Схема устройства плавного пуска двигателя
Время прочтения: 10 минут
Устройства плавного пуска двигателя (софтстартер, мягкий или плавный пускатель) – это прибор, позволяющий добиться плавного разгона или плавной остановки электродвигателя, скоординировать его крутящий момент и момент нагрузки, а также понизить уровень пускового тока, что способствует экономии электроэнергии.
Устройство плавного пуска двигателя также уменьшает вероятность перегрева электродвигателей, способствует повышению их срока службы, защищает от рывков в механической части привода двигателя.
Выделяют УПП двух типов:
- С открытым управлением – подача напряжения пуска происходит с задержкой во времени, вне зависимости от тока или скорости двигателя.
- С контролем замкнутого контура – контроль осуществляется над любыми параметрами выходного сигнала двигателя, например, над текущим током или скоростью.
Устройство плавного пуска серии «Спринт» производства «РУСЭЛТ»
Принцип работы
Стандартная схема УПП – это набор контактов.
Их положение меняется, соответственно, изменяется и параметр входного напряжения. При этом сердечники устройств часто импульсного типа. Электрические катушки расположены за контактами.
Работает УПП следующим образом. Управление напряжением, подаваемым на двигатель, с целью его плавного разгона или остановки, происходит путем изменения угла открытия тиристоров. В самом устройстве установлено 2 встречно-включенных тиристора для положительного и отрицательного полупериодов.
Сила тока в оставшейся без управления третьей фазе формируется из токов фаз под управлением. После настройки координация крутящего момента при пуске доводится до предельно низкой величины пускового тока.
Показатель тока самого двигателя снижается параллельно показателю пускового напряжения на пуске. Величина пускового момента снижается в квадратичном отношении к напряжению. Уровень напряжения контролирует пусковой ток и крутящий момент двигателя при его запуске или остановке.
В устройстве плавного пуска есть байпасные контакты, осуществляющие шунтирование тиристорных выпрямителей. Это понижает тепловые потери в них, а также снижает нагрев всего устройства, что обеспечивает его безопасную эксплуатацию. Сами контакты защищены от повреждений из-за тех или иных рабочих сбоев встроенной электронной дугогасительной системой.
Рекомендации по выбору УПП
При подборе устройства в первую очередь нужно исходить из технических характеристик используемого электродвигателя и интенсивности нагрузки. В зависимости от этого выделяют следующие пусковые характеристики:
- Легкий режим – значение пускового тока не больше 4хIном
- Тяжелый режим – нагрузка с большим показателем инерционного момента и с необходимым значением пускового тока не менее 4,5хIном (при времени разгона до 30 сек.)
- Очень тяжелый режим – максимальное значение инерционного момента, со значением пускового тока более 6хIном и продолжительным временем разгона.
Для выбора модели софтстартера необходимо руководствоваться таблицей нагрузки в зависимости от применения. Посмотреть её вы можете здесь, в одном из наших материалов.
При выборе конкретной модели необходимо учитывать нагрузку на двигатель и частоту запусков. При невысоких нагрузках целесообразно приобретать приборы без обратной связи. При частых пусках и большой нагрузке рекомендуется купить устройство плавного пуска с обратной связью.
Возврат к списку
Схема тиристорного устройства плавного пуска асинхронного электродвигателя
Александр Ситников (Кировская обл.)
Рассматриваемая в статье схема позволяет осуществить безударный пуск и торможение электродвигателя, увеличить срок службы оборудования и снизить нагрузку на электросеть. Плавный пуск достигается путём регулирования напряжения на обмотках двигателя силовыми тиристорами.
Устройства плавного пуска (УПП) широко применяются в различных электроприводах.
Структурная схема разработанного УПП приведена на рисунке 1, а диаграмма работы УПП – на рисунке 2. Основой УПП являются три пары встречно-параллельных тиристоров VS1 – VS6, включенных в разрыв каждой из фаз. Плавный пуск осуществляется за счёт постепенного
увеличения прикладываемого к обмоткам электродвигателя сетевого напряжения от некоторого начального значения Uначдо номинального Uном. Это достигается путём постепенного увеличения угла проводимости тиристоров VS1 – VS6 от минимального значения до максимального в течение времени Тпуск, называемого временем пуска.
Обычно значение Uначсоставляет 30…60% от Uном, поэтому пусковой момент электродвигателя существенно меньше, чем в случае подключения электродвигателя на полное напряжение сети. При этом происходит постепенное натяжение приводных ремней и плавное зацепление зубчатых колес редуктора. Это благоприятно сказывается на снижении динамических нагрузок электропривода и, как следствие, способствует продлению срока службы механизмов и увеличению интервала между ремонтами.
Применение УПП также позволяет снизить нагрузку на электросеть, поскольку в этом случае пусковой ток электродвигателя составляет 2 – 4 номинала тока двигателя, а не 5 – 7 номиналов, как при непосредственном пуске. Это важно при питании электроустановок от источников энергии ограниченной мощности, например, дизель-генераторных установок, источников бесперебойного питания и трансформаторных подстанций малой мощности
(особенно в сельской местности). После завершения пуска тиристоры шунтируются байпасом (обходным контактором) К, благодаря чему в течение времени Траб на тиристорах не рассеивается мощность, а значит, экономится электроэнергия.
При торможении двигателя процессы происходят в обратном порядке: после отключения контактора К угол проводимости тиристоров максимален, напряжение на обмотках электродвигателя равно сетевому за вычетом падения напряжения на тиристорах. Затем угол проводимости тиристоров в течение времени Тторм уменьшается до минимального значения, которому соответствует напряжение отсечки Uотс, после чего угол проводимости тиристоров становится равным нулю и напряжение на обмотки не подается.
На рисунке 3 приведены диаграммы тока одной из фаз двигателя при постепенном увеличении угла проводимости тиристоров.
На рисунке 4 приведены фрагменты принципиальной электрической схемы УПП. Полностью схема приведена на сайте журнала. Для её работы требуется напряжение трех фаз А, В, С стандартной сети 380 В частотой 50 Гц. Обмотки электродвигателя при этом могут быть соединены как «звездой», так и „треугольником“.
В качестве силовых тиристоров VS1 – VS6 применены недорогие приборы типа 40TPS12 в корпусе ТО-247 с прямым током Iпр= 35 А. Допустимый ток через фазу составляет Iдоп= 2Iпр= 70 А. Будем считать, что максимальный пусковой ток составляет 4Iном, откуда следует, что Iном < Iдоп/4 = 17,5 А. Просматривая стандартный ряд мощностей электродвигателей, находим, что к УПП допустимо подключать двигатель мощностью 7,5 кВт с номинальным током фазы Iн= 15 А. В случае, если пусковой ток превысит Iдоп (по причине подключения двигателя большей мощности или слишком малого времени пуска), процесс пуска будет остановлен, поскольку сработает автоматический выключатель QF1 со специально подобранной характеристикой.
Параллельно тиристорам подключены демпфирующие RC-цепочки R48, C20, C21, R50, C22, C23, R52, C24, C25, предотвращающие ложное включение тиристоров, а также варисторы R49, R51 и R53, поглощающие импульсы перенапряжения свыше 700 В. Обходные реле К1, К2, К3 типа TR91-12VDC-SC-C с номинальным током 40 А шунтируют силовые тиристоры после завершения пуска.
Питание системы управления осуществляется от трансформаторного блока питания, запитанного от межфазного напряжения Uав. В блок питания входят понижающие трансформаторы TV1, TV2, диодный мост VD1, токоограничивающий резистор R1, сглаживающие конденсаторы С1, С3, С5, помехоподавляющие конденсаторы С2, С4, С6 и линейные стабилизаторы DA1 и DA2, обеспечивающие напряжение 12 и 5 В соответственно.
Система управления построена с применением микроконтроллера DD1 типа PIC16F873. Микроконтроллер выдаёт импульсы управления тиристорами VS1 – VS6 путём «зажигания» оптосимисторов ОРТ5-ОРТ10 (MOC3052). Для ограничения тока в цепях управления тиристоров VS1 – VS6 служат резисторы R36 – R47.
Диаграммы работы узла синхронизации приведены на рисунке 5. Если принять верхний график за сетевое напряжение Uав, то среднийграфик будет соответствовать напряжению на конденсаторе С17, а нижний – току через фотодиод оптопары ОРТ2. Микроконтроллер регистрирует поступающие на его входы синхроимпульсы, определяет наличие, порядок чередования, отсутствие «слипания» фаз, а также производит расчёт времени задержки импульсов управления тиристорами.
С помощью потенциометров R2, R3, R4 задаются параметры, соответствующие диаграмме работы УПП, приведённой на рисунке 2; соответственно R2 – Tпуск, R3 – Тторм, R4 – Uначи Uотс. Напряжения уставок с движков R2, R3, R4 поступают на входы RA2, RA1, RA0 микросхемы DD1 и преобразуются с помощью АЦП. Время пуска и торможения регулируется в пределах от 3 до 15 с, а начальное напряжение – от нуля до напряжения, соответствующего углу проводимости тиристора в 60 электрических градусов. Конденсаторы С8 – С10 – помехоподавляющие.
Команда «ПУСК» подаётся путём замыкания контактов 1 и 2 разъёма XS2, при этом на выходе 4 оптопары OPT1 появляется лог. 1; конденсаторы С14 и С15 производят подавление колебаний, возникающих вследствие „дребезга“ контактов. Разомкнутому положению контактов 1 и 2 разъёма XS2 соответствует команда „СТОП“. Коммутацию цепи управления запуском можно реализовать кнопкой с фиксацией, тумблером или контактами реле.
Силовые тиристоры защищены от перегрева термостатом B1009N с нормально-замкнутыми контактами, размещёнными на теплоотводе. При достижении температуры 80°С контакты термостата размыкаются, и на вход RC3 микроконтроллера поступает уровень лог. 1, свидетельствующий о перегреве.
Светодиоды HL1, HL2, HL3 служат индикаторами следующих состояний:
- HL1 (зелёный) «Готовность» – отсутствие аварийных состояний, готовность к запуску;
- HL2 (зелёный) «Работа» – мигающий светодиод означает, что УПП производит пуск или торможение двигателя, постоянное свечение – работа на байпасе;
- HL3 (красный) «Авария» – свидетельствует о перегреве теплоотвода, отсутствии или „слипании“ фазных напряжений.
Включение обходных реле К1, К2, К3 производится путём подачи микроконтроллером лог. 1 на базу транзистора VT4.
Программирование микроконтроллера – внутрисхемное, для чего используется разъём XS3, диод VD2 и микропереключатель Дж1.
Элементы ZQ1, C11, C12 образуют цепь запуска тактового генератора, R5 и С7 – цепь сброса по питанию, С13 осуществляет фильтрацию помех по шинам питания микроконтроллера.
На рисунке 6 приведён упрощённый алгоритм работы УПП. После инициализации микроконтроллера вызывается подпрограмма Error_Test, которая определяет наличие аварийных ситуаций: перегрев теплоотвода, невозможность синхронизироваться с сетевым напряжением вследствие потери фазы, неверного подключения к сети или сильных помех. Если аварийная ситуация не фиксируется, то переменной Error присваивается значение «0», после возврата из подпрограммы зажигается светодиод „Готовность“, и схема переходит в режим ожидания команды „ПУСК“. После регистрации команды „ПУСК“ микроконтроллер производит аналого!цифровое преобразование напряжений уставок
на потенциометрах и расчёт параметров Тпуск и Uнач, после чего выдаёт импульсы управления силовыми тиристорами. По окончании пуска включается байпас. При торможении двигателя процессы управления выполняются в обратном
порядке.
: простая схема для плавного плавного пуска изолированного преобразователя. Управление питанием. Технические статьи
. схема плавного пуска для ограничения пускового тока при запуске. Хотя плавный плавный пуск требуется для систем со сбросом при включении питания (POR), это сложно для изолированного преобразователя с контроллером на первичной стороне и ограниченным рабочим циклом или током.
На рис. 1 показан плавный пуск прямоходового преобразователя с плавным пуском рабочего цикла с первичной стороны. Стационарное выходное напряжение преобразователя составляет 12 В. Ток нагрузки 50 % применяется при 10 В, пороге POR системы. Как только нагрузка подается, выходной сигнал падает и вызывает отключение системы, вызывая несколько циклов включения питания системы. В конце плавного пуска выход превышает 10%, что нежелательно.
Рисунок 1: Выход прямого преобразователя во время запуска с нагрузкой 10 В
В этом посте я буду использовать простую схему для плавного плавного пуска изолированного преобразователя.
Схема применяется к прямоходовому преобразователю с активным ограничением с LM5025 в качестве контроллера. На рис. 2 показана концепция плавного пуска на вторичной стороне.
Рис. 2: Схема плавного пуска на вторичной стороне для изолированного преобразователя
При первом подаче входного сигнала выходной сигнал преобразователя (V OUT ) начинает увеличиваться. Конденсатор (С SS ) заряжается. Зарядный ток C SS (I SS ) протекает через резистор (R SS ). Когда I SS высокий, то V BE(on) /R SS . Q SS включается и начинает потреблять ток от комп-узла вторичной стороны (SEC COMP), тем самым сокращая рабочий цикл. Во время плавного пуска усилитель ошибки насыщается, и схема плавного пуска доминирует в контуре обратной связи. Преобразователь, C SS , R SS , Q SS и оптопара образуют замкнутый контур.
Когда выход повышается до регулирования, усилитель ошибки начинает регулировать, а I SS уменьшает. Q SS выключается.
Уравнение 1 показывает передаточную функцию от V OUT к току оптопары: часть к части. Чтобы стабилизировать эту схему, вставьте резистор, уменьшающий усиление (R E ) между эмиттером Q SS и землей, как показано на рисунке 3. Увеличение R E может уменьшить коэффициент усиления контура обратной связи во время запуска. Рисунок 3: Добавление R E для стабилизации схемы плавного пуска как приближение к уравнению 2:
Я добавил схему плавного пуска к преобразователю со следующими параметрами:
- C SS = 0,1 мкФ.
- R нерж. сталь = 100 кОм.
- R E = 1,18 кОм.
На рис. 4 показана форма сигнала плавного пуска с этими параметрами схемы. Когда система начинает потреблять ток, схема плавного пуска прекращает потреблять ток от COMP, и рабочий цикл быстро увеличивается.
Преобразователь продолжает плавный пуск после небольшого провала, вызванного переходным процессом нагрузки.
Рисунок 4: Форма сигнала плавного пуска схемы плавного пуска, показанная на рисунке 3
На рис. 4 также видно, что после приложения нагрузки в коммутационном узле преобразователя (ВСП) возникает дополнительный всплеск напряжения. На рис. 5 показан увеличенный сигнал. Очевидно, что система колеблется на частоте 9,5 кГц.
Рис. 5. Увеличенная кривая плавного пуска со схемой плавного пуска
Контроллер в этой конструкции представляет собой регулятор напряжения. Силовой каскад имеет перепад фаз на 180 градусов из-за двойных полюсов. Необходимо добавить ноль для повышения стабильности; Вы можете сделать это, добавив конденсатор (C E ), параллельно R E . Чтобы добавить 45 градусов к запасу по фазе, я поместил ноль на 9,5 кГц, измеренную частоту колебаний.
При R E = 1,18 кОм я добавил конденсатор на 15 нФ.
Рис. 6. Схема плавного пуска с повышенной стабильностью
На рис. 7 показана форма сигнала запуска при C E = 15 нФ. Колебание устраняется. Общее время плавного пуска составляет 50 мс.
Рис. 7: Форма сигнала плавного пуска с C E = 15 нФ
Во время плавного пуска типичный ток диода оптопары (I opto_D ) составляет от 1,2 мА до 0,8 мА. Это определяется LM5025 и прямым усилением оптопары. При R E = 1,18 кОм напряжение на R SS равно V BE(ON) + R E × 0,8 мА = 1,644 В. VBE(вкл.) = 0,7 В. Таким образом, вы можете рассчитать I SS как I SS = (V BE(ON) + R E × I opto_D )/R SS . I SS /C SS устанавливает выход V OUT , dv/dt.
Чтобы обеспечить эффективность плавного пуска на вторичной стороне, плавный пуск на первичной стороне также должен быть установлен намного быстрее, чем плавный пуск на вторичной стороне.
Результаты испытаний показывают эффективность этой простой схемы плавного пуска для обеспечения плавного плавного пуска изолированного преобразователя.
Дополнительные ресурсы
- Дополнительные сведения о блогах Power Tips.
- Посмотрите видеоролики Power Tips.
- Загрузите спецификацию LM5025.
Комбинированный плавный пуск и задержка включения динамика/защита от постоянного тока — diyAudio Store
Комбинированный плавный пуск и задержка включения динамика / защита от постоянного тока
25 00Название по умолчанию – 25,00 долларов США.
Количество
Описание
В этот комплект входят одна плата плавного пуска и одна плата задержки включения динамика и плата защиты постоянного тока. Они не доступны для покупки отдельно.
Плата плавного пуска Каждый раз, когда вы включаете свой монструозный (или не очень) усилитель мощности, начальный ток, потребляемый от сети, может во много раз превышать полную мощность. Это более широко известно как пусковой ток, вызванный главным образом огромными токами переключения силового трансформатора и пустыми батареями конденсаторов. При включении конденсаторы фильтра в вашем блоке питания полностью разряжаются и действуют как короткое замыкание в течение короткого периода времени, пока не будет достигнуто определенное напряжение. Этот короткий период времени может быть очень вредным для вашего силового выключателя, предохранителя, силового трансформатора, выпрямителей и фильтрующих конденсаторов.
Этот проект плавного пуска используется для ограничения этих разрушительных пусковых токов путем мгновенного введения сопротивления между первичной обмоткой силового трансформатора и сетью питания, которая через короткое время полностью подключается к сети. Этой мгновенной задержки уже достаточно, чтобы зарядить крышки фильтров и ограничить потребление пускового тока.
Если у вас есть какие-либо вопросы, посетите ветку Power Supply Soft Start V3 на форуме поддержки магазина.
- Спецификация
- Схема
- Фотографии сборки
| Размеры | 110 мм x 55 мм |
|---|---|
| Монтажные отверстия | Отверстия расположены на сетке 10 мм x 10 мм |
| Количество плат в комплекте | 1 |
| Слои | 2 |
| Версия платы | 3,0 |
Задержка включения динамиков и плата защиты постоянного тока
Защитите свои драгоценные динамики от переходных процессов при включении и выключении усилителя мощности и неисправностей усилителя, таких как наличие постоянного напряжения на выходе.
Устройство защиты динамика подключает ваш динамик через несколько секунд после включения усилителя, достаточно долго, чтобы усилитель мощности успокоился, что устраняет любые неприятные удары, которые вы слышите в своих динамиках. Он также обеспечивает отключение динамика в случае наличия постоянного напряжения на выходе вашего усилителя, защищая звуковую катушку вашего динамика от перегорания.
Если у вас есть какие-либо вопросы, посетите тему «Задержка включения динамика и DC Protector V3» на форуме поддержки магазина.
- Спецификация (3.0.2b) — Примечание: 3-страничная спецификация .
- Схема
- Фотографии сборки
| Размеры | 100 мм x 50 мм |
|---|---|
| Монтажные отверстия | Отверстия расположены на сетке 10 мм x 10 мм |
| Количество плат в комплекте | 1 |
| Слои | 2 |
| Версия платы | 3,0 |
Я использовал плавный пуск
Я использовал плавный пуск, который, похоже, работает правильно.
Я использую его на усилителе класса А мощностью 75 Вт/канал с двумя трансформаторами по 500 ВА. Это сделало работу хорошо. Я использовал 0,47 мкФ для демпфера в C2.
Я все еще могу собрать плату защиты динамика
Платы плавного пуска/защиты динамика
Построено 2 пары. Эти доски быстро и легко собираются и отлично работают. Очень рекомендую!
Плата плавного пуска в рабочем состоянии
Документация по плате плавного пуска немного устарела, но в целом достаточна. Качество печатной платы первоклассное, да и общий дизайн тоже хорош. Я заменил реле Omron GSLE-1A4 (24 В постоянного тока), потому что указанная деталь больше не была доступна. Он подходит и работает хорошо. Это реле рассчитано на 10 ампер при 250 В переменного тока. В качестве входного источника питания я использовал конденсатор номиналом 1,0 мкФ MKT X2. Конденсаторы меньшего размера, с которыми я экспериментировал, не давали достаточного тока.
Мне нужна была большая задержка, поэтому я увеличил емкость времязадающего конденсатора до 4700 мкФ, что дало мне задержку замыкания реле примерно на 2,6 секунды.
Платы плавного пуска и задержки динамика
Я купил этот комплект, чтобы добавить его к серийно выпускаемому усилителю с прямой связью. Из-за возраста некоторые компоненты сместились, и усилитель начал работать нестабильно при первоначальном включении и выключении.
Печатные платы не такие большие, и у меня было достаточно места для их установки в моем усилителе. Сами доски качественные. Как уже говорили другие, мне пришлось немного отклониться при выборе реле от поставляемой спецификации. Я использовал два Omron G5LE-1A4-DC12 для задержки динамика и один Omron G5LE-14-DC24 для плавного пуска. В качестве трансформатора я использовал Triad F5-24. Комплект очень прост в сборке, и он отлично работает, синхронизация задержки идеальна, так как мой усилитель стабилизируется до того, как активируются разъемы для динамиков.
Спасибо за отличный продукт, я планирую купить больше в будущем, чтобы добавить к моим другим усилителям с прямой связью.
плата хорошего качества
Я использую только плату защиты постоянного тока. Это очень хорошая плата, я заказал резисторы другой серии, чем те, которые указаны в спецификации, поэтому мои были больше, помните об этом. Также я собираюсь использовать часть № G5LE-14-DC5 для реле, пожалуйста, проверьте перед заказом компонента.
Задержка включения динамика.
Платы прибыли в течение 2 недель в Великобританию. Сборка платы была простой, прикрепленной к задней панели моего F6, задерживает полный ток на несколько секунд без шума включения через динамики. Большой продукт.
ЗАДЕРЖКА ВКЛЮЧЕНИЯ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯ И ПЛАТА ЗАЩИТЫ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Потрясающе быстрая доставка и отличная работа! Спасибо!
Комплект задней панели
Ну что сказать.
