интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

3. Автомат плавного пуска коллекторных электродвигателей. Схема плавный пуск коллекторного электродвигателя


Плавный пуск коллекторного двигателя. Сначала ничего не вышло, но все закончилось хорошо

До этого я никогда не делал устройство плавного пуска. Чисто теоретически, я представлял, как реализовать эту функцию на симисторе, правда такой вариант не без недостатков — потеря мощности и необходим теплоотвод. Блуждая по пыльным китайским лабазам, в тщетных попытках в залежах контрафакта и неликвида отыскать что-нибудь стоящее, но не дорогое, наткнулся я на этот товар.

Бла-бла-бла

Покупка не была ради покупки, а осознанная необходимость. Задумал я написать обзор в стол поставить ручной фрезер. А он у меня без плавного пуска, стартует резко, саморазрушаясь и руша окружающее его. Мягкий старт и плавный пуск разве не одно и тоже? Сомнения конечно были, хотя я с терморезисторами дел не имел, видел их только в блоках питания компьютеров, всегда думал, что они реагируют на «скачки и всплески», т. е. быстро, но «the voltage to rise slowly» и «after about five seconds» зародили червь сомнения. Да еще и “or other high starting current machine applications.»Поскольку отсутствие знаний делает нас расточительными и решительными, я заказал этот девайс и не на секунду об этом не пожалел.

Вот что пишет про него продавец: Мягкий старт блока питания для усилителя класса А, обещая: 4 кВт мощности и 40 А через контакты реле при напряжении AC от 150 В до 280 В. Размер 67 мм x 61 мм x 30 мм, продавец называет его ультра-маленьким – а-ха-ха. Как бы мой фрезер по току в рамки попадает, даже если разделить китайские амперы на два, но в таком размере внутрь корпуса инструмента плата невпихуема. И, да, это конструктор. Нужно паять! Товар пришел в таком виде, плюс еще для лучшей сохранности был завернут в обрывок газеты на китайском/корейском/японском языке, который пропал, опрос домочадцев и многочисленной челяди ясности не внес, кому и для каких надобностей этот клоче

mysku.me

3. Автомат плавного пуска коллекторных электродвигателей.

АВТОМАТ ПЛАВНОГО ПУСКА КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Тот, кто имел дело с мощным коллекторным электродвигателем, замечал, как резко пригасали осветительные лампы накаливания в момент пуска двигателя. Однако большой пусковой ток вреден не столько миганием ламп, сколько возможным разрушением коллектора самого двигателя и редуктора электроинструмента из-за теплового и динамического удара. В разделе описано устройство, обеспечивающее плавное увеличение тока в двигателе. Оно, кроме того, "по совместительству" вьполняет функцию регулятора мощности нагрузки и электронного предохранителя, исключающего порчу инструмента при большой перегрузке или его заклинивании.

Схема предлагаемого автомата приведена на рис. 67. Основой устройства послужил симисторный регулятор с фазоимпульсный управлением, описанный выше.

Триггер Шмитта DD2.1 формирует крутые фронт и спад образующегося в момент перехода сетевого напряжения через нуль импульса и через эмиттерный повторитель VT3 заряжает конденсатор С10 практически до. напряжения на выводе 14 микросхем. Разряжается конденсатор через резисторы R 19 - R21 и открытый транзистор VT4. При снижении напряжения на конденсаторе С10 до порогового значения элемент DD2.4 переключается, фронт импульса с его выхода дифференцируется цепью C11R22 и в виде импульса

длительностью около 100 мкс через элементы DD2.2, DD2.3 и транзистор VT5 включает симистop VSl.

В исходном состоянии транзистор VT4 закрыт и разрядка конденсатора С10 происходит только через резистор R21. Его сопротивление подобрано так, что симистор включается в конце каждого полупериода, поэтому на выход устройства подается относительно небольшое "дежурное" сетевое напряжение.

При включении нагрузки через резистор R5 начинает протекать ток, создающий на нем падение напряжения (в виде импульсов изменяющейся полярности) амплитудой 10...30 мВ. Движок подстроечного резистора R7 устанавливают в такое положение, чтобы напряжение на прямом входе ОУ DA1.1 было несколько меньше, чем на инверсном, и на выходе ОУ был сигнал низкого уровня. Импульсы с полярностью, при которой на правом (по схеме) выводе резистора R5 - плюс, переключают ОУ DA1.1, в результате чегона его выходе формируются импульсы положительной полярности амплитудой, близкой к напряжению источника питания микросхем.

С выхода ОУ DA1.1 импульсы поступают на вход узла, состоящего из диода VD6, резистора R15, элементов DD1.1, DD1.2 и конденсатора С7, выполняющего функцию одновибратора с перезапуском. Пока

2-31.jpg

на его входе присутствуют импульсы положительной полярности, на выходе элемента DD1.2 - сигнал высокого уровня. Конденсатор С9 плавно заряжается через резистор R17, транзистор VT4 открывается и ток коллектора увеличивается. Это приводит к более быстрой разрядке конденсатора С10 и более раннему, в пределах полупериода сетевого напряжения, открыванию симистора VS1. В результате напряжение на нагрузке плавно повышается и примерно через 3 с достигает максимального. Его значение можно регулировать резистором R 19 в пределах 30 98% от напряжения сети

При выключении нагрузки с задержкой в пределах 40.....50 мс напряжение на выходе элемента DD1 2 становится низким, конденсатор С9 быстро разряжается через диод VD7, напряжение на выходе устройства снижается до своего "дежурного" значения. При следующих включениях симистора процесс плавного пуска повторяется.

Импульсы "дежурного" запуска симистора протекают и через резистор R5 Но они не вызывают включения ОУ DA1 1, так как их полярность не соответствует необходимой

Если при перегрузке электроинструмента или замыкании в его цепи амплитуда тока, протекающего через резистор R5, превысит 20 А, на выходе ОУ DA1 2 появятся импульсы низкого уровня Пройдя через помехоподавляющую цепь C6R14, первый же из этих импульсов переключит второй одновибратор, образованный резистором R 16, элементами DD1 3, DD1 4 и конденсатором С8 На выходе элемента DD1 4 появляется сигнал низкого уровня, который переключит в исходное состояние первый одновибратор и запретит прохождение импульсов через элементы DD2 2 и DD2 3 на базу транзистора VT5. Напряжение с нагрузки снимается.

Примерно через 5.7 с второй одновибратор переключается в исходное состояние - и вновь (если нагрузка не отключена) начинается процесс плавного пуска двигателя электроинструмента Если причина срабатывания защиты не устранена, она вновь сработает. Такой процесс будет повторяться каждые 5. 7 с.

Диоды VD4 и VD5 защищают входы ОУ DA1 в аварийных ситуациях

Электродвигатель инструмента, как нагрузка, имеет заметную индуктивную составляющую, в связи с чем ток через него прекращается не в момент перехода напряжения сети через "нуль", а несколько позже. Поэтому импульс, открывающий симистор при максимальной мощности, следует подавать позже, чем в случае чисто активной нагрузки. Для этого сопротивление резистора R2 уменьшено, что привело к расширению импульса низкого уровня на коллекторах транзисторов VT1, VT2 и увеличению задержки по

явления запускающего импульса относительно момента перехода сетевого напряжения через "нуль".

Чтобы за время импульса запуска ток через нагрузку с индуктивной составляющей достиг значения тока удержания симисора длительность запускающих импульсов увеличена примерно до 100 мкс за счет установки конденсатора С11 большей емкости, В связи с этим потребовалось защитить транзистор VT5 (резистором R24) от возможной перегрузки.

Все элементы устройства, кроме симистора VS1 с его ребристым теплоотводом размерами 60х50х40 мм и выходного разъема XI, смонтированы на печатной плате (рис 68), выполненной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Плата рассчитана на установку резисторов МЛТ, конденсаторов К73-17 на номинальное напряжение 250 В (С1, С10), К50-16 (С2), К53-18 (С9), КМ-5 и КМ-6 (остальные). Конденсаторы С1 и С10 могут быть любыми другими, обозначение которых начинается с К73, например К73-16. Номинальное напряжение конденсатора С1 должно быть не менее 250 В, конденсатора С10 - любое

Переменный резистор R 19 - СПЗ-4аМ или СПЗ-46М, подстроечный R7 - СПЗ-19а. Диоды VD1, VD2, VD4 - VD7 - любые кремниевые импульсные, стабилитронVD3 - на напряжение стабилизации 10. 12 В Микросхема К561ЛА7 (DD1) заменима на К176ЛА7 или

2-32.jpg

КР1561ЛА7, а К561ТЛ1 (DD2) - на КР1561ТЛ1. Вместо ОУ К140УД20 (DA1) подойдут два ОУ КР140УД7 или КР140УД14.

Резисторы R6, R8, R9, Rl1-R13 - С2-29 с допуском 0,25%, однако их сопротивления могут быть в 1,5-2 раза больше указанных на схеме. Важно, чтобы сохранялись соотношения R6=R8, R9=R11, R12=R13, R6 = 2R12, причем последнее равенство - приблизительно. Сопротивление резистора R 10 должно составлять примерно 20% от номинала R 12. Здесь существенно не столько сопротивление резисторов, сколько их стабильность. Если не удастся подобрать стабильные резисторы, то, возможно, придется подстраивать резистор R7 в процессе эксплуатации.

Резистор R5 изготовлен из восьми отрезков нихромовой проволоки диаметром 0,8 мм, которые соединены параллельно и скручены в жгут. Длина отрезков (несколько сантиметров) подобрана с таким расчетом, чтобы сопротивление каждого из них было 0,40м±10%. Готовый резистор припаян к двум гнездовым контактам диаметром 1 мм от разъема 2РМ. К ним же подпаяны и провода силовой разводки, как это показано на рис. 68. Контакты насажены на штыри такого же диаметра, впаяные в плату в точках подключения внешних цепей.

Транзисторы VT1 и VT2 могут быть любыми кремниевыми маломощными структуры р-n-р. Транзистор VT3 должен допускать обратное напряжение на эмиттерном переходе не менее напряжения стабилизации стабилитрона VD3. Пригодны транзисторы серии КТ201 с буквенными индексами А, Б, AM, БМ, а при использовании в источнике питания стабилитрона VD3 на напряжение стабилизации 10 В - с индексами В-Д, ВМ-ДМ. Можно также использовать любой кремниевый маломощный транзистор структуры n-р-n, включив последовательно с его эмиттерным переходом кремниевый маломощный диод. Транзистор VT4 может быть серии КТ3102 или КТ342 с любым буквенным индексом, кроме А. Транзистор VT5 - любой средней или большой мощности структуры n-р-n.

Симистор VS1 может быть ТС112-10 или ТС112-16 с любым последующим цифровым индексом, но не менее 4. Этот индекс означает максимальное рабочее напряжение симистора, выраженное в сотнях вольт. В обозначении симистора может быть также еще один цифровой индекс, но его значение не играет роли. С использованием указанных симисторов максимальный ток нагрузки может составлять 10 и 16 А соответственно. С симистором КУ208В или КУ208Г ток нагрузки не превысит 5 А.

Корпус резистора R 19 соединен с минусовым проводником цепи питания микросхемы, что необходимо для его экранирования.

Монтажная плата,теплоотвод с симистором и гнезда разъема ХИ размещены в пластмассовой коробке размерами 150 х 95х 70мм так, чтобы плата была расположена ближе к нижней стенке коробки, а теплоотвод симистора - к верхней (стенки наименьших размеров). В этих стенках просверлено по 24 вентиляционных отверстия Диаметр ром 6 мм с шагом 10 мм. Вал переменного резистора R19 выведен через отверстие в передней стенке коробки и снабжен, пластмассовой ручкой. При этом вал резистора и крепежный винт его ручки недолжны быть доступны для случайного прикосновения.

Налаживают автомат и градуируют его органы управления вначале без симистора и нагрузки. Вместо R5 временно впаивают резистор сопротивлением 100 Ом и его левый (по схеме рис. 67) вывод соединяют с плюсовым проводником источника питания. Параллельно конденсатору С1 подключают резистор сопротивлением 150...200Ом, после чего на сетевой вход устройства подают от внешнего источника постоянное напряжение 12...15 В, плюс - к верхнему по схеме проводу. Его выходное напряжение устанавливают таким, чтобы ток, потребляемый устройством, был в пределах 30...35 мА.

Затем между плюсовым проводником источника питания и выходом (вывод 11) элемента DD1.1 включают светодиодный индикатор - последовательно соединенные резистор сопротивлением 5,1кОм и любой светодиод из серии АЛ302 или АЛ307. Перемещая движок подстроечного резистора R7 из одного крайнего положения в другое, убеждаются, что светодиод включается и гаснет. Если это не происходит, параллельно резистору R6 или R8 подключают дополнительный резистор сопротивлением до нескольких мегаом. Движок резистора устанавливают в крайнее положение (до упора), при котором светодиод не горит.

Тот же или аналогичный индикатор включают между плюсовым проводником питания и выходом (вывод 4) элемента DD 1.4: -При кратковременном замыкании выводов резистораRll светодиод должен включаться на 5...7 с. Точно порог срабатывания системы защиты можно проверить, подключив к резистору, заменяющему проволочныйR5, гальванический элемент (плюсовым выводом к его правому по рис. 67 выводу) последовательно с переменным резистором сопротивлением 220 Ом. При плавном уменьшении сопротивления этого резистора, когда напряжение на резисторе, заменяющем R5, приблизится к 1 В, светодиод индикатора должен включиться. Другой порог срабатывания защиты устанавливают соответствующим подбором резистора R10.

Затем движок переменного резистора R19 устанавливают в нижнее по схеме положение, а параллельно транзистору VT4

подключают вольтметр постоянного тока. Резистор R18 временно заменяют на переменный резистор сопротивлением 2 МОм и, пользуясь им как реостатом, выводят транзистор VT4 на границу насыщения, т. е. добиваются показания вольтметра 0,4...0,8 В. Измеряют сопротивление введенной части переменного резистора и впаивают резистор R18, номинал которого должен быть примерно вдвое меньшим.

Далее дополнительный переменный резистор убирают и окончательно собирают устройство (светодиодный индикатор оставляют подключенным к выходу 11 элемента DD1.1). Особое внимание уделяют прокладке сильноточных цепей - провода к плате и резистор R5 должны подключаться именно так, как показано на рис. 68. К выходному разъему XI подключают лампу накаливания мощностью не менее 60 Вт, устройство включают в сеть и подбором резистора R21 добиваются, чтобы нить накала лампы слабо светилась. При этом переменное напряжение на лампе должно составлять 12... 18 В. Движок резистора R7 устанавливают в такое положение, чтобы при выключенной лампе светодиод гас, при включении - загорался, а яркость свечения самой лампы плавно увеличивалась.

Теперь вместо лампы накаливания к разъему XI подключают электроинструмент, потребляющий минимальную мощность, например, электродрель. При его включении светодиод должен загораться, а ротор двигателя плавно разгоняться. Если светодиод светится постоянно или не включается вообще, следует уточнить положение движка резистора R7, после чего проверить работу устройства с наиболее мощным электроинструментом.

При любых проверках автомата и работе с ним следует иметь в виду, что сразу после его включения в сеть запускается цепь защиты и в течение 5...7 с нагрузка не включается. Проверить же работу системы защиты можно, предварительно заменив проволочный R5 на резистор сопротивлением 1 Ом. При включении электроинструмента любой мощности защита должна четко срабатывать.

В процессе эксплуатации автомата его подвешивают или устанавливают в вертикальном положении так, чтобы вентиляционные отверстия в его корпусе ничем не закрывались.

 

lib.qrz.ru

Motor Control: Плавный пуск на ILA1185AN

   Случайно в интернете наткнулся на микросхему TDA1185, которая оказалась контроллером коллекторного электродвигателя, хотя давно уже не используется и не выпускается фирмой Motorola. Возможно только в Китае. На всех страницах pdf-файла есть надпись " Not Recommended For New Designs"  или по-русски " Не рекомендуется для новых разработок". Это понятно.   Потом также случайно обнаружил что копию этой микросхемы ILA1185AN выпускает Минский завод "Интеграл". Приобрёл несколько штук и решил попробовать что у меня получится.     Типовая схема включения микросхемы из описания:    Сразу скажу что у меня эта схема стабилизации оборотов коллекторного двигателя не получилась. Удовлетворительных результатов я не получил, хотя старался делать всё как сказано в описании, подбор номиналов и прочее. Возможно здесь требуется более точная подстройка под каждый конкретный двигатель, возможно у меня просто не хватило времени. Так или иначе каждый желающий может попробовать сделать это и исправить мои ошибки. Ведь на схеме и в описании всё выглядит очень красиво.     И чтобы купленные мной микросхемы не пропадали зря я решил собрать схему плавного пуска ( другое название - это мягкий старт). Рекомендуемая схема применения микросхемы ILA1185AN в режиме мягкого  старта такая:   Время достижения полной проводимости симистора зависит от сопротивления R4 и конденсатора С4 и определяется по формуле из описания. Также в описании есть таблица типовых значений параметров внешних компонентов для применения в сети переменного тока 110 вольт в режиме мягкого старта. Я примерно пересчитал это на 220 вольт .   У меня получилась такая схема:    Я предусмотрел возможность изменения времени плавного пуска - поставил дополнительно два микропереключателя S1, S2  и два конденсатора С5, С6. Изменяя общую ёмкость с помощью переключателей будет изменятся время.

   На фото - рабочий экземпляр плавного пуска на микросхеме ILA1185AN :

  Печатка этой платы в SprintLayout   -    Плавный пуск на ILA1185AN   Снял видео по этой теме - 

Отличная партнёрка Youtube - http://join.air.io/roshansky

www.motor-r.info

cxema.org - Плавный пуск и регулировка оборотов болгарки

Плавный пуск и регулировка оборотов болгарки

Недостатком небольших дешевых болгарок является отсутствие плавного пуска и регулировки оборотов. Каждый, кто включал мощный электроприбор в сеть, замечал как в этот момент падает яркость сетевого освещения. Это происходит из-за того, что мощные электроприборы в момент запуска потребляют огромный ток, соответственно, проседает напряжение в сети. Сам инструмент может выйти из строя, особенно китайский с ненадежными обмотками.

 

Система мягкого пуска защитит и сеть, и инструмент. Также не будет сильной отдачи (толчка) в момент включения. А регулятор оборотов позволит долго работать без перегрузки инструмента.

 

 

       Представленная схема срисована с промышленного образца, устанавливаемая на дорогие приборы. Ее можно использовать не только для болгарки, но и для дрели, фрезерного станка и др., где стоит коллекторный двигатель. Для асинхронных двигателей схема не подойдет, там требуется частотный преобразователь.

       Сначала нарисовал печатную плату для системы плавного пуска, без компонентов для регулировки оборотов. Это сделано специально, т.к. в любом случае регулятор надо выводить проводами. Имея схему каждый сам разберется что куда подключить.

        В схеме регулирующим элементом является сдвоенный операционный усилитель LM358, через транзистор VD1 управляющий силовым симистором BTA20-600. Я не достал его в магазине и поставил BTA28 (более мощный). Для инструмента до 1кВт подойдет любой симистор с напряжением более 600В и током 10-12А. Т.к. схема имеет мягкий старт, то пусковые токи не спалят такой симистор. В ходе работы симистор нагревается и его следует установить на радиатор.

 

       Известно явление самоиндукции, которое наблюдается при размыкании цепи с индуктивной нагрузкой. В нашей схеме цепь R1-C1 гасит самоиндукцию при выключении болгарки и защищает симистор от пробоя. R1 от 47 до 68 Ом, мощностью 1-2Вт. Конденсатор пленочный на 400В.

       Резистор R2 обеспечивает ограничение тока для низковольтной части цепи управления. Сама эта часть является и нагрузкой, и в какой-то мере, стабилизирующим звеном. Благодаря этому после резистора можно не стабилизировать питание. Хотя есть вариант такой же схемы с дополнительным стабилитроном. Я его не поставил, т.к. напряжение питания микросхемы, итак, в пределах нормы.

 

       Возможные замены маломощных транзисторов указаны под схемой.

       Подстройку регулятора делают с помощью многооборотного резистора R14, а основную регулировку резистором R5. Схема не дает регулировку мощности от 0, а только от 30 до 100%. Если же нужен более простой мощный регулятор от 0, то можно собрать вариант проверенный годами. Правда для болгарки получение минимальной мощности бессмысленно.

       Проверяем работоспособность схемы подключив лампочку на 220В мощностью 40-60Вт. Если яркость регулируется, то отключив от сети проверяем на ощупь симистор на тепловыделение. Он должен оставаться холодным. Далее подключаем плату к болгарке и проверяем плавность пуска и регулировку оборотов без нагрузки. Если все в порядке переходим к тестированию под нагрузкой. 

        Так дешевая болгарка превратилась в инструмент среднего уровня.  

 

Компоненты для сборки

 

 

S9014 можно купить тут 

 

 

Набор резисторов можно купить тут 

 

BTA20-600 можно купить тут 

 

 

 

 

 

vip-cxema.org

Схема устройства плавного пуска электроинструмента.

Подробности Категория: Электроника в быту

    Случающиеся иногда отказы ручного электроинструмента — шлифовальных машин, электрических дрелей и лобзиков зачастую бывают связаны с их большим пусковым током и значительными динамическими нагрузками на детали редукторов, возникающими при резком пуске двигателя. Устройство плавного пуска коллекторного электродвигателя, описанное в [1], сложно по схеме, в нем имеется несколько прецизионных резисторов и оно требует кропотливого налаживания. Применив микросхему фазового регулятора КР1182ПМ1 [2], удалось изготовить немаловажно более простое устройство аналогичного назначения, не требующее налаживания. К нему можно без всякой доработки подключать любой ручной электроинструмент, питающийся от однофазной сети 220 В, 50 Гц. Пуск и остановка двигателя производятся выключателем электроинструмента, причем в его выключенном состоянии устройство ток не потребляет и может неограниченное пора оставаться подключенным к сети.Схема устройства плавного пуска электроинструмента. Схема предлагаемого устройства изображена на рисунке. Вилку ХР1 включают в сетевую розетку, а в розетку XS1 вставляют сетевую вилку электроинструмента. Можно установить и соединить параллельно несколько розеток для инструментов, работающих поочередно. При замыкании цепи двигателя электроинструмента его собственным выключателем на фазовый регулятор DA1 поступает напряжение. Начинается зарядка конденсатора С2, напряжение на нем постепенно увеличивается. В результате задержка включения внутренних тиристоров регулятора, а с ними и симистора VSI в каждом последующем полупериоде сетевого напряжения уменьшается, что приводит к плавному нарастанию протекающего через мотор тока и, как следствие, подъему его оборотов. При указанной на схеме емкости конденсатора С2 разгон электродвигателя до максимальных оборотов занимает 2...2,5 с, что практически не создает задержки в работе, но полностью исключает тепловые и динамические удары в механизме инструмента. После выключения двигателя конденсатор С2 разряжается через резистор R1. и через 2...З сек. все готово к повторному запуску. Заменив постоянный резистор R1 переменным, можно плавно регулировать отдаваемую в нагрузку мощность. Она снижается с уменьшением сопротивления. Резистор R2 сдерживает ток управляющего электрода симистора, а конденсаторы С1 и СЗ - элементы типовой схемы включения фазового регулятора DA1. Все резисторы и конденсаторы припаяны непосредственно к выводам микросхемы DA1. Вместе с ними она помещена в алюминиевый корпус от стартера люминесцентной лампы и залита эпоксидным компаундом. Наружу выведены лишь два провода, подключаемые к выводам симистора. Перед заливкой в нижней части корпуса просверлено отверстие, в которое вставлен резьбой наружу винт МЗ. Этим винтом узел закреплен на теплоотводе симистора VS1 площадью 100 см". Такая конструкция показала себя довольно надежной при эксплуатации в условиях повышенной влажности и запыленности. Какого-либо налаживания устройство не требует. Симистор можно использовать любой, класса по напряжению не менее 4 (то есть с максимальным рабочим напряжением не менее 400 В) и с максимальным током 25 50 А. Благодаря плавному старту двигателя пусковой ток не превышает номинального. Запас необходим лишь на случай заклинивания инструмента. Устройство испытано с электроинструментами мощностью до 2,2 кВт. Так как регулятор DA1 обеспечивает протекание тока в цепи управляющего электрода симистора VS1 в течение всей активной части полупериода, нет ограничения на минимальную мощность нагрузки. Автор подключал к изготовленному устройству более того электробритву "Харьков".

  К. Мороз, г. Надым, ЯНАО

ЛИТЕРАТУРА1. Бирюков С. Автомат плавного пуска коллекторных электродвигателей — Радио 1997, N*8. с 40 422. Немич А. Микросхема КР1182ПМ1 — фазовый регулятор мощности — Радио 1999, N" 7, с. 44-46.

Добавить комментарий

radiofanatic.ru

Устройство плавного пуска электродвигателя :: SYL.ru

Характерным для любого электродвигателя в процессе запуска является многократное превышение тока и механической нагрузки на приводимое в действие оборудование. При этом также возникают перегрузки питающей сети, создающие просадку напряжения и ухудшающие качество электроэнергии. Во многих случаях требуется устройство плавного пуска (УПП).

Необходимость плавного пуска электродвигателей

Статорная обмотка является катушкой индуктивности, состоящей из активного сопротивления и реактивного. Значение последнего зависит от частоты подаваемого напряжения. При запуске двигателя реактивное сопротивление изменяется от нуля, а пусковой ток имеет большую величину, многократно превышающую номинальный. Момент вращения также велик и может разрушить приводимое в движение оборудование. В режиме торможения также появляются броски тока, приводящие к повышению температуры статорных обмоток. При аварийной ситуации, связанной с перегревом двигателя, возможен ремонт, но параметры трансформаторной стали изменяются и номинальная мощность снижается на 30 %. Поэтому необходим плавный пуск.

Запуск электродвигателя переключением обмоток

Обмотки статора могут соединяться "звездой" и "треугольником". Когда у двигателя выведены все концы обмоток, можно снаружи коммутировать схемы "звезда" и "треугольник".

Устройство плавного пуска электродвигателя собирается из 3 контакторов, реле нагрузки и времени.

Электродвигатель запускается по схеме "звезда", когда контакты К1 и К3 замкнуты. Через интервал, заданный реле времени, К3 отключается и производится подключение схемы "треугольник" контактором К2. При этом двигатель выходит на полные обороты. Когда он разгоняется до номинальных оборотов, пусковые токи не такие большие.

Недостатком схемы является возникновение короткого замыкания при одновременном включении двух автоматов. Этого можно избежать, применив вместо них рубильник. Для организации реверса нужен еще один блок управления. Кроме того, по схеме "треугольник" электродвигатель больше нагревается и жестко работает.

Частотное регулирование скорости вращения

Вал электродвигателя вращается магнитным полем статора. Скорость зависит от частоты питающего напряжения. Электропривод будет работать эффективней, если дополнительно менять напряжение.

В состав устройства плавного пуска асинхронных двигателей может входить частотный преобразователь.

Первой ступенью устройства является выпрямитель, на который подается напряжение трехфазной или однофазной сети. Он собирается на диодах или тиристорах и предназначен для формирования пульсирующего напряжения постоянного тока.

В промежуточной цепи пульсации сглаживаются.

В инверторе выходной сигнал преобразуется в переменный заданной частоты и амплитуды. Он работает по принципу изменения амплитуды или ширины импульсов.

Все три элемента получают сигналы от электронной схемы управления.

Принцип действия УПП

Увеличение пускового тока в 6-8 раз и вращающего момента требуют применения УПП для выполнения следующих действий при запуске или торможении двигателя:

  • постепенное увеличение нагрузки;
  • снижение просадки напряжения;
  • управление запуском и торможением в определенные моменты времени;
  • снижение помех;
  • защита от скачков напряжения, при пропадании фазы и др.;
  • повышение надежности электропривода.

Устройство плавного пуска двигателя ограничивает величину напряжения, подаваемого в момент пуска. Оно регулируется путем изменения угла открытия симисторов, подключенных к обмоткам.

Пусковые токи необходимо снижать до величины, не более чем в 2-4 раза превышающей номинал. Наличие байпасного контактора предотвращает перегрев симисторов после его подключения после того, как двигатель раскрутится. Варианты включения бывают одно-, двух- и трехфазные. Каждая схема функционально отличается и имеет разную стоимость. Наиболее совершенным является трехфазное регулирование. Оно наиболее функционально.

Недостатки УПП на симисторах:

  • простые схемы применяются только с небольшими нагрузками или при холостом запуске;
  • продолжительный запуск приводит к перегреву обмоток и полупроводниковых элементов;
  • момент вращения вала снижается и двигатель может не запуститься.

Виды УПП

Наиболее распространены регуляторы без обратной связи по двум или трем фазам. Для этого предварительно устанавливается напряжение и время пуска. Недостатком является отсутствие регулирования момента по нагрузке на двигатель. Эту проблему решает устройство с обратной связью наряду с выполнением дополнительных функций снижения пускового тока, создания защиты от перекоса фаз, перегрузки и пр.

Наиболее современные УПП имеют цепи непрерывного слежения за нагрузкой. Они подходят для тяжело нагруженных приводов.

Выбор УПП

Большинство УПП - это регуляторы напряжения на симисторах, различающиеся функциями, схемами регулирования и алгоритмами изменения напряжения. В современных моделях софтстартеров применяются фазовые методы регулирования электроприводов с любыми режимами пуска. Электрические схемы могут быть с тиристорными модулями на разное количество фаз.

Одно из самых простых - это устройство плавного пуска с однофазным регулированием через один симистор, позволяющее только смягчать механические ударные нагрузки двигателей мощностью до 11 кВт.

Двухфазное регулирование также смягчает механические удары, но не ограничивает токовые нагрузки. Допустимая мощность двигателя составляет 250 кВт. Оба способа применяются из расчета приемлемых цен и особенностей конкретных механизмов.

Многофункциональное устройство плавного пуска с трехфазным регулированием имеет самые лучшие технические характеристики. Здесь обеспечивается возможность динамического торможения и оптимизации его работы. В качестве недостатков можно отметить только большие цены и габариты.

В качестве примера можно взять устройство плавного пуска Altistart. Можно подобрать модели для запуска асинхронных двигателей, мощность которых достигает 400 кВт.

Устройство выбирается по номинальной мощности и режиму работы (нормальный или тяжелый).

Выбор УПП

Основными параметрами, по которым выбираются устройства плавного пуска, являются:

  • предельная сила тока УПП и двигателя должны быть правильно подобраны и соответствовать друг другу;
  • параметр количества запусков в час задается как характеристика софтстартера и не должен превышаться при эксплуатации двигателя;
  • заданное напряжение устройства не должно быть меньше сетевого.

УПП для насосов

Устройство плавного пуска для насоса предназначено преимущественно для снижения гидравлических ударов в трубопроводах. Для работы с приводами насосов подходят УПП Advanced Control. Устройства практически полностью устраняют гидроудары при заполненных трубопроводах, позволяя увеличить ресурс оборудования.

Плавный запуск электроинструментов

Для электроинструмента характерны высокие динамические нагрузки и большие обороты. Его наглядным представителем является угловая шлифовальная машинка (УШМ). На рабочий диск действуют значительные силы инерции в начале вращения редуктора. Большие перегрузки по току возникают не только при запуске, но и при каждой подаче инструмента.

Устройство плавного пуска электроинструмента применяется только для дорогих моделей. Экономичным решением является его установка своими руками. Это может быть готовый блок, который помещается внутри корпуса инструмента. Но многие пользователи собирают простую схему самостоятельно и подключают ее в разрыв питающего кабеля.

При замыкании цепи двигателя, на регулятор фазы КР1182ПМ1 подается напряжение и начинает заряжаться конденсатор С2. За счет этого симистор VS1 включается с задержкой, которая постепенно уменьшается. Ток двигателя плавно нарастает и обороты набираются постепенно. Двигатель разгоняется примерно за 2 сек. Мощность, отдаваемая в нагрузку, достигает 2,2 кВт.

Устройство можно применять для любого электроинструмента.

Заключение

Выбирая устройство плавного пуска, необходимо анализировать требования к механизму и характеристикам электродвигателя. Характеристики производителя находятся в прилагаемой к оборудованию документации. Ошибки при выборе быть не должно, поскольку нарушится функционирование устройства. Важен учет диапазона скоростей, чтобы выбрать лучшее сочетание преобразователя и двигателя.

www.syl.ru

Плавный пуск двигателя постоянного тока (ДПТ)

 

Плавный пуск

коллекторного двигателя постоянного тока

(ДПТ)

 

Случается необходимость плавно включить коллекторный двигатель, например с целью предотвращения бросков токов в цепях питания. Либо предотвращения резких ударов на трансмиссию привода. Не лишне поставить на включение фар, для увеличения ресурса работы ламп. В моем случае требовалось подать максимальную мощность на ходовой электродвигатель электромобиля с выводом электронного ключа управления из режима ШИМ-управления, для предотвращения его перегрева при максимальной нагрузке. На рис. 1 и рис. 2 приведены две схемы реализации таких устройств.

Конструкция 1:

Простая схема схема плавного пуска на интегральном таймере КР1006ВИ1 (или импортная серия 555)

 

 

Рис.1. Конструкция 1

 

При подаче напряжения 12в таймер с элементами обвязки (ШИМ) запускается и начинает генерировать импульсы на выходе 3 ИС с постоянной частотой и изменяющийся во времени шириной следования импульса. Время задается емкостью конденсатора С1. Далее, эти импульсы подаются на затвор мощного полевого транзистора который управляет нагрузкой на выходе устройства. R3 строго 2Мом. Рабочее напряжение электролитических конденсаторов 25 вольт. Примечание: Данное устройство размещается максимально близко к вентилятору иначе могут образоваться помехи, которые будут мешать нормальной работе автомобиля (естественно "Жигулям" не помеха).

Конструкция 2:

Не менее простая схема на том же интегральном таймере.

 

 

Рис.2 Конструкция 2

 

Конструкция 3:

Схема примененная на электромобиле. Запуск устройства производится кнопкой "Пуск".

 

 

Рис.2 Конструкция 3

 

Значение резистора R2 должно быть не менее 2.2 мом, иначе не будет полного (100%) открытия транзисторов. Питание схемы ограничено на уровне 7.5в с помощью стабилитрона КС175Ж с целью ограничения напряжения управления подаваемого на затвор транзисторов. Иначе базы транзисторов входят в насыщение. Включение устройства производится кнопкой "Вкл" подачей питания, с одновременной разблокировкой силовых транзисторов. При выключении устройства предотвращается линейный режим при снижении питания цепей управления, транзисторы мгновенно закрываются.

 

 

elektrocar.narod.ru


Каталог товаров
    .