Použití čipu KR1182PM1. Měkký rozběh elektromotoru

Soft softstartéry

Měkký start elektromotoru byl v poslední době stále častěji používán. Oblasti jeho použití jsou rozmanité a četné. Jedná se o průmysl, elektrickou dopravu, veřejné služby a zemědělství. Použití takových zařízení může významně snížit počáteční zatížení elektromotoru a akčních členů, čímž se prodlužuje jejich životnost.

Spínací proudy

Počáteční proudy dosahují hodnot 7 ... 10krát vyšších než v provozním režimu. To vede k „poklesu“ napětí v napájecí síti, což negativně ovlivňuje nejen práci ostatních spotřebitelů, ale také samotný motor. Doba rozběhu je zpožděna, což může vést k přehřátí vinutí a postupnému ničení jejich izolace. To přispívá k předčasné poruše motoru.

Softstartéry mohou výrazně snížit počáteční zatížení elektromotoru a sítě, což je zvláště důležité ve venkovských oblastech nebo když je motor poháněn autonomní elektrárnou.

Přetížení pohonu

V okamžiku nastartování motoru je moment na jeho hřídeli velmi nestabilní a překračuje nominální hodnotu více než pětkrát. Proto se také ve srovnání s prací v ustáleném stavu zvyšuje počáteční zatížení pohonů a může dosáhnout až 500 procent. Nestabilita točivého momentu při rozběhu vede k nárazovým zatížením zubů ozubeného kola, řezných hmoždinek a někdy i kroutení hřídelí.

Měkké spouštěče elektromotoru významně snižují počáteční zatížení mechanismu: mezery mezi zuby ozubeného kola jsou plynule vybírány, což zabraňuje jejich poškození. U pohonů řemenů jsou hnací řemeny také hladce taženy, což snižuje opotřebení mechanismů.

Kromě jemného rozběhu má činnost mechanismů příznivý účinek na režim hladkého brzdění. Pokud motor pohání čerpadlo, vyhýbá se hladké brzdění vodním kladivem, když je jednotka vypnutá.

Průmyslové soft startéry

Měkké předkrmy v současné době vyrábí mnoho společností, například Siemens, Danfoss, Schneider Electric. Taková zařízení mají mnoho uživatelsky programovatelných funkcí. Jedná se o dobu zrychlení, dobu brzdění, ochranu proti přetížení a mnoho dalších doplňkových funkcí.

Se všemi výhodami mají značková zařízení jednu nevýhodu - poměrně vysokou cenu. Podobné zařízení však můžete vytvořit sami. Jeho cena se ukáže být malá.

Měkký startér na čipu KR1182PM1

V první část článku mluvil o specializovaný čip KR1182PM1představující regulátor fázového výkonu. Byla uvažována typická schémata pro jeho začlenění, zařízení pro hladký start žárovek a jednoduše regulátory výkonu v zátěži. Na základě tohoto mikroobvodu je možné vytvořit poměrně jednoduchý třífázový motorový softstartér. Schéma zařízení je znázorněno na obrázku 1.

Obrázek 1. Schéma softstartéru.

Měkký start se provádí postupným zvyšováním napětí na vinutí motoru z nuly na jmenovité. Toho je dosaženo zvýšením úhlu otevření tyristorových klíčů v čase zvaném počáteční čas.

Popis obvodu

Konstrukce využívá třífázový elektromotor 50 Hz, 380 V. Vinutí motoru připojená „hvězdou“ jsou připojena k výstupním obvodům označeným v diagramu jako L1, L2, L3. Střed „hvězdy“ je připojen k síťovému neutrálu (N).

Výstupní klávesy jsou vyrobeny na tyristorech připojených proti směru hodinových ručiček. Při návrhu byly použity dovážené tyristory typu 40TPS12. Při nízkých nákladech mají poměrně velký proud - až 35 A a jejich zpětné napětí je 1200 V. Kromě nich je v klíčích několik dalších prvků. Jejich účel je následující: RC tlumicí obvody připojené paralelně k tyristorům brání jejich nesprávnému přepínání (R8C11, R9C12, R10C13 na obvodu) a rušení spínání s amplitudou vyšší než 500 V je absorbováno pomocí varistorů RU1 ... RU3.

Jako řídicí uzly pro výstupní klíče se používají čipy DA1 ... DA3 typu KR1182PM1. Tyto mikroobvody byly v roce 2006 považovány za dostatečně podrobné první část článku. Kondenzátory C5 ... C10 uvnitř mikroobvodu vytvářejí pilové napětí, které je synchronizováno sítí. Tyristorové řídicí signály v mikroobvodu jsou vytvářeny porovnáním napětí pilového zubu s napětím mezi svorkami mikroobvodu 3 a 6.

Pro napájení relé K1 ... K3 má zařízení napájecí zdroj, který se skládá pouze z několika prvků. Toto je transformátor Tl, usměrňovací můstek VD1, vyhlazovací kondenzátor C4. Na výstupu usměrňovače je nainstalován integrovaný stabilizátor DA4 typu 7812, který poskytuje na výstupu napětí 12 V a chrání před zkratem a přetížením na výstupu.

Popis činnosti motorů s měkkým startérem

Síťové napětí je přivedeno do obvodu, když se vypne jistič Q1. Motor však ještě nenastartoval. Je tomu tak proto, že vinutí relé K1 ... K3 jsou stále bez napětí a jejich normálně uzavřené kontakty obcházejí kolíky 3 a 6 obvodů DA1 ... DA3 přes odpory R1 ... R3. Tato okolnost neumožňuje nabíjení kondenzátorů C1 ... C3, a proto řídicí impulzy mikroobvodu nevytvářejí.

Spusťte zařízení

Po sepnutí přepínače SA1 sepne relé K1 ... K3 napětí 12 V. Jejich normálně uzavřené kontakty se otevřou, což umožňuje nabíjet kondenzátory C1 ... C3 z interních generátorů proudu. Spolu se zvýšením napětí napříč těmito kondenzátory se také zvyšuje úhel otevření tyristorů. Tím se dosáhne plynulého zvýšení napětí napříč vinutími motoru. Když jsou kondenzátory plně nabité, úhel zapnutí tyristorů dosáhne maximální hodnoty a frekvence rotace elektromotoru dosáhne nominální hodnoty.

Vypnutí motoru, plynulé brzdění

Pro vypnutí motoru otevřete spínač SA1, čímž dojde k vypnutí relé K1 ... K3. Jejich normálně uzavřené kontakty se sepnou, což povede k vybití kondenzátorů C1 ... C3 přes odpory R1 ... R3. Výboj kondenzátorů bude trvat několik sekund, během této doby se motor zastaví.

Po nastartování motoru mohou v neutrálním vodiči protékat značné proudy. Je to proto, že během plynulého zrychlování nejsou proudy vinutí motoru sinusové, ale neměli byste se toho zvlášť bát: proces spouštění je poměrně krátký. V ustáleném stavu bude tento proud mnohem menší (ne více než deset procent fázového proudu v nominálním režimu), což je způsobeno pouze technologickým rozšířením parametrů vinutí a fázovou nerovnováhou. Je již nemožné se těchto jevů zbavit.

Díly a konstrukce

K montáži zařízení jsou nutné následující součásti:

Transformátor s výkonem nejvýše 15 W, s napětím výstupního vinutí 15 ... 17 V.

Jako relé K1 ... K3 lze použít libovolné relé s napětím 12 V cívky s normálně sepnutým nebo spínacím kontaktem, například TRU-12VDC-SB-SL.

Kondenzátory C11 ... C13 typu K73-17 pro provozní napětí nejméně 600 V.

Zařízení je vyrobeno na desce plošných spojů. Montované zařízení by mělo být umístěno v plastovém pouzdru vhodné velikosti, na jehož čelním panelu je spínač SA1 a LED HL1 a HL2.

Připojení motoru

Spojení spínače Q1 a motoru se provádí dráty, jejichž průřez odpovídá výkonu posledně uvedeného.Neutrální vodič je stejný jako fázový vodič. Díky jmenovitým hodnotám částí uvedených na obrázku je možné spojit motory s výkonem až čtyři kilowatty.

Pokud máte v úmyslu použít motor s výkonem ne více než jeden a půl kilowattů a startovací frekvence nepřesáhne 10 ... 15 za hodinu, pak je výkon rozptýlený na tyristorových klávesech zanedbatelný, takže nemůžete umístit radiátory.

Pokud se předpokládá použití výkonnějšího motoru nebo častější spouštění, bude vyžadována instalace tyristorů na radiátory vyrobené z hliníkového pásu. Pokud má být radiátor používán běžně, pak by měly být tyristory od něj izolovány pomocí slídových těsnění. Pro zlepšení podmínek chlazení můžete použít pastu KPT - 8 pro přenos tepla.

Zkontrolujte a nastavte zařízení

Před zapnutím nejprve zkontrolujte, zda instalace odpovídá schématu zapojení. Toto je základní pravidlo a nelze se od něj odchýlit. Konec konců zanedbání tohoto testu může vést k hromadě spálených dílů a na dlouhou dobu odradit od „experimentů s elektřinou“. Nalezené chyby by měly být odstraněny, protože přesto je tento obvod napájen sítí a vtipy jsou s tím špatné. A dokonce i po této zkoušce je příliš brzy na připojení motoru.

Nejprve namísto motoru připojte tři stejné žárovky o výkonu 60 ... 100 wattů. Během testování by mělo být zajištěno, že se lampy „rozsvítí“ rovnoměrně.

Nerovnoměrnost doby zapnutí je způsobena kolísáním kapacit kondenzátorů C1 ... C3, které mají významnou toleranci kapacity. Proto je lepší je okamžitě vybrat pomocí zařízení před instalací, alespoň s přesností až deset procent.

Čas vypnutí je také způsoben odporem rezistorů R1 ... R3. S jejich pomocí můžete vyrovnat volno. Toto nastavení by mělo být provedeno, pokud rozpětí v době zapnutí / vypnutí v různých fázích přesáhne 30 procent.

Motor lze připojit až poté, co výše uvedené kontroly prošly normálně, a to ani dokonale.

Co jiného lze do návrhu přidat

Již bylo uvedeno výše, že taková zařízení jsou v současné době vyráběna různými společnostmi. Samozřejmě je nemožné opakovat všechny funkce značkových zařízení v takovém domácím zařízení, ale jedno lze stále kopírovat.

Jde o tzv bypassový stykač. Účel je následující: Jakmile motor dosáhne jmenovitých otáček, stykač jednoduše přemostí tyristorové klíče svými kontakty. Proud jimi protéká a obchází tyristory. Tento design je často nazýván bypass (z anglického bypass - bypass). Pro takové vylepšení je třeba do řídicí jednotky přidat další prvky.

Boris Aladyshkin