Elektrimootori sujuv käivitamine viimasel ajal kasutatakse üha sagedamini. Selle kasutusalad on mitmekesised ja arvukad. Need on tööstus, elektritransport, kommunaalteenused ja põllumajandus. Selliste seadmete kasutamine võib oluliselt vähendada elektrimootori ja ajamite käivituskoormust, pikendades seeläbi nende kasutusiga.

Käivitusvoolud

Käivitusvoolud ulatuvad väärtusteni, mis on 7...10 korda suuremad kui töörežiimis. See toob kaasa pinge languse toitevõrgus, mis mõjutab negatiivselt mitte ainult teiste tarbijate, vaid ka mootori enda tööd. Käivitusaeg hilineb, mis võib põhjustada mähiste ülekuumenemist ja nende isolatsiooni järkjärgulist hävimist. See aitab kaasa elektrimootori enneaegsele rikkele.

Seadmed pehme start võimaldavad oluliselt vähendada elektrimootori ja elektrivõrgu käivituskoormust, mis on eriti oluline maapiirkondades või siis, kui mootorit toidetakse autonoomsest elektrijaamast.

Täiturmehhanismide ülekoormus

Mootori käivitumisel on selle võlli pöördemoment väga ebastabiilne ja ületab nimiväärtust enam kui viis korda. Seetõttu suurenevad ka täiturmehhanismide käivituskoormused võrreldes püsiolekus töötamisega ja võivad ulatuda kuni 500 protsendini. Käivitusmomendi ebastabiilsus põhjustab hammasratta hammaste löökkoormust, võtmete nihkumist ja mõnikord isegi võllide väändumist.

Elektrimootorite pehmekäivitusseadmed vähendavad oluliselt mehhanismi käivituskoormust: hammasratta hammaste vahed valitakse sujuvalt, mis hoiab ära nende purunemise. Rihmülekanded pingutavad sujuvalt ka ajamirihmasid, mis vähendab mehhanismide kulumist.

Lisaks sujuvale käivitamisele mõjutab sujuv pidurdusrežiim soodsalt mehhanismide tööd. Kui mootor juhib pumpa, väldib sujuv pidurdamine veehaamrit, kui seade on välja lülitatud.

Tööstuslikud pehmed starterid

Praegu toodavad paljud ettevõtted, näiteks Siemens, Danfoss, Schneider Electric. Sellistel seadmetel on palju kasutaja poolt programmeeritavaid funktsioone. Need on kiirendusaeg, aeglustusaeg, ülekoormuskaitse ja palju muid lisafunktsioone.

Kõigi eelistega on kaubamärgiga seadmetel üks puudus - üsna kõrge hinnaga. Sellise seadme saate aga ise luua. Samal ajal on selle maksumus väike.

Pehmekäivitusseade, mis põhineb KR1182PM1 mikroskeemil

Lugu rääkis sellest spetsiaalne kiip KR1182PM1, mis esindab faasivõimsuse regulaatorit. Kaaluti tüüpilisi sisselülitamise skeeme, hõõglampide pehmekäivitusseadmeid ja lihtsalt koormusvõimsuse regulaatoreid. Selle mikroskeemi põhjal on võimalik luua üsna lihtne seade kolmefaasilise elektrimootori sujuv käivitamine. Seadme skeem on näidatud joonisel 1.

Joonis 1. Mootori pehmekäivitusseadme skeem.

Pehme käivitamine viiakse läbi, suurendades järk-järgult mootori mähiste pinget alates nullväärtus nominaalseks. See saavutatakse türistori lülitite avanemisnurga suurendamisega aja jooksul, mida nimetatakse käivitusajaks.

Ahela kirjeldus

Konstruktsioonis on kasutatud kolmefaasilist elektrimootorit 50 Hz, 380 V. Täheühendusega mootori mähised on ühendatud väljundahelatega, mis on skeemil näidatud kui L1, L2, L3. Tähe keskpunkt on ühendatud võrgu nulliga (N).

Väljundlülitid tehakse türistoritel, mis on ühendatud tagant-tagasi - paralleelselt. Disain kasutab imporditud 40TPS12 tüüpi türistoreid. Madala hinnaga on neil üsna suur vool - kuni 35 A ja nende pöördpinge on 1200 V. Lisaks neile sisaldavad klahvid veel mitmeid elemente. Nende eesmärk on järgmine: türistoritega paralleelselt ühendatud RC-ahelate summutamine takistab viimaste valesisselülitamist (skeemil on need R8C11, R9C12, R10C13) ning varistorite RU1...RU3 abil neeldub lülitusmüra. , mille amplituud ületab 500 V.

Väljundlülitite juhtsõlmedena kasutatakse KR1182PM1 tüüpi mikroskeeme DA1...DA3. Neid mikroskeeme käsitleti üksikasjalikult aastal. Mikroskeemi sees olevad kondensaatorid C5...C10 moodustavad saehamba pinge, mis sünkroniseeritakse võrgupingega. Türistori juhtsignaalid mikroskeemis genereeritakse saehamba pinge võrdlemisel mikrolülituse tihvtide 3 ja 6 vahelise pingega.

Releede K1...K3 toiteks on seadmel toiteallikas, mis koosneb vaid mõnest elemendist. See on trafo T1, alaldi sild VD1, silumiskondensaator C4. Alaldi väljundisse on paigaldatud integreeritud stabilisaator DA4 tüüp 7812, mis tagab väljundpinge 12 V ning kaitse lühise ja ülekoormuse eest väljundis.

Elektrimootorite pehmekäiviti töö kirjeldus

Kui toitelüliti Q1 on suletud, antakse vooluahelale toitepinge. Mootor aga veel ei käivitu. See juhtub seetõttu, et relee K1...K3 mähised on endiselt pingevabad ja nende normaalselt suletud kontaktid liiguvad mikroskeemide DA1...DA3 tihvtidest 3 ja 6 läbi takistite R1...R3. See asjaolu takistab kondensaatorite C1...C3 laadimist, mistõttu mikroskeem ei tekita juhtimpulsse.

Seadme kasutuselevõtt

Kui SA1 lülituslüliti on suletud, lülitab 12 V pinge sisse relee K1…K3. Nende tavaliselt suletud kontaktid avanevad, mis võimaldab laadida kondensaatoreid C1...C3 sisevoolugeneraatoritest. Koos pinge suurenemisega nendel kondensaatoritel suureneb ka türistorite avanemisnurk. Sellega saavutatakse mootori mähiste pinge sujuv tõus. Kui kondensaatorid on täielikult laetud, saavutab türistorite lülitusnurk maksimaalse väärtuse ja elektrimootori pöörlemiskiirus saavutab nimikiiruse.

Mootori seiskamine, sujuv pidurdamine

Mootori väljalülitamiseks avage lüliti SA1. See lülitab relee K1...K3 välja. Need on normaalsed - suletud kontaktid sulguvad, mis viib kondensaatorite C1...C3 tühjenemiseni läbi takistite R1...R3. Kondensaatorite tühjenemine kestab mitu sekundit, mille jooksul mootor seiskub.

Mootori käivitamisel võivad neutraaljuhtmes voolata märkimisväärsed voolud. See juhtub seetõttu, et sujuval kiirendusel on voolud mootori mähistes mittesinusoidsed, kuid seda pole vaja eriti karta: käivitusprotsess on üsna lühiajaline. Statsionaarses režiimis on see vool palju väiksem (mitte rohkem kui kümme protsenti faasivoolust nominaalrežiimis), mis on tingitud ainult mähise parameetrite tehnoloogilisest hajutamisest ja faaside "valest joondamisest". Nendest nähtustest pole enam võimalik vabaneda.

Detailid ja disain

Seadme kokkupanemiseks on vaja järgmisi osi:

Trafo võimsusega mitte üle 15 W, väljundmähise pingega 15...17 V.

Releed K1…K3 sobivad igale 12 V poolipingele, millel on tavaliselt suletud või lülituskontakt, näiteks TRU-12VDC-SB-SL.

Kondensaatorid C11…C13 tüüp K73-17 tööpingele vähemalt 600 V.

Seade on valmistatud trükkplaat. Kokkupandud seade tuleks asetada sobivate mõõtudega plastikust korpusesse, mille esipaneelile asetada lüliti SA1 ning LED-id HL1 ja HL2.

Mootori ühendus

Ühendus lüliti Q1 ja mootori vahel toimub juhtmetega, mille ristlõige vastab viimase võimsusele. Nulltraat on valmistatud samast traadist kui faasijuhtmed. Diagrammil näidatud komponentide nimiväärtustega on võimalik ühendada mootoreid võimsusega kuni neli kilovatti.

Kui plaanite kasutada mootorit, mille võimsus ei ületa poolteist kilovatti ja käivitussagedus ei ületa 10...15 tunnis, siis on türistori lülitite poolt hajuv võimsus ebaoluline, seega radiaatorid. ei saa installida.

Kui plaanite kasutada võimsamat mootorit või käivitused on sagedasemad, tuleb alumiiniumribast radiaatoritele paigaldada türistorid. Kui radiaatorit peaks kasutama tavalisena, siis tuleks türistorid sellest vilgukivi vahetükkide abil isoleerida. Jahutustingimuste parandamiseks võite kasutada soojust juhtivat pasta KPT-8.

Seadme kontrollimine ja seadistamine

Enne sisselülitamist kontrollige esmalt paigalduse vastavust skemaatiline diagramm. See on põhireegel ja sellest ei saa kõrvale kalduda. Lõppude lõpuks võib selle kontrolli tähelepanuta jätmine põhjustada hunniku söestunud osi ja pikka aega heidutada teid "elektrikatseid" tegemast. Leitud vead tuleks kõrvaldada, sest lõppude lõpuks saab see vooluahel võrgust ja sellega ei tasu nalja teha. Ja isegi pärast seda kontrolli on veel liiga vara mootorit ühendada.

Esiteks tuleks mootori asemel ühendada kolm ühesugust hõõglampi võimsusega 60...100 W. Katsetamise ajal on vaja tagada, et lambid "süttiksid" ühtlaselt.

Ebaühtlane sisselülitusaeg on tingitud kondensaatorite C1...C3 mahtuvuse hajumisest, millel on märkimisväärne mahtuvuse tolerants. Seetõttu on parem valida need kohe enne paigaldamist seadme abil, vähemalt täpsusega kuni kümme protsenti.

Väljalülitusaja määrab ka takistite R1…R3 takistus. Nende abiga saate reguleerida väljalülitusaega. Need seadistused tuleks teha, kui sisse- ja väljalülitusaeg varieerub erinevad faasidületab 30 protsenti.

Mootori saab ühendada alles pärast ülaltoodud kontrollide normaalset, et mitte öelda isegi täiuslikku läbimist.

Mida saab kujundusele veel lisada?

Eespool on juba öeldud, et selliseid seadmeid toodavad praegu erinevad ettevõtted. Loomulikult on sellises omatehtud seadmes võimatu kõiki kaubamärgiga seadmete funktsioone kopeerida, kuid tõenäoliselt saate selle siiski kopeerida.

Jutt käib nn. Selle eesmärk on järgmine: pärast seda, kui mootor on saavutanud oma nimipöörlemissageduse, ühendab kontaktor lihtsalt oma kontaktidega türistori lülitid. Vool voolab läbi nende, mööda türistoreid. Seda disaini nimetatakse sageli ümbersõiduks (inglise keelest bypass - bypass). Sellise täiuse jaoks tuleb juhtseadmesse lisada täiendavaid elemente.

Boriss Aladõškin

Elektrimootorid on maailmas kõige levinumad elektrimasinad. Mitte ühtegi tööstusettevõte, mitte ühtegi protsessi ilma nendeta ei saa. Ventilaatorite, pumpade pöörlemine, konveierilintide liikumine, kraanade liikumine - see on mittetäielik, kuid juba märkimisväärne mootorite abil lahendatud ülesannete loetelu.

Siiski on eranditult kõigi elektrimootorite töös üks nüanss: käivitamise hetkel tarbivad nad korraks suurt voolu, mida nimetatakse käivitusvooluks.

Kui staatori mähisele rakendatakse pinget, on rootori pöörlemiskiirus null. Rootorit tuleb liigutada ja tsentrifuugida nimikiirusele. See nõuab oluliselt rohkem energiat, kui on vaja nominaalse töörežiimi jaoks.

Koormuse all on sisselülitusvoolud suuremad kui tühikäigul. Rootori kaalule lisandub mootori poolt käitatava mehhanismi mehaaniline takistus pöörlemisele. Praktikas püüavad nad selle teguri mõju minimeerida. Näiteks võimsate ventilaatorite puhul sulguvad õhukanalites olevad siibrid käivitamisel automaatselt.

Hetkel, kus käivitusvool voolab võrgust, kulub elektrimootori nominaalsesse töörežiimi viimiseks märkimisväärselt võimsust. Mida võimsam on elektrimootor, seda rohkem võimsust see kiirendamiseks vajab. Mitte kõik elektrivõrgud ei talu seda režiimi ilma tagajärgedeta.

Toiteliinide ülekoormamine toob paratamatult kaasa võrgu pinge languse. See mitte ainult ei muuda elektrimootorite käivitamist veelgi keerulisemaks, vaid mõjutab ka teisi tarbijaid.

Ja elektrimootorid ise kogevad käivitusprotsesside ajal suurenenud mehaanilist ja elektrilist koormust. Mehaanilised on seotud võlli pöördemomendi suurenemisega. Elektrilised, mis on seotud lühiajalise voolu suurenemisega, mõjutavad staatori ja rootori mähiste, kontaktühenduste ja käivitusseadmete isolatsiooni.

Meetodid sisselülitusvoolude vähendamiseks

Odava liiteseadisega väikese võimsusega elektrimootorid käivituvad üsna hästi ilma mingeid vahendeid kasutamata. Nende käivitusvoolude vähendamine või pöörlemiskiiruse muutmine ei ole majanduslikult otstarbekas.

Kuid kui käivitusprotsessi ajal on võrgu töörežiimile märkimisväärne mõju, tuleb sisselülitusvoolusid vähendada. See saavutatakse läbi:

• keritud rootoriga elektrimootorite rakendamine;
• ahela kasutamine mähiste ümberlülitamiseks tähelt kolmnurgale;
• pehmete starterite kasutamine;
• kasutamine sagedusmuundurid.

Iga mehhanismi jaoks sobib üks või mitu neist meetoditest.

Keritud rootoriga elektrimootorid

Keritud rootoriga asünkroonsete elektrimootorite kasutamine raskete töötingimustega tööpiirkondades on käivitusvoolude vähendamise iidseim vorm. Ilma nendeta on võimatu töötada elektrifitseeritud kraanade, ekskavaatorite, aga ka purustite, sõelade ja veskitega, mis käivituvad harva, kui käitatavas mehhanismis pole toodet.

Käivitusvoolu vähendamine saavutatakse takistite järkjärgulise eemaldamisega rootori ahelast. Esialgu on pinge rakendamise hetkel rootoriga ühendatud maksimaalne võimalik takistus. Ajarelee kiirenedes lülitavad nad üksteise järel sisse kontaktorid, mis lähevad üksikutest takistuslikest sektsioonidest mööda. Kiirenduse lõpus on rootori ahelaga ühendatud lisatakistus null.

Kraana mootoritel puudub takistitega automaatne astmelülitus. See juhtub juhthoobasid liigutava kraanaoperaatori tahtel.

Staatori mähise ühendusskeemi ümberlülitamine

Iga kolmefaasilise elektrimootori brno (mähise käivitamise jaotusplokis) on 6 klemmi kõigi faaside mähistest. Seega saab neid ühendada kas tähe või kolmnurga kujul.

Tänu sellele saavutatakse asünkroonsete elektrimootorite kasutamisel teatav mitmekülgsus. Tärniühendusahel on mõeldud kõrgemale pingetasemele (näiteks 660V), kolmnurkühendus on mõeldud madalamale pingetasemele (in selles näites– 380 V).

Kuid kolmnurga vooluringile vastava nimitoitepinge korral saate elektrimootori eelkiirendamiseks kasutada tähtahelat. Sel juhul töötab mähis vähendatud toitepingel (660 asemel 380 V) ja sisselülitusvool väheneb.

Lülitusprotsessi juhtimiseks vajate elektrimootoris täiendavat kaablit, kuna kasutatakse kõiki 6 mähisklemmi. Nende töö juhtimiseks on paigaldatud täiendavad starterid ja ajareleed.

Sagedusmuundurid

Kaht esimest meetodit ei saa kõikjal rakendada. Kuid järgnevad, mis said kättesaadavaks suhteliselt hiljuti, võimaldavad sujuvalt käivitada mis tahes asünkroonse elektrimootori.

Sagedusmuundur on keeruline pooljuhtseade, mis ühendab jõuelektroonika ja mikroprotsessortehnoloogia elemente. Toiteosa alaldab ja silub võrgupinget, muutes selle konstantseks pingeks. Selle pinge väljundosa moodustab sinusoidaalse muutuva sagedusega nullist nimiväärtuseni - 50 Hz.

Tänu sellele saavutatakse energiasääst: pöörlemisele aetud agregaadid ei tööta liigse tootlikkusega, olles rangelt nõutud režiimis. Lisaks on tehnoloogilist protsessi võimalik peenhäälestada.

Kuid mis on vaadeldava probleemi spektris oluline: sagedusmuundurid võimaldavad elektrimootori sujuvat käivitamist ilma löökide ja tõmblusteta. Käivitusvool puudub üldse.

Pehmed starterid

Elektrimootori pehme starter on sama sagedusmuundur, kuid piiratud funktsionaalsusega. See töötab ainult siis, kui elektrimootor kiirendab, muutes sujuvalt selle pöörlemiskiirust minimaalselt määratud väärtuselt nimiväärtusele.

Seadme kasutu töö vältimiseks pärast elektrimootori kiirenduse lõppemist paigaldatakse lähedale möödaviigukontaktor. See ühendab elektrimootori pärast käivitamist otse võrku.

Seadmete uuendamisel on see lihtsaim meetod. Sageli saab seda rakendada oma kätega, ilma kõrgelt spetsialiseerunud spetsialiste kaasamata. Seade on paigaldatud magnetkäiviti asemele, mis juhib elektrimootori käivitamist. Võib osutuda vajalikuks kaabel asendada varjestatud kaabliga. Seejärel sisestatakse elektrimootori parameetrid seadme mällu ja see on töövalmis.

Kuid mitte igaüks ei saa täisväärtuslike sagedusmuunduritega iseseisvalt hakkama. Seetõttu on nende kasutamine üksikutes eksemplarides tavaliselt mõttetu. Sagedusmuundurite paigaldamine on õigustatud ainult ettevõtte elektriseadmete üldise moderniseerimise läbiviimisel.

Mootori pehme käivitamine ja selle õrn pidurdamine võivad süsteemi tööiga märkimisväärselt pikendada tänu kaitsele ülekuumenemise, tõusu ja tõmbluste eest protsessides. Just selleks otstarbeks töötati välja pehmekäivitusseade ehk lühidalt pehmekäiviti, mis stabiliseerib käivitusomadused ja tagab mehhanismi ühtlase töö.

Pehmekäiviti abil saate vältida paljusid probleeme elektrimootori töös, mistõttu on oluline teada pehmekäiviti eesmärki ja tööpõhimõtet, peamisi parameetreid, ühendamise ja töötamise nüansse.

Kuidas UPP aitab

Mootori käivitamisel on pöörlevad mehhanismid võimelised oma nimiväärtust kaks korda suuremaks, tekitades käivitusvoolud, mis on mitu korda suuremad kui keskmised tööväärtused.

Sellised taaskäivitused on täis palju tüsistusi:

• Tugev ülekuumenemine;
• mähise isolatsiooni kahjustused;
• Konveierilintide rike;
• kinemaatilise ahela talitlushäire;
• Raske algus;
• Mootori seiskamine.

Elektrimootori pehme käivitusseade tasandab oluliselt mehaanilisi tõmblusi ja hüdraulilisi lööke, tagades võimsuse järkjärgulise suurenemise ja mootori stabiilse töö. Pole asjata, et seadme teine ​​nimi on softstarter, mis inglise keelest tõlgituna tähendab “pehmet käivitumist”.

Pehmekäiviti esitatud fotodel on näha, et mehhanism näeb välja nagu metallist ja plastikust korpusega kaitstud ahelate ja juhtmete komplekt. Tegelikult põhineb seade lülitusseadmetel, piduriklotsidel, blokaatoritel, vastukaaludel ja muudel elementidel, mis võivad tööd stabiliseerida elektrimootor.

Mehhanismil on ka lisafunktsioonid:

• Tagab sujuva pidurdamise;
• Kaitseb vastu lühis;
• Hoiab ära võimaliku faasikadu;
• Kõrvaldab mootori planeerimata iseseisva käivitamise;
• Ei võimalda ületada nimiväärtusi;
• Võimaldab valida väiksema võimsusega toiteallika;
• Vähendab energiatarbimist;
• Säästab raha masina kasutamise ja remondi pealt;
• Vähendab elektromagnetilisi häireid.

Millal on SCP vajalik?

Mõned masinad ei anna kohe selgeks, et neil on vaja silumismehhanismi, kuid mida varem sujuv käivitamine seadistatakse, seda kauem ja paremini kogu süsteem vastu peab. Kahjuks mõeldakse pehme starteri ühendamisele enamasti alles siis, kui mootor ise näitab, et käivitusprotsessid on hävitavad. Selle mõistmiseks piisab, kui mõista ühte kõige levinumat "soovitavat" olukorda:

Toiteallikas ei tule toime liiga raske käivitamisega. Näiteks võrk ei suuda tarnida vajalikku võimsust või annab tootmist a maksimaalsed tasemed töökorras, tuled kustuvad, lülituvad sisse kaitselülitid, mõned kontaktorid, releed ja generaator keelduvad käivitumast.

Mootori käivitamist takistavad kaitsesüsteemid, mis käivituvad üleliigse töö tõttu lubatud koormused. Suurepärase käivituse korral “töötab” dosaator seni, kuni saavutatakse vajalik sagedus.

Elektrimootori rikke vältimiseks on soovitatav võimalikult kiiresti reguleerida süsteemi sujuv käivitamine ja pidurdamine. Seda pole keeruline teha, sest isegi algaja saab pehme starteri oma kätega valida, paigaldada ja ühendada.

Kuidas valida pehmekäivitit

Küsimus, kuidas valida pehme starterit, tekib üsna sageli, kuna mehhanism valitakse konkreetse elektrimootori ja jõuallika jaoks.

Et mitte teha vigu parameetrite ja võimalustega, on soovitatav pöörata tähelepanu järgmistele näitajatele:

• Mootori tekitatud maksimaalne vool suurimatel koormustel;
• Suurim startide arv ühes tunnis;
• toitesüsteemi nimipinge;
• Võimalus tekkivat voolu juhtida ja piirata;
• Möödasõidu võimalus - toiteallika lahtiühendamine vooluringist, et vältida ülekuumenemist ja tulekahju;
• Faaside arv (kaks - kompaktsem ja odavam, kolm - usaldusväärsem ja vastupidavam sagedase käivitamise jaoks);
• Digitaalne või analoogjuhtimine.

Peaasi, et pehmestarterile esitatavad nõuded vastaksid kriteeriumidele, töötingimustele, mootori võimsusele ja võrgu nimiväärtustele. Sobiva seadme mugavamaks ja kvaliteetsemaks otsimiseks aitavad valikul ka paljude tarnijate pakutavad pivot-tabelid ja arvutusalgoritmid.

Kuidas ühendada ja konfigureerida

Seadistuse määrab pehme käivitamise mootoriga ühendamise vastav ahel. Standardseks loetakse sellist, mis näeb ette magnetkäiviti, termorelee, kiirete kaitsmete ja voolu reguleerivate masinate kasutamise.

Pehmekäiviti õigeks ühendamiseks peate selgelt järgima diagramme, kus kõik olulised punktid on selgelt näidatud:

• Ahela järjestus;
• Kiirenduse lõpp;
• Maapealne terminal;
• Käivitamise ja pidurdamise seadistamine;
• Neutraalne asukoht.

Ei oleks üleliigne seadistada spetsiaalne regulaator, mis annab tagasisidet: see saab andmeid mootori voolu kohta ja stabiliseerib pinge tõusu.

Pehme starter võib hõlpsasti aidata oluliselt pikendada elektrimootori kasutusiga, vähendades samal ajal kaasnevaid kulusid ja suurendades toodetavat võimsust ilma masinat kahjustamata. Mehhanismi töö stabiliseerimine, koormuste juhtimine ja käimasolevate protsesside reguleerimine - kõik see muutub asendamatu abiline raskete algusprobleemide lahendamisel.

Foto pehmest starterist

• asünkroonne,
• koguja;
• sünkroonne.

Kõik loetletud mootorid on osa elektriajamist, mis on mõeldud kandevõimega suhtlemiseks. Sõltuvalt koormusest lülitatakse mootor välja ja seejärel taaskäivitatakse. Järgmisena räägime täpsemalt, mis juhtub elektrimootori käivitamisel ja kuidas seda protsessi optimeerida.

Mis juhtub asünkroonse mootori käivitamisel

Et mõista, millist seadet elektrimootori pehmeks käivitamiseks kasutada, peate teadma selle tööpõhimõtet. Kõige tavalisemad mootorid on asünkroonsed orava puuri rootor. Nende lihtne disain ja vastav usaldusväärsus määras nende populaarsuse elektrimasinad. Kuigi rootor pöörleb ja selle kuju on selle protsessi jaoks optimeeritud, pole see midagi muud kui trafo sekundaarmähis.

Ja nagu teate, kui primaarmähises voolab vool, ilmub selle südamikus elektromagnetväli. Loetletud funktsioone asünkroonmootoris täidab staator. Selle magnetväli, mis erinevalt trafost pöörleb ümber rootori, kutsub selles esile selle pöörlemisega seotud voolud. Ja mida suurem on välja ja rootori kiiruste erinevus, seda suurem on vool viimases. Rootor on ju lühises mähis. Ja kuna trafo ühendus on olemas, tähendab see, et mähiste voolud on otseselt proportsionaalsed.

Nüüd loetleme tingimused, mis eksisteerivad tööstusvõrgust toidetava asünkroonse mootori käivitamisel. Esiteks vaatame kolmefaasilist valikut:

• pidev pinge;
• püsisagedus;
• rootor on puhkeasendis.

Asünkroonmootori ühendamine elektrivõrku loob hetkega pöörleva magnetvälja. Sel juhul selle ja rootori kiiruse erinevus (nn libisemine, väljendatuna protsendina pöörlemiskiirusest elektromagnetväli staator) on maksimaalne. Ja selle tulemusena on see nagu trafo lühisrežiim. Kui mootori võimsus on suur, on käivitusvoolud tasemel, mida peetakse sarnase elektrivõimsusega trafode hädaolukorraks.

Millist seadet nende piiramiseks kasutada, on üsna selge. See peaks:

• või vähendage staatori mähiste pinget, kui rootor kiirendab;
• või keerake rootorit seni, kuni staator on elektrivõrku ühendatud.
• Samuti on võimalik teha asünkroonse mootori konstruktsioonimuudatusi.

Mähisahela ümberlülitamine

Rootorit saab käitada ainult teatud elektriajamites. Sel põhjusel ei ole see meetod tüüpiline. Järele jääb kaks, millest esimene on kõige laialdasemalt kasutatav. Kuid pingelanguse saamine ilma kadudeta pole nii lihtne. Kolmefaasilises vooluringis saab seda teha, lülitades kolmnurgast tähele ja tagasi. Mootori staatori mähistele rakendatav lineaarpinge annab rohkem kõrge efektiivsusega. Kuid kolmnurga ahelas on käivitusvool suurem.

Seetõttu võimaldab tähtahelale üleminek oluliselt vähendada asünkroonmootori käivitusvoolu. See on lihtsaim meetod suhteliselt sujuvaks alguseks. See kasutab minimaalset arvu lisaelemente, kuna pingelanguse tekitavad kolmefaasilise elektrivõrgu enda võimalused. Need elemendid on lülitid ja diagramm ise on näidatud allpool. Aga selline lihtne vooluring kohaldatakse ainult aastal kolmefaasiline võrk. IN ühefaasiline versioon faasipingest madalamat efektiivset pinget ei ole.

Takistite kasutamine

Mootori võimalikult sujuva kiirenduse saamiseks on vaja kasutada elemente, mis tagavad sobiva pingelanguse. Sel eesmärgil kasutatakse järgmist:

• takistid;
• drosselid (reaktorid);
• autotransformaatorid;
• magnetvõimendid.

Need meetodid sobivad nii kolmefaasiliste kui ka ühefaasiliste võrkude jaoks. Igal juhul peate kasutama lüliteid, kuna mingil hetkel peate mootori otse võrku ühendama. Takistitega vooluahel on kõige kompaktsem. Mootori võimsuse kasvades suureneb aga vastavalt ka käivitustakistite võimsus. Arvestades asjaolu, et need on kuumutatud, peab käivitusaeg olema nende lubatud temperatuurivahemikus. Vastasel juhul muutuvad takistid ülekuumenemise tõttu kasutuskõlbmatuks. Pehme käivitusahel takistitega on näidatud allpool.

Induktiivpoolide kasutamine

Kui kloonite vooluringi, saate pehme käivitamise, kasutades mitut paralleelselt ühendatud takistite rühma, mis vähendab nende termilist koormust. Kuid pehme käivitusaja pikenemisega kaasneb nende takistite energiakadude suurenemine. Sel põhjusel kasutatakse takistite asemel induktiivseid elemente. Lihtsamal juhul on need drosselid. See on tülikam ja kulukam lahendus, kuid mootorite sagedastest taaskäivitamistest tulenevate energiakadude vähendamiseks on vaja seda kasutada. Välimus Allpool on esitatud võimsa asünkroonse mootori reaktor.

Kui käivitamisel kasutatav induktiivsus on tehtud autotransformaatori kujul, mille liikuv kontakt liigub mööda mähise pöördeid, saate käivitusprotsessi optimaalselt siluda või juhtida seda liikuva kontakti liigutamisega. Selle valiku puuduseks on mehaanilise kokkupuute vältimatu säde. Sel põhjusel on see rakendatav ainult suhteliselt väikese mootorivõimsuse korral. Allpool on näidatud reaktorite ja autotransformaatoritega pehmekäivitite skeemid.

Pehme käivituse ahelad:

a) reaktoritega;

b) autotransformaatoritega.

1, 2 ja 3 – lülitid, mis juhivad ümberlülitamist

Sujuvaks käivitamiseks ilma liikuva kontaktiga autotrafodele omaste puudusteta kasutatakse magnetvõimendeid. Nad kasutavad magnetiseerimist, mis võimaldab muuta induktiivse reaktantsi väärtust. Magnetvõimendite disain on üsna mitmekesine. Kuid nende peamine eelis on madal vool ja vastavalt ka juhtimiseks kasutatav võimsus. Neil pole juhtkontakte, mille kaudu voolavad suured voolud. Üks diagrammidest on näidatud allpool.

Haava rootori mootor

Staatori poolel kasutatakse kõiki arvestatavaid pehmekäivitusseadmeid asünkroonse elektrimootori jaoks. Kuid kui pidev taaskäivitamine on mootori jaoks tavaline tööprotsess, muudetakse selle konstruktsiooni, muutes rootori faasi. See konstruktiivne lahendus võimaldab tõhusamalt reguleerida mootori kiirendamisel tekkivaid voolusid. Allpool on näidatud keritud rootoriga mootori pehmekäivitusseadme konstruktsioon ja soovitused:

Pooljuhtlülitite rakendamine

Kõik loetletud pehmekäivitajad on olnud kasutusel juba aastaid. Neil on oluline omadus, mis tõstab nad konkurentsist välja. Nendel seadmetel pole elektrilised parameetrid, mille ületamine viib takistuse kadumiseni (purunemiseni). Järelikult on need kõige usaldusväärsemad, kuigi vananenud. Kaasaegsed seadmed pehme käivitamine kasutab juhitavaid pooljuhtlüliteid (türistorid ja transistorid). See on nn impulsi laiuse reguleerimine.

Lüliti katkestab aja jooksul osa sinusoidaalsest pingest. Selle tulemusel saab keskmist pinge väärtust muuta nullist efektiivseks 220 V. Järelikult annab pooljuhtlüliti kõige rohkem tõhus variant elektrimootori pehmekäivitusseadme loomiseks. Kuid samal ajal mõjutab lüliti nii termilist purunemist kui ka sarnaseid mõjusid liigse pinge ja voolu amplituudi tõttu. Seetõttu tuleb võtit tõhusalt jahutada ja valida vastavalt mootori töötingimustele.

Impulsi laiuse reguleerimisega seadmed on rakendatavad igas võrgus, sõltumata faaside arvust. Üks selline diagramm on näidatud allpool. Pärast rootori kiirenemist kontaktid sulguvad ja kaitsevad võtmeid voolu- ja pingelainete kahjustuste eest.

Kommutaatori elektrimootorite sujuv käivitamine

Vaatamata põhimõttelistele disainierinevustele võrreldes asünkroonmootoritega, kaasneb kommutaatormootorite käivitamisega ka suur armatuurivool, milleks on rootor. Põhimõtteliselt on see drosselite komplekt, millest igaühe järjestikuse ümberlülitamisega. Mida kauem on pinge kollektori lamellidele avatud, mis juhtub kohe pärast sisselülitamist ja pinge rakendamist, seda tugevam on südamiku magnetiseerimine ja seda suurem on väärtus, milleni voolul õnnestub jõuda.

Kui staator on konstrueeritud püsimagnetina, vajab toiteallikat ainult armatuur. Kuid sel juhul saab selle pinge olla ainult konstantne. Sellest allikast toidetav pehme starter on valmistatud ainult elementidest, mis on võimelised tekitama alalispinge langust.

Need elemendid on:

• takistid,
• transistorid,
• lukustatavad türistorid.

Kui staator on konstrueeritud elektromagnetina, tähendab see, et mootor võib töötada vahelduvpingel. Ülalnimetatutega sobivad kommutaatormootoritele samad ajakontrollitud pehmekäivitused, mis on kasutatavad ühefaasilistele. asünkroonsed mootorid:

• takistid (reostaadid);
• drosselid (reaktorid);
• autotransformaatorid;
• magnetvõimendid.

Ja ka moodne tehnilisi lahendusi pooljuhtlülitite baasil. Nende pildid on sarnased ülaltoodud piltidega.

Elektromagnetilise ergastuse olemasolul saab mähise armatuuriga ühendada kas järjestikku või paralleelselt. Jadaühendus ohutu, sest elektriahelüldine vool elektrivool. Selle purunemine või ühendamine toiteallikaga põhjustab samaaegselt voolu muutumist mootori mähistes. Kuid paralleelühenduse korral on stsenaariumid võimalikud.

Kui mootorile pinge rakendamisel lülitatakse välja mähis pingest välja ja armatuur on pingestatud, tekivad tingimused nähtuseks, mida nimetatakse mootori jooksmiseks. Samal ajal pöörleb ja kiirendab staatori raua külge meelitada püüdev rootor üha kiiremini. Kui võllile ei rakendata rootori tekitatavast suuremat koormusmomenti, võib kiirendamine jätkuda kuni rootori hävimiseni. Leviku eest kaitsmiseks on vajalik:

• mootor jäi vähemalt osaliselt koormatuks;
• oli eriline konstruktsioonielemendid;
• pehme starter garanteeris selle protsessi ärahoidmise.

Sünkroonmootori pehme käivitamine

Mis tahes faaside arvuga elektrivõrgust töötavad sünkroonmootorid kiirendatakse asünkroonsete mootoritena, kasutades libisemist. Seejärel, muutes rootori staatorist sõltumatuks magnetiks, võrdsustatakse staatori ja rootori väljade pöörlemiskiirused. Sel põhjusel on sünkroonmootorite puhul kasutatavad pehmekäivitused samad, mis asünkroonsete mootorite puhul. Mõned eristavad üksikasjad sõltuvalt rootori toiteallikast on näha pildil:

Järeldused

IN üldised seadmed igat tüüpi elektrimootorite pehme käivitamine on sarnased ja põhinevad samadel ahelatel ja elementidel. Valik tuleb teha konkreetsete tingimuste jaoks, lähtudes eelkõige mootori võimsusest. Kuid kaasaegsed pooljuhtlülitid võimaldavad pakkuda laia valikut võimsusi parimad parameetrid sujuv algus. Seetõttu on mõistlik need kõigepealt valida.

Mõnikord esinevad käeshoitavate elektriliste tööriistade rikked - lihvimismasinad, elektrilised puurid ja tikksaage seostatakse sageli nende suure käivitusvoolu ja käigukasti osade märkimisväärse dünaamilise koormusega, mis tekivad mootori äkilisel käivitumisel.
Punktis kirjeldatud kommutaatori elektrimootori pehmekäivitusseade on keeruka konstruktsiooniga, sisaldab mitmeid täppistakistiid ja nõuab hoolikat seadistamist. Kasutades faasiregulaatori KR1182PM1 mikrolülitust, oli võimalik toota sarnaseks otstarbeks palju lihtsam seade, mis ei vaja seadistamist. Saate ühendada mis tahes käsitsi elektriline tööriist, toide ühefaasilisest võrgust 220 V, 50 Hz. Mootori käivitamine ja seiskamine toimub elektritööriista lülitiga ning selle väljalülitamisel ei tarbi seade voolu ja võib jääda võrguga ühendatuks lõputult.

Kavandatava seadme skeem on näidatud joonisel. XP1 pistik on komplektis pistikupesa ja sisestage pesasse XS1 võrgupistik elektrilised tööriistad. Saate paigaldada ja paralleelselt ühendada mitu pistikupesa tööriistade jaoks, mis töötavad vaheldumisi.
Kui elektritööriista mootoriahel on oma lülitiga suletud, antakse pinge faasiregulaatorile DA1. Kondensaator C2 hakkab laadima ja selle pinge järk-järgult suureneb. Selle tulemusena väheneb viivitus regulaatori sisemiste türistorite ja nendega koos ka VSI triaki sisselülitamisel võrgupinge igal järgneval poolperioodil, mis viib mootorit läbiva voolu sujuva suurenemiseni ja selle tulemusena suureneb selle kiirus. Diagrammil näidatud kondensaatori C2 mahtuvusega võtab elektrimootori kiirendamine maksimaalse kiiruseni 2...2,5 s, mis praktiliselt ei tekita töös viivitust, kuid välistab täielikult termilised ja dünaamilised šokid tööriista mehhanismis.
Pärast mootori väljalülitamist tühjendatakse kondensaator C2 läbi takisti R1. ja 2...3 sekundi pärast. kõik on valmis uuesti alustama. Asendades konstantse takisti R1 muutuva vastu, saate sujuvalt reguleerida koormusele antavat võimsust. See väheneb koos takistuse vähenemisega.
Takisti R2 piirab triaki juhtelektroodi voolu ning kondensaatorid C1 ja SZ on elemendid standardskeem faasiregulaatori DA1 sisselülitamine.
Kõik takistid ja kondensaatorid on joodetud otse DA1 kiibi klemmide külge. Koos nendega asetatakse see luminofoorlambi starterist alumiiniumkorpusesse ja täidetakse epoksüühendiga. Välja tuuakse ainult kaks juhet, mis on ühendatud triac-klemmidega. Enne valamist puuriti korpuse alumisse ossa auk, millesse torgati väliskeermega M3 kruvi. See kruvi kinnitab seadme VS1 triac jahutusradiaatori külge, mille pindala on 100 cm." See disain on osutunud üsna töökindlaks, kui seda kasutatakse kõrge õhuniiskus ja tolmusus.
Seade ei vaja seadistamist. Kasutada võib mis tahes triaki, pingeklass vähemalt 4 (st maksimaalse tööpingega vähemalt 400 V) ja maksimaalse vooluga 25-50 A. Tänu mootori sujuvale käivitumisele on käivitusvool ei ületa hinnatud väärtust. Varu on vaja ainult juhul, kui tööriist kinni kiilub.
Seadet on testitud kuni 2,2 nkW elektriliste tööriistadega. Kuna regulaator DA1 tagab voolu liikumise triac VS1 juhtelektroodi ahelas kogu poolperioodi aktiivse osa jooksul, ei ole minimaalsel koormusvõimsusel piiranguid. Autor ühendas valmistatud seadmega isegi Harkovi elektripardli.

K. Moroz, Nadym, Jamali-Neenetsi autonoomne ringkond

KIRJANDUS
1. Birjukov S. Kommutaatorelektrimootorite automaatne pehme käivitamine - Raadio 1997, N* 8. 40 42
2. Nemich A. Mikroskeem KR1182PM1 - faasivõimsuse regulaator - Raadio 1999, N "7, lk. 44-46.