Η χρήση του chip KR1182PM1. Μαλακή εκκίνηση του ηλεκτροκινητήρα

Κινητά μαλακά μίζα

Η ταχεία εκκίνηση του ηλεκτροκινητήρα έχει εφαρμοστεί πρόσφατα όλο και πιο συχνά. Τα πεδία εφαρμογής του είναι ποικίλα και πολυάριθμα. Πρόκειται για τη βιομηχανία, τις ηλεκτρικές μεταφορές, τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και τη γεωργία. Η χρήση τέτοιων συσκευών μπορεί να μειώσει σημαντικά το φορτίο εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα και των ενεργοποιητών, επεκτείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής τους.

Ρεύματα διέγερσης

Τα ρεύματα εκκίνησης φτάνουν τα 7 ... 10 φορές υψηλότερα από ό, τι στον τρόπο λειτουργίας. Αυτό οδηγεί σε "καθίζηση" τάσης στο δίκτυο παροχής, η οποία επηρεάζει αρνητικά όχι μόνο το έργο άλλων καταναλωτών, αλλά και τον ίδιο τον κινητήρα. Ο χρόνος εκκίνησης καθυστερεί, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε υπερθέρμανση των περιελίξεων και σταδιακή καταστροφή της μόνωσης τους. Αυτό συμβάλλει στην πρόωρη βλάβη του κινητήρα.

Οι μαλακές μίζες μπορούν να μειώσουν σημαντικά το φορτίο εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα και του ηλεκτρικού δικτύου, το οποίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό στις αγροτικές περιοχές ή όταν ο κινητήρας τροφοδοτείται από αυτόνομο σταθμό παραγωγής ενέργειας.

Έχει υπερφορτώσεις ενεργοποιητή

Κατά την εκκίνηση του κινητήρα, η στιγμή στον άξονά του είναι πολύ ασταθής και υπερβαίνει την ονομαστική τιμή περισσότερο από πέντε φορές. Συνεπώς, τα φορτία εκκίνησης των ενεργοποιητών αυξάνονται επίσης σε σύγκριση με την εργασία σε σταθερή κατάσταση και μπορούν να φτάσουν έως και 500 τοις εκατό. Η αστάθεια της ροπής κατά την εκκίνηση οδηγεί σε φορτία κλονισμού στα δόντια των οδοντωτών τροχών, κόβοντας τους πείρους και μερικές φορές ακόμη και τη συστροφή των ατράκτων.

Οι μαλακοί εκκινητήρες του ηλεκτροκινητήρα μειώνουν σημαντικά τα φορτία εκκίνησης στον μηχανισμό: τα κενά μεταξύ των οδοντωτών τροχών επιλέγονται ομαλά, πράγμα που εμποδίζει τη διάσπασή τους. Στις ιμάντες κίνησης οι ιμάντες κίνησης τραβιούνται επίσης ομαλά, γεγονός που μειώνει τη φθορά των μηχανισμών.

Εκτός από μια μαλακή εκκίνηση, η λειτουργία των μηχανισμών έχει ευεργετική επίδραση στη λειτουργία ομαλής πέδησης. Εάν ο κινητήρας οδηγεί την αντλία, τότε η ομαλή πέδηση αποφεύγει το σφυρί με νερό όταν η συσκευή είναι απενεργοποιημένη.

Βιομηχανικοί μαλακοί εκκινητές

Μαλακές μίζες που παράγονται σήμερα από πολλές εταιρείες, όπως η Siemens, η Danfoss, η Schneider Electric. Τέτοιες συσκευές έχουν πολλές λειτουργίες προγραμματιζόμενες από το χρήστη. Αυτά είναι ο χρόνος επιτάχυνσης, ο χρόνος πέδησης, η προστασία υπερφόρτωσης και πολλές άλλες πρόσθετες λειτουργίες.

Με όλα τα πλεονεκτήματα, οι επώνυμες συσκευές έχουν ένα μειονέκτημα - μια αρκετά υψηλή τιμή. Ωστόσο, μπορείτε να δημιουργήσετε μόνοι σας μια παρόμοια συσκευή. Το κόστος του θα είναι μικρό.

Μαλακός εκκινητής στο τσιπ KR1182PM1

Στο το πρώτο μέρος του άρθρου μίλησε εξειδικευμένο τσιπ KR1182PM1που αντιπροσωπεύει ρυθμιστή ισχύος φάσης. Εξετάστηκαν τυπικά σχέδια για την ενσωμάτωσή του, συσκευές για την ομαλή εκκίνηση λαμπτήρων πυρακτώσεως και απλά ρυθμιστές ισχύος στο φορτίο. Βάσει αυτού του μικροκυκλώματος, είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένας αρκετά απλός τριφασικός μαλακός εκκινητής κινητήρα. Το διάγραμμα συσκευής φαίνεται στο σχήμα 1.

Σχήμα 1. Σχήμα του μαλακού μίζα.

Μια μαλακή εκκίνηση γίνεται με τη σταδιακή αύξηση της τάσης στις περιελίξεις του κινητήρα από μηδέν σε ονομαστική. Αυτό επιτυγχάνεται αυξάνοντας τη γωνία ανοίγματος των κλειδιών θυρίστορ σε μια εποχή που ονομάζεται ώρα έναρξης.

Περιγραφή κυκλώματος

Ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί έναν τριφασικό ηλεκτροκινητήρα 50 Hz, 380 V. Οι περιελίξεις του κινητήρα που συνδέονται με ένα "αστέρι" συνδέονται με τα κυκλώματα εξόδου που υποδεικνύονται στο διάγραμμα ως L1, L2, L3. Το μεσαίο σημείο του "άστρου" συνδέεται με το δίκτυο ουδέτερο (N).

Τα πλήκτρα εξόδου κατασκευάζονται σε θυρίστορ συνδεδεμένα αριστερόστροφα. Ο σχεδιασμός που χρησιμοποιήθηκε εισήγαγε τα θυροσκόπια τύπου 40TPS12. Με χαμηλό κόστος, έχουν αρκετά μεγάλο ρεύμα - έως και 35 Α, ενώ η αντίστροφη τάση τους είναι 1200 V. Εκτός από αυτά, υπάρχουν και πολλά άλλα στοιχεία στα πλήκτρα. Ο σκοπός τους είναι ως ακολούθως: Τα κυκλώματα απόσβεσης RC που συνδέονται παράλληλα με τα θυρίστορ εμποδίζουν την εσφαλμένη ενεργοποίηση του τελευταίου (R8C11, R9C12, R10C13 στο κύκλωμα) και οι παρεμβολές μεταγωγής με πλάτος που υπερβαίνει τα 500 V απορροφώνται με βαρίστορ RU1 ... RU3.

Ως κόμβοι ελέγχου για τα πλήκτρα εξόδου χρησιμοποιούνται τα τσιπ DA1 ... DA3 τύπου KR1182PM1. Αυτά τα μικροκυκλώματα εξετάστηκαν με αρκετή λεπτομέρεια το πρώτο μέρος του άρθρου. Οι πυκνωτές C5 ... C10 στο εσωτερικό του μικροκυκλώματος σχηματίζουν μια πριονωτή τάση, η οποία συγχρονίζεται από το δίκτυο. Τα σήματα ελέγχου θυρίστορ στο μικροκύκλωμα σχηματίζονται συγκρίνοντας την τάση πριονωτού δοντιού με την τάση μεταξύ των ακροδεκτών του μικροκυκλώματος 3 και 6.

Για την τροφοδοσία του ρελέ K1 ... K3, η συσκευή διαθέτει τροφοδοτικό, το οποίο αποτελείται από λίγα μόνο στοιχεία. Πρόκειται για μετασχηματιστή Τ1, γέφυρα ανορθωτή VD1, πυκνωτή εξομαλύνσεως C4. Στην έξοδο του ανορθωτή εγκαθίσταται ένας ενσωματωμένος σταθεροποιητής DA4 τύπου 7812, ο οποίος παρέχει τάση 12 V στην έξοδο και προστασία από βραχυκύκλωμα και υπερφόρτωση στην έξοδο.

Περιγραφή της λειτουργίας των κινητήρων μαλακής εκκίνησης

Η τάση δικτύου εφαρμόζεται στο κύκλωμα όταν κλείνει ο διακόπτης κυκλώματος Q1. Ωστόσο, ο κινητήρας δεν έχει ξεκινήσει ακόμα. Αυτό συμβαίνει επειδή οι περιελίξεις ρελέ K1 ... K3 εξακολουθούν να είναι απενεργοποιημένες και οι κανονικά κλειστές επαφές τους παρακάμπτουν τους πείρους 3 και 6 των κυκλωμάτων DA1 ... DA3 μέσω των αντιστάσεων R1 ... R3. Αυτή η κατάσταση δεν επιτρέπει στους φορτιστές C1 ... C3 να φορτιστούν, συνεπώς, οι παλμοί ελέγχου του μικροκυκλώματος δεν παράγουν.

Θέστε σε λειτουργία τη συσκευή

Όταν ο διακόπτης εναλλαγής SA1 είναι κλειστός, η τάση 12 V ενεργοποιεί το ρελέ K1 ... K3. Οι κανονικά κλειστές επαφές τους ανοίγουν, γεγονός που καθιστά δυνατή την φόρτιση των πυκνωτών C1 ... C3 από εσωτερικές γεννήτριες ρεύματος. Μαζί με την αύξηση της τάσης σε αυτούς τους πυκνωτές, η γωνία ανοίγματος των θυρίστορ αυξάνεται επίσης. Αυτό επιτυγχάνει ομαλή αύξηση της τάσης στις περιελίξεις του κινητήρα. Όταν οι πυκνωτές είναι πλήρως φορτισμένοι, η γωνία ενεργοποίησης των θυρίστορ θα φτάσει στη μέγιστη τιμή και η συχνότητα περιστροφής του ηλεκτροκινητήρα θα φτάσει στην ονομαστική τιμή.

Απενεργοποίηση κινητήρα, ομαλή πέδηση

Για να απενεργοποιήσετε τον κινητήρα, ανοίξτε το διακόπτη SA1. Αυτό θα σβήσει τον ηλεκτρονόμο K1 ... K3. Οι κανονικά κλειστές επαφές θα κλείσουν, πράγμα που θα οδηγήσει στην εκφόρτιση των πυκνωτών C1 ... C3 μέσω των αντιστάσεων R1 ... R3. Η εκφόρτιση των πυκνωτών θα διαρκέσει μερικά δευτερόλεπτα, οπότε ο κινητήρας θα σταματήσει.

Όταν ξεκινήσει ο κινητήρας, μπορούν να ρεύσουν σημαντικά ρεύματα στο ουδέτερο σύρμα. Αυτό συμβαίνει επειδή κατά τη διάρκεια της ομαλής επιτάχυνσης τα ρεύματα στις περιελίξεις του κινητήρα δεν είναι ημιτονοειδή, αλλά δεν πρέπει να φοβάσαι ιδιαίτερα αυτό: η διαδικασία εκκίνησης είναι αρκετά βραχύβια. Σε σταθερή κατάσταση, το ρεύμα αυτό θα είναι πολύ μικρότερο (όχι περισσότερο από δέκα τοις εκατό του ρεύματος φάσης στην ονομαστική λειτουργία), η οποία οφείλεται μόνο στην τεχνολογική εξάπλωση των παραμέτρων τυλίγματος και στην ανισορροπία φάσης. Είναι ήδη αδύνατο να απαλλαγούμε από αυτά τα φαινόμενα.

Μέρη και κατασκευή

Τα παρακάτω στοιχεία απαιτούνται για τη συναρμολόγηση της συσκευής:

Μετασχηματιστής με ισχύ που δεν υπερβαίνει τα 15 W, με τάση της καμπύλης εξόδου 15 ... 17 V.

Οποιοσδήποτε ηλεκτρονόμος με τάση 12 V πηνίο που έχει κανονικά κλειστή ή επαφή μεταγωγής, για παράδειγμα TRU-12VDC-SB-SL, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ρελέ K1 ... K3.

Πυκνωτές C11 ... C13 τύπου K73-17 για τάση λειτουργίας τουλάχιστον 600 V.

Η συσκευή κατασκευάζεται σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Η συναρμολογημένη συσκευή πρέπει να τοποθετείται σε πλαστική θήκη κατάλληλου μεγέθους, στην πρόσοψη της οποίας υπάρχει ένας διακόπτης SA1 και τα LED HL1 και HL2.

Σύνδεση κινητήρα

Η σύνδεση του διακόπτη Q1 και του κινητήρα πραγματοποιείται με σύρματα, η διατομή του οποίου αντιστοιχεί στην ισχύ του τελευταίου.Το ουδέτερο σύρμα είναι το ίδιο σύρμα με το σύρμα φάσης. Με τις ονομαστικές τιμές των εξαρτημάτων που αναφέρονται στο διάγραμμα, είναι δυνατή η σύνδεση κινητήρων με ισχύ μέχρι και 4 κιλοβάτ.

Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε έναν κινητήρα με ισχύ που δεν υπερβαίνει το ενάμισι κιλοβάτ και η συχνότητα εκκίνησης δεν θα υπερβαίνει τα 10 ... 15 ανά ώρα, τότε η ισχύς που διαχέεται στα κλειδιά θυρίστορ είναι ασήμαντη, επομένως τα θερμαντικά σώματα μπορούν να παραλειφθούν.

Αν υποτίθεται ότι θα χρησιμοποιηθεί πιο ισχυρός κινητήρας ή οι εκκινήσεις θα είναι πιο συχνές, θα χρειαστεί εγκατάσταση θυρίστορ σε θερμαντικά σώματα από ταινία αλουμινίου. Εάν το καλοριφέρ υποτίθεται ότι χρησιμοποιείται κοινό, τότε τα θυρίστορ θα πρέπει να απομονώνονται από αυτό χρησιμοποιώντας παρεμβύσματα μίκας. Για να βελτιώσετε τις συνθήκες ψύξης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την πάστα μεταφοράς θερμότητας KPT-8.

Ελέγξτε και ρυθμίστε τη συσκευή

Πριν από την ενεργοποίηση, πρώτα ελέγξτε την εγκατάσταση για συμμόρφωση με το διάγραμμα κυκλωμάτων. Αυτός είναι ένας βασικός κανόνας και είναι αδύνατο να αποκλίνει από αυτό. Μετά από όλα, παραμέληση αυτής της δοκιμής μπορεί να οδηγήσει σε ένα σωρό από πυρωμένα εξαρτήματα, και για πολύ καιρό αποθαρρύνει να κάνει "πειράματα με ηλεκτρισμό". Τα σφάλματα που εντοπίστηκαν θα πρέπει να εξαλειφθούν, διότι παρόλα αυτά το κύκλωμα αυτό τροφοδοτείται από το δίκτυο και τα ανέκδοτα είναι άσχημα με αυτό. Και ακόμη και μετά από αυτή τη δοκιμή, είναι πολύ νωρίς για να συνδεθεί ο κινητήρας.

Αρχικά, αντί για τον κινητήρα, συνδέστε τρεις πανομοιότυπους λαμπτήρες πυρακτώσεως με ισχύ 60 ... 100 watts. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, θα πρέπει να εξασφαλίζεται ότι οι λαμπτήρες "ανάβουν" ομοιόμορφα.

Η ανομοιομορφία του χρόνου ενεργοποίησης οφείλεται στην μεταβολή των χωρητικοτήτων των πυκνωτών C1 ... C3, οι οποίοι έχουν σημαντική ανοχή στην χωρητικότητα. Επομένως, είναι καλύτερο να τα επιλέξετε αμέσως χρησιμοποιώντας τη συσκευή πριν από την εγκατάσταση, τουλάχιστον με ακρίβεια έως και δέκα τοις εκατό.

Ο χρόνος απενεργοποίησης οφείλεται επίσης στην αντίσταση των αντιστάσεων R1 ... R3. Με τη βοήθειά τους, μπορείτε να ευθυγραμμίσετε την ώρα. Αυτές οι ρυθμίσεις θα πρέπει να γίνουν εάν η εξάπλωση του χρόνου ενεργοποίησης / απενεργοποίησης σε διαφορετικές φάσεις υπερβαίνει το 30 τοις εκατό.

Ο κινητήρας μπορεί να συνδεθεί μόνο αφού οι παραπάνω έλεγχοι έχουν περάσει κανονικά, για να μην το πούμε ακόμη τέλεια.

Τι άλλο μπορεί να προστεθεί στο σχέδιο

Έχει ήδη αναφερθεί ότι τέτοιες συσκευές παράγονται επί του παρόντος από διαφορετικές εταιρείες. Φυσικά, είναι αδύνατο να επαναλάβουμε όλες τις λειτουργίες των επώνυμων συσκευών σε ένα τέτοιο σπίτι, αλλά μπορεί κανείς να αντιγραφεί.

Πρόκειται για το λεγόμενο bypass. Ο σκοπός του είναι ως εξής: μετά την επίτευξη της ονομαστικής ταχύτητας του κινητήρα, ο επαφέας γεφυρώνει απλά τα κλειδιά του θυρίστορ με τις επαφές του. Το ρεύμα ρέει μέσω αυτών, παρακάμπτοντας τους θυρίστορς. Αυτό το σχέδιο συχνά ονομάζεται bypass (από την αγγλική παράκαμψη - bypass). Για μια τέτοια βελτίωση, πρόσθετα στοιχεία θα πρέπει να προστεθούν στη μονάδα ελέγχου.

Μπόρις Aladyshkin