Uređaj mekog pokretanja elektromotora

Indukcijski motor ima sposobnost samostalnog pokretanja zbog interakcije između rotirajućeg toka magnetskog polja i struje namota rotora, što uzrokuje visoku struju u njemu. Kao rezultat toga, stator troši veliku struju koja, do trenutka kad motor dođe do pune brzine, postaje veća od nazivne struje, što može dovesti do zagrijavanja i oštećenja motora. Da biste to spriječili, potrebno je lagano pokretanje.

Kako starter radi

Sastoji se od činjenice da uređaj regulira napajanje motora tijekom pokretanja, kontrolirajući trenutne karakteristike. Kod asinkronih motora početni moment je približno proporcionalan kvadrantu pokretne struje. Razmjeran je primijenjenom naponu. Zakretni moment se također može smatrati približno proporcionalan primjenjenom naponu, a time podešavanje napona za vrijeme pokretanja, struja koju troši stroj i njegov okretni moment se kontrolira i može se smanjiti.

Koristeći šest SCR-a u konfiguraciji, kao što je prikazano na slici, soft starter može podesiti napon primijenjen na motor kod pokretanja od 0 V do nazivnog napona napona. Glatko pokretanje električnog motora može se provesti na tri načina:

1. Izravno pokretanje s primjenom napona punog opterećenja.
2. Primjena se postupno smanjuje.
3. Primjena pokretanja djelomičnog namota uz pomoć pokretača autotransformera.

SCP može biti od dvije vrste:

1. Otvori upravljanje: početni napon se primjenjuje s odgodom u vremenu, bez obzira na trenutnu ili brzinu motora. Za svaku fazu, dva SCR-a se prvo provode s odgodom od 180 stupnjeva tijekom odgovarajućih poluvalnih ciklusa (za koje se izvršava svaki SCR). Ovo kašnjenje postupno se smanjuje s vremenom dok napon ne dosegne nazivnu vrijednost. Također je poznat kao sustav privremenog stresa. Ova metoda zapravo ne kontrolira ubrzanje motora.
2. Kontrola zatvorene petlje: prate se sve karakteristike izlaza motora, kao što su struja ili brzina. Polazni napon se mijenja u skladu s tim kako bi se dobio željeni odgovor. Dakle, SCP zadatak je kontrolirati kut provodljivosti SCR i kontrolirati napajanje.

Prednosti mekog pokretanja

Mehanički pokretači čvrstog stanja koriste poluvodičke uređaje koji privremeno smanjuju parametre na stezaljkama motora. Time se regulira struja motora kako bi se smanjio zakretni moment granične vrijednosti motora. Kontrola se temelji na kontroli napona terminala motora u dvije ili tri faze.

Postoji nekoliko razloga zašto je ova metoda poželjna drugima:

1. Povećana učinkovitost: Učinkovitost sustava SCP pomoću prekidača sa čvrstim stanjima uglavnom je posljedica niskog napona.
2. Upravljano pokretanje: startni parametri mogu se kontrolirati, lako ih mijenjati, što osigurava njegovo pokretanje bez ikakvog trzaja.
3. Kontrolirano ubrzanje: ubrzavanje motora je glatko kontrolirano.
4. Niska cijena i veličina: to se postiže korištenjem sklopki čvrstog stanja.

Komponente čvrstog stanja uređaja

Prekidači napajanja, poput SCR, koji podliježu kontroli faza za svaki dio ciklusa. Za trofazni motor, dva SCR su spojena na svaku fazu. Meko pokretni relej motora mora se izračunati najmanje tri puta koliko je napon napona.

Radni primjer sustava za trofazni asinkroni motor. Sustav se sastoji od šest SCR, upravljačke logike u obliku dva komparatora - LM324 i LM339 da bi se dobio nivo i rampe napon i opto-spoja na kontrolnu vrata nanošenjem napon SCR u svakoj fazi.

Tako se, kontroliranjem trajanja između impulsa ili njihovog kašnjenja, kontrolira kontrolirani kut SCR i regulacija napajanja regulira tijekom faze pokretanja motora. Cijeli proces je zapravo kontrolni sustav otvorene petlje koji kontrolira vrijeme aplikacije impulsa otpuštanja okidača za svaki SCR.

SCR Osnove

SCR (silikon kontrolirani ispravljač) je kontrolirani DC regulator snage s velikom snagom. Soft starters za asinkroni motori SCR je četveroslojni silicijski poluvodički uređaj PNPN. Ima tri vanjska stezaljka i koristi alternativne simbole na slici 2 (a) i ima ekvivalentni krug tranzistora na slici 2 (b).

Glavni način korištenja SCR-a kao prekidača s anodom, pozitivno u odnosu na katodu, kontroliran u vrijeme pokretanja stroja.

Glavne osobine SCR-a mogu se shvatiti ovim dijagramima. Meko pokretač može se uključiti i djelovati kao ispravljač s izravnom silikonskom polukružnošću, kratko primjenom trenutne struje vrata kroz S2. SCR brzo (u roku od nekoliko mikrosekundi) automatski zalijepio u uključeno stanje i ostaje uključen čak i kad se ukloni pogon zatvarača.

Ova je akcija prikazana na slici 2 (b), struja vrata je uključena Q1 i struja kolektora Q1 je uključena na Q2, kolektorska struja Q2 tada drži Q1 čak i kada je pogon vratašca uklonjen. Potencijal zasićenja je 1 V ili tako i nastaje između anode i katode.

Da biste omogućili SCR, potrebno je samo kratki impuls zatvarača. Nakon SCR zasuni, može se ponovno isključen, na trenutak se smanjuje njegova anodna struja je manja od određene vrijednosti, obično nekoliko miliampera, u AC aplikacije isključivanja automatski pojavljuje na prijelazu nula u svakom pola ciklusa.

Značajna dobit raspoloživa je između vrata i SCR anode, a niske vrijednosti struje vrata (obično nekoliko mA ili manje) mogu pratiti visoke trenutne vrijednosti anoda (do desetaka pojačala). Većina SCR-ova imaju anodne nazive stotina volti. Karakteristike SCR vrata su slične onima tranzistorskog križnog odašiljača tranzistora (vidi sliku 2 (b)).

Interni kapacitet (nekoliko pF) postoji između anode i vrata SCR i oštro povećanja napona pojavljuju na anodi može izazvati adekvatnu signala proboj na vrata za uključivanje SCR. Ovaj „brzina efekt” može biti uzrokovan tranzijenata na vodova, i tako dalje. D. Problemi s učinkom brzine može prevladati provođenjem izglađivanje CR mrežu između anode i katode se ograničila brzina dizanja na sigurnu vrijednost.

Rad s promjenjivom brzinom

AC strujni napon (slika 5) ispravljen je pasivnim diodnim mostom. To znači da se diode aktiviraju kada je naponski napon veći od napona u kondenzatorskom dijelu. Rezultirajući valni oblik ima dva impulsa tijekom svakog poluvremena, po jedan za svaki prozor provođenja dioda.

Valni oblik pokazuje neku kontinuiranu struju kada vodljivost prolazi od jedne diode do druge. To je tipično kada se koristi u DC priključak pogona i postoji neko opterećenje. Invertori koriste široko impulsnu modulaciju za stvaranje izlaznih signala. Na frekvenciji nosača stvara se trokutasti signal pomoću kojeg će se izmjenjivati ​​IGBT pretvarač.

Ovaj se valni oblik uspoređuje s sinusoidnim valnim oblikom na osnovnoj frekvenciji, koja se mora dovesti motoru. Rezultat je valni oblik U prikazan na slici.

Izlaz iz pretvarača može biti bilo koja frekvencija ispod ili iznad frekvencije linije do granica pretvarača i / ili mehaničkih granica motora. Potrebno je obratiti pažnju na činjenicu da pogon uvijek djeluje unutar granica odstupanja motora.

Postupak reguliranja pokretanja

Vrijeme SCR-a je ključ za upravljanje naponskim izlazom za soft starter. Tijekom pokretanja, logički sklop soft startera određuje kada treba uključiti SCR. Ne uključuje SCR na mjestu gdje napon prelazi s negativnog na pozitivan, ali nakon nekog vremena čeka. Ovo je poznati proces koji se zove "postupni oporavak" SCR-a. Prekidač SCR je postavljen ili programiran tako da je početni moment, početna struja ili struja ograničena strogo regulirana.

Rezultat postupnog oporavka SCR-a je ne-sinusoidni smanjeni napon na motorskim terminalima, što je prikazano na slikama. Budući da je motor induktivan, a struja je iza napona, SCR ostaje uključen i provodi dok struja ne dosegne nulu. To se događa nakon što je napona postala negativna. Izlazni napon pojedinog SCR.

Ako se uspoređuje s oblikom ukupnog napona, može se vidjeti da se napon vrha podudara s ukupnim valnim naponom. Međutim, struja se ne povećava na istu razinu kao kod primjene punog napona uslijed induktivne prirode motora. Kada se ovaj napon primjeni na motor, izlazna struja izgleda kao na slici.

Budući da je frekvencija napona jednaka kao i linearna frekvencija, frekvencija struje je isto ista. SCR-ovi postupno idu na punu vodljivost, trenutni se praznine ispunjavaju sve dok valni oblik izgleda kao motor.

Karakteristike motora koji koristi SCP

Takvo glatko pokretanje asinkronog električnog motora, za razliku od AC pogona, ima karakteristike struje u mreži, a struja motora je uvijek ista. Tijekom pokretanja, trenutna promjena izravno ovisi o primijenjenom naponu. Zakretni moment motora mijenja se kao kvadratni napon ili struja.

Najvažniji čimbenik u procjeni je okretni moment motora. Standardni motori proizvode približno 180% punog opterećenja pri pokretanju. Slijedom toga, 25% smanjenje parametara bit će jednako zakretnom momentu punog opterećenja. Ukoliko motor tijekom procesa uključivanja 600% ukupne struje opterećenja, struja u ovom krugu smanjuje početnu struju od 600% do 450% opterećenja.

Dijagrami priključivanja startera

Dvije su opcije s kojima počinje pokretanje motora: standardni krug i unutar trokuta.

Standardna shema. Starter je spojen u seriju s naponskim vodovima koji se primjenjuju na motor.

Unutar trokuta, postoji još jedan krug, kroz koji je starter povezan, zove se shema unutarnje delte. U ovom dijagramu dva kabela koja se spajaju na jedan od motora spajaju se izravno na napajanje I / P, a drugi kabel će biti povezan preko startera. Jedna značajka ove sheme je da se starter može koristiti za velike motore, na primjer, za motore s snagom od 100 kW, budući da su fazne struje podijeljene na 2 dijela.