Устройство плавного пуска схема. Плавный пуск асинхронного электродвигателя: схемы подключения и устройства

Основные элементы схемы:

• T1, T2 — силовые тиристоры
• R1 — мощный переменный резистор для регулировки
• C1 — конденсатор для формирования импульсов управления

Такая схема позволяет плавно регулировать напряжение на двигателе при пуске за счет изменения угла открытия тиристоров. Это обеспечивает снижение пускового тока и плавный разгон.

Выбор и установка готового устройства плавного пуска

При выборе готового промышленного УПП необходимо учитывать следующие параметры:

• Мощность и ток двигателя
• Напряжение питания
• Режим работы (количество пусков в час)
• Необходимые функции защиты и управления
• Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)

Установку УПП лучше доверить квалифицированному электрику. Необходимо обеспечить надежное подключение силовых цепей и цепей управления, а также настроить параметры устройства под конкретный двигатель и механизм.

Заключение

Применение устройств плавного пуска для асинхронных электродвигателей позволяет решить множество проблем, связанных с большими пусковыми токами и механическими нагрузками. Это увеличивает срок службы оборудования, экономит электроэнергию и повышает надежность электропривода в целом. Современные УПП предоставляют широкие возможности по управлению и защите двигателей, делая их незаменимыми в промышленных системах электропривода.

Схемы подключения устройства плавного пуска

В данной статье мы рассмотрим различные схемы подключения устройств плавного пуска на примере УПП Prostar PRS2.

Софтстартеры выпускаются множеством производителей, и у всех есть свои особенности. Однако существуют общие принципы подключения, справедливые для любой модели УПП.

Все проводники, подключаемые к пускателю, можно разделить на силовые и управляющие. Силовые цепи отвечают за подачу питания. Управляющие цепи – это цепи включения/выключения (коммутации), сигнализации и т. п. Они обеспечивают не только запуск и остановку двигателя, но и защиту софтстартера в случае аварийных ситуаций.

Общая схема подключения устройства плавного пуска Prostar PRS2 имеет следующий вид:

Силовая часть

В силовую часть входят:

• Вводной автоматический выключатель QF
• Силовые тиристоры (на схеме не показаны, находятся внутри УПП)
• Обводной (шунтирующий) контактор КМ
• Асинхронный электродвигатель М
• Цепь питания катушки шунтирующего контактора (предохранитель FU и контакты внутреннего реле 01 и 02)

Напряжение на входные силовые контакты L1, L2, L3 и на контакты обводного контактора КМ подается через автоматический выключатель QF, который также используется для защиты устройства плавного пуска в случае перегрузки или внутреннего замыкания. Номинальный ток выключателя выбирается в соответствии с потребляемым током софтстартера.

Обводной контактор КМ включается при достижении двигателем максимальных оборотов (при полном открытии внутренних тиристоров УПП). Напряжение на катушку контактора поступает через специальные выходные контакты 01 и 02. На схеме показано, что питание подается на коммутацию через предохранитель FU с фазы L3. При замыкании контактов (выход полного напряжения) фаза L3 поступает на нижний по схеме вывод катушки контактора КМ. Верхний вывод может питаться фазой L1 (при напряжении катушки контактора 380В), либо может быть подключен к нейтральному проводу N (при напряжении 220В).

На катушку контактора может подаваться любое напряжение, например, 24В постоянного тока. Для этого нужен соответствующий источник питания, который будет коммутироваться через контакты 01 и 02 УПП. В таком случае в подключении к фазе L3 через предохранитель FU нет необходимости. Таблица по выбору контактора в зависимости от мощности двигателя приводится в инструкции к конкретной модели.

Нижние по схеме контакты шунтирующего контактора должны быть подключены только к соответствующим клеммам софтстартера А2, В2, С2, так как при включении режима шунтирования и выходе двигателя на полную мощность происходит контроль за током двигателя в целях его защиты от перегрузки.

Электродвигатель подключается через выходные силовые клеммы Т1, Т2, Т3 через кабель соответствующего сечения.

Управляющая часть

Рассмотрим работу управляющей части схемы подключения УПП.

Важный элемент здесь – входные клеммы цепи запуска и останова. Существует два вида схемы управления – 2-проводная и 3-проводная. Вид управления выбирается пользователем через панель управления.

Схема управления через два провода

На схеме показан ключ с фиксацией (переключатель) К. При замыкании его контактов УПП запускается, при размыкании начинается процесс плавного останова двигателя.

Контакт «Мгновенный стоп» в нормальном состоянии должен быть замкнут. Им показана аварийная цепь, например, кнопка «Аварийный останов», либо концевые выключатели открытия защитных ограждений. Как только эта цепь рвется, устройство плавного пуска аварийно останавливает двигатель.

Схема управления через три провода

В данном случае используются 3 провода, которые подключаются к контактам 8, 9, 10. При кратковременном нажатии кнопки «Пуск» (без фиксации) софтстартер начинает процесс разгона электродвигателя, при нажатии кнопки «Стоп» (также без фиксации) начинается процесс останова.

Запуск УПП также может быть произведен посредством промежуточного реле. Это целесообразно для исключения ложных срабатываний в случае длинных проводов управления или сложной помеховой обстановки.

Схема двухпроводного управления с использованием промежуточного реле КА показана ниже.

Обозначения на схеме: KS – переключатель «Пуск/Стоп» с фиксацией, КА – катушка и контакт реле. Нормально замкнутые контакты К – цепь мгновенного стопа, о которой говорилось выше.

Для удобства оператора на посту управления могут быть установлены две кнопки – «Пуск» и «Стоп». При размещении поста на значительном удалении от устройства плавного пуска может быть использовано промежуточное реле, как это показано на схеме ниже:

На рисунке представлена классическая схема включения и выключения реле с самоподхватом. Здесь также используется двухпроводная схема через контакты реле КА.

В устройстве плавного пуска Prostar PRS2 имеются и выходные клеммы (см. общую схему подключения):

• 01-02 – выход на байпас для управления шунтирующим контактором (было рассмотрено выше).
• 03-04 – программируемый выход. Включается при событии, которое может быть запрограмировано при настройке устройства плавного пуска.
• 05-06 – выход ошибки. Срабатывает при любой аварии УПП.
• 11-12 – аналоговый токовый выход для контроля тока электродвигателя.

У софтстартеров других производителей могут отличаться номера клемм, значения напряжений и пр. Уточнить нюансы подключения можно в инструкции к конкретной модели УПП.

Другие полезные материалы:
Общие сведения об устройствах плавного пуска
Выбор частотного преобразователя
Подробно о редукторах
Обзор устройств плавного пуска SIEMENS

Плавный пуск асинхронного электродвигателя своими руками (схема)

Плавный пуск асинхронного электродвигателя необходим для продления его срока эксплуатации и минимизации работ, связанных с устранением возможных поломок.

Необходимость плавного запуска

Для того чтобы обеспечить необходимую пусковую мощность, следует увеличить номинальную мощность питающей сети. По этой причине оборудование может значительно подорожать. Причем очевиден и перерасход электроэнергии.

Одним из недостатков асинхронного электродвигателя является большой ток пуска. Он превышает номинальный в 5 — 10 раз. Ток с большими бросками может также возникнуть при торможении двигателя или при его реверсе. Это ведет к нагреву обмоток статора, а также слишком больших электродинамических усилий в частях статора и ротора.

Если вследствие возникшей аварийной ситуации двигатель перегрелся и вышел из строя всегда рассматривается возможность его ремонта. Но после перегрева параметры трансформаторной стали изменяются. Отремонтированный электродвигатель обладает номинальной мощностью на 30% меньшей, чем у него была ранее.

Для того чтобы ток ограничить используют пусковые реакторы, автотрансформаторы, резисторы и устройства плавного пуска двигателей — софт-стартеры.

Прямой запуск

В электросхеме прямого пуска машина непосредственно подключена к сетевому напряжению питания.

На схеме выше показана характеристика пускового тока при прямом старте.  При таком подключении повышение температуры в обмотках машины минимальное.

Подключение осуществляется с помощью контактора (пускателя). В схеме применяется реле перегрузки для защиты электродвигателя. Однако такой метод применим, когда нет ограничений по току.

Во время старта машины пусковой момент ограничивают, чтобы сгладить резкий рывок, вследствие которого могут выйти из строя механические части привода и подсоединенные механизмы.

По этой причине производители крупных электродвигателей запрещают их прямой пуск.

Подключение «звезда-треугольник»

Одним из основных способов запуска машины является электросхема «звезда-треугольник». Такой старт возможен, для двигателей, у которых все начала и концы обмоток выведены.

Управление стартом по этой схеме состоит из трех контакторов, реле перегрузки и реле времени, управляющим контакторами.

Первоначально коммутация с сетью происходит по схеме «звезда». Контакторы К1 и К3 замкнуты. Затем, через определенное время, обмотки переключаются автоматически на схему «треугольник». Контакты К3 размыкаются, а контакты К2, наоборот, замыкаются. Реле времени в электросхеме служит для управления их переключением. На нем выставляется время разгона двигателя. При этом пусковые токи существенно снижаются.

Такой способ эффективен, но применяется он не всегда.

Старт через автотрансформатор

Этот способ применяется с использованием в электросхеме автотрансформатора, который соединен с машиной последовательно. Он служит для того, чтобы запуск произошел при пониженном на 50 — 80% от номинального напряжении. Вследствие этого пусковой ток и вращающий пусковой момент уменьшатся. Временной интервал переключения от пониженного напряжения к полному корректируется.

Однако здесь есть и недостаток. В процессе работы машина переключается на сетевое напряжение, что приводит к резкому скачку тока.

Устройства плавного пуска

В условиях плавного старта асинхронной машины с использованием в электросхеме силового блока тиристоров подается ток несинусоидальной формы. Ускорение и торможение происходят за короткий промежуток времени. Многие собирают устройство плавного пуска своими руками. Это намного снижает его цену.

В этой схеме тиристоры подключены в цепи параллельно по встречному принципу. К общему электроду поступает управляющее напряжение. Такое устройство принято называть симистором. В случае трехфазной системы он присутствует в каждом проводе.

Для того чтобы отвести тепло, выделяемое при нагревании полупроводников, применяются радиаторы. Габариты, вес и цена устройств при этом возрастает.

Существует и другой вариант для решения проблемы нагрева. В схему подключают шунтирующий контакт. После старта контакты замыкаются. В этом случае возникает параллельная цепь, сопротивление которой меньше сопротивления полупроводников. А ток, как известно, выбирает путь наименьшего сопротивления. Пока происходит этот процесс, симисторы остывают. Пример такого подключения приведен ниже на рисунке.

Типы устройств плавного старта

Их можно разделить на четыре категории.

• Регулирующие пусковой момент. Принцип действия их таков, что они осуществляют контроль одной фазы. Но при контроле плавного старта не снижают пусковые токи. Поэтому спектр применения их ограничен.
• Регулирующие напряжение с отсутствием сигнала обратной связи. Работают они по заданной программе и являются одними из самых распространенных в использовании.
• Регулирующие напряжение с сигналом обратной связи. Их принцип действия — способность менять напряжение и регулировать величину тока в заданном диапазоне.
• Регулирующие ток с наличием сигнала обратной связи. Являются самыми современными из всех устройств подобного типа. Обеспечивают наибольшую точность управления.

Софт-стартеры

Современные устройства плавного пуска выполнены, на микропроцессорах. И это существенно увеличивает их функциональные возможности по сравнению с аналоговыми.  Эти устройства называют  софт-стартерами. Они увеличивают срок службы исполнительных механизмов и самих электродвигателей.

С ними старт электродвигателя происходит с постепенным увеличением напряжения. Кроме этого, регулируется время разгона и время его торможения. Для того чтобы пониженное начальное напряжение не могло в электросхеме значительно снизить пусковой момент, его устанавливают в диапазоне 30 — 60% от номинального.

Плавная регулировка напряжения дает возможность плавного ускорения двигателя до номинальной скорости.

Необходимо отметить, что с применением софт-стартеров уменьшилось количество реле и контакторов в электрической цепи. Само по себе устройство софт-стартеров не является сложным. Они просты в монтаже и эксплуатации. Электросхема подключения показана на рисунке справа.

Однако существует ряд особенностей, которые обязательно следует учитывать при их выборе.

• Первое — это обязательный учет тока асинхронной машины. Поэтому выбор софт-стартера необходимо осуществлять учитывая полный ток нагрузки, не превышающий тока предельной нагрузки самого устройства,
• Второе — максимальное число стартов в час. Как правило, оно ограничено софт-стартером. Число запусков в час самой машины не должно превышать этот параметр,
• Третье — это напряжение самой электрической сети. Оно должно соответствовать паспортному значению устройства. Несоответствие может привести к его поломке.

Оптимальные схемы для плавного пуска электродвигателя, созданных своими руками

Кому хочется напрягаться, тратить свои деньги и время на переоборудование устройств и механизмов, которые и так прекрасно работают? Как показывает практика – многим. Хоть и не каждый в жизни сталкивается с промышленным оборудованием, оснащённым мощными электродвигателями, но, постоянно встречается пусть с не столь прожорливыми и мощными, электромоторами в быту. Ну а лифтом, наверняка, пользовался каждый.

Электродвигатели и нагрузки — проблема?

Дело в том, что фактически любые электродвигатели, в момент пуска или остановки ротора, испытывают огромные нагрузки. Чем мощнее двигатель и оборудование, приводимое им в движение, тем грандиозней затраты на его запуск.

Наверное, самая значительная нагрузка, приходящаяся на двигатель в момент пуска, это многократное, хоть и кратковременное, превышение номинального рабочего тока агрегата. Уже через несколько секунд работы, когда электромотор выйдет на свои штатные обороты, ток, потребляемый им, тоже вернётся к нормальному уровню. Для обеспечения необходимого электроснабжения приходиться наращивать мощность электрооборудования и токопроводящих магистралей, что приводит к их подорожанию.

При запуске мощного электродвигателя, из-за его большого потребления, происходит «просадка» напряжения питания, которая может привести к сбоям или выходу из строя оборудования, запитанного с ним от одной линии. Ко всему прочему, снижается срок службы аппаратуры электроснабжения.

При возникновении нештатных ситуаций, повлёкших перегорание двигателя или его сильный перегрев, свойства трансформаторной стали могут измениться настолько, что после ремонта двигатель потеряет до тридцати процентов мощности. При таких обстоятельствах, к дальнейшей эксплуатации он уже непригоден и требует замены, что тоже недешево.

Для чего нужен плавный пуск?

Казалось бы, все правильно, да и оборудование на это рассчитано. Вот только всегда есть «но». В нашем случае их несколько:

• в момент запуска электродвигателя, ток питания может превышать номинальный в четыре с половиной-пять раз, что приводит к значительному нагреву обмоток, а это не очень хорошо;
• старт двигателя прямым включением приводит к рывкам, которые в первую очередь влияют на плотность тех же обмоток, увеличивая трение проводников во время работы, ускоряет разрушение их изоляции и, со временем, может привести к межвитковому замыканию;
• вышеупомянутые рывки и вибрация передаются на весь приводимый в движение агрегат. Это уже совсем нездорово, потому что может привести к повреждению его движущихся элементов: систем зубчатых передач, приводных ремней, конвейерных лент или просто представьте себя едущим в дёргающемся лифте. В случае насосов и вентиляторов — это риск деформации и разрушения турбин и лопастей;
• не стоит также забывать об изделиях, возможно находящихся на производственной линии. Они могут упасть, рассыпаться или разбиться из-за такого рывка;
• ну, и наверно, последний из моментов, заслуживающих внимание — стоимость эксплуатации такого оборудования. Речь идёт не только о дорогостоящих ремонтах, связанных с частыми критическими нагрузками, но и об ощутимом количестве не эффективно израсходованной электроэнергии.

Казалось бы, все вышеперечисленные сложности эксплуатации присущи лишь мощному и громоздкому промышленному оборудованию, однако, это не так. Все это может стать головной болью любого среднестатистического обывателя. В первую очередь это касается электроинструмента.

Специфика применения таких агрегатов, как электролобзики, дрели, болгарки и им подобных, предполагают многократные циклы запуска и остановки, в течение относительно небольшого промежутка времени. Такой режим эксплуатации, в той же мере, влияет на их долговечность и энергопотребление, как и у их промышленных собратьев. При всем этом не стоит забывать, что системы плавного запуска не могут регулировать рабочие обороты мотора или реверсировать их направление. Также невозможно увеличить пусковой момент или снизить ток ниже, чем требуется для начала вращения ротора электродвигателя.

Видео: Плавный пуск, регулировка и защита колектор. двигателя

Варианты систем плавного пуска электродвигателей

Система «звезда-треугольник»

Одна из наиболее широко применяемых систем запуска промышленных асинхронных двигателей. Основным её преимуществом является простота. Двигатель запускается при коммутации обмоток системы «звезда», после чего, при наборе штатных оборотов, автоматически переключается на коммутацию «треугольник». Такой вариант старта позволяет добиться тока почти на треть ниже, чем при прямом запуске электромотора.

Однако, этот способ не подойдёт для механизмов с небольшой инерцией вращения. К таким, к примеру, относятся вентиляторы и небольшие насосы, из-за малых размеров и массы их турбин. В момент перехода с конфигурации «звезда» на «треугольник», они резко снизят обороты или вовсе остановятся. В результате после переключения, электродвигатель по сути, запускается заново. То есть в конечном счёте вы не добьётесь не только экономии ресурса двигателя, но и, вероятнее всего, получите перерасход электроэнергии.

Видео: Подключение трёхфазного асинхронного электродвигателя звездой или треугольником

Электронная система плавного пуска электродвигателя

Плавный пуск двигателя может быть произведён с помощью симисторов, включённых в цепи управления. Существует три схемы такого включения: однофазные, двухфазные и трехфазные. Каждая из них отличается своими функциональными возможностями и конечной стоимостью соответственно.

С помощью таких схем, обычно, удаётся снизить пусковой ток до двух–трёх номинальных. Кроме этого, удаётся снизить существенный нагрев, присущий вышеупомянутой системе «звезда-треугольник», что способствует увеличению срока службы электродвигателей. Благодаря тому, что управление запуска двигателя происходит за счёт снижения напряжения, разгон ротора осуществляется плавно, а не скачкообразно, как у других схем.

В целом, на системы плавного пуска двигателя возлагаются несколько ключевых задач:

• основная – понижение пускового тока до трёх–четырёх номинальных;
• снижение напряжения питания двигателя, при наличии соответствующих мощностей и проводки;
• улучшение параметров пуска и торможения;
• аварийная защита сети от перегрузок по току.

Однофазная схема пуска

Данная схема предназначена для запуска электродвигателей мощностью не более одиннадцати киловатт. Применяют такой вариант в том случае, если требуется смягчить удар при запуске, а торможение, плавный пуск и понижение пускового тока не имеют значения. В первую очередь из-за невозможности организации последних, в такой схеме. Но по причине удешевления производства полупроводников, в том числе и симисторов, они сняты с производства и редко встречаются;

Двухфазная схема пуска

Такая схема предназначена для регулирования и пуска двигателей мощностью до двухсот пятидесяти ватт. Такие системы плавного пуска иногда комплектуют обходным контактором для удешевления прибора, однако, это не решает проблемы несимметричности питания фаз, что может привести к перегреву;

Трехфазная схема пуска

Эта схема является наиболее надёжной и универсальной системой плавного пуска электродвигателей. Максимальная мощность, управляемых таким устройством двигателей, ограничена исключительно максимальной температурной и электрической выносливостью применённых симисторов. Его универсальность позволяет реализовать массу функций, таких как: динамический тормоз, подхват обратного хода или балансировку ограничения магнитного поля и тока.

Важным элементом последней, из упомянутых схем, является обходной контактор, о котором говорилось раньше. Он позволяет обеспечить правильный тепловой режим системы плавного пуска электродвигателя, после выхода двигателя на штатные рабочие обороты, предотвращая его перегрев.

Существующие на сегодняшний день устройства плавного пуска электродвигателей, помимо приведённых выше свойств, рассчитаны на их совместную работу с различными контроллерами и системами автоматизации. Имеют возможность включения по команде оператора или глобальной системы управления. При таких обстоятельствах, в момент включения нагрузок, возможно появление помех, могущих привести к сбоям в работе автоматики, а следовательно, стоит озаботиться системами защиты. Использование схем плавного пуска, способно значительно уменьшить их влияние.

Плавный пуск своими руками

Большинство перечисленных выше систем фактически неприменимы в бытовых условиях. В первую очередь по той причине, что дома мы крайне редко используем трехфазные асинхронные двигатели. Зато коллекторных однофазных моторов — хоть отбавляй.

Существует немало схем устройства плавного запуска двигателей. Выбор конкретной зависит исключительно от вас, но в принципе, имея определённые знания радиотехники, умелые руки и желание, вполне можно собрать приличный самодельный пускатель, который продлит жизнь вашего электроинструмента и бытовой техники на долгие годы.

Схема тиристорного устройствоа плавного пуска асинхронного электродвигателя

Александр Ситников (Кировская обл.)

Рассматриваемая в статье схема позволяет осуществить безударный пуск и торможение электродвигателя, увеличить срок службы оборудования и снизить нагрузку на электросеть. Плавный пуск достигается путём регулирования напряжения на обмотках двигателя силовыми тиристорами.

Устройства плавного пуска (УПП) широко применяются в различных электроприводах. Структурная схема разработанного УПП приведена на рисунке 1, а диаграмма работы УПП – на рисунке 2. Основой УПП являются три пары встречно-параллельных тиристоров VS1 – VS6, включенных в разрыв каждой из фаз. Плавный пуск осуществляется за счёт постепенного

увеличения прикладываемого к обмоткам электродвигателя сетевого напряжения от некоторого начального значения Uначдо номинального Uном. Это достигается путём постепенного увеличения угла проводимости тиристоров VS1 – VS6 от минимального значения до максимального в течение времени Тпуск, называемого временем пуска.

Обычно значение Uначсоставляет 30…60% от Uном, поэтому пусковой момент электродвигателя существенно меньше, чем в случае подключения электродвигателя на полное напряжение сети. При этом происходит постепенное натяжение приводных ремней и плавное зацепление зубчатых колес редуктора. Это благоприятно сказывается на снижении динамических нагрузок электропривода и, как следствие, способствует продлению срока службы механизмов и увеличению интервала между ремонтами.

Применение УПП также позволяет снизить нагрузку на электросеть, поскольку в этом случае пусковой ток электродвигателя составляет 2 – 4 номинала тока двигателя, а не 5 – 7 номиналов, как при непосредственном пуске. Это важно при питании электроустановок от источников энергии ограниченной мощности, например, дизель-генераторных установок, источников бесперебойного питания и трансформаторных подстанций малой мощности

(особенно в сельской местности). После завершения пуска тиристоры шунтируются байпасом (обходным контактором) К, благодаря чему в течение времени Траб на тиристорах не рассеивается мощность, а значит, экономится электроэнергия.

При торможении двигателя процессы происходят в обратном порядке: после отключения контактора К угол проводимости тиристоров максимален, напряжение на обмотках электродвигателя равно сетевому за вычетом падения напряжения на тиристорах. Затем угол проводимости тиристоров в течение времени Тторм уменьшается до минимального значения, которому соответствует напряжение отсечки Uотс, после чего угол проводимости тиристоров становится равным нулю и напряжение на обмотки не подается. На рисунке 3 приведены диаграммы тока одной из фаз двигателя при постепенном увеличении угла проводимости тиристоров.

На рисунке 4 приведены фрагменты принципиальной электрической схемы УПП. Полностью схема приведена на сайте журнала. Для её работы требуется напряжение трех фаз А, В, С стандартной сети 380 В частотой 50 Гц. Обмотки электродвигателя при этом могут быть соединены как «звездой», так и „треугольником“.

В качестве силовых тиристоров VS1 – VS6 применены недорогие приборы типа 40TPS12 в корпусе ТО-247 с прямым током Iпр= 35 А. Допустимый ток через фазу составляет Iдоп= 2Iпр= 70 А. Будем считать, что максимальный пусковой ток составляет 4Iном, откуда следует, что Iном < Iдоп/4 = 17,5 А. Просматривая стандартный ряд мощностей электродвигателей, находим, что к УПП допустимо подключать двигатель мощностью 7,5 кВт с номинальным током фазы Iн= 15 А. В случае, если пусковой ток превысит Iдоп (по причине подключения двигателя большей мощности или слишком малого времени пуска), процесс пуска будет остановлен, поскольку сработает автоматический выключатель QF1 со специально подобранной характеристикой.

Параллельно тиристорам подключены демпфирующие RC-цепочки R48, C20, C21, R50, C22, C23, R52, C24, C25, предотвращающие ложное включение тиристоров, а также варисторы R49, R51 и R53, поглощающие импульсы перенапряжения свыше 700 В. Обходные реле К1, К2, К3 типа TR91-12VDC-SC-C с номинальным током 40 А шунтируют силовые тиристоры после завершения пуска.

Питание системы управления осуществляется от трансформаторного блока питания, запитанного от межфазного напряжения Uав. В блок питания входят понижающие трансформаторы TV1, TV2, диодный мост VD1, токоограничивающий резистор R1, сглаживающие конденсаторы С1, С3, С5, помехоподавляющие конденсаторы С2, С4, С6 и линейные стабилизаторы DA1 и DA2, обеспечивающие напряжение 12 и 5 В соответственно.

Система управления построена с применением микроконтроллера DD1 типа PIC16F873. Микроконтроллер выдаёт импульсы управления тиристорами VS1 – VS6 путём «зажигания» оптосимисторов ОРТ5-ОРТ10 (MOC3052). Для ограничения тока в цепях управления тиристоров VS1 – VS6 служат резисторы R36 – R47. Импульсы управления подаются одновременно на два тиристора с задержкой относительно начала полуволны межфазного напряжения. Цепи синхронизации с сетевым напряжением состоят из трёх однотипных узлов, состоящих из зарядных резисторов R13, R14, R18, R19, R23, R24, диодов VD3 – VD8, транзисторов VT1 – VT3, накопительных конденсаторов С17 – С19 и оптопар OPT2 – OPT4. C выхода 4 оптопар OPT2, OPT3, OPT4 на входы микроконтроллера RC2, RC1, RC0 поступают импульсы длительностью примерно 100 мкс, соответствующие началу отрицательной полуволны фазных напряжений Uab, Ubc, Uca.

Диаграммы работы узла синхронизации приведены на рисунке 5. Если принять верхний график за сетевое напряжение Uав, то среднийграфик будет соответствовать напряжению на конденсаторе С17, а нижний – току через фотодиод оптопары ОРТ2. Микроконтроллер регистрирует поступающие на его входы синхроимпульсы, определяет наличие, порядок чередования, отсутствие «слипания» фаз, а также производит расчёт времени задержки импульсов управления тиристорами. Входы цепей синхронизации защищены от перенапряжения варисторами R17, R22 и R27.

С помощью потенциометров R2, R3, R4 задаются параметры, соответствующие диаграмме работы УПП, приведённой на рисунке 2; соответственно R2 – Tпуск, R3 – Тторм, R4 – Uначи Uотс. Напряжения уставок с движков R2, R3, R4 поступают на входы RA2, RA1, RA0 микросхемы DD1 и преобразуются с помощью АЦП. Время пуска и торможения регулируется в пределах от 3 до 15 с, а начальное напряжение – от нуля до напряжения, соответствующего углу проводимости тиристора в 60 электрических градусов. Конденсаторы С8 – С10 – помехоподавляющие.

Команда «ПУСК» подаётся путём замыкания контактов 1 и 2 разъёма XS2, при этом на выходе 4 оптопары OPT1 появляется лог. 1; конденсаторы С14 и С15 производят подавление колебаний, возникающих вследствие „дребезга“ контактов. Разомкнутому положению контактов 1 и 2 разъёма XS2 соответствует команда „СТОП“. Коммутацию цепи управления запуском можно реализовать кнопкой с фиксацией, тумблером или контактами реле.

Силовые тиристоры защищены от перегрева термостатом B1009N с нормально-замкнутыми контактами, размещёнными на теплоотводе. При достижении температуры 80°С контакты термостата размыкаются, и на вход RC3 микроконтроллера поступает уровень лог. 1, свидетельствующий о перегреве.

Светодиоды HL1, HL2, HL3 служат индикаторами следующих состояний:

• HL1 (зелёный) «Готовность» – отсутствие аварийных состояний, готовность к запуску;
• HL2 (зелёный) «Работа» – мигающий светодиод означает, что УПП производит пуск или торможение двигателя, постоянное свечение – работа на байпасе;
• HL3 (красный) «Авария» – свидетельствует о перегреве теплоотвода, отсутствии или „слипании“ фазных напряжений.

Включение обходных реле К1, К2, К3 производится путём подачи микроконтроллером лог. 1 на базу транзистора VT4.

Программирование микроконтроллера – внутрисхемное, для чего используется разъём XS3, диод VD2 и микропереключатель Дж1. Элементы ZQ1, C11, C12 образуют цепь запуска тактового генератора, R5 и С7 – цепь сброса по питанию, С13 осуществляет фильтрацию помех по шинам питания микроконтроллера.

На рисунке 6 приведён упрощённый алгоритм работы УПП. После инициализации микроконтроллера вызывается подпрограмма Error_Test, которая определяет наличие аварийных ситуаций: перегрев теплоотвода, невозможность синхронизироваться с сетевым напряжением вследствие потери фазы, неверного подключения к сети или сильных помех. Если аварийная ситуация не фиксируется, то переменной Error присваивается значение «0», после возврата из подпрограммы зажигается светодиод „Готовность“, и схема переходит в режим ожидания команды „ПУСК“. После регистрации команды „ПУСК“ микроконтроллер производит аналого!цифровое преобразование напряжений уставок
на потенциометрах и расчёт параметров Тпуск и Uнач, после чего выдаёт импульсы управления силовыми тиристорами. По окончании пуска включается байпас. При торможении двигателя процессы управления выполняются в обратном
порядке.

Плавный пуск электродвигателя своими руками: для болгарки, электроинструмента

У всех кто пользуется болгаркой не один год, она ломалась. Поначалу каждый мастер пытался отремонтировать шлифовальную машинку сверкающую искрами самостоятельно, надеясь, что она заработает после замены щёток. Обычно после такой попытки, сломанный инструмент остается лежать на полке с прогоревшими обмотками. А на замену покупается новая болгарка.

Дрели, шуруповёрты, перфораторы, фрезеры в обязательном порядке оборудованы регулятором набора оборотов. Некоторые так называемые калибровочные шлифмашинки также снабжаются регулятором, а обычные болгарки имеют только кнопку включения.

Маломощные болгарки производители не усложняют дополнительными схемами преднамеренно, ведь такой электроинструмент должен стоить дешево. Понятно конечно, что срок службы недорого инструмента всегда короче, чем у более дорогого профессионального.

Самую простую болгарку можно модернизировать, так что у неё перестанут повреждаться редуктор и обмоточные провода якоря. Эти неприятности преимущественно происходят при резком, другими словами, ударном пуске болгарки.

Вся модернизация заключается всего лишь в сборке электронной схемы и закреплении её в коробке. В отдельном коробке, потому что в ручке шлифмашинки очень мало места.

Проверенная, рабочая схема выложена ниже. Она первоначально предназначалась для регулировки накала ламп, то есть для работы на активную нагрузку. Её главное достоинство ? простота.

1. Изюминкой устройства плавного пуска, принципиальную схему которого вы видите, является микросхема К1182ПМ1Р. Эта микросхема узкоспециализированная, отечественного производства.
2. Время разгона можно увеличить, выбрав конденсатор С3 большей емкости. Во время заряжания этого конденсатора, электродвигатель набирает обороты до максимума.
3. Не нужно ставить взамен резистора R1 переменное сопротивление. Резистор сопротивлением 68 кОм оптимально подобран для этой схемы. При такой настройке можно плавно запустить болгарку мощностью от 600 до 1500 Вт.
4. Если собираетесь собрать регулятор мощности, тогда нужно заменить резистор R1 переменным сопротивлением. Сопротивление в 100 кОм, и больше, не занижает напряжение на выходе. Замкнув ножки микросхемы накоротко, можно вовсе выключить подключенную болгарку.
5. Вставив в силовую цепь семистор VS1 типа ТС-122-25, то есть на 25А, можно плавно запускать практически любую доступную в продаже шлифмашинку, мощностью от 600 до 2700 Вт. И остается большой запас по мощности на случай заклинивания шлифмашинки. Для подключения болгарок мощностью до 1500 Вт, достаточно импортных семисторов BT139, BT140. Эти менее мощные электронные ключи дешевле.

Семистор в приведенной выше схеме полностью не открывается, он отрезает около 15В сетевого напряжения. Такое падения напряжения никак не сказывается на работе болгарки. Но при нагреве семистора, обороты подключенного инструмента сильно снижаются. Эта проблема решается установкой радиатора.

У этой простой схемы есть ещё один недостаток – несовместимость её с установленным в инструмент регулятором оборотов.

Собранную схему нужно запрятать в коробок из пластмассы. Корпус из изоляционного материала важен, ведь нужно обезопасить себя от сетевого напряжения. В магазине электротоваров можно купить распределительную коробку.

К коробке прикручивается розетка и подключается кабель с вилкой, что делает эту конструкцию внешне похожей на удлинитель.

Если позволяет опыт и есть желание, можно собрать более сложную схему плавного пуска. Приведенная ниже принципиальная схема является стандартной для модуля XS–12. Этот модуль устанавливается в электроинструмент при заводском производстве.

Если нужно менять обороты подключенного электродвигателя, тогда схема усложняется: устанавливается подстроечный, на 100 кОм, и регулировочный резистор на 50 кОм. А можно просто и грубо внедрить переменник на 470 кОм между резистором 47 кОм и диодом.

Параллельно конденсатору С2 желательно подсоединить резистор сопротивлением 1 МОм (на приведенной ниже схеме он не показан).

Напряжение питания микросхемы LM358 находится в пределах от 5 до 35В. Напряжение в цепи питания не превышает 25В. Поэтому можно обойтись и без дополнительно стабилитрона DZ.

Какую бы вы схему плавного пуска ни собрали, никогда не включайте подключенный к ней инструмент под нагрузкой. Любой плавный пуск можно сжечь, если торопиться. Подождите пока болгарка раскрутиться, а затем работайте.

Как подключить устройство плавного пуска

Как правильно подобрать пускатель с плавным пуском

Подготовка к подключению

Схемы подключения

Устройство плавного пуска обеспечивает плавный старт электродвигателя. Пускатель с плавным пуском используется только для асинхронных двигателей.

Основные проблемы, которые решает регулятор плавного пуска:

• значительное снижение пусковых токов,

• плавный старт электродвигателя и остановку механизма, когда этого требует технический процесс. Например, лифт с устройством плавного пуска будет плавно начинать движение и плавно останавливаться, без привычных нам по панельным домам толчков. Второй пример — бытовой миксер с плавным пуском при запуске не будет разбрызгивать жидкость через край, а за счет плавного нарастания скорости качественно произведет перемешивание вашего любимого смузи.

Как правильно подобрать пускатель с плавным пуском

Перед тем, как подключить регулятор плавного пуска, настоятельно рекомендуем еще раз проверить правильность подбора.

На что стоит обратить внимание, выбирая пускатель плавного пуска:

• Схема питания — еще раз проверьте, что и подключаемый электродвигатель и устройство плавного пуска имеют идентичное питание (одно или трехфазное, 220 или 380 Вольт), возможны сюрпризы в виде нестандартного питания.

• Режим работы, и прежде всего количество пусков в час. Если по техническому процессу предполагается несколько пусков в час, подойдет любое устройство плавного пуска, у которого мощность больше или равна мощности запускаемого электродвигателя. Если пусков около десятка — возможно, потребуется пускатель плавного пуска на 1 номинал выше, чем двигатель. При частых пусках (каждые пару минут) — желательно рассмотреть вариант замены на частотный преобразователь.

• Существует несколько схем подключения устройств плавного пуска, кроме прямого. Наиболее распространенная альтернатива это подключение «звезда-треугольник», ее особенность, то, что в случае больших мощностей, можно использовать УПП с меньшей мощностью, чем электродвигатель. Большой минус этой схемы — большие скачки тока при переключении, соизмеримые с пусковыми токами прямого пуска. Но применение таких схем — это больше исключение из правил.

Подготовка к подключению

Далее необходимо подготовить место для подключения. По возможности устройство плавного пуска необходимо защитить от негативных действий окружающей среды, поэтому их принято устанавливать в электротехнические ящики с высокой степенью защиты и хорошей вентиляцией.

После этого необходимо сделать качественный подвод питания к плавному пуску и от него к электродвигателю.

Стоит заметить, что по сути, плавный пуск работает только при разгоне и торможении электродвигателя, а во время работы двигателя на номинальных оборотах он выполняет функцию проводника, и печки (т. к. силовые элементы УПП сильно греются и от перегрева ломаются). Для решения проблемы нагрева можно применить байпасный контактор.

Байпасный контактор — это контактор, который устанавливается параллельно устройству плавного пуска, но в пуске и останове он не участвует, его контакты разомкнуты, а управляющий контакт соединен с устройством плавного пуска

Когда устройство плавного пуска вывело электродвигатель на номинальные обороты, оно дает сигнал на включение контактору, а само отключается. В этом режиме УПП уже в питании электродвигателя участия не принимает.

Когда необходимо отключить электродвигатель, устройство плавного пуска снова забирает инициативу на себя.

Справедливости ради надо сказать, что существуют устройства плавного пуска с уже встроенным байпасным контактором, например, устройство плавного пуска Schneider Electric Altistart 22

Перед подключением это надо проверить.

Следующий пункт — подбор защитного автоматического выключателя. Устройство плавного пуска может косвенно анализировать состояние электродвигателя по потребляемому току и падению напряжения питания, но это не сильно надежно плюс всё равно не защищает само устройство плавного пуска от перегрузки и тока короткого замыкания.

Для защиты устройств плавного пуска применяются специальные автоматы защиты электродвигателя.

Их отличия от обычных — возможность тонкой подстройки тепловой защиты под конкретный двигатель (с помощью поворотный регулировки).

Далее, нам необходимо как то запускать и останавливать нашу установку. Обычно для этого используются или кнопки старт/стоп, или производится удаленное управление.

В случае кнопок, их рекомендуется выносить из шкафа управления на дверцу — чтобы меньше открывать шкаф и минимизировать воздействие окружающей среды и обслуживающего персонала.

Если управление удаленное — необходимо проложить в шкаф провод управления. Этот провод желательно экранировать и согласовать его длину с инструкцией к оборудованию, чтобы не произошла потеря сигнала вследствие его затухания или помех.

Схемы подключения

Ниже приведем 3 наиболее распространенные схемы подключения устройств плавного пуска:

Схема подключения трехфазного устройства плавного пуска:

В случае подключения устройства плавного пуска без использования байпасного контактора или с уже встроенным ничем не отличается от подключения с помощью обычного контактора — на входе 3 фазы и управляющий контакт, на выходе — просто 3 фазы питания на двигатель:

В случае внешнего байпасного контактора, как например при подключении Altistart 01

В схему просто добавляется контактор, а так всё остается таким же.

И третья схема — подключение однофазного УПП для питания однофазного электродвигателя.

Если Вы еще не определились с моделью устройства плавного пуска, или возникли вопросы — зайдите в наш раздел или свяжитесь с нами.

Плавный пуск электроинструмента: изготовление своими руками

Особенности конструкции некоторых инструментов, например, угловой шлифовальной машины, влекут к высокому воздействию на двигатель устройства динамических нагрузок. Для устранения неравномерных нагрузок на электроприбор и его составные части рекомендуется приобретать или сделать своими руками устройство плавного пуска (УПП).

Внешний вид устройства плавного пуска УПП 7-22 на 12В

Общая информация

В электроинструментах, в которых рабочая часть представлена диском, что вращается с высокой скоростью, в начале их работы на ось редуктора воздействуют силы инерции. Это воздействие влечет за собой нижеследующие негативные моменты:

1. Инерционный рывок, созданный в результате нагрузки на ось при резком старте, может вырвать агрегат из рук, тем более, если используются большие в диаметре и массе диски;

Важно! Из-за таких инерционных рывков при работе со стальными и алмазными дисками необходимо держать инструмент двумя руками и быть готовым к его удержанию, так как в противном случае можно травмироваться при срыве агрегата.

2. Резкое поступление рабочего электронапряжения на двигатель создает большую перегрузку по току, которая происходит после того, как агрегат набрал минимальное значение оборотов. Это влечет к перегреву обмоток мотора и быстрому износу щеток. Частое включение и выключение инструмента может привести к короткому замыканию, так как существует высокая вероятность оплавления изоляционного слоя обмоток;
3. Резкий набор оборотов УШМ или дисковой пилы из-за большого крутящегося момента приводит к быстрому изнашиванию шестерни редуктора. Иногда возможно заклинивание редуктора или даже отламывание его зубьев;
4. Перегрузки, что воспринимает на себе при резком запуске рабочий диск, могут привести к его разрушению. Присутствие защитного кожуха на подобных электроинструментах обязательно.

Важно! При запуске болгарки открытый участок кожуха должен находиться в противоположной стороне от человека, чтобы защитить его от летящих осколков при возможном разрушении рабочего диска.

Для сокращения пагубных воздействий резкого и динамического пуска на электроинструмент производители выпускают модели со встроенным плавным пуском и регулировкой оборотов.

Внутреннее устройство болгарки со встроенным блоком УПП

Для информации. Подобные приспособления встраиваются в агрегаты из средней и высокой ценовой категории.

Устройство плавного пуска и регулятор оборотов отсутствуют во многих экземплярах электроинструмента, который имеется в большинстве домашних хозяйств. Если приобрести мощную технику (диаметр рабочего диска более 20 см) без УПП, резкий пуск двигателя повлечет к скорому износу механики и электрочасти, также такой агрегат сложно удержать в руках при включении. Установка УПП – это единственный выход.

На рынке комплектующих к электроинструменту представлено много моделей уже готовых блоков плавного пуска и оборотных регуляторов.

Заводское устройство для регулировки оборотов УШМ

Готовое устройство плавного пуска для электроинструмента можно монтировать как внутрь корпуса при наличии свободного места, так и подключать в разрыв кабеля питания. Однако можно не приобретать готовое изделие, а изготовить его своими руками, так как схема этого приспособления достаточна проста.

Самостоятельное изготовление УПП

Для изготовления самого популярного устройства плавного пуска для электроинструмента на основе платы КР1182ПМ1Р понадобятся нижеследующие инструменты и материалы:

• паяльник с припоем;
• микросхема фазовой регулировки КР1182ПМ1Р;
• резисторы;
• конденсаторы;
• симисторы;
• прочие вспомогательные элементы.

Электрическая схема для создания блока плавного пуска двигателя инструмента

В устройстве, которое получено по схеме выше, управление происходит посредством платы КР1182ПМ1Р, а симисторы выступают в качестве силовой части.

Внешний вид платы КР1182ПМ1Р

Преимуществами данной сборки УПП являются следующие признаки:

• простота изготовления;
• отсутствие необходимости в дополнительных настройках после сборки УПП;
• устройство плавного пуска монтировать можно в любой тип и модель электроинструмента, что рассчитан на переменное электронапряжение в 220 В;
• отсутствие требований к выносу отдельной питающей кнопки – доработанный агрегат приводится в действие штатной клавишей;
• возможность установки такого блока внутрь оборудования либо в разрыв кабеля питания с собственным корпусом;
• изготовить подобное приспособления может любой домашний мастер, который обладает основами пайки и чтения микросхем.

Рекомендация. Самым практичным вариантом подключения УПП является подсоединения его к розетке, которая служит источником питания для электроинструмента. Для этого потребуется на выход устройства (гнездо XS1 на схеме) подключить питающую розетку, а на вход (гнездо ХР1 на схеме) подать питание напряжением 220В.

Принцип работы УПП

Принцип работы такого блока плавного пуска, установленного в болгарку, состоит из следующих процессов:

1. После нажатия клавиши запуска на болгарке напряжение подается на микросхему;
2. На управляющем конденсаторе (С2) происходит процесс плавного нарастания электронапряжения: по мере заряда этого элемента оно достигает рабочих показателей;
3. Тиристоры, находящиеся в составе управляющей платы, открываются с задержкой, которая зависит от времени полного заряда конденсатора;
4. Симистор (VS1) находится под управлением тиристорами и открывается с той же задержкой;
5. В каждой половине периода переменного электронапряжения такая пауза уменьшается, что ведет к его плавной подаче на вход рабочего агрегата;
6. После выключения болгарки конденсаторный элемент разряжается сопротивлением резистора.

Именно вышеописанные процессы определяют плавный пуск болгарки, что позволяет исключить инерциальный шок для редуктора за счет постепенного возрастания оборотов диска.

Время, за которое электроинструмент наберет рабочее количество оборотов, определяется только емкостью управляющего конденсатора. Если, к примеру, конденсаторный элемент будет иметь емкость в 47 мкФ, то плавный пуск будет обеспечиваться за 2-3 секунды. Такого времени достаточно для того, чтобы начало использования инструмента происходило комфортно, а он сам не подвергался шоковым нагрузкам.

Если резистор имеет сопротивление, равное 68 кОм, то время разряда конденсатора будет составлять примерно 3 секунды. При прошествии этого временного промежутка устройство плавного пуска полностью готово к очередному циклу запуска электроинструмента.

На заметку. Данная схема может быть подвергнута небольшой доработке, которая добавит к устройству плавного пуска еще функцию регулятора оборотов. Для этого необходимо поменять обычный резистор (R1) на переменный вариант. Контролируя сопротивление, можно регулировать мощность электродвигателя, меняя количество его оборотов.

Иные элементы схемы предназначены для нижеследующего:

• резистор (R2) отвечает за контроль величины силы электротока, что протекает через вход симистора;
• конденсатор (С1) – один из дополнительных компонентов системы управления платой КР1182ПМ1Р, использующийся в типовом варианте схемы включения.

Процесс монтажа приобретенного УПП внутрь УШМ

Советы по сборке конструкции и выбору материалов:

1. Простоту монтажа и компактность будущего изделия можно обеспечить припаиванием конденсирующих элементов и резисторов напрямую к ножкам управляющей платы;
2. Симистор необходимо выбирать с минимальным пропускным электротоком 25 А и электронапряжением не более 400 В. Величина электротока будет полностью зависеть от показателя мощности двигателя электроинструмента;
3. Из-за плавного пуска агрегата ток не будет больше номинальных показателей, которые установлены производителем. В некоторых случаях, например, заклинивание рабочего диска болгарки, может потребоваться дополнительный запас электротока, соответственно, лучше выбрать симистор с рабочим током, который равен удвоенному значению номинального показателя инструмента;
4. Мощность УШМ или иного вида инструмента при работе с устройством плавного пуска по схеме КР1182ПМ1Р не должна превышать 5 000 Вт. Такое условие обусловлено особенностями работы платы.

Также существуют и другие схемы плавного пуска для электроинструментов и разнообразных двигателей, которые разительно отличаются друг от друга по всем параметрам: от способа монтажа и внешнего вида до метода подключения и составных компонентов.

К сведению. Вышеописанная схема является самой простой и применяется повсеместно, так как она доказала свою работоспособность и надежность.

Устройство плавного пуска для электроинструмента – экономия средств на ремонте и полная защита основных компонентов прибора. Перед каждым стоит выбор: покупать УПП или сделать самостоятельно. Если есть некие познания в электротехнике и пайке радиодеталей, то рекомендуется выполнить самостоятельную сборку, так как она надежна и проста. В противном случае следует приобрести в любом специализированном магазине либо на радиорынке готовое приспособление плавного пуска электроинструмента.

Видео

Что такое устройство плавного пуска? Его работа, схема и применение

, его принципиальная схема, работа, преимущества и применение

В нашей промышленности используются различные типы машин. Асинхронная машина — одна из наиболее часто используемых трехфазных машин переменного тока, которая составляет почти 70% двигателей, используемых в промышленности. их прочная конструкция и высокая эффективность делают их лучшим выбором для любого промышленного сектора. Но им действительно требуются защитные устройства и оборудование, используемые для их безопасной работы, чтобы они могли работать безопасно и предотвращать любое возможное повреждение двигателя, а также увеличивать срок их службы.Наиболее важным оборудованием, используемым для трехфазного асинхронного двигателя, является пускатель двигателя.

Пускатель двигателя — это электрическое устройство, которое используется для безопасного пуска и остановки электродвигателя. Он также предлагает защиту от перегрузки по току и защиту от низкого напряжения.

Поскольку асинхронный двигатель широко используется в различных отраслях промышленности, им нужен пускатель двигателя, чтобы безопасно запускать и останавливать его. Асинхронные двигатели при запуске потребляют большой ток.Это связано с низким сопротивлением обмоток двигателя в состоянии покоя.

Это очень важно для безопасной работы асинхронного двигателя. Это связано с низким сопротивлением ротора двигателя в состоянии покоя. Импеданс ротора зависит от скольжения (относительной скорости между ротором и статором) асинхронного двигателя. Скольжение асинхронного двигателя не является постоянным и изменяется во время его работы, поэтому сопротивление ротора также изменяется. Это обратно пропорционально скольжению двигателя.

В состоянии покоя (исходное положение) скольжение асинхронного двигателя максимальное, т.е. 1, таким образом, полное сопротивление ротора минимально. Подключение двигателя к источнику питания потребляет огромное количество тока в обмотке статора из-за этого низкого импеданса, называемого пусковым током. Переменный ток в статоре создает вращающееся магнитное поле (RMF), которое наводит ток в обмотках ротора.

Ток ротора генерирует собственное магнитное поле, которое пытается устранить его причину, и начинает вращаться в направлении RMF.Таким образом, ротор испытывает крутящий момент, и по мере того, как его скорость начинает увеличиваться, скольжение двигателя уменьшается (т.е. скорость RMF ротора приближается к скорости RMF статора). Поскольку скольжение уменьшается, сопротивление ротора увеличивается, и двигатель начинает потреблять нормальный номинальный ток.

Высокий пусковой ток в 5-8 раз превышает номинальный ток двигателя при полной нагрузке. Асинхронный двигатель не может выдерживать такое количество тока, поскольку он может быстро повредить или сжечь обмотки, снижая производительность и срок службы двигателя.Такие высокие токи также могут вызвать резкое падение напряжения в сети, что опасно для других устройств, подключенных к той же линии.

Чтобы предотвратить такой высокий пусковой ток, мы используем пускатели двигателя, которые уменьшают начальный ток на короткое время. Как только двигатель наберет определенную скорость, возобновится нормальное энергоснабжение. Он также предлагает защиту от низкого напряжения и перегрузки по току.

Эти пускатели двигателей обычно используются для двигателей большой мощности. Небольшие двигатели мощностью менее 1 л.с. не требуют пускателя двигателя из-за их высокого сопротивления.Однако им действительно нужна защита от перегрузки по току, которая есть в пускателе DOL.

В пускателе двигателя используются различные методы запуска двигателя, такие как

• Полное напряжение или метод запуска через линию ; он подключает двигатель к полному напряжению источника питания. используется для малых двигателей
• Пускатель пониженного напряжения ; он снижает напряжение питания во время запуска двигателя, чтобы уменьшить пусковой ток. В устройстве плавного пуска этот метод используется для запуска асинхронного двигателя.
• Многоскоростной стартер ; двигатель спроектирован так, чтобы иметь несколько предварительно выбранных скоростей, которые достигаются за счет конфигурации полюсов (обмоток). Постепенное увеличение скорости снижает пусковой ток.

Устройство плавного пуска — это тип пускателя двигателя, в котором используется метод снижения напряжения для снижения напряжения во время пуска двигателя.

Устройство плавного пуска предлагает постепенное повышение напряжения во время запуска двигателя.Это позволит двигателю медленно ускоряться и плавно набирать скорость. Это предотвращает любые механические разрывы и рывки из-за внезапной подачи полного напряжения.

Крутящий момент асинхронного двигателя прямо пропорционален квадрату тока. & ток зависит от напряжения питания. Таким образом, напряжение питания можно использовать для управления пусковым моментом. В обычном пускателе двигателя подача полного напряжения на двигатель создает максимальный пусковой момент, который представляет механическую опасность для двигателя.

Таким образом, мы можем сказать, что устройство плавного пуска — это устройство, которое снижает пусковой крутящий момент и постепенно увеличивает его безопасным образом, пока не достигнет номинальной скорости. Когда двигатель достигает номинальной скорости, устройство плавного пуска возобновляет подачу полного напряжения через него.

Во время остановки двигателя напряжение питания постепенно снижается для плавного замедления двигателя. Как только скорость достигает нуля, происходит отключение подачи входного напряжения на двигатель.

Основным компонентом, используемым для регулирования напряжения в устройстве плавного пуска, является полупроводниковый переключатель, такой как тиристор (SCR).Регулировка угла зажигания тиристора регулирует подачу напряжения через него. Также используются другие компоненты, такие как OLR (реле перегрузки), используемые для защиты от перегрузки по току.

В трехфазном асинхронном двигателе два тиристора соединены встречно-параллельной конфигурацией вдоль каждой фазы двигателя, что в сумме составляет 6 тиристоров. Эти тиристоры управляются с помощью отдельной логической схемы, которая может быть ПИД-регулятором или микроконтроллером.Логическая схема питается от сети с помощью выпрямительной схемы, как показано на рисунке.

Помимо выключателей питания и логической схемы, используются другие компоненты защиты, такие как автоматический выключатель или предохранитель, магнитный контактор для изоляции и OLR (реле перегрузки) для предотвращения перегрузки по току.

Переключатель байпаса также используется для восстановления полного напряжения на двигателе, когда он достигает полной номинальной скорости.

Основным компонентом, используемым для управления напряжением в устройстве плавного пуска, является тиристор.Это управляемый выпрямитель, который запускает прохождение тока только в одном направлении, когда применяется стробирующий импульс, называемый пусковым импульсом.

Угол пускового импульса определяет, какая часть цикла входного напряжения должна проходить через него. Поскольку переменный ток колеблется между максимальным и минимальным пиками, образуя полный цикл на 360 °, мы можем использовать угол импульса включения, чтобы включить тиристор на определенную продолжительность и контролировать подаваемое напряжение.

Импульсы зажигания могут варьироваться от 0 ° до 180 °.Уменьшение угла запускающего импульса увеличивает период проводимости тиристора, тем самым пропуская через него высокое напряжение.

Два таких тиристора соединены встречно для каждой фазы. Таким образом, он может управлять током в обоих направлениях. Каждый полупериод, угол зажигания

Три пары тиристоров, каждая пара для отдельной фазы, используются для управления напряжением для запуска и остановки двигателя. Период проводимости тиристора зависит от угла включения, управляемого логической схемой.

Логическая схема содержит ПИД-регулятор или простой микроконтроллер, запрограммированный на генерацию импульсов. Контроллер изолирован от питающей сети с помощью оптоизолятора, а выпрямитель используется для питания источника постоянного тока. Импульсы, генерируемые микроконтроллером, поступают в схему включения тиристора, которая усиливает его перед срабатыванием тринистора.

Когда двигатель запускается, контроллер генерирует импульсы для каждого отдельного тиристора. Импульс генерируется на основе пересечения нуля, которое обнаруживается с помощью детектора пересечения нуля.Угол первого запускающего импульса составляет примерно 180 ° (очень низкий период проводимости), чтобы обеспечить минимальное напряжение.

Постепенно после каждого пересечения нуля угол запускающих импульсов начинает уменьшаться, увеличивая период проводимости тиристора. Напряжение через тиристор начинает увеличиваться. Следовательно, скорость двигателя постепенно увеличивается.

Когда двигатель достигает своей полной номинальной скорости (при угле зажигания 0 °), тиристоры полностью шунтируются с помощью байпасного контактора при нормальной работе.Это увеличивает эффективность устройства плавного пуска, поскольку SCR прекращает работу. Во время остановки двигателя SCR берет на себя управление и начинает работать, чтобы снизить напряжение питания.

Контакторы байпаса могут быть внутренними или внешними. Внутренние байпасные контакторы встроены в выключатели питания. Каждый тиристор имеет параллельный байпасный переключатель, который обеспечивает ток в нормальных условиях. Такая конфигурация контакторов занимает мало места, а пускатели имеют компактную конструкцию.В то время как контакторы внешнего байпаса подключены внешне параллельно устройству плавного пуска. Такие устройства плавного пуска бывают громоздкими.

Байпасные контакторы не предназначены для отключения или подачи тока в цепь, поэтому это могут быть контакторы с низким номиналом.

Плавный пуск: В отличие от обычного пускателя двигателя, он обеспечивает очень постепенное увеличение напряжения, что обеспечивает очень плавный пуск.Отсутствуют какие-либо механические нагрузки или рывки, которые могут повредить двигатель.

Контроль ускорения и замедления: Он предлагает полностью регулируемое ускорение и замедление двигателя. Медленное или быстрое изменение угла зажигания позволяет контролировать ускорение при запуске и замедление при остановке двигателя. Это используется в приложении, где необходимо настроить ускорение при запуске.

Отсутствие скачков напряжения: Поскольку обычный пускатель двигателя допускает полное напряжение на двигателе, в двигатель начинает протекать сильный пусковой ток, который вызывает скачок напряжения в цепи.устройство плавного пуска ограничивает такой ток, предотвращая скачки напряжения.

Несколько запусков: В некоторых приложениях требуется, чтобы двигатель запускался и останавливался несколько раз за небольшой промежуток времени. такой двигатель при использовании обычного стартера будет перегреваться из-за высокого пускового тока. Однако устройства плавного пуска резко увеличивают количество запусков двигателя за определенную продолжительность.

Снижение перегрева: Перегрев двигателя — очень серьезная проблема.Это происходит из-за большого тока обмотки при ее запуске. Устройство плавного пуска допускает очень небольшой пусковой ток, что предотвращает перегрев двигателя.

Увеличенный срок службы: Устройство плавного пуска по сравнению с обычным пускателем увеличивает срок службы двигателя. это связано с плавной работой и отсутствием электрических и механических нагрузок на двигатель.

Меньше обслуживания: Благодаря плавной работе асинхронного двигателя меньше вероятность каких-либо механических неисправностей, поэтому он требует меньше обслуживания по сравнению с обычным пускателем двигателя.

КПД: Обычный пускатель двигателя подает полное напряжение (очень высокий пусковой ток) на двигатель, который потребляет слишком много энергии. Устройство плавного пуска значительно снижает его и позволяет постепенно увеличивать потребление энергии. Также переключатели мощности управляются с использованием очень низкого уровня напряжения. Это улучшает общий КПД двигателя.

Компактный и маленький Размер: Устройство плавного пуска имеет очень компактную конструкцию, которая занимает очень мало места.В отличие от других пускателей двигателя, он имеет очень маленькие размеры.

Низкая стоимость: По сравнению с другими стартерами, такими как VFD, этот действительно стоит дешевле.

Нет регулирования скорости: Устройство плавного пуска позволяет управлять только входным напряжением, т. Е. От 0 вольт до напряжения сети с фиксированной частотой сети. Поскольку частота постоянна, скорость двигателя постоянна и регулируется только подключенной к нему нагрузкой.Скорость асинхронного двигателя регулируется путем изменения частоты питания ниже или выше частоты сети в зависимости от необходимости. Такая функция доступна только в VFD (частотно-регулируемый привод).

Рассеивание тепла : Полупроводниковые переключатели внутри устройства плавного пуска отводят часть энергии в виде тепла. Следовательно, для охлаждения переключателей питания также требуются радиаторы.

Пониженный пусковой крутящий момент: Поскольку он снижает входное напряжение, соответствующее входному току, который прямо пропорционален пусковому крутящему моменту асинхронного двигателя, он значительно снижает пусковой крутящий момент.Вот почему устройства плавного пуска используются для приложений с низким или средним пусковым моментом.

Устройство плавного пуска используется в промышленности и больше подходит для двигателей, которые работают с постоянной скоростью.

Вентиляторы: Огромные вентиляторы, используемые в промышленности, работают с постоянной скоростью. Однако они требуют защиты при запуске. Для таких фанатов как нельзя лучше подходит устройство плавного пуска.

Конвейерные ленты: Конвейерные ленты в промышленности используются для перемещения объектов и требуют особого ухода.Внезапные рывки во время запуска или остановки с использованием обычного стартера могут привести к смещению ремней, повреждению ремня из-за механического напряжения и повреждению размещенных на нем предметов. Для этого требуется плавный пуск и остановка, обеспечиваемые устройством плавного пуска.

Двигатели с использованием ремня и шкивов: Двигатель, приводящий в движение нагрузку через ремни и шкивы, не может выдерживать резких рывков. Он носит ремень, который соединяет его с грузом. Устройство плавного пуска обеспечивает плавный пуск для таких двигателей.

Водяной или жидкостный насос: Для любого типа насоса, подключенного к двигателю, требуется плавный запуск и остановка из-за внезапного повышения давления внутри труб. Обычный стартер при запуске может создать давление, достаточное для разрыва линии. Устройство плавного пуска предлагает постепенное увеличение давления в таких жидкостных насосах. Однако в нормальном режиме работы скорость насоса не регулируется. VFD — лучший выбор для переменной скорости насоса.

Похожие сообщения:

Что означает «мягкий старт»?

Что означает «мягкий старт»?

Плавный запуск — это постепенное включение электронного источника питания, чтобы избежать нагрузки на компоненты из-за внезапных скачков тока или напряжения, связанных с первоначальной зарядкой конденсаторов и трансформаторов.

Функция плавного пуска в цепи источника питания сводит к минимуму протекание больших пусковых токов при первой подаче входной мощности. Поскольку питание сначала подается в цепь, конденсаторы должны быть заряжены от нуля до их конечных значений, в то время как индукторы и трансформаторы должны иметь стабилизированный поток. Точно так же интегральные схемы и другие активные компоненты должны перейти из неактивных состояний в активные состояния.

Эти действия приводят к тому, что входной импеданс цепи кажется очень низким, что вызывает протекание больших пусковых токов.Большие входные токи могут повредить компоненты схемы и вызвать короткое замыкание, которое также может повлиять на питание от сети, следовательно, необходимо контролировать поведение схемы при включении.

Схема плавного пуска постепенно увеличивает пусковой ток от нуля до конечного значения и позволяет выходному напряжению расти медленнее, что приводит к более низкому пиковому току, необходимому для пуска.

Плавный пуск с использованием схемы задержки в диапазоне от нескольких микросекунд до секунд гарантирует, что ток и выходное напряжение будут нарастать без нагрузки на компоненты.Это позволяет конденсаторам заряжаться, трансформаторам и катушкам индуктивности — стабилизированному потоку, а ИС — переходить в активное состояние в безопасном темпе.

Существуют различные способы реализации плавного пуска с использованием дискретных компонентов или интегральных схем. Выбор зависит от номинальной мощности источника питания, конструкции схемы и желаемого периода плавного пуска, который варьируется от одной конструкции к другой.

Схема плавного пуска создает временное высокое сопротивление на входе на время, определяемое желаемым коротким периодом пуска.Как только компоненты полностью заряжены, высокое сопротивление снимается путем короткого замыкания резистивного устройства с помощью реле или переключающего устройства, такого как транзистор или тиристор.

Типичная схема плавного пуска имеет резистор, включенный последовательно с сетью питания. Он работает в течение короткого периода в несколько секунд во время включения, после чего снимается устройством отсчета времени, которое приводит в действие переключающее устройство, такое как симистор или реле. Коммутационное устройство замыкает резистор накоротко и остается в этом состоянии до отключения питания.

Существует два основных способа, которыми схема синхронизации управляет коммутирующим устройством:

• Путем измерения периода времени
• Определение нарастающего напряжения на защищаемых компонентах

Другой метод, хотя и не очень эффективный, — использовать термистор NTC. Он имеет высокое сопротивление в холодном состоянии, а по мере прохождения тока нагревается, и его сопротивление уменьшается. Это простое решение, которое не требует короткого замыкания переключающим устройством.Однако устройство может быть нестабильным или вызывать проблемы, если произойдет сбой питания, и питание будет восстановлено до того, как устройство остынет достаточно, чтобы достичь своего высокого сопротивления.

Рис. 1: Типичные схемы плавного пуска с использованием реле.

Реле в схемах выше можно заменить активными переключающими устройствами, такими как силовые транзисторы или тиристоры.

Время плавного пуска должно быть достаточным для зарядки конденсаторов и стабилизации трансформаторов и активных компонентов.

Помимо ограничения высоких пусковых токов, связанных с первоначальным включением питания, схемы плавного пуска также используются для последовательного включения, когда для питания нагрузки используются несколько источников питания.

Что такое устройство плавного пуска и как оно работает

Вы когда-нибудь задумывались, есть ли альтернативный способ запуска двигателей ваших различных машин и единиц оборудования? Обычный стартап выполняет свою работу, но во многих отношениях она не идеальна.Есть ли альтернативный метод, который вы могли бы использовать? Если так, то, что это?

Если вы когда-либо задавали себе какой-либо из этих вопросов, мы рады сообщить вам, что ответ положительный — есть альтернативный метод. Это называется «мягкий старт». Сегодня мы потратим немного времени на то, чтобы обсудить это с вами.

Устройство плавного пуска — это дополнительное устройство, которое может быть добавлено к обычному электродвигателю переменного тока, что позволит двигателю использовать другой метод запуска.Назначение этого устройства — снизить нагрузку на двигатель во время типичной фазы включения двигателя.

Для этого устройство плавного пуска будет медленно и постепенно подавать на двигатель возрастающие напряжения. Это обеспечивает плавное ускорение мощности вместо внезапного и резкого скачка мощности, который потенциально может вызвать повреждение двигателя и машины в целом.

В то время как в большинстве типичных запусков в двигатель сразу подается электрический ток, плавный пуск обеспечивает плавный и устойчивый линейный наклон мощности.Это снижает общий износ цепей двигателя, в результате чего в целом машина становится более здоровой, и вероятность ее быстрого выхода из строя снижается. В зависимости от того, какую конкретную модель устройства плавного пуска вы выберете, некоторые из них могут регулировать пусковое напряжение и время, необходимое для полного включения двигателя.

По сути, устройство плавного пуска работает, контролируя величину напряжения, проходящего через цепи двигателя.Это достигается за счет ограничения крутящего момента в двигателе. Это, в свою очередь, позволяет устройству плавного пуска снижать напряжение и позволяет ему постепенно прекращать снижение напряжения, чтобы обеспечить плавное изменение тока.

В дополнение к этому в некоторых моделях устройств плавного пуска могут использоваться твердотельные устройства. Эти устройства являются еще одним средством управления количеством электрического тока, протекающего через двигатель. Это позволяет устройству плавного пуска управлять током в трех отдельных фазах, чтобы обеспечить более точные уровни управления.

Многие электрические устройства плавного пуска также используют серию кремниевых выпрямителей (SCR) или тиристоров, чтобы ограничить напряжение до более управляемой величины для двигателя, когда он начинает запускаться. Эти тиристоры имеют состояние ВКЛ, когда они позволяют току течь, и состояние ВЫКЛ, где они контролируют и ограничивают электрический ток. Когда вы включаете свою машину, эти SCR активируются, ограничивают напряжение, а затем расслабляются, когда машина достигает полной мощности. Это снижает нагрев двигателя и снижает общую нагрузку.

Хотя электрические устройства плавного пуска являются одним из примеров возможного решения для плавного пуска, они не единственное доступное решение. Существуют также механические варианты, которые меньше зависят от электрического тока и больше от физических и механических решений.

используются муфты и различные муфты, в которых используются жидкости, стальная дробь или магнитные силы для уменьшения крутящего момента в двигателе. Как обсуждалось ранее, это ограничивает скачок напряжения, протекающего через двигатель, и позволяет ему включаться более мягко и легко.

Теперь, когда у вас есть некоторое представление о том, что такое мягкий старт, как он работает и для чего он используется, следующий логичный вопрос: когда мне нужен мягкий старт? Он нужен для каждого мотора? Это необходимо только для некоторых ваших машин, или вам следует установить устройство плавного пуска на каждый свой двигатель?

Первый ответ заключается в том, что ни один двигатель не нуждается в устройстве плавного пуска. Без них может обойтись любой мотор.Это означает, что вы не должны испытывать чрезмерного давления при их установке.

Тем не менее, существует множество двигателей, для которых установка устройства плавного пуска принесет большую пользу, и некоторые двигатели выиграют больше, чем другие. Это связано с тем, что некоторые двигатели более подвержены поломке и износу из-за избыточного электрического тока во время фазы запуска. Вот лишь несколько мест, где устройства плавного пуска обычно используются для облегчения процесса запуска:

В различных применениях насосов существует риск скачков напряжения. При установке устройства плавного пуска и постепенной подачи электрического тока на двигатель этот риск значительно снижается.

С конвейерными лентами всегда возможно, что внезапный запуск может вызвать проблемы. Ремень может дергаться и смещаться. Обычный пуск также увеличивает ненужную нагрузку на компоненты привода ремня.При установке устройства плавного пуска ремень будет запускаться более плавно, и у ремня будет больше шансов оставаться на правильном пути.

В системах с ременными приводами потенциальные проблемы аналогичны тем, которые возникают с конвейерными лентами. Внезапный и резкий старт означает, что ремень может соскользнуть с пути. Мягкий запуск исправляет эту проблему.

Нетрудно понять, почему внезапный, резкий старт вертолета может иметь катастрофические последствия.Это может быть опасно, если пропеллеры внезапно и резко начнут работать с внезапным всплеском. Вместо этого мягкий пуск позволяет гребным винтам запускаться плавно.

Почему вам следует использовать устройства плавного пуска? В конце концов, это будет означать вложение дополнительных денег. Это действительно того стоит? Стоит ли вкладывать свое время и деньги в это дополнение к вашему мотору?

Хотя это зависит от самого двигателя, мы думаем, что оно того стоит.Вот некоторые из основных преимуществ, которые вы можете ожидать от установки устройства плавного пуска на свой двигатель:

Снижение количества энергии, необходимой вашим машинам, всегда является идеальной целью. Имеет смысл только то, что устройство плавного пуска будет способствовать этому. При обычном запуске двигатель немедленно начинает расходовать максимальное количество энергии и продолжает это делать в течение всего времени работы двигателя.

При плавном пуске напряжение постепенно нарастает до максимума.Это означает, что в целом расходуется меньше энергии.

Когда максимальное напряжение немедленно достигает вашего двигателя, чтобы запустить его, всегда существует вероятность того, что цепи будут перегружены, и ваш двигатель испытает скачок напряжения. Плавный пуск — отличная мера защиты от скачков напряжения. Вместо того, чтобы бросать в цепи сразу всю мощность, напряжение нарастает постепенно.

Не все устройства плавного пуска оснащены этой опцией, но некоторые из них есть, и это дает значительное преимущество. С помощью этой опции вы можете выбрать, сколько времени вы хотите, чтобы ваш двигатель включался.

Если вы знаете, что ваш двигатель или машина склонны к скачкам напряжения или, например, старые и изношенные, вы можете настроить их на некоторое время для включения. С другой стороны, если вы знаете, что ваша машина прочная и надежная, возможно, у вас все в порядке, если ей потребуется меньше времени для включения.В любом случае такая гибкость и настраиваемость — огромное преимущество.

Для обычного включения двигателя требуется много энергии. Это означает, что, в зависимости от машины, она может не включать чрезмерное количество раз в течение определенного часа.

Однако при плавном пуске ваш двигатель будет расходовать меньше энергии при каждом включении, а это означает, что он может включаться чаще.

Большой скачок энергии, связанный с обычным запуском, иногда может вызвать перегрев двигателя. Этот перегрев может быть безвредным, но он также может привести к временному отключению двигателя и даже вызвать его долговременное повреждение.

Само собой разумеется, что мягкий пуск не требует этого начального выброса мощности. Вместо этого на двигатель подается небольшой скачок электричества, что значительно снижает риск перегрева.

Обычные стартапы иногда могут работать отлично. Однако в других случаях они могут вызвать проблемы. Двигатель может перегреться. Машина может работать неправильно. Возможно, произошел скачок напряжения.

Поскольку риск этих проблем устраняется или значительно снижается с плавным пуском, ваша машина сможет работать более эффективно и с меньшим риском проблем и повреждений.

Невозможно гарантировать что-то вроде срока службы машины.Все может случиться, и в любой момент может произойти повреждение. Однако можно поспорить, что, добавив к машине устройство плавного пуска, вы продлите срок ее службы.

В этом есть смысл — вы снижаете риск многих происшествий и несчастных случаев, которые могут привести к окончанию срока службы машины.

ЧРП имеет некоторое сходство с устройством плавного пуска, но существует достаточно различий, чтобы выделить его в отдельный класс.ЧРП, официально известный как частотно-регулируемый привод, представляет собой устройство управления двигателем, которое контролирует скорость асинхронного двигателя переменного тока. Это означает, что он может контролировать, насколько быстро двигатель работает во время циклов пуска и останова, а также во время обычного рабочего цикла.

Исходя из этого, легко увидеть сходство между ЧРП и плавным пуском. У обоих есть способ контролировать количество мощности, проходящей через двигатель во время его запуска, и оба могут помочь предотвратить такие вещи, как скачки напряжения и проблемы во время запуска.Однако они различаются по методу, который они используют для достижения этой цели.

ЧРП обычно предпочтительнее, если вашей главной целью является экономия энергии. Это связано с тем, что частотно-регулируемый привод ограничивает не только скорость двигателя во время фазы включения. Это также может помочь вам контролировать скорость во время обычного рабочего цикла, а также во время фазы отключения питания. Это делает их идеальными для снижения мощности, когда она не нужна, что приводит к снижению общих затрат энергии.

также являются хорошим выбором в ситуациях, когда важно иметь возможность контролировать скорость и плавность работы машины. Под это описание подходят такие приложения, как лифты и эскалаторы. В таких приложениях вы сможете контролировать постоянную скорость этих единиц оборудования и предотвращать неожиданные скачки напряжения.

Каким бы прекрасным ни был плавный пуск, он не безошибочен.Как и в случае с любым другим оборудованием или механизмами, правильное сочетание проблем может привести к их выходу из строя или поломке. Хотя в обозримом будущем устройство плавного пуска должно быть в хорошем рабочем состоянии, вы никогда не знаете, что может случиться.

Если вы заметили проблему или неисправность в устройстве плавного пуска, это может быть связано с одной из следующих проблем:

• Слишком много тепла: Как упоминалось ранее, перегретая машина может вызвать множество других проблем.Вероятность перегрева машины с плавным пуском ниже, чем у машины с обычным пуском, но это все же возможно.
• Слишком высокое напряжение: Поскольку вся цель плавного пуска состоит в том, чтобы сначала ограничить величину электрического тока, это маловероятно. Однако, если во время запуска на двигатель подается более высокое напряжение, чем обычно, это может привести к проблемам.
• Слишком большой ток: Это проблема, аналогичная проблеме слишком большого напряжения.Если вначале в двигатель будет протекать слишком большой ток, это может привести к перегрузке цепей и неисправности.

Хотя это может показаться, что плавный пуск подвержен проблемам и сбоям, на самом деле все наоборот. Плавный запуск делает ваши двигатели и оборудование менее склонными к сбоям и отлично защищает их от таких вещей, как перегрев и скачки напряжения. Они также значительно продлевают срок службы большинства двигателей.

Нельзя сказать, что плавный пуск никогда не выходит из строя или не вызывает проблем, но, как правило, он очень надежен и обеспечивает дополнительный уровень безопасности и защиты ваших двигателей.

Ремонт устройств плавного пуска

Есть ли у вас двигатели, промышленная электроника, гидравлика или другое оборудование, которые нуждаются в обслуживании и ремонте? Если да, то Global Electronic Services всегда готова помочь. Наш стандартный срок ремонта составляет от одного до пяти дней, и мы также предлагаем срочные услуги от одного до двух дней, если работа требует срочного внимания. Чтобы начать ремонт, просто свяжитесь с нами и запросите ценовое предложение.Если у вас возникнут дополнительные вопросы, мы будем рады ответить на них по телефону 877-249-1701.

Запросить цену

Что такое устройство плавного пуска, принцип работы, схема, преимущества

В этой статье мы собираемся обсудить устройство плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя, схему устройства плавного пуска, работу устройства плавного пуска, применение, преимущества, блок, мощность, схему управления, принцип работы, использование.

Устройство плавного пуска — это еще одна разновидность устройства плавного пуска с пониженным напряжением для пуска трехфазного асинхронного двигателя. Устройство плавного пуска также называется твердотельным контроллером.

Устройство плавного пуска не изменяет частоту, как ЧРП.Вместо этого он увеличивает уровень напряжения, подаваемого на двигатель, от начального значения до полного напряжения.

Первоначально приложенное напряжение низкое, оно предназначено только для преодоления зубчатых колес или натяжения приводных ремней и т. Д. Во избежание резких рывков во время запуска. Постепенно напряжение увеличивается, крутящий момент также увеличивается, и двигатель начинает ускоряться.

Преимущества устройства плавного пуска Методы пуска — это возможность регулировки крутящего момента в соответствии с конкретными потребностями.

Благодаря использованию устройства плавного пуска , , , пусковой ток снижен, это помогает защитить двигатель от высокого пускового тока, а также предотвращает резкое падение напряжения питания. Устройство плавного пуска также обеспечивает плавный останов в качестве пуска. Следовательно, он может быть подходящим там, где требуется плавная остановка, например, конвейерная лента, водяные насосы , .

Уменьшается крутящий момент, что снижает механические нагрузки на оборудование и приводит к уменьшению потребности в обслуживании и техническом обслуживании, а также к увеличению срока службы оборудования.

Блок-схема устройства плавного пуска:

Устройство плавного пуска содержит только несколько основных компонентов тиристора для регулирования напряжения на двигателе. В дополнение к этому радиатор и вентилятор для отвода тепла в окружающую среду.

В зависимости от модели устройства плавного пуска оно может быть оборудовано встроенным электронным реле перегрузки (EOL), что устраняет необходимость во внешнем реле.

Принцип работы устройства плавного пуска:

Работа устройства плавного пуска основана на угле включения тиристора или тиристора.

Где,

Белая часть = тиристор ВЫКЛ.

Синяя часть = тиристор ВКЛ

Устройство плавного пуска содержит количество антипараллельных соединенных тиристора .Каждая фаза имеет пару тиристоров.

Тиристор — это полупроводниковые устройства, которые обычно изолированы, но, подавая сигнал зажигания на затвор, они начинают проводить и пропускать через него ток и напряжение.

Во время запуска для выполнения плавного пуска сигнал зажигания посылается на тиристоры, так что через него проходит только последняя часть каждого полупериода синусоидальной волны напряжения.

А после запуска сигнал зажигания отправляется раньше и раньше, чтобы все большая и большая часть волны напряжения могла пройти через тиристор.

В конечном итоге пусковой сигнал отправляется после каждого перехода через ноль, чтобы разрешить 100% -ное напряжение через тиристор.

Во время остановки выполняется обратное действие.

Сначала полное напряжение проходит через тиристоры, и, когда начинается останов, сигнал зажигания отправляется позже, а затем пропускает все меньшее и меньшее напряжение, пока не будет достигнуто конечное напряжение. После этого больше не подается напряжение на двигатель и двигатель останавливается.

Пуск: Тиристор пропускает через себя часть напряжения вначале и после увеличения, соответственно, времени разгона, установленного для пуска.

Останов: Тиристор находится в режиме полной проводимости при начале плавного останова, напряжение снижается по мере того, как задано время линейного изменения для останова.

Напряжение уменьшается при запуске, следовательно, уменьшается ток и крутящий момент.

если напряжение снижается до 50% от полного напряжения, ток будет уменьшен примерно до 50% от максимального тока на этой скорости, а крутящий момент будет уменьшен примерно до 25% от максимального крутящего момента.

Способы подключения устройства плавного пуска к двигателю

Встроенное соединение:

Этот способ подключения устройства плавного пуска наиболее распространен.Все три фазы соединены последовательно с главным контактором, реле перегрузки и устройством плавного пуска, следующим за двигателем.

В линейном исполнении для двигателя 100 А требуются устройство плавного пуска, реле перегрузки и главный контактор того же номинала (100 А).

Внутри Дельты:

При использовании устройства плавного пуска «внутри треугольника» есть два варианта подключения главного контактора; внутри схемы треугольника или вне схемы треугольника .Оба места остановят двигатель, но во внутренней схеме треугольника двигатель все еще находится под напряжением.

В схеме внешнего треугольника главный контактор должен выбираться в соответствии с номинальным током асинхронного двигателя, а контактор в схеме внутреннего треугольника может быть выбран в соответствии с 58% (1 / √3) номинального тока.

Преимущества устройства плавного пуска:

Низкая стоимость и размер : Это обеспечивается за счет использования твердотельных переключателей.

Основы устройства плавного пуска, принцип работы с примером и преимуществами

Устройство плавного пуска — это любое устройство, которое управляет ускорением электродвигателя с помощью управления приложенным напряжением.

А теперь напомним вкратце о необходимости иметь стартер для любого двигателя.

Асинхронный двигатель может запускаться самостоятельно из-за взаимодействия между потоком вращающегося магнитного поля и потоком обмотки ротора, вызывая высокий ток ротора при увеличении крутящего момента. В результате статор потребляет большой ток, и к тому времени, когда двигатель достигает полной скорости, потребляется большой ток (превышающий номинальный ток), что может вызвать нагрев двигателя и, в конечном итоге, его повреждение.Чтобы этого не произошло, нужны пускатели двигателей.

Пуск двигателя возможен 3 способами

• Подача напряжения полной нагрузки через определенные промежутки времени: Прямой пуск от сети
• Постепенное применение пониженного напряжения: пускатель со звезды на треугольник и устройство плавного пуска
• Пуск обмотки прикладываемой части: Пускатель автотрансформаторный

Определение плавного пуска

А теперь уделим особое внимание плавному пуску.

С технической точки зрения устройство плавного пуска — это любое устройство, уменьшающее крутящий момент, прилагаемый к электродвигателю.Обычно он состоит из твердотельных устройств, таких как тиристоры, для управления подачей напряжения питания на двигатель. Пускатель работает по тому, что крутящий момент пропорционален квадрату пускового тока, который, в свою очередь, пропорционален приложенному напряжению. Таким образом, крутящий момент и ток можно регулировать, уменьшая напряжение во время запуска двигателя.

Может быть два типа управления с помощью устройства плавного пуска:

Управление открытием : Пусковое напряжение подается со временем, независимо от потребляемого тока или скорости двигателя.Для каждой фазы два SCR подключаются друг к другу, и SCR сначала проводятся с задержкой 180 градусов в течение соответствующих полуволновых циклов (для которых проводит каждый SCR). Эта задержка постепенно уменьшается со временем, пока подаваемое напряжение не возрастет до полного напряжения питания. Это также известно как система изменения напряжения во времени. Этот метод не имеет значения, поскольку он не контролирует ускорение двигателя.

Управление по замкнутому контуру : Любая из выходных характеристик двигателя, таких как потребляемый ток или скорость, отслеживается, и пусковое напряжение изменяется соответствующим образом для получения требуемого отклика.Ток в каждой фазе контролируется, и если он превышает определенную уставку, изменение напряжения по времени останавливается.

Таким образом, основной принцип устройства плавного пуска состоит в том, чтобы управлять углом проводимости тиристоров, подачей напряжения питания.

2 Компоненты базового устройства плавного пуска

• Выключатели питания , такие как тиристоры, которые должны управляться по фазе, чтобы они применялись для каждой части цикла. В трехфазном двигателе по два тиристора соединены спина к каждой фазе.Коммутационные устройства должны иметь номинальное значение, по крайней мере, в три раза больше, чем напряжение сети.

• Control Logic с использованием ПИД-контроллеров или микроконтроллеров или любой другой логики для управления приложением напряжения затвора к SCR, то есть для управления углом срабатывания SCR, чтобы заставить SCR проводить в требуемой части цикла напряжения питания.

Рабочий пример электронной системы плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя

Система состоит из следующих компонентов.

• Два спина к спине SCR для каждой фазы, то есть всего 6 SCR.
Схема логики управления
• в виде двух компараторов — LM324 и LM339 для создания уровня и линейного напряжения и оптоизолятора для управления приложением напряжения затвора к каждому тиристору в каждой фазе.

Схема источника питания для обеспечения необходимого напряжения питания постоянного тока.

Напряжение уровня генерируется с помощью компаратора LM324, инвертирующий вывод которого подается с использованием источника постоянного напряжения, а неинвертирующий вывод подается через конденсатор, подключенный к коллектору NPN-транзистора.Зарядка и разрядка конденсатора приводят к соответствующему изменению выходного сигнала компаратора и изменению уровня напряжения с высокого на низкий. Напряжение этого выходного уровня подается на неинвертирующую клемму другого компаратора LM339, на инвертирующую клемму которого подается линейно нарастающее напряжение. Это линейное напряжение создается с помощью другого компаратора LM339, который сравнивает пульсирующее напряжение постоянного тока, приложенное к его инвертирующему выводу, с чистым постоянным напряжением на его неинвертирующем выводе и генерирует опорный сигнал нулевого напряжения, который преобразуется в линейный сигнал путем зарядки и разрядки электролитный конденсатор.

Компаратор 3 ^rd LM339 выдает сигнал высокой ширины импульса для каждого напряжения высокого уровня, который постепенно уменьшается по мере уменьшения напряжения уровня. Этот сигнал инвертируется и подается на оптоизолятор, который подает стробирующие импульсы на тиристоры. По мере падения уровня напряжения ширина импульса оптоизолятора увеличивается, и чем больше ширина импульса, тем меньше задержка, и постепенно тиристор срабатывает без какой-либо задержки. Таким образом, управляя длительностью между импульсами или задержкой между приложениями импульсов, регулируется угол включения SCR и регулируется подача тока питания, таким образом управляя выходным крутящим моментом двигателя.

Весь процесс представляет собой систему управления без обратной связи, в которой время подачи импульсов запуска затвора на каждый тиристор регулируется в зависимости от того, насколько раньше линейное напряжение снижается от уровня напряжения.

Преимущества мягкого старта

Теперь, когда мы узнали, как работает электронная система плавного пуска, давайте вспомним несколько причин, по которым ее предпочитают другим методам.

• • Повышенный КПД : КПД системы плавного пуска с твердотельными переключателями выше из-за низкого напряжения в открытом состоянии.
  • Управляемый запуск : Пусковой ток можно плавно регулировать, легко изменяя пусковое напряжение, что обеспечивает плавный запуск двигателя без рывков.

• Управляемое ускорение : Ускорение двигателя регулируется плавно.
• Низкая стоимость и размер : Это обеспечивается за счет использования твердотельных переключателей.

Электропроводка устройства плавного пуска

Подключение внешних клемм устройства плавного пуска

• Клеммы ① ② — это выход байпаса, используются для управления контактором байпаса. Это нормально разомкнутые контакты, которые закрываются при завершении запуска. Емкость контакта клеммы составляет 250 В переменного тока / 5 А.
• Клеммы ③ ④ являются программируемыми релейными выходами: время задержки устанавливается кодом P4.Тип выходной команды задается кодом PJ. Это нормально открытые клеммы без питания, закрытые, когда выход действителен. Эта контактная емкость клеммы составляет 250 В переменного тока / 5 А.
• Клеммы ⑤ ⑥ являются выходом неисправности, они будут замкнуты при возникновении каких-либо неисправностей в устройстве плавного пуска или при потере электроэнергии, в то время как в обычном случае они разомкнуты. Емкость этого клеммного контакта составляет 250 В переменного тока / 0,3 А.
• Клемма ⑦ является входом мгновенного останова, эта клемма должна быть соединена с клеммой ⑩, когда пускатель работает нормально.Но если эти две клеммы разомкнуты, устройство плавного пуска остановится, и в это время устройство пуска двигателя находится в состоянии защиты от неисправности. Эта клемма ⑦ может управляться нормально закрытыми выходными клеммами внешнего устройства защиты, и она бесполезна, когда код ПК установлен на 0 (базовая защита).
• Терминал ⑧ ⑨ ⑩ — это вход для запуска или остановки. На ваш выбор есть два способа подключения; это 3-проводное подключение и 2-проводное подключение, см .:

• Клеммы ⑾ ⑿ представляют собой аналоговый выход постоянного тока 4 ~ 20 мА, они показывают текущее значение двигателя в режиме реального времени.20 мА — это полномасштабное значение, которое в четыре раза превышает номинальный ток номинальной мощности устройства плавного пуска, и мы можем подключить измеритель тока 4 ~ 20 мА постоянного тока для проверки. Максимальное значение сопротивления выходной нагрузки составляет 300 Ом.
  

Электропроводка главной цепи устройства плавного пуска

Устройство плавного пуска устанавливается между сетью питания и кабелем двигателя.Если используется сетевой или изолирующий контактор, он лучше всего управляется устройством плавного пуска «Сетевое реле».

3Wire / 6wire : Стандартное подключение электронного устройства плавного пуска — 3-проводное. Альтернативное подключение — 6-проводное или соединение внутри треугольника. Это обычно используется при замене пускателя электродвигателя типа звезда / треугольник.

Байпас / непрерывный : Устройство плавного пуска может работать с байпасным контактором или без него. Некоторые модели включают встроенный байпасный контактор.Шунтирующий контактор снижает тепловыделение устройства плавного пуска, поскольку полупроводники обходятся по истечении времени линейного нарастания.

Защита двигателя
Устройство плавного пуска обеспечивает расширенную защиту двигателя с выбираемыми пользователем классами перегрузки, защитой от повышенного и пониженного тока, дисбалансом фаз и термисторной защитой. Важно, чтобы силовая проводка была соблюдена правильно, чтобы обеспечить надлежащую защиту и работу стартера.

Полупроводниковые предохранители рекомендуются для всех электронных устройств плавного пуска для защиты тиристоров в случае короткого замыкания на выходе.Полупроводниковые предохранители настоятельно рекомендуются для таких применений, как погружные насосы. Полупроводниковые предохранители не входят в обязательную комплектацию всех устройств плавного пуска.

Цепь плавного пуска для источника питания

Цепь плавного пуска предотвращает внезапное протекание тока в цепи во время пуска. Он замедляет скорость роста выходного напряжения, сводя к минимуму избыточный ток во время запуска. Это полезно для защиты устройств или электронных компонентов от повреждений, вызванных мгновенным высоким входным током.Некоторые компоненты с ограничением по току и плохим регулированием нагрузки могут быть повреждены из-за высокого входного тока. Здесь мы строим схему плавного пуска, используя стабилизатор напряжения IC LM317 и PNP-транзистор BC557.

• LM317-Регулируемый регулятор напряжения IC
• BC557-PNP Транзистор
• Диод — 1N4007
• Резистор — (1к, 5,6к, 47к)
• Конденсатор — (0,1 мкФ, 22 мкФ)
• Входное питание — 9 В
• Макет

Это регулируемый трехконтактный стабилизатор напряжения IC с высоким значением выходного тока, равным 1.5А. Микросхема LM317 помогает в ограничении тока, защите от тепловой перегрузки и безопасной рабочей зоне. Он также может обеспечивать работу в режиме поплавка для приложений высокого напряжения. Если мы отключим регулируемую клемму, LM317 все равно будет полезен в защите от перегрузки. У него типичная линия и регулировка нагрузки 0,1%. Это тоже бессвинцовый прибор.

Его рабочая температура и температура хранения находится в диапазоне от -55 до 150 ° C, а максимальный выходной ток составляет 2,2 А. Мы можем обеспечить входное напряжение в диапазоне от 3 до 40 В постоянного тока, а i т может дать выходное напряжение 1.От 25 В до 37 В , которые мы можем изменять в зависимости от потребности, используя два внешних резистора на регулируемом контакте LM317. Эти два резистора работают как схема делителя напряжения, используемая для увеличения или уменьшения выходного напряжения.

Распиновка LM317

Плавный пуск

Примечание: Входное напряжение всегда должно быть выше (минимум +3 В), чем желаемое выходное напряжение (максимальный выход LM317 составляет 37 В).

Здесь мы подключили лампочку со схемой плавного пуска, чтобы лампочка медленно раскалилась до полной яркости. Вы можете изменять скорость свечения лампы, изменяя номинал конденсатора, например, чтобы увеличить время нарастания, увеличьте номинал конденсатора C2.

Здесь мы используем LM317, линейный стабилизатор положительного напряжения, который автоматически снижает выходной ток при недогрузке или перегреве.

Комбинация транзистора BC557 PNP и конденсатора C2 помогает схеме постепенно увеличивать выходное напряжение.

Изначально, когда конденсатор не заряжен, выходное напряжение схемы определяется как:

  VC1 + VBE + 1,25 В 
  = 0 + 0,7 + 1,25 
  = 1,95 В  

Где VC1 — это напряжение на конденсаторе, VBE — это напряжение от базы к эмиттеру, а 1,25 — минимальное выходное напряжение LM317.

По мере увеличения напряжения на конденсаторе C2 Vout увеличивается с той же скоростью и достигает желаемого выходного напряжения, установленного в соответствии с номиналом резистора.