Плавен старт на електродвигателя в напоследъксе използва все по-често. Областите му на приложение са разнообразни и многобройни. Това са индустрията, електротранспортът, комуналните услуги и селското стопанство. Използването на такива устройства може значително да намали стартовите натоварвания на електродвигателя и задвижващите механизми, като по този начин удължи 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 останалите консуматори, но и на самия двигател. Времето за стартиране се забавя, което може да доведе до прегряване на намотките и постепенно разрушаване на тяхната изолация. Това допринася за преждевременна повреда на електродвигателя.

устройства плавен стартдават възможност за значително намаляване на стартовите натоварвания на електрическия двигател и електрическата мрежа, което е особено важно в селските райони или когато двигателят се захранва от автономна електроцентрала.

Претоварване на изпълнителните механизми

Когато двигателят стартира, въртящият момент на неговия вал е много нестабилен и надвишава номиналната стойност повече от пет пъти. Поради това началните натоварвания на задвижките също се увеличават в сравнение с работата в стационарно състояние и могат да достигнат до 500 процента. Нестабилността на началния въртящ момент води до ударни натоварвания върху зъбите на зъбните колела, срязване на шпонките и понякога дори усукване на валовете.

Устройствата за мек старт на електродвигателя значително намаляват стартовите натоварвания на механизма: празнините между зъбите на зъбните колела са плавно избрани, което предотвратява тяхното счупване. Ремъчните задвижвания също плавно опъват задвижващите ремъци, което намалява износването на механизмите.

В допълнение към плавния старт, режимът на плавно спиране има благоприятен ефект върху работата на механизмите. Ако двигателят задвижва помпата, плавното спиране избягва водния чук, когато уредът е изключен.

Индустриални софтстартери

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

С всички предимства марковите устройства имат един недостатък - доста на висока цена. Можете обаче сами да създадете такова устройство. В същото време цената му ще бъде малка.

Устройство за плавен старт на базата на микросхема KR1182PM1

Историята беше за специализиран чип KR1182PM1, представляващ фазовия регулатор на мощността. Бяха разгледани типични схеми за включване, устройства за плавен старт за лампи с нажежаема жичка и просто регулатори на мощността на натоварване. Въз основа на тази микросхема е възможно да се създаде доста просто устройствоплавен старт на трифазен електродвигател. Схемата на устройството е показана на фигура 1.

Фигура 1. Схема на устройството за плавен старт на двигателя.

Мекият старт се осъществява чрез постепенно увеличаване на напрежението върху намотките на двигателя от нулева стойностдо номинална. Това се постига чрез увеличаване на ъгъла на отваряне на тиристорните превключватели за време, наречено време за стартиране.

Описание на веригата

Дизайнът използва трифазен електродвигател 50 Hz, 380 V. Свързаните звезда намотки на двигателя са свързани към изходните вериги, посочени на диаграмата като L1, L2, L3. Централната точка на звездата е свързана към неутралата на мрежата (N).

Изходните превключватели са направени на тиристори, свързани гръб към гръб - паралелно. Дизайнът използва внесени тиристори тип 40TPS12. При ниска цена те имат доста голям ток - до 35 A, а обратното им напрежение е 1200 V. В допълнение към тях ключовете съдържат още няколко елемента. Тяхното предназначение е следното: демпфиращи RC вериги, свързани паралелно с тиристорите, предотвратяват фалшивото включване на последните (на схемата това са R8C11, R9C12, R10C13), а с помощта на варисторите RU1...RU3 се абсорбира шумът от превключването , чиято амплитуда надвишава 500 V.

Като контролни възли за изходни превключватели се използват микросхеми DA1...DA3 от тип KR1182PM1. Тези микросхеми бяха обсъдени доста подробно в. Кондензаторите C5...C10 вътре в микросхемата образуват трионно напрежение, което е синхронизирано с мрежовото напрежение. Сигналите за управление на тиристора в микросхемата се генерират чрез сравняване на напрежението на триона с напрежението между щифтове 3 и 6 на микросхемата.

За захранване на релета K1…K3, устройството има захранване, което се състои само от няколко елемента. Това е трансформатор T1, токоизправителен мост VD1, изглаждащ кондензатор C4. На изхода на токоизправителя е монтиран интегриран стабилизатор DA4 тип 7812, осигуряващ изходно напрежение 12 V и защита срещу късо съединение и претоварване на изхода.

Описание на работата на софтстартера за електродвигатели

Мрежовото напрежение се подава към веригата, когато ключът за захранване Q1 е затворен. Двигателят обаче още не пали. Това се случва, 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 резистори R1...R3. Това обстоятелство не позволява на кондензаторите C1...C3 да се зареждат, така че микросхемата не генерира управляващи импулси.

Въвеждане на устройството в експлоатация

Когато превключвателят SA1 е затворен, напрежението от 12 V включва реле K1…K3. Техните нормално затворени контакти се отварят, което дава възможност за зареждане на кондензатори C1...C3 от вътрешни генератори на ток. Заедно с увеличаването на напрежението на тези кондензатори се увеличава и ъгълът на отваряне на тиристорите. Това постига плавно увеличаване на напрежението върху намотките на двигателя. Когато кондензаторите са напълно заредени, ъгълът на превключване на тиристорите ще достигне максималната си стойност, а скоростта на въртене на електродвигателя ще достигне номиналната скорост.

Изключване на двигателя, плавно спиране

За да изключите двигателя, отворете превключвателя SA1. Това ще изключи релето K1...K3. Те са нормални - затворените контакти ще се затворят, което ще доведе до разреждане на кондензаторите C1...C3 през резистори R1...R3. Разреждането на кондензаторите ще продължи няколко секунди, през което време двигателят ще спре.

При стартиране на двигателя в нулевия проводник могат да протичат значителни токове. Това се случва, защото по време 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 стационарен режим този ток ще бъде много по-малък (не повече от десет процента от фазовия ток в номинален режим), което се дължи само на технологичната дисперсия на параметрите на намотката и „разминаването“ на фазите. Вече не е възможно да се отървете от тези явления.

Детайли и дизайн

За да сглобите устройството, са необходими следните части:

Трансформатор с мощност не повече от 15 W, с изходно напрежение на намотката 15...17 V.

Релета K1…K3 са подходящи за всяко 12 V напрежение на бобината, което има нормално затворен или превключващ контакт, например TRU-12VDC-SB-SL.

Кондензатори C11…C13 тип K73-17 за работно напрежение най-малко 600 V.

Устройството е направено на печатна платка. Сглобеното устройство трябва да се постави в пластмасова кутия с подходящи размери, на предния панел на която да се поставят превключвател SA1 и светодиоди HL1 и HL2.

Свързване на мотора

Връзката между превключвателя Q1 и двигателя се осъществява с проводници, чието напречно сечение съответства на мощността на последния. Нулевият проводник е направен от същия проводник като фазовите проводници. С номиналните стойности на частите, посочени в диаграмата, е възможно да се свържат двигатели с мощност до четири киловата.

Ако планирате да използвате 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 ключове, е незначителна, така че радиаторите не може да се инсталира.

Ако планирате да използвате по-мощен двигател или стартиранията ще бъдат по-чести, ще трябва да инсталирате тиристори на радиатори от алуминиева лента. Ако радиаторът трябва да се използва като общ, тогава тиристорите трябва да бъдат изолирани от него с помощта на дистанционни елементи от слюда. За да подобрите условията на охлаждане, можете да използвате топлопроводима паста KPT-8.

Проверка и настройка на устройството

Преди да включите, първо проверете инсталацията за съответствие принципна диаграма. Това е основното правило и не можете да се отклонявате от него. В крайна сметка, пренебрегването на тази проверка може да доведе до куп овъглени части и за дълго време да ви разубеди да правите „експерименти с електричество“. Констатираните грешки трябва да бъдат отстранени, защото все пак тази схема се захранва от мрежата и не е за шега. И дори след тази проверка, все още е твърде рано да свържете двигателя.

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

Неравномерното време на включване се дължи на разсейването на капацитета на кондензаторите C1...C3, които имат значителен толеранс върху капацитета. Ето защо е по-добре незабавно да ги изберете с помощта на устройството преди инсталирането, поне с точност до десет процента.

Времето за изключване също се определя от съпротивлението на резисторите R1…R3. С тяхна помощ можете да регулирате времето за изключване. Тези настройки трябва да се направят, ако има промяна във времето за включване и изключване различни фазинадхвърля 30 процента.

Двигателят може да бъде свързан само след като горните проверки са преминали нормално, да не кажа дори идеално.

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, невъзможно е да се възпроизведат всички функции на маркови устройства в такова домашно устройство, но все пак вероятно можете да копирате едно.

Говорим за т.нар. Целта му е следната: след като двигателят достигне номиналната си скорост, контакторът просто свързва тиристорните превключватели с контактите си. Токът протича през тях, заобикаляйки тиристорите. Този дизайн често се нарича байпас (от английския байпас - 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. Няма индустриално предприятие, нито един процесне може без тях. Въртене на вентилатори, помпи, движение на конвейерни ленти, движение на кранове - това е непълен, но вече значителен списък от задачи, решени с помощта на двигатели.

Има обаче един нюанс в работата на всички електродвигатели без изключение: в момента на стартиране те за кратко консумират голям ток, наречен пусков ток.

При подаване на напрежение към намотката на статора скоростта на въртене на ротора е нула. Роторът трябва да бъде преместен и завъртян до номиналната скорост. Това изисква значително повече енергия от необходимата за номиналния режим на работа.

При натоварване пусковите токове са по-високи, отколкото при празен ход. Механичното съпротивление на въртене от механизма, задвижван от двигателя, се добавя към теглото на ротора. На практика те се опитват да сведат до минимум влиянието на този фактор. Например, за мощни вентилатори, клапите във въздуховодите се затварят автоматично в момента на стартиране.

В момента, в който тече пусковият ток от мрежата, се изразходва значителна мощност за привеждане на електродвигателя в номинален режим на работа. Колкото по-мощен е електродвигателят, толкова повече мощност му трябва, за да ускори. Не всички електрически мрежи толерират този режим без последствия.

Претоварването на захранващите линии неизбежно води до намаляване на мрежовото напрежение. Това не само допълнително затруднява стартирането на електродвигателите, но и оказва влияние върху останалите консуматори.

А самите електродвигатели изпитват повишени механични и електрически натоварвания по време на процесите на стартиране. Механичните са свързани с увеличаване на въртящия момент на вала. Електрическите, свързани с краткотрайно увеличение на тока, засягат изолацията на намотките на статора и ротора, контактните връзки и стартовото оборудване.

Методи за намаляване на пусковите токове

Електрическите двигатели с ниска мощност с евтини баласти стартират доста добре без използването на каквито и да е средства. Намаляването на пусковите им токове или промяната на скоростта на въртене не е икономически целесъобразно.

Но когато влиянието върху режима на работа на мрежата по време на процеса на стартиране е значително, пусковите токове изискват намаляване. Това се постига чрез:

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

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

Електрически двигатели с навит ротор

Използването на асинхронни електродвигатели с навит ротор в работни зони с трудни условия на труд е най-древната форма за намаляване на пусковите токове. Без тях е невъзможна работата на електрифицираните кранове, багери, както и трошачки, сита и мелници, които рядко се стартират, когато в задвижвания механизъм няма продукт.

Намаляването на пусковия ток се постига чрез постепенно премахване на резистори от веригата на ротора. Първоначално, в момента на прилагане на напрежението, максималното възможно съпротивление е свързано към ротора. Тъй като релето за време се ускорява, един след друг те включват контактори, които заобикалят отделни резистивни секции. В края на ускорението допълнителното съпротивление, свързано към веригата на ротора, е нула.

Крановите двигатели нямат автоматично превключване на етапите с резистори. Това става по желание на краниста, който движи лостовете за управление.

Превключване на схемата за свързване на намотката на статора

В брно (разпределителен блок за стартиране на намотката) на всеки трифазен електродвигател има 6 клеми от намотките на всички фази. Така те могат да бъдат свързани или в звезда, или в триъгълник.

Благодарение на това се постига известна гъвкавост при използването на асинхронни електродвигатели. Веригата на свързване звезда е проектирана за по-високо ниво на напрежение (например 660V), свързването на триъгълник е проектирано за по-ниско ниво на напрежение (в в този пример– 380V).

Но при номинално захранващо напрежение, съответстващо на верига триъгълник, можете да използвате верига звезда за предварително ускоряване на електрическия мотор. В този случай намотката работи при намалено захранващо напрежение (380V вместо 660), а пусковият ток е намален.

За да контролирате процеса на превключване, ще ви е необходим допълнителен кабел в електродвигателя, тъй като се използват всички 6 клеми за намотка. За контрол на работата им са монтирани допълнителни стартери и релета за време.

Честотни преобразуватели

Първите два метода не могат да се прилагат навсякъде. Но следващите, които станаха достъпни сравнително наскоро, позволяват плавно стартиране на всеки асинхронен електродвигател.

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

Благодарение на това се постига икономия на енергия: задвижваните агрегати не работят с прекомерна производителност, намирайки се в строго необходим режим. Освен това технологичният процес има възможност за фина настройка.

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

Плави стартери

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

За да се предотврати безполезна работа на устройството след завършване на ускорението на електродвигателя, наблизо е монтиран байпасен контактор. Той свързва електрическия мотор директно към мрежата след приключване на старта.

Когато извършвате надстройки на оборудването, това е най-простият метод. Често може да се изпълнява със собствените си ръце, без участието на висококвалифицирани специалисти. Устройството се монтира на мястото на магнитния стартер, който управлява пускането 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 работа.

Но не всеки може сам да се справи с пълноценни 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.

Мекото стартиране на двигателя и лекото му спиране могат значително да увеличат експлоатационния живот на системата поради защита срещу прегряване, пренапрежения и удари в процесите. Точно за тази цел е разработено устройство за плавен старт или накратко софтстартер, което стабилизира стартовите характеристики и осигурява равномерна работа на механизма.

Използвайки мек стартер, можете да избегнете много проблеми при работата на електродвигател, така че е важно да знаете предназначението и принципа на работа на мекия стартер, основните параметри, нюансите на свързване и работа.

Как UPP помага

По време на стартиране на двигателя въртящите се механизми могат да удвоят номиналната си стойност, генерирайки стартови токове, които са няколко пъти по-високи от средните работни стойности.

Такива рестартирания са изпълнени с много усложнения:

• Силно прегряване;
• Повреда на изолацията на намотките;
• Повреда на транспортни ленти;
• Неизправност на кинематичната верига;
• Труден старт;
• Спиране на двигателя.

Устройството за плавен старт на електродвигателя значително изглажда механичните удари и хидравличните удари, осигурявайки постепенно увеличаване на мощността и стабилна работа на двигателя. Не е за нищо, че второто име на устройството е софтстартер, което в превод от английски означава „мек старт“.

Представените снимки на софтстартера показват, че механизмът изглежда като набор от вериги и проводници, защитени от метална и пластмасова кутия. Всъщност устройството се основава на превключващо оборудване, спирачни накладки, блокери, противотежести и други елементи, които могат да стабилизират работата електрически двигател.

Механизмът има и допълнителна функционалност:

• Осигурява плавно спиране;
• Предпазва от късо съединение;
• Предотвратява възможна загуба на фаза;
• Елиминира непланираното самостоятелно стартиране на двигателя;
• Не позволява превишаване на номиналните работни 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.

Кога е необходим SCP?

Някои машини не изясняват веднага, че се нуждаят от изглаждащ механизъм, но колкото по-рано се настрои плавен старт, толкова по-дълго и по-добре ще издържи цялата система. За съжаление, най-често хората мислят за свързване на мек стартер само когато самият двигател показва, че процесите на стартиране са разрушителни. За да разберете това, достатъчно е да разберете една от най-често срещаните „показателни“ ситуации:

Захранването не може да се справи с твърде силен старт. Например, мрежата не е в състояние да достави необходимата мощност или осигурява генериране при a максимални нивафункциониране, осветлението се изключва, включва се прекъсвачи, някои контактори, релета и генератор отказват да стартират.

Стартирането на двигателя се предотвратява от защитни системи, които се задействат при излишък допустими натоварвания. При отличен старт дозаторът "работи" до достигане на необходимата честота.

За да предотвратите повреда на електродвигателя, се препоръчва възможно най-скоро да регулирате плавния старт и спиране на системата. Това не е трудно да се направи, тъй като дори начинаещ може да избере, инсталира и свърже мек стартер със собствените си ръце.

Как да изберем софтстартер

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

За да не правите грешки с параметри и възможности, се препоръчва да обърнете внимание на следните показатели:

• Максималният ток, произведен от двигателя при най-високи натоварвания;
• Най-голям брой стартирания за един час;
• Номинално напрежение на захранващата мрежа;
• 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 издръжливи за чести стартирания);
• Цифрово или аналогово управление.

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

Как да се свържете и конфигурирате

Настройката се определя от съответната верига за свързване на мекия старт към двигателя. За стандартен се счита този, който предвижда използването на магнитен стартер, термично реле, високоскоростни предпазители и машини за регулиране на тока.

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

• Последователност на веригата;
• Край на ускорението;
• Земен терминал;
• Настройка на стартиране и спиране;
• Неутрално местоположение.

Също така би било полезно да се създаде специален регулатор, който осигурява обратна връзка: той получава данни за тока на двигателя и стабилизира повишаването на напрежението.

Плавният стартер може лесно да помогне за значително удължаване на експлоатационния живот на електрическия мотор, като същевременно намалява свързаните с това разходи и увеличава произведената мощност, без да навреди на машината. Стабилизиране на работата на механизма, контролиране на натоварванията и регулиране на протичащите процеси - всичко това ще стане незаменим помощникпри решаване на трудно стартиращи проблеми.

Снимка на софтстартера

• асинхронен,
• колектор;
• синхронен.

Всеки от изброените двигатели е част от електрическо задвижване, което е предназначено да комуникира с полезния товар. В зависимост от натоварването, 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 плавно стартиране на електрически двигател, трябва да знаете принципа на неговата работа. Най-често срещаните двигатели са асинхронни кафезен ротор. Тяхната прост дизайни съответната надеждност определя популярността на тези електрически машини. Въпреки че роторът се върти и формата му е оптимизирана за този процес, той не е нищо повече от вторичната намотка на трансформатора.

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 в него токове, 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 правопропорционални.

Сега ние изброяваме условията, които съществуват при стартиране на асинхронен двигател, захранван от индустриална мрежа. Първо, нека да разгледаме трифазния вариант:

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

Свързването на асинхронен двигател към електрическа мрежа моментално създава въртящо се магнитно поле. В този случай разликата в скоростта между него и ротора (т.нар. приплъзване, изразено като процент от скоростта на въртене електромагнитно полестатор) е максимум. И като следствие от това, това е като режим на късо съединение на трансформатора. Ако мощността на двигателя е висока, пусковите токове са на ниво, което се счита за аварийно за трансформатори с подобна електрическа мощност.

Какво устройство да използвате за ограничаването им е съвсем ясно. Трябва:

• или намалете напрежението върху намотките на статора, докато роторът се ускорява;
• или завъртете ротора, докато статорът бъде свързан към електрическата мрежа.
• Също така е възможно да се направят промени в дизайна на асинхронен двигател.

Превключване на веригата на намотката

Роторът може да се задвижва само в определени електрически задвижвания. Поради тази причина този метод не е типичен. Това оставя две, първата от които е най-широко използваната. Но получаването на спад на напрежението без загуби не е толкова 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 висока ефективност. Но стартовият ток в триъгълната верига е по-голям.

Следователно преминаването към звездна верига ви позволява значително да намалите стартовия ток на асинхронен двигател. Това е най-простият метод за относително плавен старт. Той използва минимален брой допълнителни елементи, тъй като спадът на напрежението се създава от възможностите на самата трифазна електрическа мрежа. Тези елементи са превключватели, а самата диаграма е показана по-долу. Но такива проста схемаприложимо само в трифазна мрежа. IN монофазна версияняма ефективно напрежение по-ниско от фазовото напрежение.

Използване на резистори

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

• 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. Схемата с резистори е най-компактната. Въпреки това, с увеличаване на мощността на двигателя, мощността на стартовите резистори също се увеличава съответно. Предвид факта, че се нагряват, времето за стартиране трябва да бъде в рамките на допустимия им температурен диапазон. В противен случай резисторите ще станат неизползваеми поради прегряване. Схемата за плавен старт, използваща резистори, е показана по-долу.

Използване на индуктори

Ако клонирате веригата, можете да получите мек старт, като използвате няколко групи резистори, свързани паралелно, което ще облекчи термичното им натоварване. Но увеличаването на времето за плавен старт ще бъде придружено от увеличаване на загубите на енергия в тези резистори. Поради тази причина се използват индуктивни елементи вместо резистори. В най-простия случай това са дросели. Това е по-тромаво и скъпо решение, но за да се намалят загубите на енергия поради често рестартиране на двигателите, е необходимо да се използва. Външен видреактор за мощен асинхронен двигател е представен по-долу.

Ако индуктивността, използвана по време на стартиране, е направена под формата на автотрансформатор с подвижен контакт, движещ се по завоите на намотката, можете или оптимално да коригирате грешките в процеса на стартиране, или да го контролирате, като преместите подвижния контакт. Недостатъкът на тази опция е неизбежното искрене при механичен контакт. Поради тази причина той е приложим само за относително ниска мощност на двигателя. Схеми на меки стартери с реактори и автотрансформатори са показани по-долу.

Вериги за плавен старт:

а) с реактори;

б) с автотрансформатори.

1, 2 и 3 – превключватели, които контролират превключването

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

Мотор с навит ротор

Всички разглеждани устройства за плавен старт за асинхронен електродвигател се използват от страната на статора. Но когато постоянните рестарти са нормален работен процес за двигателя, неговият дизайн се променя, което прави фазата на ротора. това конструктивно решениедава възможност за по-ефективно регулиране на токовете, възникващи по време на ускорението на двигателя. Конструкцията и препоръките за работа на устройство за плавно пускане за двигател с навит ротор са показани по-долу:

Приложение на полупроводникови ключове

Всички изброени софтстартери са използвани от много години. Те имат важно свойство, което ги поставя извън конкуренцията. Тези устройства нямат електрически параметри, превишаването на което води до изчезване на съпротивлението (разбивка). Следователно те са най-надеждните, въпреки че са остарели. Съвременни устройствамекият старт използва контролирани полупроводникови ключове (тиристори и транзистори). Това е така нареченото регулиране на ширината на импулса.

Превключвателят прекъсва част от синусоидалното напрежение с течение на времето. В резултат на това средната стойност на напрежението може да се промени от нула до ефективни 220 V. Следователно полупроводниковият ключ осигурява най-много ефективен вариантза създаване на устройство за плавен старт за електрически двигател. Но в същото време превключвателят е подложен както на термично разрушаване, така и на подобни ефекти, дължащи се на свръх напрежение и амплитуди на 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 диаграма е показана по-долу. След като роторът се ускори, контактите се затварят и предпазват ключовете от повреда от ток и напрежение.

Плавен старт на колекторни електродвигатели

Въпреки фундаменталните разлики в конструкцията в сравнение с асинхронните двигатели, стартирането на колекторните двигатели също е придружено от голям ток на котвата, който е роторът. По същество това е комплект от дросели с последователно превключване на всеки от тях. Колкото по-дълго напрежението е подложено на колекторните ламели, което се случва веднага след включване и подаване на напрежение, толкова по-силно е намагнитването на сърцевината и толкова по-голяма стойност достига токът.

Когато статорът е проектиран като постоянен магнит, само арматурата се нуждае от източник на енергия. Но в този случай напрежението му може да бъде само постоянно. Софтстартерът, захранван от този източник, е направен само на елементи, способни да създадат постоянно напрежение.

Тези елементи са:

• резистори,
• транзистори,
• заключващи се тиристори.

Ако статорът е проектиран като електромагнит, това означава, че двигателят може да работи с променливо напрежение. Със споменатото по-горе същите изпитани във времето софтстартери, които са приложими за монофазни, са подходящи за колекторни двигатели. асинхронни двигатели:

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

И също така модерен технически решенияна базата на полупроводникови ключове. Техните изображения са подобни на вече показаните по-горе.

При наличие на електромагнитно възбуждане намотката може да бъде свързана към арматурата последователно или паралелно. Серийна връзкабезопасно, защото електрическа веригаобщ поток електрически ток. Неговото разкъсване или свързване към източника на захранване причинява едновременна промяна на тока в намотките на двигателя. Но при паралелна връзка са възможни сценарии.

Ако при подаване на напрежение към двигателя намотката на възбуждането бъде изключена и арматурата е под напрежение, ще възникнат условия за явление, наречено разгонване на двигателя. В същото време роторът, опитвайки се да бъде привлечен от желязото на статора, се върти и ускорява все по-бързо. Ако към вала не се приложи момент на натоварване, по-голям от този, създаден от ротора, ускорението може да продължи, докато роторът се разруши. За защита срещу разпространение е необходимо:

• двигателят е останал поне частично натоварен;
• имаше специални структурни елементи;
• софтстартерът гарантирано предотвратява този процес.

Плавен старт на синхронен двигател

Синхронните двигатели, работещи от електрическа мрежа с произволен брой фази, се ускоряват като асинхронни двигатели, използвайки приплъзване. След това, превръщайки ротора в магнит, независим от статора, скоростите на въртене на полетата на статора и ротора се изравняват. По тази причина софтстартерите, които се използват за синхронните двигатели са същите като за асинхронните. Някои отличителни детайли в зависимост от захранването на ротора могат да се видят по-нататък на изображението:

Изводи

IN общи устройствамек 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 модерните полупроводникови ключове позволяват да се осигури широк спектър от мощности най-добри параметриплавен старт. Следователно има смисъл първо да ги изберете.

Повреди на ръчни електрически инструменти, които понякога се случват - шлифовъчни машини, електрически бормашинии прободните триони често се свързват с техния висок стартов ток и значителни динамични натоварвания върху частите на скоростната кутия, които възникват при внезапно стартиране на двигателя.
Устройството за плавен старт за колекторен електродвигател, описано в , е сложно по дизайн, съдържа няколко прецизни резистора и изисква старателна настройка. С помощта на микросхемата на фазовия регулатор KR1182PM1 беше възможно да се произведе много по-просто устройство за подобна цел, което не изисква настройка. Можете да свържете всякакви ръчен електроинструмент, захранван от монофазна мрежа 220 V, 50 Hz. Двигателят се стартира и спира от превключвателя на електроинструмента, а когато е изключен, устройството не консумира ток и може да остане свързано към мрежата за неопределено време.

Диаграмата на предложеното устройство е показана на фигурата. Щепселът XP1 е включен захранващ контакти поставете в гнездо XS1 захранващ щепселелектрически инструменти. Можете да инсталирате и свържете паралелно няколко гнезда за инструменти, които работят алтернативно.
Когато веригата на двигателя на електроинструмента е затворена от собствен превключвател, напрежението се подава към фазовия регулатор DA1. Кондензаторът C2 започва да се зарежда и напрежението върху него постепенно се увеличава. В резултат на това забавянето на включването 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, в резултат на това се увеличава скоростта му. При посочения на диаграмата капацитет на кондензатора C2, ускоряването на електродвигателя до максимална скорост отнема 2...2,5 s, което практически не създава забавяне в работата, но напълно елиминира топлинните и динамични удари в механизма на инструмента.
След като двигателят се изключи, кондензаторът C2 се разрежда през резистор R1. и след 2...3 сек. всичко е готово да започне отново. Като замените постоянния резистор R1 с променлив, можете плавно да регулирате мощността, подадена към товара. Намалява с намаляване на съпротивлението.
Резисторът R2 ограничава тока на управляващия електрод на триака, а кондензаторите C1 и SZ са елементи стандартна схемавключване на фазовия регулатор DA1.
Всички резистори и кондензатори са запоени директно към клемите на чипа DA1. Заедно с тях се поставя в алуминиев корпус от стартер за луминесцентна лампа и се запълва с епоксидно съединение. Изведени са само два проводника, свързани към клемите на триака. Преди изливането в долната част на тялото беше пробит отвор, в който беше вкаран винт M3 с външна резба. Този винт закрепва модула към радиатора на триака VS1 с площ от 100 cm." Този дизайн се оказа доста надежден, когато се използва в висока влажности запрашеност.
Устройството не изисква никаква настройка. Може да се използва всеки триак, клас на напрежение най-малко 4 (т.е. с максимално работно напрежение най-малко 400 V) и с максимален ток 25-50 A. Благодарение на плавния старт на двигателя, стартовият ток не надвишава номиналната. Резервът е необходим само в случай, че инструментът блокира.
Уредът е тестван с електроинструменти до 2,2 nkW. Тъй като регулаторът DA1 осигурява протичането на ток във веригата на управляващия електрод на триака VS1 по време на цялата активна част от полупериода, няма ограничение за минималната мощност на натоварване. Авторът дори е свързал харковска електрическа самобръсначка към произведеното устройство.

К. Мороз, Надим, Ямало-Ненецки автономен окръг

ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюков С. Автоматичен мек пуск на колекторни електродвигатели - Радио 1997, N* 8. с. 40 42
2. Немич А. Микросхема KR1182PM1 - фазов регулатор на мощността - Радио 1999, N "7, с. 44-46.