„Pasidaryk pats“ minkšto paleidimo sistema elektros varikliui. Elektros schemos nemokamai. Sklandus komutatoriaus elektros variklio grandinės paleidimas. Sklandus variklio užvedimas

Elektriniai varikliai yra labiausiai paplitusios elektros mašinos pasaulyje. Be jų neapsieina nei viena pramonės įmonė, nei vienas technologinis procesas. Ventiliatorių, siurblių sukimasis, konvejerių juostų judėjimas, kranų judėjimas – tai nepilnas, bet jau reikšmingas variklių pagalba išspręstų užduočių sąrašas.

Tačiau visų be išimties elektros variklių darbe yra vienas niuansas: paleidimo momentu jie trumpam sunaudoja didelę srovę, vadinamą paleidimo srove.

Kai įtampa tiekiama statoriaus apvijai, rotoriaus sukimosi greitis yra lygus nuliui. Rotorius turi būti pajudintas ir sukamas iki vardinio greičio. Tam reikia žymiai daugiau energijos, nei reikia vardiniam darbo režimui.

Esant apkrovai, įsijungimo srovės yra didesnės nei tuščiąja eiga. Prie rotoriaus svorio pridedamas variklio varomo mechanizmo mechaninis atsparumas sukimuisi. Praktiškai jie stengiasi sumažinti šio veiksnio įtaką. Pavyzdžiui, galingiems ventiliatoriams oro kanalų sklendės automatiškai užsidaro paleidimo metu.

Šiuo metu iš tinklo teka paleidimo srovė, kad elektros variklis įjungtų vardinį darbo režimą, sunaudojama daug galios. Kuo galingesnis elektros variklis, tuo daugiau galios jam reikia įsibėgėti. Ne visi elektros tinklai toleruoja šį režimą be pasekmių.

Dėl maitinimo linijų perkrovos neišvengiamai sumažėja tinklo įtampa. Tai ne tik dar labiau apsunkina elektros variklių užvedimą, bet ir turi įtakos kitiems vartotojams.

O patys elektros varikliai paleidimo procesų metu patiria padidėjusias mechanines ir elektrines apkrovas. Mechaniniai yra susiję su sukimo momento padidėjimu ant veleno. Elektriniai, susiję su trumpalaikiu srovės padidėjimu, turi įtakos statoriaus ir rotoriaus apvijų izoliacijai, kontaktinėms jungtims ir paleidimo įrangai.

Įsiveržimo srovių mažinimo metodai

Mažos galios elektros varikliai su nebrangiais balastais gana gerai užsiveda ir nenaudojant jokių priemonių. Sumažinti jų paleidimo sroves ar keisti sukimosi greitį ekonomiškai netikslinga.

Tačiau kai įtaka tinklo veikimo režimui paleidimo metu yra reikšminga, reikia sumažinti įsiveržimo sroves. Tai pasiekiama per:

elektros variklių su apvyniotu rotoriumi taikymas;
naudojant grandinę apvijų perjungimui iš žvaigždės į trikampį;
minkštųjų starterių naudojimas;
dažnio keitiklių naudojimas.

Kiekvienam mechanizmui tinka vienas ar keli iš šių metodų.

Elektriniai varikliai su apvyniotu rotoriumi

Asinchroninių elektros variklių su apvyniotu rotoriumi naudojimas darbo vietose, kuriose yra sudėtingos darbo sąlygos, yra seniausia paleidimo srovių mažinimo forma. Be jų neįmanoma dirbti elektrifikuotų kranų, ekskavatorių, taip pat smulkintuvų, sietų, malūnų, kurie retai įsijungia, kai varomame mechanizme nėra produkto.

Pradinės srovės sumažinimas pasiekiamas palaipsniui pašalinant rezistorius iš rotoriaus grandinės. Iš pradžių, įjungus įtampą, prie rotoriaus prijungiama didžiausia galima varža. Laiko relei įsibėgėjant, vienas po kito jie įjungia kontaktorius, kurie apeina atskiras varžines dalis. Pagreičio pabaigoje papildoma varža, prijungta prie rotoriaus grandinės, yra lygi nuliui.

Kranų varikliuose nėra automatinio pakopų perjungimo su rezistoriais. Tai atsitinka krano operatoriaus, judančio valdymo svirtis, valia.

Statoriaus apvijos prijungimo schema perjungiama

Bet kurio trifazio elektros variklio brno (apvijos paleidimo paskirstymo bloke) yra 6 gnybtai nuo visu faziu apvijos. Taigi jie gali būti sujungti arba žvaigždute, arba trikampiu.

Dėl to pasiekiamas tam tikras asinchroninių elektros variklių naudojimo universalumas. Žvaigždinė jungties grandinė skirta aukštesniam įtampos lygiui (pavyzdžiui, 660 V), o trikampė – žemesniam įtampos lygiui (šiame pavyzdyje 380 V).

Tačiau esant vardinei maitinimo įtampai, atitinkančiai trikampio grandinę, galite naudoti žvaigždės grandinę, kad iš anksto pagreitintumėte elektros variklį. Šiuo atveju apvija veikia esant sumažintai maitinimo įtampai (380 V vietoj 660), o įsijungimo srovė sumažėja.

Norėdami valdyti perjungimo procesą, jums reikės papildomo laido elektros variklyje, nes naudojami visi 6 apvijų gnybtai. Jų veikimui valdyti sumontuoti papildomi starteriai ir laiko relės.

Dažnio keitikliai

Pirmieji du metodai negali būti taikomi visur. Tačiau vėlesni, kurie tapo prieinami palyginti neseniai, leidžia sklandžiai paleisti bet kurį asinchroninį elektros variklį.

Dažnio keitiklis yra sudėtingas puslaidininkinis įtaisas, jungiantis galios elektroniką ir mikroprocesorinės technologijos elementus. Maitinimo dalis išlygina ir išlygina tinklo įtampą, paversdama ją pastovia įtampa. Šios įtampos išėjimo dalis sudaro sinusoidinę, kurios dažnis kintamas nuo nulio iki vardinės vertės - 50 Hz.

Dėl to sutaupoma energijos: sukami agregatai neveikia per dideliu našumu, būdami griežtai reikalaujamu režimu. Be to, technologinis procesas turi galimybę tiksliai sureguliuoti.

Bet kas yra svarbu nagrinėjamos problemos spektre: dažnio keitikliai leidžia sklandžiai užvesti elektros variklį be smūgių ir trūkčiojimų. Paleidimo srovės visai nėra.

Minkšti starteriai

Minkštas elektros variklio paleidiklis yra tas pats dažnio keitiklis, tačiau jo funkcionalumas yra ribotas. Jis veikia tik tada, kai elektros variklis įsibėgėja, sklandžiai keisdamas savo sukimosi greitį nuo minimalios nurodytos vertės iki vardinio.

Kad būtų išvengta nenaudingo prietaiso veikimo pasibaigus elektros variklio pagreitėjimui, šalia yra sumontuotas apėjimo kontaktorius. Jis prijungia elektros variklį tiesiai prie tinklo po to, kai paleidžiamas.

Atliekant įrangos atnaujinimą, tai yra paprasčiausias būdas. Dažnai tai gali būti įgyvendinta savo rankomis, nedalyvaujant aukštos kvalifikacijos specialistams. Įrenginys sumontuotas vietoje magnetinio starterio, kuris valdo elektros variklio paleidimą. Gali prireikti pakeisti kabelį ekranuotu. Tada elektros variklio parametrai įvedami į įrenginio atmintį ir jis paruoštas darbui.

Tačiau ne visi gali patys susitvarkyti su visaverčiais dažnio keitikliais. Todėl jų naudojimas atskirose kopijose dažniausiai yra beprasmis. Dažnio keitiklių montavimas pateisinamas tik atliekant generalinį įmonės elektros įrangos modernizavimą.

Sklandžiai paleisti asinchroninį variklį visada yra sudėtinga užduotis, nes asinchroniniam varikliui užvesti reikia daug srovės ir sukimo momento, todėl gali išdegti variklio apvija. Inžinieriai nuolat siūlo ir diegia įdomius techninius sprendimus šiai problemai įveikti, pavyzdžiui, naudojant perjungimo grandinę, autotransformatorių ir pan.

Šiuo metu panašūs metodai naudojami įvairiuose pramoniniuose įrenginiuose nepertraukiamam elektros variklių darbui.

Iš fizikos žinomas asinchroninio elektros variklio veikimo principas, kurio visa esmė – panaudoti skirtumą tarp statoriaus ir rotoriaus magnetinių laukų sukimosi dažnių. Rotoriaus magnetinis laukas, bandantis pasivyti statoriaus magnetinį lauką, prisideda prie didelės paleidimo srovės sužadinimo. Variklis dirba visu greičiu, o sukimo momento vertė taip pat didėja kartu su srove. Dėl to dėl perkaitimo gali būti pažeista įrenginio apvija.

Taigi tampa būtina įdiegti minkštą starterį. Minkštieji trifazių asinchroninių variklių paleidikliai leidžia apsaugoti įrenginius nuo pradinės didelės srovės ir sukimo momento, atsirandančio dėl slydimo efekto dirbant su indukciniu varikliu.

Grandinės su minkštuoju starteriu (SPD) naudojimo pranašumai:

paleidimo srovės sumažinimas;
energijos sąnaudų mažinimas;
efektyvumo didinimas;
santykinai maža kaina;
pasiekti maksimalų greitį nepažeidžiant įrenginio.

Kaip sklandžiai užvesti variklį?

Yra penki pagrindiniai minkšto paleidimo būdai.

Didelis sukimo momentas gali būti sukurtas pridedant išorinį pasipriešinimą prie rotoriaus grandinės, kaip parodyta paveikslėlyje.

Į grandinę įtraukę automatinį transformatorių, sumažindami pradinę įtampą, galite išlaikyti paleidimo srovę ir sukimo momentą. Žiūrėkite paveikslėlį žemiau.

Tiesioginis paleidimas yra paprasčiausias ir pigiausias būdas, nes indukcinis variklis yra tiesiogiai prijungtas prie maitinimo šaltinio.
Jungtys naudojant specialią apvijų konfigūraciją - metodas taikomas varikliams, skirtiems veikti normaliomis sąlygomis.

SCP naudojimas yra pažangiausias iš visų išvardytų metodų. Čia puslaidininkiniai įtaisai, tokie kaip tiristoriai ar SCR, valdantys asinchroninio variklio greitį, sėkmingai pakeičia mechaninius komponentus.

Komutatoriaus variklio greičio reguliatorius

Dauguma buitinių prietaisų ir elektrinių įrankių yra pagrįsti 220 V varikliu. Šis poreikis paaiškinamas jo universalumu. Įrenginiai gali būti maitinami iš nuolatinės arba kintamosios įtampos. Grandinės pranašumas yra dėl efektyvaus paleidimo momento.

Norint pasiekti sklandesnį startą ir turėti galimybę reguliuoti sukimosi greitį, naudojami greičio reguliatoriai.

Pavyzdžiui, tokiu būdu galite užvesti elektros variklį savo rankomis.

Minkštas paleidimas plačiai naudojamas saugiam elektros variklių paleidimui. Užvedus variklį vardinė srovė (In) viršijama 7 kartus. Dėl šio proceso sutrumpėja variklio, būtent statoriaus apvijų, veikimo laikas ir didelė apkrova guoliai. Būtent dėl šios priežasties rekomenduojama savo rankomis atlikti švelnų elektrinio įrankio paleidimą, jei jo nėra.

Bendra informacija

Elektros variklio statorius yra induktyvumo ritė, todėl yra varžos su aktyviu ir reaktyviu komponentu.

Kai radijo elementais teka elektros srovė turint pasipriešinimą su aktyviuoju komponentu, nuostoliai atsiranda dėl dalies galios pavertimo šilumine energija. Pavyzdžiui, elektros variklio rezistorius ir statoriaus apvijos turi varžą su aktyviu komponentu. Apskaičiuoti aktyviąją varžą nėra sunku, nes srovės (I) ir įtampos (U) fazės sutampa. Naudodami Omo dėsnį grandinės atkarpai, galite apskaičiuoti aktyviąją varžą: R = U/I. Tai priklauso nuo medžiagos, skerspjūvio ploto, ilgio ir jo temperatūros.

Jei srovė praeina per reaktyvųjį elementą (su talpinėmis ir indukcinėmis charakteristikomis), tada šiuo atveju atsiranda reaktyvusis R Induktorius, kuris praktiškai neturi aktyvios varžos (skaičiuojant neatsižvelgiama į jo apvijų R ). Šio tipo R susidaro dėl savaiminės indukcijos elektrovaros jėgos (EMF), kuri yra tiesiogiai proporcinga induktyvumui ir dažniui I, einančiam per jos posūkius: Xl = wL, kur w yra kintamosios srovės kampinis dažnis (w). = 2*Pi*f, o f – tinklo srovės dažnis) ir L – induktyvumas (L = n * n / Rm, n – posūkių skaičius ir Rm – magnetinė varža).

Įjungus elektros variklį, paleidimo srovė yra 7 kartus didesnė už vardinę srovę (įrankio veikimo metu sunaudojama srovė) ir įkaista statoriaus apvijos. Jei statoriaus ritė yra sena, gali įvykti trumpasis jungimas, dėl kurio elektrinis įrankis suges. Norėdami tai padaryti, turite naudoti minkštą elektrinio įrankio paleidiklį.

Vienas iš įsijungimo srovės (Ip) mažinimo būdų yra apvijų perjungimas. Norint jį įgyvendinti, reikalingos 2 tipų relės (laikas ir apkrova) ir trys kontaktoriai.

Paleisti elektros variklį su apvijomis, sujungtomis žvaigždutėmis, galima tik tuo pačiu metu neuždarius 2 kontaktorius. Po tam tikro laiko intervalo, kurį nustato laiko relė, išjungiamas vienas iš kontaktorių ir įjungiamas kitas, anksčiau nenaudotas. Dėl šio apvijų įjungimo keitimo įjungimo srovė mažėja. Šis metodas turi reikšmingą trūkumą, nes vienu metu uždarius du kontaktorius, atsiranda trumpojo jungimo srovė. Tačiau naudojant šį metodą, apvijos toliau įkaista.

Kitas būdas sumažinti paleidimo srovę yra valdyti elektros variklio užvedimo dažnį. Šio metodo principas yra maitinimo U dažnio keitimas. Pagrindinis šio tipo minkštųjų starterių elementas yra dažnio keitiklis, susidedantis iš šių elementų:

Lygintuvas.
Tarpinė grandinė.
Inverteris.
Elektroninė valdymo grandinė.

Lygintuvas pagamintas iš galingų diodų arba tiristorių, veikiantis kaip tinklo maitinimo keitiklis U į nuolatinę pulsuojančią srovę. Tarpinė grandinė išlygina pulsuojančią nuolatinę srovę lygintuvo išėjime, kuri surenkama ant didelių kondensatorių. Inverteris yra būtinas norint tiesiogiai konvertuoti signalą tarpinės grandinės išėjime į kintamo komponento amplitudės ir dažnio signalą. Norint generuoti signalus, reikalingus lygintuvui arba keitikliui valdyti, reikalinga elektroninė valdymo grandinė.

Veikimo principas

Komutatoriaus tipo elektros variklio paleidimo metu pastebimas trumpalaikis srovės suvartojimo padidėjimas, dėl kurio elektrinis įrankis sugenda anksčiau laiko ir jį reikia siųsti remontuoti. Elektrinės dalys susidėvi (srovė viršija 7 kartus) ir mechaninės dalys (staigus startas). Norint organizuoti „minkštą“ paleidimą, reikia naudoti minkštojo paleidimo įrenginius (toliau – minkštieji paleidikliai). Šie įrenginiai turi atitikti pagrindinius reikalavimus:

Plačiausiai naudojami triaciniai minkštieji starteriai, kurių veikimo principas – sklandus U reguliavimas, reguliuojant triakų sandūros atidarymo kampą. Triac turi būti prijungtas tiesiai prie variklio apvijų ir tai leidžia sumažinti paleidimo srovę nuo 2 iki 5 kartų (priklausomai nuo triac ir valdymo grandinės). Pagrindiniai triac minkštųjų starterių trūkumai yra šie:

Sudėtingos schemos.
Apvijų perkaitimas ilgo paleidimo metu.
Variklio užvedimo problemos (sukelia didelį statoriaus apvijų įkaitimą).

Naudojant galingus variklius, grandinės tampa sudėtingesnės, tačiau esant mažoms apkrovoms ir tuščiosios eigos greičiui, galima naudoti paprastas grandines.

Plačiai paplito minkštieji starteriai su reguliatoriais be grįžtamojo ryšio (1 arba 3 fazės). Šio tipo modeliuose galima iš anksto nustatyti paleidimo laiką ir U reikšmę prieš užvedant variklį. Tačiau šiuo atveju neįmanoma reguliuoti sukimo momento dydžio esant apkrovai. Su šiuo modeliu naudojamas specialus įtaisas, skirtas sumažinti paleidimo srovę, apsaugoti nuo fazių praradimo ir disbalanso, taip pat nuo perkrovų. Gamykliniai modeliai turi elektros variklio būklės stebėjimo funkciją.

Paprasčiausios vienfazės valdymo grandinės yra vykdomos vienu triaku ir naudojamos prietaisams, kurių galia iki 12 kW. Yra sudėtingesnių grandinių, leidžiančių reguliuoti iki 260 kW galios variklio galios parametrus. Renkantis gamyklinį minkštąjį starterį, būtina atsižvelgti į šiuos parametrus: galią, galimus darbo režimus, leistinų srovių lygybę ir paleidimų skaičių per tam tikrą laikotarpį.

Naudojimas kampiniu šlifuokliu

Paleidus kampinį šlifuoklį (kampinį šlifuoklį), įrankio detalėms atsiranda didelės dinaminės apkrovos.

Brangiuose modeliuose yra minkštas starteris, bet ne įprastos veislės, pavyzdžiui, „Interskol“ įmonės kampiniai šlifuokliai. Inercinis trūkčiojimas gali išplėšti kampinį šlifuoklį iš rankų, o tai kelia grėsmę gyvybei ir sveikatai. Be to, paleidžiant įrankio elektros variklį, atsiranda viršsrovė ir dėl to susidėvi šepečiai ir smarkiai įkaista statoriaus apvijos, susidėvi pavarų dėžė ir galimas pjovimo disko sunaikinimas, kuris gali įtrūkti bet kada ir pakenkti sveikatai, o gal net gyvybei. Įrankis turi būti pritvirtintas ir tam turėtumėte sklandžiai pradėti savo rankomis.

Naminiai variantai

Yra daug schemų, kaip modernizuoti elektrinius įrankius naudojant minkštuosius paleidiklius. Tarp visų veislių plačiai naudojami įrenginiai, kurių pagrindą sudaro triacai. Triac yra puslaidininkinis elementas, leidžiantis sklandžiai reguliuoti galios parametrus. Yra paprastų ir sudėtingų grandinių, kurios skiriasi dizaino galimybėmis, taip pat palaikoma prijungto elektrinio įrankio galia. Konstrukcijoje yra vidinių, leidžiančių jas statyti korpuso viduje, ir išorinius, pagamintus atskiro modulio pavidalu, kuris veikia kaip greičio ribotuvas ir įjungimo srovės ribotuvas, skirtas tiesioginiam kampinio šlifuoklio paleidimui.

Paprasčiausia schema

Minkštas starteris su greičio reguliavimu ant tiristoriaus KU 202 yra plačiai naudojamas dėl labai paprastos konstrukcijos (1 diagrama). Jo prijungimas nereikalauja jokių specialių įgūdžių. Jai skirtus radijo elementus labai lengva gauti. Šį reguliatoriaus modelį sudaro vietinio gamintojo diodinis tiltelis, kintamasis rezistorius (veikia kaip U reguliatorius) ir tiristoriaus derinimo grandinė (tiekiama U į valdymo išėjimą, kurio vardinė vertė yra 6,3 volto).

1 schema. Vidaus bloko su greičio valdymu ir švelniu paleidimu elektros schema (elektros grandinės schema)

Dėl dydžio ir dalių skaičiaus šio tipo reguliatorius gali būti įmontuotas į elektrinio įrankio korpusą. Be to, reikėtų nuimti kintamo rezistoriaus rankenėlę, o patį greičio reguliatorių galima modifikuoti integruojant mygtuką priešais diodinį tiltelį.

Pagrindinis veikimo principas – reguliuoti įrankio elektros variklio greitį ribojant galią rankiniu režimu. Ši grandinė leidžia naudoti elektrinius įrankius, kurių galia iki 1,5 kW. Norint padidinti šį rodiklį, reikia pakeisti tiristorių galingesniu (informacijos apie tai galima rasti internete arba žinynuose). Be to, reikia atsižvelgti į tai, kad tiristoriaus valdymo grandinė skirsis nuo pradinės. KU 202 yra puikus tiristorius, tačiau reikšmingas trūkumas yra jo konfigūracija (valdymo grandinės dalių pasirinkimas). Norint įgyvendinti minkštą paleidimą automatiniu režimu, naudojama 2 schema (minkštas paleidiklis ant mikroschemos).

Minkštas paleidimas ant lusto

Geriausias minkštojo starterio gamybos variantas yra minkšto paleidimo grandinė su vienu triaku ir mikroschema, kuri kontroliuoja sklandų p-n tipo sankryžos atidarymą. Įrenginys maitinamas iš 220 V tinklo, jį lengva surinkti patiems. Labai paprasta ir universali elektros variklio minkšto užvedimo grandinė taip pat leidžia reguliuoti greitį (2 diagrama). Remiantis puslaidininkinio tipo radioelementų žinynu, triacą galima pakeisti tuo pačiu arba charakteristikomis, viršijančiomis originalias.

2 schema. Elektrinio įrankio švelnaus paleidimo schema

Įrenginys sukurtas KR118PM1 mikroschemos ir triac pagrindu. Dėl prietaiso universalumo jis gali būti naudojamas bet kokiam įrankiui. Jai nereikia konfigūracijos ir jis yra prijungtas prie maitinimo kabelio.

Užvedus elektros variklį U tiekiamas į KR118PM1 ir kondensatoriaus C2 įkrova palaipsniui didėja. Tiristorius atsidaro palaipsniui su vėlavimu, priklausomai nuo valdymo kondensatoriaus C2 talpos. Kai talpa C2 = 47 μF, paleidimas vėluoja apie 2 sekundes. Tai priklauso tiesiogiai proporcingai kondensatoriaus talpai (esant didesnei talpai, paleidimo laikas pailgėja). Išjungus kampinį šlifuoklį, kondensatorius C2 iškraunamas naudojant rezistorių R2, kurio varža 68 k, o iškrovimo laikas apie 4 sekundes.

Norėdami reguliuoti greitį, turite pakeisti R1 kintamu rezistoriumi. Keičiant kintamo rezistoriaus parametrą, keičiasi elektros variklio galia. R2 keičia srovės, tekančios per triakę, kiekį. Triacą reikia aušinti, todėl į modulio korpusą galima įmontuoti ventiliatorių.

Pagrindinė kondensatorių C1 ir C3 funkcija yra apsaugoti ir valdyti lustą. Triakas turi būti parinktas pagal šias charakteristikas: tiesioginė U turi būti 400..500 V, o nuolatinė srovė turi būti ne mažesnė kaip 25 A. Su tokiais radijo elementų vardais galima prijungti įrankį, kurio galia nuo 2 kW. iki 5 kW į minkštąjį starterį.

Taigi, norint užvesti įvairių įrankių elektrinius variklius, būtina naudoti gamyklinius arba namuose pagamintus minkštuosius paleidiklius. Minkštieji starteriai naudojami siekiant padidinti įrankio tarnavimo laiką. Užvedus variklį srovės suvartojimas smarkiai padidėja 7 kartus. Dėl to gali perdegti statoriaus apvijos ir susidėvėti mechaninė dalis. Minkštieji starteriai gali žymiai sumažinti paleidimo srovę. Patys gamindami minkštąjį starterį, dirbdami su elektra turite laikytis saugos taisyklių.

Kartais pasitaikantys rankinių elektrinių įrankių – šlifuoklių, elektrinių grąžtų ir siaurapjūklių – gedimai dažnai siejami su jų didele paleidimo srove ir didelėmis dinaminėmis pavarų dėžės dalių apkrovomis, atsirandančiomis staigiai užvedus variklį.
Komutatoriaus elektros variklio minkštojo paleidimo įtaisas, aprašytas, yra sudėtingos konstrukcijos, jame yra keli tikslūs rezistoriai ir reikalauja kruopštaus nustatymo. Naudojant KR1182PM1 fazės reguliatoriaus mikroschemą, buvo galima pagaminti daug paprastesnį panašios paskirties įrenginį, kurio nereikia nustatyti. Prie jo be jokių pakeitimų galite prijungti bet kokį rankinį elektrinį įrankį, maitinamą vienfaziu 220 V, 50 Hz tinklu. Variklis užvedamas ir sustabdomas elektrinio įrankio jungikliu, o jį išjungus įrenginys nevartoja srovės ir gali likti prijungtas prie tinklo neribotą laiką.

Siūlomo įrenginio schema parodyta paveikslėlyje. XP1 kištukas įkišamas į maitinimo lizdą, o elektrinio įrankio maitinimo kištukas įkišamas į XS1 lizdą. Galite įdiegti ir lygiagrečiai prijungti keletą įrankių, kurie veikia pakaitomis, lizdus.
Kai elektrinio įrankio variklio grandinė uždaroma savo jungikliu, įtampa tiekiama į fazės reguliatorių DA1. Kondensatorius C2 pradeda krautis, o jo įtampa palaipsniui didėja. Dėl to vėlavimas įjungti reguliatoriaus vidinius tiristorius, o kartu ir VSI triacą, kiekvieną paskesnį tinklo įtampos pusės ciklą mažėja, o tai lemia sklandų varikliu tekančios srovės padidėjimą ir, dėl to padidėja jo greitis. Esant diagramoje nurodytai kondensatoriaus C2 talpai, elektros variklio pagreitis iki maksimalaus greičio užtrunka 2...2,5 s, o tai praktiškai nesukelia veikimo vėlavimo, tačiau visiškai pašalina šiluminius ir dinaminius smūgius įrankio mechanizme.
Išjungus variklį, kondensatorius C2 iškraunamas per rezistorių R1. ir po 2...3 sek. viskas paruošta pradėti iš naujo. Pakeitus pastovų rezistorių R1 kintamu, galite sklandžiai reguliuoti apkrovai tiekiamą galią. Jis mažėja mažėjant pasipriešinimui.
Rezistorius R2 riboja triako valdymo elektrodo srovę, o kondensatoriai C1 ir SZ yra tipinės fazės reguliatoriaus DA1 įjungimo grandinės elementai.
Visi rezistoriai ir kondensatoriai yra lituojami tiesiai prie DA1 lusto gnybtų. Kartu su jais jis dedamas į aliuminio korpusą iš fluorescencinės lempos starterio ir užpildomas epoksidiniu mišiniu. Išvedami tik du laidai, prijungti prie triacinių gnybtų. Prieš pilant, apatinėje korpuso dalyje buvo išgręžta skylė, į kurią įsmeigtas M3 varžtas su išoriniu sriegiu. Šiuo varžtu agregatas tvirtinamas prie VS1 triac šilumos kriauklės, kurios plotas yra 100 cm." Ši konstrukcija pasirodė esanti gana patikima, kai naudojama didelės drėgmės ir dulkių sąlygomis.
Prietaisui nereikia jokios sąrankos. Bet koks triacas gali būti naudojamas esant ne žemesnei kaip 4 įtampos klasei (t. y. esant ne mažesnei nei 400 V maksimaliai darbinei įtampai) ir maksimaliai 25-50 A srovei. Dėl sklandaus variklio užvedimo, užvedimas srovė neviršija vardinės. Rezervas reikalingas tik tuo atveju, jei įrankis užstringa.
Prietaisas buvo išbandytas su elektriniais įrankiais iki 2,2 nkW. Kadangi reguliatorius DA1 užtikrina srovės tekėjimą triac VS1 valdymo elektrodo grandinėje per visą aktyviąją pusciklo dalį, minimalios apkrovos galios apribojimas nėra. Prie pagaminto prietaiso autorius net prijungė Charkovo elektrinį skustuvą.

K. Morozas, Nadimas, Jamalo-Nencų autonominis rajonas

LITERATŪRA
1. Biriukovas S. Komutatorių elektros variklių automatinis minkštas paleidimas - Radijas 1997, N* 8. 40 42 p
2. Nemich A. Mikroschema KR1182PM1 - fazės galios reguliatorius - Radijas 1999, N "7, p. 44-46.

Asinchroniniai elektros varikliai, be akivaizdžių pranašumų, turi du reikšmingus trūkumus – didelę paleidimo srovę (iki septynių kartų didesnę už vardinę srovę) ir trūkčiojimą paleidimo metu. Šie trūkumai neigiamai veikia elektros tinklų būklę, reikalauja naudoti atitinkamą laiko ir srovės charakteristiką turinčius automatinius jungiklius, sukuria kritines dinamines įrangos apkrovas.

Visiems žinomas galingo asinchroninio variklio užvedimo efektas: „nukrenta įtampa ir viskas aplink elektros variklį dreba. Todėl, siekiant sumažinti neigiamą poveikį, buvo sukurti metodai ir schemos, kaip sušvelninti trūkčiojimą ir padaryti asinchroninio variklio su voverės narvelio rotoriumi paleidimą sklandžiau.

Asinchroninių variklių sklandaus užvedimo metodai

Be neigiamo poveikio maitinimo grandinei ir aplinkai, elektros variklio užvedimo impulsas kenkia ir jo statoriaus apvijoms, nes apvijose veikia padidintos jėgos momentas paleidimo metu. Tai yra, rotoriaus trūkčiojanti jėga daro didelį spaudimą apvijų laidams, taip pagreitindama jų izoliacijos susidėvėjimą, kurios gedimas vadinamas trumpuoju jungimu.

Asinchroninio elektros variklio veikimo principo iliustracija

Kadangi struktūriškai neįmanoma sumažinti paleidimo srovės, buvo išrasti metodai, grandinės ir prietaisai, kurie suteikia sklandi pradžia asinchroninis variklis. Daugeliu atvejų pramonės šakose su galingomis elektros linijomis ir kasdieniame gyvenime ši parinktis nėra privaloma - nes įtampos svyravimai ir paleidimo vibracijos neturi didelės įtakos gamybos procesui.

Srovės pokyčių grafikai tiesioginio paleidimo metu ir naudojant minkštuosius paleidiklius

Tačiau yra technologijų, kurioms reikia stabilių, standartinių parametrų neviršijančių tiek maitinimo, tiek dinaminių apkrovų. Pavyzdžiui, tai gali būti tiksli įranga, veikianti tame pačiame tinkle su įtampai jautriais elektros vartotojais. Šiuo atveju, siekiant laikytis minkšto elektros variklio užvedimo technologinių standartų, naudojami įvairūs metodai:

Žvaigždė-trikampis perjungimas;
Pradėti naudoti autotransformatorių;
asinchroninių variklių minkštojo paleidimo įtaisai (USM).

Žemiau esančiame vaizdo įraše pateikiamos pagrindinės problemos, kylančios paleidžiant elektros variklį, taip pat aprašomi įvairių minkštųjų paleidiklių, skirtų asinchroniniams elektros varikliams su voverės narveliais, privalumai ir trūkumai.

Kitu būdu UPP taip pat vadinami minkštaisiais starteriais, iš anglų kalbos „soft“ - minkšti. Žemiau trumpai apibūdinsime plačiai naudojamų minkštųjų starterių tipus ir galimybes. Taip pat galite susipažinti su papildomomis minkštųjų starterių medžiagomis

Pramoniniai minkštieji starteriai įvairaus galingumo elektros varikliams

Įvadas į švelnaus paleidimo principą

Norėdami sklandžiai kuo efektyviau ir minimaliomis sąnaudomis užvesti asinchroninį elektros variklį, įsigydami jau paruoštus minkštuosius paleidiklius, pirmiausia turite susipažinti su tokių įrenginių ir grandinių veikimo principu. Fizinių parametrų sąveikos supratimas leis optimaliai pasirinkti minkštąjį starterį.

Naudojant minkštuosius paleidiklius, paleidimo srovę galima sumažinti iki trijų kartų didesnės už vardinę vertę (vietoj septynių kartų perkrovos)

Kad asinchroninis elektros variklis veiktų sklandžiai, tai būtina sumažinti paleidimo srovę, kas teigiamai paveiks tiek elektros tinklo apkrovą, tiek variklio apvijų ir pavaros mechanizmų dinamines perkrovas. Jie sumažina paleidimo srovę sumažindami elektros variklio maitinimo įtampą. Visuose trijuose aukščiau pasiūlytuose metoduose naudojama sumažinta paleidimo įtampa. Pavyzdžiui, naudodamas autotransformatorių, vartotojas savarankiškai sumažina įtampą paleidimo metu, sukdamas slankiklį.

Sumažinus įtampą paleidimo metu, galite pasiekti sklandų elektros variklio paleidimą

Naudojant žvaigždės ir trikampio perjungimą, keičiasi variklio apvijų linijos įtampa. Perjungimas atliekamas naudojant kontaktorius ir laiko relę, skirtą elektros variklio paleidimo laikui. Išsamų asinchroninio elektros variklio minkšto paleidimo aprašymą su pagalba rasite šiame šaltinyje nurodytoje nuorodoje.

Žvaigždė-trikampio perjungimo grandinė naudojant kontaktorius ir laiko reles

Minkšto paleidimo teorija

Norint suprasti švelnaus paleidimo principą, būtina suprasti energijos tvermės dėsnį, reikalingą sukti elektros variklio rotoriaus veleną. Supaprastintai pagreičio energiją galime laikyti proporcinga galiai ir laikui, E = P*t, kur P yra galia, lygi srovei, padaugintai iš įtampos (P = U*I). Atitinkamai E = U*I *t. Kadangi norint sumažinti paleidimo momentą ir sumažinti tinklo apkrovą, reikia sumažinti paleidimo srovę I, tai išlaikant sunaudotos energijos lygį, reikia padidinti pagreičio laiką.

Padidinti pagreičio laiką mažinant paleidimo srovę galima tik esant nedidelei veleno apkrovai. Tai yra pagrindinis visų UPP trūkumas

Todėl įrangai su sudėtingomis paleidimo sąlygomis (didelė veleno apkrova paleidimo metu) naudojami specialūs elektros varikliai su apvyniotu rotoriumi. Galite sužinoti apie šių variklių savybes atitinkamame šio šaltinio skyriuje, spustelėję nuorodą.

Variklis su faziniu rotoriumi, reikalingas didelės apkrovos įrangai

Taip pat būtina atsižvelgti į tai, kad švelnaus paleidimo metu padidėja paleidimo įrenginio apvijų ir elektroninių maitinimo jungiklių kaitinimas. Puslaidininkiniams jungikliams aušinti būtina naudoti masyvius radiatorius, kurie padidina įrenginio kainą. Todėl trumpalaikiam variklio pagreitinimui, toliau apeinant jungiklius su tiesiogine tinklo įtampa, tikslinga naudoti minkštąjį starterį. Panašus režimas ( apėjimo perjungimas) elektroninį minkšto paleidimo įrenginį, skirtą asinchroniniams varikliams, daro kompaktiškesnį ir pigesnį, tačiau riboja paleidimų skaičių tam tikru intervalu dėl reikalingo raktų aušinimo laiko.

Manevravimo galios puslaidininkinių jungiklių blokinė schema (aplenkimas)

Pagrindiniai minkštojo starterio parametrai ir charakteristikos

Žemiau tekste bus pateiktos minkšto paleidimo įrenginių, skirtų studijoms ir savarankiškai gaminti, schemos. Tiems, kurie nėra pasiruošę savo rankomis švelniai užvesti asinchroninį elektros variklį, pasikliaudami gatavu gaminiu, bus naudinga informacija apie esamus minkštųjų paleidiklių tipus.

Modulinės konstrukcijos analoginio ir skaitmeninio minkštojo starterio pavyzdys (montuojamas ant DIN bėgelio)

Vienas pagrindinių parametrų renkantis minkštąjį starterį – aptarnaujamo elektros variklio galia, išreikšta kilovatais. Ne mažiau svarbus yra įsibėgėjimo laikas ir galimybė koreguoti starto intervalą. Visi esami minkštieji starteriai turi šias charakteristikas. Pažangesni minkštieji paleidikliai yra universalūs ir leidžia konfigūruoti įvairių reikšmių švelnaus paleidimo parametrus, atsižvelgiant į variklio charakteristikas ir proceso reikalavimus.

Universalaus minkštojo starterio pavyzdys

Priklausomai nuo minkštojo paleidimo tipo, juose gali būti įvairių parinkčių, kurios padidina įrenginio funkcionalumą ir leidžia valdyti elektros variklio darbą. Pavyzdžiui, kai kurių minkštųjų starterių pagalba galima ne tik sklandžiai užvesti elektros variklį, bet ir jį stabdyti. Pažangesni minkštieji starteriai atlieka variklio apsauga nuo perkrovų, taip pat leidžia reguliuoti rotoriaus sukimo momentą paleidimo, sustabdymo ir veikimo metu.

To paties gamintojo skirtingų minkštųjų starterių techninių charakteristikų skirtumų pavyzdys

Minkštųjų starterių tipai

Pagal prijungimo būdą minkštieji starteriai skirstomi į tris tipus:

„Pasidaryk pats“ SCP

Norint savarankiškai gaminti minkštąjį starterį, asinchroninio variklio „pasidaryk pats“ minkšto paleidimo grandinė priklausys nuo meistro galimybių ir įgūdžių. Nepriklausomas paleidimo perkrovų mažinimas naudojant autotransformatorių yra prieinamas beveik bet kuriam vartotojui be specialių žinių, tačiau šis metodas yra nepatogus, nes reikia rankiniu būdu reguliuoti elektros variklio paleidimą. Parduodant galite rasti nebrangių minkšto paleidimo įrenginių, kuriuos turėsite patys prijungti prie elektrinio įrankio, neturėdami gilių radijo inžinerijos žinių. Darbo prieš ir po minkštojo starterio, taip pat jo prijungimo pavyzdys parodytas toliau pateiktame vaizdo įraše:

Amatininkams, turintiems bendrųjų elektros inžinerijos žinių ir praktinių elektros instaliacijos įgūdžių, žvaigždžių trikampio perjungimo grandinė tinka sklandžiai pradėti savo rankomis. Šios schemos, nepaisant jų senyvo amžiaus, yra plačiai paplitusios ir dėl savo paprastumo ir patikimumo sėkmingai naudojamos iki šiol. Priklausomai nuo meistro kvalifikacijos, SCP diagramas galite rasti internete, kad galėtumėte pakartoti savo rankomis.

Palyginti paprasto dvifazio minkštojo starterio grandinės pavyzdys

Šiuolaikiniai minkštieji starteriai turi sudėtingą elektroninį užpildą, kurį sudaro daugybė elektroninių dalių, veikiančių mikroprocesoriaus valdymu. Todėl gaminti panašų minkštą starterį savo rankomis Pagal internete esančias schemas reikia ne tik radijo mėgėjo, bet ir mikrovaldiklių programavimo įgūdžių.