Silniki elektryczne są szeroko stosowane we wszystkich obszarach działalności człowieka. Jednak po uruchomieniu silnika występuje siedmiokrotny pobór prądu, co powoduje nie tylko przeciążenie zasilacza, ale także nagrzewanie uzwojeń stojana, a także awarię części mechanicznych. Aby wyeliminować ten niepożądany efekt, radioamatorzy zalecają stosowanie softstartów.

Łagodny start

Stojan silnika elektrycznego jest cewką indukcyjną, dlatego istnieją aktywne i reaktywne elementy rezystancji (R). Wartość elementu biernego zależy od charakterystyki częstotliwości zasilacza i podczas rozruchu wynosi od 0 do wartości obliczonej (gdy narzędzie pracuje). Ponadto zmienia się prąd zwany inrush.

Prąd rozruchowy przekracza 7-krotność wartości znamionowej. W tym procesie uzwojenia cewki stojana są podgrzewane, a jeśli drut, z którego składa się uzwojenie, jest stary, wówczas możliwe jest zwarcie międzyzwojowe (przy spadku wartości R prąd osiąga wartość maksymalną). Przegrzanie pociąga za sobą skrócenie żywotności narzędzia. Aby zapobiec temu problemowi, istnieje kilka opcji korzystania z softstartów.

Poprzez przełączanie uzwojeń softstart (SCP) składa się z następujących głównych elementów: 2 rodzaje przekaźników (kontrola czasu włączenia i obciążenia), trzy styczniki (rysunek 1).

Rysunek 1 - Ogólny schemat urządzenia łagodnego rozruchu dla silników indukcyjnych (miękki start).

Ryc. 1 pokazuje silnik indukcyjny. Jego uzwojenia są połączone w postaci połączenia gwiazdowego. Uruchomienie odbywa się przy zamkniętych stycznikach K1 i K3. Po pewnym czasie (ustawionym za pomocą przekaźnika czasowego) stycznik K3 otwiera swój styk (rozłącza się) i włącza styk K2. Schemat na ryc. 1 dotyczy również softstartów silników różnych typów.

Główną wadą jest powstawanie prądów zwarciowych przy jednoczesnym włączeniu 2 automatów. Problem ten rozwiązano, wprowadzając do obwodu wyłącznik automatyczny zamiast styczników. Jednak uzwojenia stojana nadal się nagrzewają.

Przy elektronicznym sterowaniu częstotliwością uruchamiania silnika elektrycznego stosowana jest zasada zmiany częstotliwości napięcia zasilania. Głównym elementem tych przetwornic jest przetwornica częstotliwości, w tym:

  1. Prostownik jest montowany na diodach półprzewodnikowych dużej mocy (możliwa jest wersja tyrystorowa). Przekształca wartość napięcia sieciowego w pulsujący prąd stały.
  2. Obwód pośredni wygładza szum i tętnienia.
  3. Falownik jest potrzebny do przekształcenia sygnału odbieranego na wyjściu obwodu pośredniego w sygnał o zmiennej charakterystyce amplitudowej i częstotliwościowej.
  4. Elektroniczny obwód sterujący generuje sygnały dla wszystkich węzłów konwertera.

Zasada działania, rodzaje i wybór

Przy 7-krotnym zwiększeniu momentu obrotowego i Ip wirnika w celu przedłużenia żywotności konieczne jest zastosowanie softstartu, który spełnia następujące wymagania:

  1. Jednolity i płynny wzrost wszystkich wskaźników.
  2. Kontrola hamowania elektrycznego i uruchamiania silnika w określonych odstępach czasu.
  3. Ochrona przed skokami napięcia, utratą fazy (dla 3-fazowego silnika elektrycznego) i różnego rodzaju zakłóceniami.
  4. Zwiększona odporność na zużycie.

Zasada działania miękkiego rozrusznika triakowego: ograniczenie wielkości napięcia ze względu na zmianę kąta otwarcia półprzewodników triakowych (triaków) po podłączeniu do cewek stojana silnika elektrycznego (rysunek 2).

Rysunek 2 - Schemat łagodnego rozruchu silnika elektrycznego na triakach.

Dzięki zastosowaniu triaków możliwe jest zmniejszenie prądów rozruchowych 2 lub więcej razy, a obecność stycznika pozwala uniknąć przegrzania triaków (na ryc. 2: Obejście). Główne wady softstartów triakowych:

  1. Zastosowanie prostych obwodów jest możliwe tylko przy małych obciążeniach lub bezczynności rozruchu. W przeciwnym razie schemat jest skomplikowany.
  2. Przegrzanie uzwojeń i urządzeń półprzewodnikowych następuje przy dłuższym rozruchu.
  3. Silnik czasami nie uruchamia się (prowadzi do znacznego przegrzania uzwojenia).
  4. Gdy silnik elektryczny hamuje, możliwe jest przegrzanie uzwojenia.

Szeroko stosowane softstarty z regulatorami, w których nie ma sprzężenia zwrotnego (dla 1 lub 3 faz). W modelach tego typu konieczne jest ustawienie czasu rozruchu silnika elektrycznego i napięcia bezpośrednio przed rozpoczęciem rozruchu. Brak urządzeń polega na niemożności dostosowania momentu obrotowego ruchomych części mechanicznych do obciążenia. Aby rozwiązać ten problem, konieczne jest użycie urządzenia w celu zmniejszenia Ip, ochrony przed różnymi różnicami faz (występuje podczas nierównowagi faz) i przeciążeń mechanicznych.

Droższe modele softstartów obejmują możliwość monitorowania parametrów silnika w trybie ciągłym.

W urządzeniach zawierających silniki elektryczne przewidziane są softstarty na triakach. Różnią się schematem i metodą regulacji napięcia sieciowego. Najprostsze obwody to jednofazowe obwody sterujące. Są one wykonywane na tym samym triaku i mogą zmniejszyć obciążenie części mechanicznej i są stosowane w silnikach elektrycznych o mocy mniejszej niż 12 kV. Przedsiębiorstwa stosują 3-fazową regulację napięcia dla silników elektrycznych o mocy do 260 kW. Wybierając rodzaj softstartu, należy kierować się następującymi parametrami:

  1. Moc urządzenia
  2. Tryb działania
  3. Równy silnik IP i softstart.
  4. Liczba uruchomień w określonym czasie.

Aby zabezpieczyć pompy odpowiednie miękkie rozruszniki, które chronią przed wstrząsami za pomocą elementu hydraulicznego rury (Advanced Control). Softstarty dla narzędzi są wybierane na podstawie obciążeń i wysokich prędkości obrotowych. W drogich modelach ten rodzaj ochrony w postaci softstartów jest obecny, ale dla budżetu konieczne jest samodzielne wykonanie. Jest stosowany w laboratoriach chemicznych do płynnego uruchamiania wentylatora, płynu chłodzącego.

Powody zastosowania w szlifierce

Ze względu na cechy konstrukcyjne podczas uruchamiania szlifierki kątowej występują duże obciążenia dynamiczne na części narzędzia. Przy początkowym obrocie dysku oś przekładni podlega działaniu bezwładności:

  1. Szarpnięcie bezwładnościowe może wyrwać młynek z ręki. Istnieje zagrożenie dla życia i zdrowia, ponieważ narzędzie to jest bardzo niebezpieczne i wymaga ścisłego przestrzegania przepisów bezpieczeństwa.
  2. Przy uruchomieniu występuje nadprąd (Istart = 7 * Inom). Przedwczesne zużycie szczotek, przegrzanie uzwojenia.
  3. Skrzynia biegów zużywa się.
  4. Zniszczenie ostrza.

Nieskonfigurowane narzędzie staje się bardzo niebezpieczne, ponieważ istnieje prawdopodobieństwo uszkodzenia zdrowia i życia. Dlatego konieczne jest jej zabezpieczenie. W tym celu zamierzają wykonać softstart dla elektronarzędzia własnymi rękami.

Tworzenie DIY

W przypadku modeli budżetowych szlifierki kątowej i innego narzędzia należy zmontować softstart. Nie jest to trudne, ponieważ dzięki Internetowi można znaleźć ogromną liczbę schematów. Najprostszym i jednocześnie skutecznym jest uniwersalny obwód softstartu na triaku i mikroukładzie.

Po włączeniu szlifierki lub innego narzędzia uszkodzenie uzwojenia i skrzyni biegów narzędzia wiąże się z gwałtownym uruchomieniem. Radioamatorzy znaleźli wyjście z tej sytuacji i zaoferowali prosty, płynny start elektronarzędzia własnymi rękami (schemat 1), zmontowanego w osobnym bloku (w obudowie jest bardzo mało miejsca).

Schemat 1 - Schemat narzędzia elektrycznego do łagodnego rozruchu.

Zrób to sam softstart zaimplementowany na podstawie КР118ПМ1 (regulacja fazy) i zasilacza na triakach. Główną zaletą urządzenia jest jego wszechstronność, ponieważ można go podłączyć do dowolnego elektronarzędzia. Jest nie tylko łatwy w instalacji, ale także nie wymaga wstępnej konfiguracji. Zasadniczo podłączenie systemu do instrumentu nie jest skomplikowane i jest instalowane w przerwie w kablu zasilającym.

Funkcje działania modułu softstartu

Gdy młynek jest włączony, napięcie jest podawane na KR118PM1, a kondensator sterujący (C2) płynnie zwiększa napięcie wraz ze wzrostem ładunku. Tyrystory znajdujące się w układzie scalonym otwierają się stopniowo z pewnym opóźnieniem. Triak otwiera się z przerwą równą opóźnieniu tyrystorów. Dla każdego kolejnego okresu napięcia następuje stopniowe zmniejszenie opóźnienia i narzędzie uruchamia się płynnie.

Czas ustawiania zależy od pojemności C2 (przy 47 mikronach czas rozpoczęcia wynosi 2 sekundy). To opóźnienie jest optymalne, chociaż można je zmienić poprzez zwiększenie pojemności C2. Po wyłączeniu szlifierki kątowej (szlifierki kątowej) kondensator C2 jest rozładowywany przez rezystor R1 (czas rozładowania wynosi w przybliżeniu 3 sekundy przy 68k).

Ten obwód regulacji prędkości silnika można ulepszyć, zastępując R1 rezystorem zmiennym. Gdy zmienia się wartość rezystancji rezystora zmiennego, zmienia się moc silnika elektrycznego. Rezystor R2 pełni funkcję kontrolowania wielkości prądu przepływającego przez wejście triaka VS1 (pożądane jest zapewnienie chłodzenia przez wentylator), którym jest sterowanie. Kondensatory C1 i C3 służą do ochrony i kontroli układu.

Triak jest wybierany z następującymi cechami: maksymalne napięcie stałe wynosi do 400–500 V, a minimalny prąd transmisji przez skrzyżowania musi wynosić co najmniej 25 A. Przy wytwarzaniu softstartu zgodnie z tym schematem rezerwa mocy może wynosić od 2 kW do 5 kW.

Dlatego w celu zwiększenia żywotności narzędzi i silników konieczne jest płynne uruchomienie. Wynika to z cech konstrukcyjnych silników elektrycznych asynchronicznych i kolektorowych. Podczas uruchamiania występuje szybki pobór prądu, przez co dochodzi do zużycia części elektrycznych i mechanicznych. Korzystanie z softstartu pozwala zabezpieczyć elektronarzędzie ze względu na zgodność z przepisami bezpieczeństwa. Podczas aktualizacji narzędzia można kupić gotowe modele, a także zamontować proste i niezawodne uniwersalne urządzenie, które nie tylko różni się, ale nawet przewyższa niektóre fabryczne softstarty.

Kategoria:

Budowa i naprawa