|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Softstarter do silnika asynchronicznego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Silniki elektryczne Zainteresowanie radioamatorów rozwojem softstartów do asynchronicznych silników elektrycznych nie słabnie. Są wszystkie nowe projekty. Jeden z nich jest oferowany czytelnikom. Sporą popularność zyskały softstartery oparte np. na układzie KR1182PM1, opisane w [1]. Ale ten mikroukład ma cechy, które nie pozwalają osiągnąć pożądanych rezultatów bez wymuszonej komplikacji obwodu. Pierwszym z nich jest maksymalne napięcie sieciowe nie większe niż 276 V. To zdecydowanie za mało dla trójfazowego silnika elektrycznego. Konieczne jest wyzerowanie punktu środkowego „gwiazdy” jej stojana, aby prąd nie płynął między fazami, ale między każdą fazą a przewodem neutralnym. Ale w tym przypadku wymagana jest regulacja prądu wszystkich trzech faz, w przeciwnym razie prąd wielokrotnie przekraczający prąd znamionowy będzie płynął przez jedno z uzwojeń przez cały czas rozruchu. A przy włączaniu uzwojeń „gwiazdowych” z izolowanym punktem środkowym wystarczy regulować prąd tylko w dwóch fazach. Drugą cechą jest potrzeba zewnętrznego obwodu do wymuszenia rozładowania kondensatora rozrządu, ponieważ prąd jego rozładowania przez sam układ KR1182PM1 jest bardzo mały, a urządzenie będzie gotowe do ponownego uruchomienia silnika dopiero po dość długim czasie. Niedawno zdecydowałem się opracować własny softstart. Od razu zdecydowałem się nie stosować w nim mikrokontrolera, obejść się bez węzła do wyznaczania przejścia prądu przez zero (na przykład takiego jak w [2]) i uczynić go niewrażliwym na kolejność faz.
Schemat proponowanego urządzenia pokazano na ryc. 1. Składa się z trzech bloków funkcjonalnych. Dwa z nich są takie same i są to triakowe regulatory wartości skutecznej napięcia na obciążeniu, sterowane transoptorami. Zastosowanie w nich symetrycznych dinistorów VS3 i VS4 (a dokładniej analogów takich dinistorów - mikroukładów KR1167KP1B) umożliwiło znaczne uproszczenie regulatorów. Blok trzeci jednocześnie steruje obydwoma regulatorami, tworząc niezbędne prawo zmiany wartości skutecznej napięcia przykładanego do silnika w procesie rozruchu. W tym celu odpowiednio zmienia prąd płynący przez diody elektroluminescencyjne transoptorów U1-U4 sterujących regulatorami. Fotodiody tych transoptorów działają w trybie fotowoltaicznym, generowane przez nie napięcie stopniowo otwiera tranzystory VT1 i VT2. Jednocześnie zmniejsza się rezystancja tranzystorów, dzięki czemu w każdym półokresie napięcia sieciowego kondensatory C7 i C8 mają czas na naładowanie do napięcia otwarcia dinistorów VS3 i VS4 w coraz mniejszym stopniu czas. W związku z tym triaki VS1 i VS2 w każdym półokresie otwierają się wcześniej i coraz więcej półokresów wchodzi do uzwojeń silnika M1. Niestety maksymalne napięcie na uzwojeniach silnika przy stosowaniu takich regulatorów jest o 20 ... 25 V mniejsze niż napięcie w sieci. Dlatego przewidziano przekaźnik K1, który działa pod koniec procesu rozruchu i łączy ze swoimi stykami elektrody 1 i 2 triaków VS1 i VS2. Osiąga to również zmniejszenie wydzielania ciepła przez softstarter w trybie pracy silnika. Jednostka sterująca jest zasilana z jednej z faz sieci trójfazowej przez kondensator gaszący C1 i prostownik na mostku diodowym VD2-VD5. Biorąc pod uwagę, że napięcie na wyjściu mostka jest znikome w porównaniu z napięciem sieciowym, prostownik można uznać za źródło prądu, którego wartość wynosi około 20 mA i jest ustalana przez reaktancję kondensatora C1 i jest praktycznie niezależna od obciążenia . Rezystor R5 ogranicza impuls prądu ładowania kondensatora C1 w momencie podłączenia urządzenia do sieci. Zalecam zainstalowanie tego rezystora na wysokości 5.7 mm nad powierzchnią płytki drukowanej, aby w przypadku przepalenia (na przykład w wyniku awarii kondensatora Cl) płytka nie uległa uszkodzeniu. Rezystor R6 jest potrzebny do rozładowania kondensatora C1 po odłączeniu od sieci. Kondensator C5 wygładza tętnienia. Dwa obwody składające się z szeregowych diod elektroluminescencyjnych transoptorów U1, U2 i U3, U4 są połączone z dodatnim biegunem tego kondensatora poprzez rezystor stały R2 i trymer R1. Prąd płynący przez diody promieniujące zależy od rezystancji tych rezystorów i wartości napięcia wyprostowanego przez mostek diodowy VD2-VD5, który przy stałym prądzie wyprostowanym zależy od rezystancji obciążenia prostownika. Pierwszą częścią tego obciążenia jest obwód diody elektroluminescencyjnej. Drugą część tworzą dwa połączone szeregowo równolegle integralne stabilizatory DA1 i DA2. Im więcej dostępnych 20 mA przepływa przez zintegrowane regulatory, tym mniej pozostaje dla diod elektroluminescencyjnych. Stabilizator DA1 jest włączony w taki sposób, że gdy kondensator C4 ładuje się, rezystancja jego sekcji katoda-anoda płynnie wzrasta, a przepływający przez niego prąd maleje. W takim przypadku wyprostowane napięcie i prąd przez diody elektroluminescencyjne transoptorów stopniowo rosną. Stabilizator DA2 ustawia wartość początkową tego napięcia (ustawianą rezystorem trymerowym R9), co osiągane jest bardzo szybko po zwarciu styków przełącznika SA1. Dalszy wzrost napięcia następuje płynnie z szybkością określoną przez rezystancję rezystora strojenia R7 i pojemność kondensatora C4. Dlaczego konieczne jest ustawienie napięcia początkowego? Faktem jest, że jeśli napięcie na uzwojeniach silnika jest zbyt niskie, prąd przepływa przez jego uzwojenia, a wał nadal pozostaje nieruchomy. W takim przypadku silnik buczy, a uzwojenia nagrzewają się. Aby zapobiec takiemu niepożądanemu trybowi, zapewnione jest początkowe ustawienie napięcia, które zapewnia natychmiastowe rozpoczęcie obracania się wału. Wymagana wartość tego napięcia jest silnie uzależniona od mechanicznego obciążenia wału, dlatego jego regulację rezystorem strojeniowym R9 należy przeprowadzić w rzeczywistych warunkach pracy silnika. Po zakończeniu procesu uruchamiania silnika zaczyna działać trzecia część obciążenia prostownika na mostku diodowym VD2-VD5 - dioda Zenera VD1 i dioda promieniująca transoptora U5 połączone szeregowo. Kiedy napięcie na wyjściu mostka osiąga napięcie stabilizujące diody Zenera (24 V), rezystancja tej ostatniej gwałtownie spada. Przez to i diodę emitującą transoptor U5 zaczyna płynąć prąd. Fotodystor transoptora otwiera się, a przekaźnik K1 jest aktywowany, bocznikując triaki VS1 i VS2 swoimi stykami. Od tej chwili silnik M1 otrzymuje pełne napięcie sieciowe. Transoptory 3OD101V zostały użyte jako transoptory U1-U4 tylko dlatego, że miałem je na stanie. Ponieważ napięcie generowane przez fotodiodę jednego transoptora było niewystarczające do otwarcia tranzystora, liczba transoptorów została podwojona. Zarówno diody elektroluminescencyjne, jak i fotodiody każdej pary są połączone szeregowo. Eksperymenty z innymi transoptorami diodowymi nie zostały przeprowadzone. Możliwe, że też będą pasować. Istnieją transoptory z dwiema diodami (na przykład AOD134AS), a także takie, które zawierają dwie fotodiody oświetlane przez jedną diodę emitującą (na przykład AOD176A). Może warto ich też spróbować. Przy wyborze zamiennika dla tranzystorów 2SC4517 należy zwrócić uwagę na maksymalne napięcie kolektor-emiter. Nie powinno być mniejsze niż 600 V. To samo dotyczy maksymalnego napięcia w stanie wyłączonym triaków VS1 i VS2. Tranzystory 2SC4517 w tym urządzeniu mogą być używane bez radiatorów. To, czy konieczne jest odprowadzanie ciepła z triaków, zależy od mocy silnika elektrycznego i od tego, jak często planowane jest jego włączanie. Przekaźnik K1 - RP-64 [3] z cewką na 220 V, 50 Hz. Można go zastąpić np. przekaźnikiem R20-3022-96-5230 [4] z dwiema grupami styków normalnie rozwartych i cewką 230 V AC. Kondensatory C2 i C3 to kondensatory foliowe. Mikroukłady KR1167KP1B można zastąpić importowanymi symetrycznymi dinistorami DB3.
Założenie softstartu należy rozpocząć od zrównoważenia obu regulatorów. Aby to zrobić, jak pokazano na rys. 2, przyłożyć do niego napięcie jednofazowe 220 V, podłączając zamiast silnika elektrycznego M1 dwie żarówki 220 V 40.60 W. Zaciski kondensatora C4 muszą być zamknięte zworką. Po podaniu napięcia zasilającego należy ustawić rezystor trymerowy R9 na minimalną jasność świecenia lamp, a rezystorem trymerowym R1 uzyskać taką samą intensywność ich świecenia. Po wyłączeniu zasilania zdejmij zworkę z kondensatora i ponownie włącz urządzenie, monitorując napięcie na kondensatorze C5. Gdy osiągnie 25.26 V, przekaźnik K1 powinien zadziałać. Jeśli wszystko jest w porządku, możesz sprawdzić napięcie na lampach. Zanim przekaźnik K1 zostanie uruchomiony, musi wynosić co najmniej 190 V. Jeśli napięcie na lampach jest mniejsze, można zmniejszyć rezystancję rezystora R2, ale tylko tak, aby maksymalny dopuszczalny prąd sterujący transoptorów U1-U4 wynosił nie przekroczona. Teraz możesz podłączyć silnik elektryczny do urządzenia i zastosować napięcie trójfazowe. Moim zdaniem dobór pożądanego czasu przyspieszania lepiej zacząć od minimalnego tempa narastania napięcia na silniku (rezystor dostrajający R7 silnika w górnej pozycji wg schematu) i minimalnego napięcia startowego (rezystor dostrajający R9 silnik w dolnym położeniu zgodnie ze schematem). Chcę zwrócić uwagę na fakt, że technicznie łatwo jest zrezygnować ze stabilizatora DA2, po prostu wyłączając go i elementy z nim związane z obwodu i łącząc ze sobą przewody, które poszły do anody i katody stabilizatora. Aby wyregulować napięcie początkowe, w tym przypadku instaluje się rezystory dostrajające R1' i R2', pokazane na schemacie na ryc. 1 liniami przerywanymi. Noah nie polecałby tego. Po pierwsze, jest to niewygodne, ponieważ będziesz musiał pracować z dwoma rezystorami strojenia z kolei, starając się nie naruszać równości wartości napięcia na uzwojeniach silnika. Po drugie, nie wszystkie rezystory strojenia są w stanie wytrzymać przyłożone do nich napięcie około 400 V. Po trzecie, w rozważanym urządzeniu rezystory R1 'i R2', w przeciwieństwie do innych rezystorów strojenia, będą pod wysokim napięciem względem przewodu neutralnego sieci trójfazowej, których przypadkowe dotknięcie może być niebezpieczne. Podsumowując, chcę powiedzieć, że softstarter nie może zastąpić regulatora częstotliwości i utrzymywać przez długi czas zmniejszonej prędkości obrotowej wału silnika. Dzięki niemu można tylko wydłużyć czas przyspieszania do prędkości znamionowej i zmniejszyć prąd rozruchowy. Pozostawanie silnika w trybie rozpędzania dłużej niż jest to konieczne doprowadzi do przegrzania uzwojeń, ponieważ prąd płynący przez nie w tym trybie, choć znacznie mniejszy od standardowego prądu rozruchowego, nadal przekracza prąd znamionowy. W tym trybie silnik jest bardzo wrażliwy na obciążenie wału i może się zatrzymać przy jego nieznacznym zwiększeniu. Pewną analogię do softstartu silnika elektrycznego można uznać za mechanizm sprzęgła w samochodzie. Ciągła praca asynchronicznego silnika elektrycznego w trybie przyspieszania jest podobna do jazdy samochodem z nie do końca włączonym sprzęgłem. literatura
Autor: P. Gałaszewski
Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024 Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego
01.05.2024 Zestalanie substancji sypkich
30.04.2024
▪ Aparat bezlusterkowy Fujifilm X-T2 ▪ Komary są niebezpieczne nie tylko ze względu na swoje ukąszenia. ▪ Ujawnił sekret migoczącej błyskawicy ▪ Koty obserwują swoich właścicieli, nawet ich nie widząc
▪ sekcja strony Aforyzmy znanych osób. Wybór artykułu ▪ artykuł Anatomia topograficzna. Historia i istota odkryć naukowych ▪ artykuł Kiedy pojawiły się nazwiska? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Wygląd monety. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony