы на основе тиристорных коммутаторов могут снижать пусковой ток изменением амплитуды или ширины импульсов напряжения питания.
Наиболее простой вариант ограничения пускового импульса тока – это термистор в цепи питания первичной обмотки. Однако у него есть серьезные недостатки. Во-первых, он требует подбора параметров для каждого конкретного электроприбора. Во-вторых, зарядка конденсаторов фильтра блока питания, имеющих большую емкость, может стать причиной перегрева и даже взрыва термистора.
Электромеханические устройства плавного пуска (УПП) помимо простоты конструкции имеют как минимум еще один плюс. Так как их схемные решения обходятся без полупроводниковых усилителей и формирователей импульсов, они абсолютно невосприимчивы к помехам.
Схема устройства плавного пуска сетевого трансформатора
Изображена схема простого электромеханического устройства плавного пуска со стартером люминесцентной лампы в качестве времязадающего элемента, управляющим исполнительным реле.
При желании схему можно еще немного упростить, заменив стартер перемычкой. В этом случае реле будет срабатывать по окончании пускового броска тока практически без задержки.
Сопротивление балластного резистора должно быть около двух десятков Ом. Мощность же его выбирается в соответствии с параметрами, подключаемого трансформатора. Вместо резистора, можно установить галогеновую лампу с подходящим сопротивлением нити накаливания. Реле любое с катушкой на 220 В и нормально-разомкнутыми контактами, выдерживающими номинальный ток первичной обмотки с небольшим запасом.
Работа схемы
Во время подачи питания контакты реле разомкнуты, и ток нагрузки ограничен резистором. После завершения переходных процессов ток обмотки уменьшается. От этого напряжение в точке соединения резистора с обмоткой возрастает и зажигает стартер. При этом реле срабатывает и, закоротив резистор, подает электропитание напрямую. Следовательно, при замыкании выходной обмотки или иной неисправности вызывающей повышение тока первичной обмотки реле не сработает.
Сборка устройства
Простота устройства позволяет собрать его своими руками. Для этого следует прикрепить гнездо стартера к корпусу реле любым доступным способом, например, пластиковым хомутом или при помощи термоклеевого пистолета. Соединения контактов и крепление резистора выполняются навесным монтажом.
Во избежание замыканий для монтажа следует применять изолированный провод. Готовое устройство размещается в подходящем по размеру корпусе из пластмассы или другого изоляционного материала и оснащается сетевым кабелем с вилкой и выходными клеммами.
В качестве выхода удобно использовать накладную розетку.
При отсутствии резистора достаточной мощности балластное сопротивление можно изготовить, намотав нихромовый провод на трубчатый керамический конденсатор подходящего размера. Вентиляционные отверстия для отвода тепла из корпуса из-за небольшого времени питания устройства через балластный резистор делать необязательно.
Проверка работы
После сборки перед установкой устройства в корпус следует проверить правильность монтажа и провести пробное включение. Время срабатывания реле следует установить, в интервале 1–5 сек. Отключение питания автоматами защиты будет признаком слишком быстрого срабатывания реле. Для увеличения времени его включения стартер следует запитать через дополнительный резистор. Момент срабатывания реле можно контролировать по вспышкам стартера, а с лампочкой вместо резистора – по ее свечению.
Стоит ли усложнять схему тиристором
Коммутирующие устройства мягкого пуска с тиристорными ключами, называемые «софтстартеры» значительно сложнее и дороже электромеханических устройств. Но их возможности управлением амплитудой и фазами тока или изменением схемы включения обмоток целесообразно использовать для плавного пуска мощных электродвигателей или сварочных трансформаторов. Так как они наряду с плавным пуском двигателя могут быть использованы для регулировки частоты его вращения и корректировки момента нагрузки.
А для электрооборудования малой и средней мощности вполне достаточно кратковременного включения в цепь питания резистора, ограничивающего пусковой ток. Тогда как для плавного пуска мощных потребителей подобное оборудования будет иметь большие размеры и невысокую надежность.
Как показывает практика, устройство включающее питание при нулевом мгновенном значении переменного напряжения не оправдывает возлагаемых на него надежд. Это объясняется тем, что после подключения питания таким способом его напряжение не остается равным 0, а изменяется обычным образом.
Поэтому и электроток через обмотку течет не иначе, чем при включении трансформатора в другой момент времени.
Устройство плавного пуска трансформатора | 2 Схемы
Во время сборки мощного источника питания был использован силовой трансформатор на 1000 ВА, а в фильтре установлены конденсаторы общей емкостью 20000 мкФ. При испытаниях столкнулись с проблемой броска тока при подключении системы к сети. Даже просто зарядка больших конденсаторов проблематична, поскольку они загружают сеть через вторичные обмотки, хотя трансформатор, обладающий некоторым сопротивлением, несколько уменьшает зарядный ток конденсаторов. Но тут уже проблема заключается в токовом броске от самого трансформатора, который даже вызывал мигание света при старте. Например автотрансформатор на 3 кВт является прекрасным примером почти гарантированного выбивания предохранителей.
Конструкция устройства плавного пуска проста и основана на задержке включения реле на несколько секунд. Всё это время трансформатор питается через резистор на несколько десятков ом.
Он эффективно устраняет всплеск тока, который выбивает предохранители в щитке.
Он эффективно устраняет всплеск тока, который выбивает предохранители в щитке.Схема плавного пуска сетевого трансформатора
Схема содержит также варистор для плавного пуска, а также сетевой фильтр, который был вытащен из старого ATX.
Система работает отлично, она работает уже долгое время в источнике питания, с настройкой на время задержки 0,5 с. Даже после десятка быстрых включений предохранитель не выбивается.
На плате имеется выход обозначенный TRAFKO, предназначенный для силового трансформатора, питающего периферию. Резистор, обозначенной как R6, должен быть выбран для временной сетевой нагрузки. В данном случае он имеет значение 68 Ом 5 Вт, и даже после частых запусков он лишь немного теплый, поэтому можно использовать более низкий по мощности резистор. Диапазон сопротивления составляет от 40 Ом для больших трансформаторов – до примерно 100 Ом для небольших. Время задержки запуска реле регулируется конденсатором C5. Для конденсатора емкостью 1 мкФ время задержки составляет 0,5 с.
Оно может свободно увеличиваться.
Значения элементов для сетевого фильтра не описаны, но вы можете использовать старые системы фильтров из блоков питания компьютера. В проекте использовался дополнительно варистор, для него нет места на печатной плате, поэтому он должен монтироваться отдельно.
Стоит ли усложнять схему тиристором?
Некоторые в устройствах плавного пуска трансформаторов предпочитают использовать оптрон MOC3040 + тиристор, который включал бы нагрузку при прохождении синусоиды через ноль. Но в индуктивных элементах, таких как трансформаторы в частности, даже когда амплитуда синусоидальной волны проходит через ноль, сигнал достигает своего максимума! Индуктивные элементы должны включаться как раз при максимальной амплитуде напряжения. Если мы соединяем индуктивный элемент с нулевым напряжением, то ток в некоторых случаях растёт до высокого значения.
Тороиды особенно неприятны в этом отношении, потому что одно из их преимуществ (малая индуктивность рассеяния) в этот момент превращается в недостаток.
С практической стороны лучше всего построить схему симисторного управления на микроконтроллере, который будет обнаруживать нуль и далее точно учитывать 1/4 периода напряжения в сети. Вот только не проще ли собрать по приведённой выше схеме, не усложняя дело контроллерами?
ТОРОИДАЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ — Плавный пуск
ТОРОИДАЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ — Плавный пуск| ТОРОИДАЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ |
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| Как это работает? Плавный пуск соединяет последовательно очень мощные резисторы с первичным валом и таким образом ограничивает прохождение валюты, увеличивающееся из-за намагниченности сердечника. Через 0,5 – 1 секунду контакты реле шунтируют резистор, который отключает их от цепи питания, и трансформатор продолжает нормальную работу. |
| ||||||||||||
| |||||||||||||
| | |||||||||||||
| Вы можете выбрать значение таблицы, записанной в инструкции по установке плавного пуска, которая прилагается к оборудованию.  Предохранитель не поставляется с оборудованием. | |||||||||||||
На печатной плате расположено основание для предохранителя, защищающего трансформатор от короткого замыкания и перегрузки, и его необходимо выбирать в зависимости от мощности. При выключении и включении процесс автоматически повторяется.1 онлайн | Всего посещений: 258803 | |||||||||
Мягкий пуск для трансформатора спросил
Изменено 3 года, 7 месяцев назад
Просмотрено 3к раз
\$\начало группы\$
У меня есть трансформатор с 230 В на 110 В, который я использую для питания некоторого оборудования.
В интернете видел, что некоторым силовым трансформаторам нужна схема плавного пуска.
Мощность моего трансформатора 200ВА.
В интернете указано, что схема плавного пуска требуется только для трансформаторов мощностью более 300 ВА.
Я также прочитал в Интернете, что если я подключаю трансформатор к 230 В, через первичную обмотку проходит большой ток в течение короткого периода времени.
Мои вопросы: Нужен ли мне плавный пуск для моего трансформатора на 200 ВА?
Что произойдет, если я подключу какое-либо оборудование (например, паяльную станцию или осциллограф) к вторичной обмотке 200 ВА, а после этого подключу трансформатор к 230 В?
Возможно ли появление во вторичной обмотке напряжения выше 110 В, что может повредить мое оборудование?
- трансформатор
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Первичные обмотки трансформатора могут выдержать бросок чрезмерного тока при подаче напряжения.
Если напряжение переменного тока активируется на пике сигнала, то проблем нет; если напряжение переменного тока активируется при переходе через ноль, могут быть проблемы: —
Влияет только на первичный ток трансформатора и возникает из-за намагничивания сердечника. Он не увеличит выходное напряжение, т. е. не будет генерировать чрезмерное вторичное напряжение, поэтому в этом отношении не стоит беспокоиться, но он может время от времени перегорать первичные предохранители.
\$\конечная группа\$
6
\$\начало группы\$
- Срабатывает ли предохранитель при подключении упомянутого трансформатора? Если нет, то нет.
- Он должен загореться нормально, с немного большим пусковым током, чем раньше.
- Не совсем так.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Для чего-то небольшого, как 200 ВА, единственная необходимая предосторожность при запуске — избегать использования быстродействующего сетевого предохранителя, используйте медленнодействующий.
