Мек старт на електродвигателя в последните временасе използва все по-често. Приложенията му са разнообразни и многобройни. Това са промишлеността, електротранспорта, комуналните услуги и селското стопанство. Използването на такива устройства може значително да намали стартовите натоварвания на електродвигателя и задвижващите механизми, като по този начин удължава техния експлоатационен живот.

Пускови токове

Стартовите токове достигат стойности 7 ... 10 пъти по-високи, отколкото в работен режим. Това води до "провисване" на напрежението в захранващата мрежа, което се отразява негативно не само на работата на другите консуматори, но и на самия двигател. Времето за стартиране се забавя, което може да доведе до прегряване на намотките и постепенно разрушаване на изолацията им. Това допринася за преждевременна повреда на двигателя.

Устройства плавен стартпозволяват значително да се намалят стартовите натоварвания на електродвигателя и електрическата мрежа, което е особено важно в селските райони или когато двигателят се захранва от автономна електроцентрала.

Претоварвания на задвижващи механизми

В момента на стартиране на двигателя въртящият момент на неговия вал е много нестабилен и надвишава номиналната стойност с повече от пет пъти. Следователно, стартовите натоварвания на задвижващите механизми също се увеличават в сравнение с стационарната работа и могат да достигнат до 500 процента. Нестабилността на въртящия момент при стартиране води до ударни натоварвания върху зъбите на зъбното колело, срязване на шпонките и понякога дори усукване на валовете.

Устройствата за мек стартер на електродвигателя значително намаляват стартовите натоварвания върху механизма: пролуките между зъбите на зъбните колела се избират плавно, което предотвратява тяхното счупване. При ремъчните задвижвания задвижващите ремъци също са плавно опънати, което намалява износването на механизмите.

Освен плавното стартиране, режимът на плавно спиране има благоприятен ефект върху работата на механизмите. Ако двигателят задвижва помпата, тогава плавното спиране избягва воден чук, когато уредът е изключен.

Индустриални меки стартери

В момента се произвежда от много компании, например Siemens, Danfoss, Schneider Electric. Тези устройства имат много програмируеми от потребителя функции. Това са време за ускорение, време за забавяне, защита от претоварване и много други допълнителни функции.

С всички предимства, марковите устройства имат един недостатък - достатъчно висока цена... Въпреки това, можете сами да създадете такова устройство. В същото време цената му ще се окаже малка.

Мек стартер на микросхема KR1182PM1

Историята беше за специализирана микросхема KR1182PM1представляващ фазов регулатор на мощността. Разгледани са типични схеми за включване, устройства за плавно стартиране на лампи с нажежаема жичка и просто регулатори на мощността в товара. Въз основа на тази микросхема е възможно да се създаде достатъчно просто устройствомек старт на трифазен електродвигател. Диаграмата на устройството е показана на фигура 1.

Фигура 1. Схема на софтстартера на двигателя.

Мекият старт се осъществява чрез постепенно увеличаване на напрежението върху намотките на двигателя от нулева стойносткъм номиналното. Това се постига чрез увеличаване на ъгъла на отваряне на тиристорните превключватели по време на време, наречено начално време.

Описание на веригата

Дизайнът използва трифазен електродвигател 50 Hz, 380 V. Намотките на двигателя, свързани със "звезда", са свързани към изходните вериги, обозначени на диаграмата като L1, L2, L3. Средната точка на звездата е свързана с неутрала (N).

Изходните превключватели са направени на тиристори, свързани противопаралелно. Дизайнът използва вносни тиристори от типа 40TPS12. При ниска цена те имат доста висок ток - до 35 A, а обратното им напрежение е 1200 V. В допълнение към тях има още няколко елемента в клавишите. Тяхната цел е следната: демпферните RC вериги, свързани паралелно с тиристори, предотвратяват фалшиво включване на последните (на диаграмата това са R8C11, R9C12, R10C13), а с помощта на варистори RU1 ... RU3 се абсорбира шумът от превключване , чиято амплитуда надвишава 500 V.

Като блокове за управление на изходните ключове се използват микросхеми DA1 ... DA3 от типа KR1182PM1. Тези микросхеми бяха разгледани достатъчно подробно в. Кондензаторите C5 ... C10 вътре в микросхемата образуват назъбено напрежение, което се синхронизира от мрежовото напрежение. Тиристорните управляващи сигнали в микросхемата се формират чрез сравняване на назъбеното напрежение с напрежението между изводите 3 и 6 на микросхемата.

За захранване на релетата K1 ... K3 устройството има захранващ блок, който се състои само от няколко елемента. Това е трансформатор T1, изправителен мост VD1, изглаждащ кондензатор C4. На изхода на токоизправителя е монтиран интегрален стабилизатор DA4 от тип 7812, който осигурява напрежение 12 V на изхода и защита срещу късо съединение и претоварване на изхода.

Описание на работата на софтстартера на електродвигатели

Мрежовото напрежение се прилага към веригата, когато прекъсвачът Q1 е затворен. Двигателят обаче все още не е запалил. Това е така, защото намотките на релето K1 ... K3 все още са изключени и техните нормално затворени контакти заобикалят щифтове 3 и 6 на микросхемите DA1 ... DA3 през резисторите R1 ... R3. Това обстоятелство не позволява зареждането на кондензаторите C1 ... C3, поради което микросхемата не генерира управляващи импулси.

Пускане на устройството в експлоатация

Когато превключвателят SA1 е затворен, 12 V напрежението включва релето K1 ... K3. Техните нормално затворени контакти се отварят, което прави възможно зареждането на кондензатори C1 ... C3 от вътрешни генератори на ток. Заедно с увеличаването на напрежението в тези кондензатори, ъгълът на отваряне на тиристорите също се увеличава. По този начин се постига плавно увеличаване на напрежението върху намотките на двигателя. Когато кондензаторите са напълно заредени, ъгълът на включване на тиристорите ще достигне максималната стойност, а скоростта на двигателя ще достигне номиналната скорост.

Изключване на двигателя, плавно спиране

За да изключите двигателя, отворете ключа SA1, Това ще изключи релето K1 ... K3. Техните нормално затворени контакти ще се затворят, което ще доведе до разреждане на кондензатори C1 ... C3 през резисторите R1 ... R3. Разреждането на кондензаторите ще продължи няколко секунди, като в същото време двигателят ще спре.

При стартиране на двигателя в неутралния проводник могат да текат значителни токове. Това се дължи на факта, че в процеса на плавно ускорение токовете в намотките на двигателя са несинусоидални, но не трябва да се страхувате особено от това: процесът на стартиране е доста краткотраен. В стационарния режим този ток ще бъде много по-малък (не повече от десет процента от фазовия ток в номиналния режим), което се дължи само на технологичното разпространение на параметрите на намотката и на "дисбаланса" на фазите. Вече е невъзможно да се отървем от тези явления.

Детайли и конструкция

За сглобяването на устройството са необходими следните части:

Трансформатор с мощност не повече от 15 W, с напрежение на изходната намотка 15 ... 17 V.

Като реле K1 ... K3 е подходящо всяко напрежение на бобината от 12 V, което има нормално затворен или превключващ контакт, например TRU-12VDC-SB-SL.

Кондензатори C11 ... C13 от типа K73-17 за работно напрежение най-малко 600 V.

Устройството е направено на печатна електронна платка... Сглобеното устройство трябва да се постави в пластмасова кутия с подходящи размери, на чийто преден панел трябва да се постави превключвателя SA1 и светодиодите HL1 и HL2.

Връзка на двигателя

Свързването на превключвателя Q1 и двигателя се осъществява с проводници, чието напречно сечение съответства на мощността на последния. Неутралният проводник е направен със същия проводник като фазовите. С номиналните характеристики на компонентите, посочени на диаграмата, е възможно да се свържат двигатели с мощност до четири киловата.

Ако се предполага, че се използва двигател с мощност не повече от един и половина киловата и честотата на стартиране няма да надвишава 10 ... 15 на час, тогава мощността, разсейвана от тиристорните превключватели, е незначителна, така че радиаторите могат бъде пропуснат.

Ако се предполага, че се използва по-мощен двигател или се стартира по-често, ще е необходимо да се монтират тиристори на радиатори, изработени от алуминиева лента. Ако се предполага, че радиаторът се използва общо, тогава тиристорите трябва да бъдат изолирани от него с помощта на уплътнения от слюда. За да подобрите условията на охлаждане, можете да използвате топлопроводящата паста KPT - 8.

Проверка и настройка на устройството

Преди да включите, първо проверете инсталацията за съответствие схематична диаграма... Това е основно правило и не можете да се отклоните от него. В края на краищата, пренебрегването на тази проверка може да доведе до купчина овъглени части и за дълго време да обезкуражи желанието да се правят „експерименти с електричество“. Откритите грешки трябва да бъдат елиминирани, в края на краищата тази верига се захранва от електрическата мрежа и шегите с нея са лоши. И дори след тази проверка все още е твърде рано за свързване на двигателя.

Първо, вместо двигателя, трябва да свържете три еднакви лампи с нажежаема жичка с мощност 60 ... 100 вата. По време на тестовете е необходимо да се гарантира, че лампите "светят" равномерно.

Неравномерността на времето за включване се дължи на разпределението на капацитетите на кондензаторите C1 ... C3, които имат значителен толеранс в капацитета. Ето защо е по-добре да ги вземете непосредствено преди инсталирането с помощта на устройството, поне с точност от десет процента.

Времето за изключване също се дължи на съпротивлението на резисторите R1 ... R3. С тяхна помощ можете да изравните времето за изключване. Тези настройки трябва да бъдат направени в случай, че разпределението на времето за включване и изключване в различни фазинадхвърля 30 процента.

Двигателят може да бъде свързан само след като горните проверки преминат нормално, да не кажа дори перфектно.

Какво друго може да се добави към дизайна

Вече беше казано по-горе, че в момента такива устройства се произвеждат от различни компании. Разбира се, всички функции на маркови устройства в такова самостоятелно направено устройство не могат да бъдат повторени, но една все пак вероятно ще бъде възможно да се копира.

Говорим за т.нар. Предназначението му е следното: след като двигателят достигне номиналната скорост, контакторът просто свързва тиристорните превключватели със своите контакти. Токът протича през тях, заобикаляйки тиристорите. Този дизайн често се нарича байпас (от английския байпас). За такова подобрение ще трябва да се въведат допълнителни елементи в контролния блок.

Борис Аладишкин

Електрическите двигатели са най-разпространените електрически машини в света. Нито един промишлено предприятие, никой технологичен процесне можеш без тях. Въртене на вентилатори, помпи, движение на конвейерни ленти, движение на кранове - това е непълен, но вече значителен списък от задачи, които могат да бъдат решени с помощта на двигатели.

Въпреки това, има един нюанс в работата на всички електродвигатели без изключение: в момента на стартиране те консумират за кратко голям ток, наречен старт.

Когато напрежението е приложено към намотката на статора, скоростта на ротора е нула. Роторът трябва да се премести от мястото си и да се завърти до номиналната скорост. Това изразходва значително повече енергия от необходимата за номиналния режим на работа.

Пусковите токове са по-високи при натоварване, отколкото при празен ход. Механичната устойчивост на въртене от механизма, задвижван от двигателя, се добавя към теглото на ротора. На практика се опитват да сведат до минимум влиянието на този фактор. Например, за мощни вентилатори по време на стартиране, клапите във въздуховодите се затварят автоматично.

В момента, в който пусковият ток протича от мрежата, се изразходва значителна мощност, която се изразходва за привеждане на електродвигателя в номиналния режим на работа. Колкото по-мощен е електрическият мотор, толкова повече мощност му е необходима за ускоряване. Не всички електрически мрежи понасят този режим без последствия.

Претоварването на захранващите линии неизбежно води до намаляване на напрежението в мрежата. Това не само затруднява процеса на стартиране на електродвигатели, но и засяга други потребители.

А самите електродвигатели изпитват повишени механични и електрически натоварвания по време на стартиращи процеси. Механичните са свързани с увеличаване на въртящия момент на вала. Електрическите, свързани с краткосрочно увеличаване на тока, засягат изолацията на намотките на статора и ротора, контактните връзки и пусковото оборудване.

Методи за намаляване на пусковите токове

Електрическите двигатели с ниска мощност с евтино управление могат да стартират доста добре без никакви средства. Икономически е нецелесъобразно да се намаляват техните пускови токове или да се променя скоростта на въртене.

Но когато влиянието върху режима на работа на мрежата по време на процеса на стартиране се окаже значително, пусковите токове трябва да бъдат намалени. Това се постига чрез:

• приложение на електродвигатели с фазов ротор;
• използване на верига за превключване на намотките от звезда към триъгълник;
• използване на меки стартери;
• употреба честотни преобразуватели.

Един или повече от тези методи са подходящи за всеки механизъм.

Двигатели с фазов ротор

Използването на асинхронни електродвигатели с фазов ротор в работни зони с трудни условия на работа е най-старата форма за намаляване на пусковите токове. Без тях работата на електрифицирани кранове, багери, както и трошачки, сита, мелници, които рядко се стартират при липса на продукти в задвижвания механизъм, е невъзможна.

Намаляването на стартовия ток се постига чрез постепенно изключване на резисторите от роторната верига. Първоначално, в момента на подаване на напрежението, максималното възможно съпротивление е свързано към ротора. Тъй като релетата за време се ускоряват, едно след друго, те включват контакторите, заобикаляйки отделните резистивни секции. В края на ускорението допълнителното съпротивление, свързано към веригата на ротора, е равно на нула.

Двигателите на крана нямат автоматично стъпково превключване с резистори. Това се случва по нареждане на краниста, премествайки лостовете за управление.

Превключване на схемата на свързване на намотките на статора

В brno (разпределителен блок на началото на намотките) на всеки трифазен електродвигател, 6 клеми са свързани от намотките на всички фази. По този начин те могат да бъдат свързани или в звезда, или в триъгълник.

Благодарение на това се постига известна гъвкавост на използването на асинхронни електродвигатели. Схемата за свързване на звезда се изчислява за голяма стъпка на напрежение (например 660V), с триъгълник - за по-малка (в този пример- 380V).

Но с номинално захранващо напрежение, съответстващо на веригата триъгълник, можете да използвате веригата звезда за предварително ускоряване на електродвигателя. В този случай намотката работи при намалено захранващо напрежение (380V вместо 660) и пусковият ток намалява.

За управление на процеса на превключване е необходим допълнителен кабел в brno на електродвигателя, тъй като всички 6 проводника на намотките са включени. Инсталирани са допълнителни стартери и релета за време за управление на тяхната работа.

Честотни преобразуватели

Първите два метода може да не са приложими навсякъде. Но следващите, които станаха достъпни сравнително наскоро, позволяват плавен старт на всеки асинхронен електродвигател.

Честотен преобразувател е сложно полупроводниково устройство, което съчетава силова електроника и елементи на микропроцесорната технология. Силовата секция коригира и изглажда мрежовото напрежение, превръщайки го в постоянно напрежение. Изходната част на това напрежение образува синусоидална с променлива честота от нула до номинална стойност - 50 Hz.

Благодарение на това се постигат икономии на енергия: задвижваните на въртене агрегати не работят с излишен капацитет, като са в строго задължителен режим. Освен това технологичният процес може да бъде фино настроен.

Но важно в спектъра на разглеждания проблем: честотните преобразуватели позволяват плавно стартиране на електродвигателя, без трептения и трептения. Въобще няма стартов ток.

Меки стартери

Мек стартер за електродвигател е същият честотен преобразувател, но с ограничена функционалност. Работи само когато електродвигателят се ускорява, като плавно променя скоростта си на въртене от минималната зададена стойност към номиналната.

За да се премахне безполезната работа на устройството в края на ускорението на електродвигателя, до него е инсталиран байпасен контактор. Той свързва електрическия мотор директно към електрическата мрежа след стартиране.

Това е най-простият метод при извършване на надстройки на оборудването. Често може да се направи на ръка, без участието на специалисти от тесен профил. Устройството е инсталирано на мястото на магнитния стартер, който контролира стартирането на електродвигателя. Може да се наложи да смените кабела с екраниран. След това параметрите на електродвигателя се въвеждат в паметта на устройството и то е готово за действие.

Но не всеки може да се справи сам с пълноценните честотни преобразуватели. Следователно използването им в единични екземпляри обикновено е безсмислено. Инсталирането на честотни преобразуватели е оправдано само при извършване на обща модернизация на електрическото оборудване на предприятието.

Мекият старт на двигателя и неговото деликатно спиране могат значително да удължат експлоатационния живот на системата поради защита от прегряване, пренапрежения и ритъм на процеси. Точно за това е разработен мек стартер или съкратено мек стартер, който стабилизира пусковите характеристики и осигурява гладката работа на механизма.

С помощта на софтстартера могат да се избегнат много проблеми във функционирането на електродвигателя, поради което е важно да се знае целта и принципа на работа на софтстартера, основните параметри, нюансите на свързване и работа.

Как UPP помага

По време на стартиране на двигателя въртящите се механизми са способни на два пъти по-висока от номиналната стойност, генерирайки пускови токове, няколко пъти по-високи от средните работни показатели.

Тези рестартиране са изпълнени с много усложнения:

• Силно прегряване;
• Повреда на изолацията на намотките;
• Нарушаване на конвейерните ленти;
• Неизправност на кинематичната верига;
• Тежък старт;
• Спиране на двигателя.

Устройството за мек старт на електродвигателя на моменти изглажда механичните трясъци и хидравличните удари, осигурявайки постепенно увеличаване на мощността и стабилна работа на двигателя. Нищо чудно, че второто име на устройството е softstarter, което на английски означава „мек старт“.

На представените снимки на софтстартера се вижда, че външно механизмът изглежда като набор от вериги и проводници, защитени от метален и пластмасов корпус. Всъщност устройството се основава на превключващо оборудване, спирачни накладки, блокери, противотежести и други елементи, които могат да стабилизират работата. електрически мотор.

Механизмът има и допълнителна функционалност:

• Осигурява плавно спиране;
• Предпазва от късо съединение;
• Предотвратява възможна загуба на фаза;
• Елиминира непланирано независимо стартиране на двигателя;
• Не позволява превишаване на номиналните експлоатационни стойности;
• Позволява ви да изберете източник на захранване с по-ниска мощност;
• Намалява консумацията на енергия;
• Спестява пари за експлоатация и ремонт на машината;
• Намалява електромагнитните смущения.

Когато е необходим SCP

Някои автомобили не показват веднага, че се нуждаят от механизъм за изглаждане, но колкото по-рано е конфигуриран мек старт, толкова по-дълго и по-добре ще служи цялата система. За съжаление, най-често мислят за свързване на мек стартер само когато самият двигател говори за разрушителност на стартиращите процеси. За да разберете това, достатъчно е да уловите една от най-често срещаните "илюстративни" ситуации:

Захранването не може да се справи с твърде тежък старт. Например, мрежата не е в състояние да достави необходимата мощност или да осигурява генериране за максимални нивафункциониращи, крушките са изключени, задействани верижни прекъсвачи, някои контактори, релета, генератор отказват да стартират.

Защитните системи предотвратяват стартирането на двигателя, допустими натоварвания... При отличен старт чантата „запалва“, докато се достигне необходимата честота.

За да се предотврати повредата на електродвигателя, се препоръчва възможно най-бързо регулиране на плавността на стартиране и спиране на системата. Това е лесно да се направи, тъй като дори начинаещ може да избере, инсталира и свърже мек стартер със собствените си ръце.

Как да изберем мек стартер

Въпросът как да изберем мек стартер възниква доста често, тъй като е избран механизъм за конкретен електродвигател и източник на захранване.

За да не се сбъркате с параметрите и възможностите, се препоръчва да се обърне внимание на следните показатели:

• Максималната стойност на тока, генериран от двигателя при най-високи натоварвания;
• Най-голям брой изстрелвания за един час;
• Номинално напрежение на захранващата система;
• Възможност за контрол и ограничаване на генерирания ток;
• Възможност за байпас - изключване на захранването от веригата за предотвратяване на прегряване и пожар;
• Брой фази (две - по-компактни и по-евтини, три - по-надеждни и по-издръжливи с чести стартирания);
• Цифрово или аналогово управление.

Основното е, че изискванията, поставени към софтстартера, отговарят на критериите, работните условия, мощността на двигателя и номиналните стойности на мрежата. Пивотните таблици, алгоритмите за изчисление, предлагани от много доставчици за по-удобно и висококачествено търсене на подходящо устройство, също ще помогнат при избора.

Как да се свържете и конфигурирате

Настройката се определя от съответната схема на свързване на мекия старт към двигателя. Стандартът се счита за такъв, при който е предвидено използването на магнитен стартер, термично реле, високоскоростни предпазители и устройства за автоматично управление на тока.

За да свържете правилно софтстартера, трябва ясно да следвате диаграмите, където всички важни точки са ясно посочени:

• Верижна последователност;
• Край на ускорението;
• Терминал за заземяване;
• Регулиране на стартиране и спиране;
• Неутрално местоположение.

Няма да е излишно да настроите специален регулатор, който осигурява обратна връзка: той получава данни за тока на двигателя и стабилизира повишаването на напрежението.

Мек стартер може лесно да помогне за значително удължаване на живота на електрическия двигател, като същевременно намалява свързаните разходи и увеличава производителността без вреда за машината. Стабилизиране на механизма, контрол на товарите и регулиране на протичащите процеси - всичко това ще стане незаменим помощникпри решаване на проблемите на тежкия старт.

Снимка на софтстартера

• асинхронен,
• колектор;
• синхронен.

Всеки от изброените двигатели е част от електрическо задвижване, което е проектирано да комуникира с полезния товар. В зависимост от това кой товар е, двигателят се изключва и след това се рестартира. След това ще говорим по-подробно за това какво се случва при стартиране на електрически двигател и как да оптимизираме този процес.

Какво се случва при стартиране на асинхронен двигател

За да разберете кое устройство да използвате за мек старт на електродвигател, трябва да знаете принципа на неговата работа. Най-често срещаните двигатели са асинхронни с ротор с катерична клетка... Техен проста конструкцияи съответната надеждност и определи популярността им електрически автомобили... Въпреки че роторът се върти и формата му е оптимизирана за този процес, той не е нищо повече от вторична намотка на трансформатор.

И както знаете, ако в първичната намотка тече ток, тогава в сърцевината му се появява електромагнитно поле. Изброените функции в асинхронния двигател се изпълняват от статора. Неговото магнитно поле, което за разлика от трансформатора се върти около ротора, индуцира токове в него, свързани с това въртене. И колкото по-голяма е разликата между скоростите на полето и ротора, толкова по-голям е токът в последния. В крайна сметка роторът е намотка с късо съединение. И тъй като има трансформаторна връзка, това означава, че токовете в намотките са право пропорционални.

Сега изброяваме условията, които съществуват при стартиране на асинхронен двигател, захранван от индустриална мрежа. Нека първо разгледаме трифазния вариант:

• постоянно напрежение;
• постоянна честота;
• роторът е в покой.

Свързването на асинхронния двигател към електрическата мрежа незабавно създава въртящо се магнитно поле. В този случай разликата в скоростите на него и ротора (т.нар. приплъзване, изразено като процент от скоростта на въртене електромагнитно полестатор) е максимално. И като следствие от това е като режим на късо съединение на трансформатора. Ако мощността на двигателя е висока, пусковите токове се получават на нивото на тези, които се считат за аварийни за трансформатори с подобна електрическа мощност.

Какво устройство се използва за ограничаването им е съвсем разбираемо. Трябва:

• или намалете напрежението върху намотките на статора по време на ускорението на ротора;
• или развийте ротора, докато статорът е свързан към електрическата мрежа.
• Можете също да направите промени в дизайна на асинхронния двигател.

Превключване на веригата на намотката

Роторът може да се пуска в движение само при определени електрически задвижвания. Поради тази причина този метод не е типичен. Остават два, първият от които е най-широко използван. Но получаването на спад на напрежението без загуба не е лесно. В трифазна верига това може да стане чрез превключване от триъгълник към звезда и обратно. Линейното напрежение, приложено към намотките на статора на двигателя, осигурява повече от висока ефективност... Но стартовият ток в триъгълната верига също е по-висок.

Следователно превключването към верига със звезда ви позволява значително да намалите стартовия ток на асинхронния двигател. Това е най-лесният начин да започнете относително гладко. Той използва минималния брой допълнителни елементи, тъй като спадът на напрежението се създава от възможностите на самата трифазна електрическа мрежа. Тези елементи са превключватели, а самата верига е показана по-долу. Но такива проста схемаприложимо само в трифазна мрежа... В еднофазната версия няма работно напрежение, по-ниско от фазовото напрежение.

Използване на резистори

За да получите възможно най-плавното ускорение на двигателя, е необходимо да се използват елементи, които осигуряват подходящ спад на напрежението. За целта прилагайте:

• резистори;
• дросели (реактори);
• автотрансформатори;
• магнитни усилватели.

Тези методи са подходящи както за трифазни, така и за еднофазни мрежи. Във всеки случай ще трябва да използвате превключватели, тъй като в даден момент ще трябва да свържете двигателя директно към мрежата. Резисторната верига е най-компактната. Въпреки това, с увеличаване на мощността на двигателя, съответно се увеличава и мощността на пусковите резистори. Като се има предвид обстоятелството на тяхното нагряване, времето за стартиране трябва да бъде в рамките на допустимия температурен диапазон. В противен случай резисторите ще станат неизползваеми от прегряване. Схемата за мек старт на резистора е показана по-долу.

Използване на индуктори

Чрез клониране на веригата можете да получите мек старт, като използвате множество групи резистори, свързани паралелно, за да облекчите термичното им натоварване. Но увеличаването на времето за мек старт ще бъде придружено от увеличаване на загубата на енергия в тези резистори. Поради тази причина вместо резистори се използват индуктивни елементи. В най-простия случай това са дросели. Това е по-тромаво и по-скъпо решение, но за да се намалят загубите на енергия поради честите рестарти на двигателя, трябва да се използва. Външен видреактор за мощен асинхронен двигател е представен по-долу.

Ако индуктивността, използвана при стартиране, е направена под формата на автотрансформатор с движещ се контакт, движещ се по завоите на намотката, можете или оптимално да отстраните грешките в процеса на стартиране, или да го управлявате, като преместите движещия се контакт. Недостатъкът на тази опция е неизбежното искри при механичен контакт. Поради тази причина той е приложим само при относително ниски мощности на двигателя. По-долу са показани схеми на меки стартери с реактори и автотрансформатори.

Схеми за мек старт:

а) с реактори;

б) с автотрансформатори.

1, 2 и 3 са превключватели, които управляват превключването

Магнитните усилватели се използват за плавен старт без недостатъците, присъщи на автотрансформаторите с техния движещ се контакт. Те използват отклонение, което ви позволява да промените стойността на индуктивното съпротивление. Дизайнът на магнитните усилватели е доста разнообразен. Но основното им предимство е ниският им ток и съответно мощността, използвана за управление. Те нямат регулиращи контакти, през които протичат големи токове. Една от схемите е показана по-долу.

Двигател с навит ротор

Всички разглеждани устройства за мек старт на асинхронен електродвигател са включени от страната на неговия статор. Но когато постоянното повторно включване е нормален работен процес за двигателя, неговият дизайн се променя, което прави ротора фазово блокиран. Такава конструктивно решениеправи възможно по-ефективното регулиране на токовете, възникващи при ускорение на двигателя. Дизайнът и препоръките за работа на мек стартер за двигател с фазов ротор са показани по-долу:

Приложение на полупроводникови ключове

Всички тези меки стартери се използват от много години. Те имат важно свойство, което ги поставя извън конкуренцията. Тези устройства нямат електрически параметрипревишаването на което води до изчезване на съпротивлението (срив). Следователно те са най-надеждни, въпреки че са морално остарели. Съвременни устройствамекият старт използва контролирани полупроводникови ключове (тиристори и транзистори). Това е така нареченият контрол на ширината на импулса.

Превключвателят прекъсва част от синусоидалното напрежение навреме. В резултат на това средната стойност на напрежението може да се промени от нула до ефективните 220 V. Следователно полупроводниковият превключвател осигурява най-много ефективен вариантза създаване на мек стартер за електрически двигател. Но в същото време ключът е подложен както на термичен срив, така и на подобен ефект поради превишението на амплитудите на напрежението и тока. Следователно ключът трябва да бъде ефективно охладен и избран според условията на работа на двигателя.

Устройствата с регулиране на ширината на импулса са приложими във всяка мрежа, независимо от броя на фазите. Една такава схема е показана по-долу. След ускорение на ротора, контактите се затварят и предпазват ключовете от повреда от токови и напрежението.

Плавен старт на колекторните двигатели

Въпреки основните конструктивни разлики в сравнение с асинхронните, стартирането на колекторните двигатели също е придружено от голям ток на котвата, който е роторът. Всъщност това е съвкупност от дросели със серийна комутация на всеки от тях. Колкото по-дълго е излагането на напрежението върху колекторните ламели, което се получава веднага след включване и подаване на напрежението, толкова по-силно е намагнитването на сърцевината и толкова по-голяма е стойността, която токът има време да достигне.

Когато статорът е направен под формата на постоянен магнит, източникът на енергия е необходим само за котвата. Но в този случай напрежението му може да бъде само постоянно. Мек стартер, захранван от този източник, е направен само върху елементи, способни да създадат спад на постояннотоково напрежение.

Тези елементи са:

• резистори,
• транзистори,
• заключващи се тиристори.

Ако статорът е проектиран като електромагнит, това означава, че двигателят може да работи на променливо напрежение. С горното, за колекторни двигатели са подходящи същите изпитани във времето меки стартери, които са приложими за монофазни асинхронни двигатели:

• резистори (реостати);
• дросели (реактори);
• автотрансформатори;
• магнитни усилватели.

А също и модерни технически решенияна базата на полупроводникови превключватели. Техните изображения са подобни на вече показаните по-горе.

При наличие на електромагнитно възбуждане, намотката може да бъде свързана към котвата последователно или паралелно. Серийната връзка е безопасна, тъй като електрическа веригачесто срещани електричество... Неговото разкъсване или свързване към източник на захранване причинява едновременна промяна в тока в намотките на двигателя. Но със паралелна връзкавъзможни сценарии за развитие на събитията.

Ако при подаване на напрежение към двигателя, възбуждащата намотка се окаже без захранване и котвата се захранва, ще се появят условия за явление, наречено разстояние между двигателя. В този случай роторът, опитвайки се да бъде привлечен към статорната жлеза, се върти и ускорява все по-бързо и по-бързо. Ако към вала не се приложи въртящ момент на натоварване, който е по-голям от този, създаден от ротора, ускорението може да продължи до разрушаването на ротора. За да се предпазите от бягство, е необходимо:

• двигателят остава поне частично натоварен;
• имаше специални конструктивни елементи;
• мекият стартер гарантирано предотвратява този процес.

Плавен старт на синхронен двигател

Синхронните двигатели, захранвани от мрежата с произволен брой фази, ускоряват като асинхронни, като използват приплъзване. След това, превръщайки ротора в магнит, независим от статора, скоростите на въртене на полетата на статора и ротора се изравняват. Поради тази причина меките стартери, използвани за синхронни двигатели, са същите като при асинхронните двигатели. Някои отличителни детайли в зависимост от мощността на ротора могат да се видят по-долу на изображението:

заключения

V общо устройствомекият старт на всички видове електродвигатели са сходни и базирани на едни и същи схеми и елементи. Изборът трябва да се направи за специфични условия, базирани предимно на мощността на двигателя. Но съвременните полупроводникови ключове могат да осигурят широк спектър от мощности най-добрите параметримек старт. Следователно има смисъл да спрем избора преди всичко върху тях.

Случайни повреди на ръчния електроинструмент - шлифовъчни машини, електрически бормашинии прободните триони често са свързани с техния висок стартов ток и значителни динамични натоварвания върху частите на скоростната кутия, които възникват при внезапно стартиране на двигателя.
Устройството за мек старт за колекторния двигател, описано в, е сложно по отношение на схемата, има няколко прецизни резистора и изисква старателна настройка. С помощта на микросхемата на фазовия регулатор KR1182PM1 беше възможно да се направи много по-просто устройство за подобна цел, което не изисква настройка. Можете да се свържете с него всеки ръчен електроинструментзахранва се от еднофазна мрежа 220 V, 50 Hz. Двигателят се стартира и спира от превключвателя на електроинструмента, като в изключено състояние устройството не консумира ток и може да остане свързан към мрежата за неопределено време.

Диаграмата на предложеното устройство е показана на фигурата. Щепселът XP1 е включен в комплекта мрежов контакт, и включете в гнездото XS1 захранващ щепселелектроинструмент. Могат да бъдат инсталирани и свързани паралелно множество контакти за редуващи се инструменти.
Когато веригата на двигателя на електроинструмента е затворена от собствен ключ, напрежението се подава към фазовия регулатор DA1. Зареждането на кондензатора C2 започва, напрежението върху него постепенно се увеличава. В резултат на това забавянето на включване на вътрешните тиристори на регулатора, а с тях и триака VSI, във всеки следващ полупериод на мрежовото напрежение намалява, което води до плавно увеличаване на тока, протичащ през двигателя и , като следствие, увеличаване на скоростта му. С капацитета на кондензатора C2, посочен на диаграмата, ускорението на електродвигателя до максимална скорост отнема 2 ... 2,5 s, което практически не създава забавяне в работата, но напълно елиминира термични и динамични удари в механизма на инструмента.
След изключване на двигателя, кондензаторът C2 се разрежда през резистора R1. и след 2 ... 3 сек. всичко е готово за рестартиране. Заменяйки фиксирания резистор R1 с променлив, можете плавно да регулирате мощността, подавана към товара. Той намалява с намаляване на съпротивлението.
Резистор R2 ограничава тока на контролния електрод на триака, а кондензаторите C1 и C3 са елементи типична схемавключване на фазовия регулатор DA1.
Всички резистори и кондензатори са запоени директно към щифтовете на микросхемата DA1. Заедно с тях се поставя в алуминиев корпус от стартера на луминесцентна лампа и се запълва с епоксидна смес. Изведени са само два проводника, свързани към клемите на триака. Преди изливането се пробива дупка в долната част на корпуса, в която винтът MZ се завива навън. Този винт е прикрепен към радиатора на триака VS1 с площ от 100 см." висока влажности запрашеност.
Устройството не изисква никаква настройка. Може да се използва всеки триак с клас на напрежение най-малко 4 (тоест с максимално работно напрежение най-малко 400 V) и с максимален ток 25-50 A. Благодарение на плавния старт на двигателя, пусковият ток не надвишава номиналния. Резервът е необходим само в случай на заседнал инструмент.
Уредът е тестван с електроинструменти до 2,2 nkW. Тъй като регулаторът DA1 осигурява потока на тока във веригата на управляващия електрод на триака VS1 по време на цялата активна част на полупериода, няма ограничение за минималната мощност на натоварване. Авторът дори свърза електрическа самобръсначка "Харков" към произведеното устройство.

К. Мороз, Надим, Ямало-Ненецки автономен окръг

ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюков С. Автоматичен плавен старт на колекторни електродвигатели - Радио 1997, N*8.s 40 42
2. Немич А. Микросхема КР1182ПМ1 – фазов регулатор на мощност – Радио 1999, N“7, с. 44-46.