Устройството за меко стартиране на електрическия мотор

Асинхронен двигател има способността да самостоятелно старт поради взаимодействието между въртящо се магнитно поле поток и потока на роторната намотка, което води до висок ток в него. В резултат на това на статора консумира голям ток, който е времето, когато двигателят е пълна скорост е по-голяма от номинала, това може да доведе до загряване на двигателя и да го повредят. За да предотвратите това, е необходим софт стартер.

Как работи стартерът

Състои се от факта, че устройството регулира напрежението, приложено към двигателя по време на пускането му, като контролира характеристиките на тока. За асинхронни двигатели, началният въртящ момент е приблизително пропорционален на квадрата на стартовия ток. Тя е пропорционална на приложеното напрежение. Въртящ момент също може да се разглежда като приблизително пропорционално на приложеното напрежение, по същия начин, чрез регулиране на напрежението по време на стартиране, на ток, консумирана от машината и въртящ момент се контролира устройството и може да бъде намалена.

Използване шест SCR конфигурация, както е показано, меката стартера може да се регулира напрежението подава към двигателя, когато се излиза от 0 волта до номиналната линия напрежение. Гладкото стартиране на електродвигателя може да се извърши по три начина:

1. Директно стартиране при прилагане на пълно натоварване.
2. Прилагането постепенно намалява.
3. Прилагане на пускане на частична намотка с помощта на стартер с автотрансформатор.

SCP може да бъде от два типа:

1. Отворено управление: началното напрежение се прилага със закъснение във времето, независимо от тока или скоростта на двигателя. За всяка фаза два SCRs се провеждат първо със забавяне от 180 градуса по време на съответните полувълнови цикли (за които се изпълнява всеки SCR). Това забавяне постепенно намалява с времето, докато приложеното напрежение достигне номиналната стойност. Тя също е известна като временна система на натоварване. Този метод всъщност не контролира ускорението на двигателя.
2. Контрол при затворен цикъл: всички характеристики на изходния сигнал на двигателя, като ток или скорост, се наблюдават. Началното напрежение се променя съответно, за да се получи желаната реакция. По този начин SCP задачата е да контролира ъгъла на проводимост на SCR и да контролира захранващото напрежение.

Предимства на мекия старт

Софт стартерите в твърдо състояние използват полупроводникови устройства, за да намалят временно параметрите на моторните терминали. Това осигурява управление на тока на мотора, за да се намали въртящият момент на граничната стойност на двигателя. Контролът се основава на контрола на напрежението на моторните клеми в две или три фази.

Има няколко причини, поради които този метод е за предпочитане пред други:

1. Повишена ефективност: ефективността на системата SCP, използваща соларни превключватели, се дължи основно на ниското напрежение.
2. Управлява стартирането: параметрите за стартиране могат да се контролират, лесно да се променят, което гарантира стартирането им без никакви драми.
3. Контролирано ускорение: ускорението на двигателя се контролира гладко.
4. Ниска цена и размер: това се постига с помощта на превключватели в твърдо състояние.

Компоненти на твърдотелни устройства

Захранващи превключватели, като SCR, които са обект на фазово управление за всяка част от цикъла. За трифазен мотор, към всяка фаза са свързани два SCRs. Релето за меко старт на двигателя трябва да бъде изчислено поне три пъти повече от напрежението в мрежата.

Работен пример за система за трифазен асинхронен двигател. Системата се състои от шест SCR, контролната логика под формата на две сравнителни - LM324 и LM339 да се получи ниво и напрежението рампа и оптрон за контрол порта чрез прилагане на напрежение на SCR във всяка фаза.

По този начин, чрез контролиране на продължителността между импулсите или тяхното закъснение, контролираният ъгъл SCR се управлява и захранването се регулира по време на началната фаза на двигателя. Целият процес е всъщност система за управление с отворен цикъл, която контролира времето за прилагане на импулсите за освобождаване на затвора за всеки SCR.

SCR Основи

SCR (Silicon Controlled Rectifier) ​​е контролируем DC мощен регулатор с висока мощност. Софт стартери за асинхронни двигатели SCR е четирислойно силициево полупроводниково устройство PNPN. Той има три външни терминала и използва алтернативните символи на фигура 2 (а) и има схема на еквивалентни транзистори на фигура 2 (б).

Основният начин да се използва SCR като превключвател с анод, положителен по отношение на катода, контролиран по време на стартирането на машината.

Основните характеристики на SCR могат да бъдат разбрани с тези диаграми. Мек стартер може да се активира и направи да работи като токоизправител с директен офсет силиций моментално прилагане порта ток до него чрез S2. SCR бързо (в рамките на няколко микросекунди) автоматично се заключва в състояние включено и остава включено, дори когато устройството за затвора е отстранено.

Това действие е показано на фигура 2 (б) първичен порта ток се превръща в Q1 и колектор ток на Q1 включва Q2, Q2 колектор ток е след това продължава Q1, дори когато порта диск се отстранява. Потенциалът на насищане е около 1 V и се създава между анода и катода.

За да активирате SCR, се изисква само кратък импулс на затвора. След като SCR ключалки, той може да бъде изключен отново, моментално намаляване на анод ток е по-малко от определена стойност, обикновено няколко милиампера, в AC приложения спиране се изпълнява автоматично при контролно-пропускателен пункт на нула във всеки половин цикъл.

разположение между порта и анода на SCR и ниските стойности на порта ток (обикновено няколко mA или по-малко) Значително печалба може да контролира високите стойности на анод ток (до десетки ампера). Повечето SCR имат анодни деноминации от стотици волта. Характеристиките на SCR порта са подобни на тези на транзистор-възел-емитер на транзистора (виж Фигура 2 (b)).

съществува Вътрешният капацитет (няколко PF) между анода и портата на SCR и рязко увеличаване на напрежението се появява при анода може да предизвика адекватен пробив сигнал към порта за включване на SCR. Тази "скорост ефект" може да бъде причинено от преходни процеси на електропроводи, и така нататък. Г. Проблеми с ефекта на скоростта могат да бъдат преодолени чрез провеждане изглаждане CR мрежа между анода и катода за ограничаване на скоростта на повдигане до безопасна стойност.

Работа с променлива скорост

АС мрежовото напрежение (фигура 5) се коригира от пасивен диоден мост. Това означава, че диодите се задействат, когато напрежението в мрежата е по-голямо от напрежението в секцията на кондензатора. Получената форма на вълната има два импулса по време на всеки половин период, по един за всеки прозорец за проводимост на диод.

Формата на вълната показва някакъв постоянен ток, когато проводимостта преминава от един диод към друг. Това е типично, когато се използва в DC връзката на устройството и има някакъв товар. Инверторите използват широко-импулсна модулация за създаване на изходни сигнали. Триъгълния сигнал се генерира на носещата честота, с която ще се превключи инверторът IGBT.

Тази форма на вълната се сравнява със синусоидална форма на вълната при основната честота, която трябва да се доведе до мотора. Резултатът е формата на вълната U, показана на фигурата.

Изходът на инвертора може да бъде всяка честота под или над линейната честота до границите на инвертора и / или механичните граници на двигателя. Необходимо е да се обърне внимание на факта, че задвижването винаги работи в границите на класацията на двигателя.

Започнете процеса на регулиране

Времето за сканиране на SCR е ключът за контролиране на изхода за напрежение на софтстартера. При стартиране логическата схема на софтуера за стартиране определя кога да се включи SCR. Тя не включва SCR в точката, където напрежението преминава от отрицателен към положителен, но чака за известно време след това. Това е известен процес, наречен "постепенно възстановяване" на SCR. Точката на включване на SCR се настройва или програмира в това, че първоначалният въртящ момент, първоначалният ток или тока са строго регулирани.

Резултатът от поетапно възстановяване на SCR е несинусоидално намалено напрежение в моторните терминали, което е показано на фигурите. Тъй като двигателят е индуктивен и токът е зад напрежението, SCR остава включен и се провежда, докато токът достигне нула. Това се случва след като напрежението е станало отрицателно. Изходно напрежение на индивидуалния SCR.

В сравнение с формата на общото напрежение, може да се види, че пиковото напрежение съвпада с общото вълново напрежение. Въпреки това токът не се увеличава до същото ниво, както при прилагане на пълното напрежение поради индуктивния характер на двигателите. Когато това напрежение е приложено към мотора, изходният ток изглежда както на фигурата.

Тъй като честотата на напрежението е същата като линейната честота, честотата на тока също е същата. SCR постепенно преминават към пълна проводимост, сегашните празнини се запълват, докато вълната изглежда като мотор.

Характеристики на двигателя, използващ SCP

Това гладко стартиране на асинхронен електродвигател, за разлика от променливотоковото задвижване, има характеристиките на тока в мрежата и токът на мотора е винаги същият. При стартиране текущата промяна зависи пряко от приложеното напрежение. Моментът на въртене на двигателя се променя като квадратното приложено напрежение или ток.

Най-важният фактор при оценката е въртящият момент на двигателя. Стандартните двигатели произвеждат приблизително 180% от пълното натоварване при стартиране. Следователно 25% намаление на параметрите ще бъде равно на въртящия момент на пълния товар. Ако моторът консумира 600% от общия ток на натоварване при стартиране, токът в тази схема ще намали стартовия ток от 600% на 450% от товара.

Диаграми на стартовата връзка

Има две опции, с които започва стартовият мотор: стандартната верига и вътрешността на триъгълника.

Стандартната схема. Стартерът е свързан в серия с напрежението, приложено към мотора.

Вътре в триъгълника има още една верига, през която е свързан стартер, който се нарича схема на вътрешната делта. В тази диаграма два кабела, които се свързват към един от двигателите, са свързани директно към I / P захранването, а другият кабел ще бъде свързан чрез стартера. Една от характеристиките на тази схема е, че стартерът може да се използва за големи двигатели, например за двигатели с мощност 100 kW, тъй като фазовите токове са разделени на 2 части.