Мягкий старт широко используется для безопасного запуска двигателей. При запуске двигателя номинальный ток (В) в 7 раз выше. В результате этого процесса сокращается срок службы двигателя, а именно обмотки статора и значительная нагрузка на подшипники. По этой причине рекомендуется запускать электроинструмент своими руками там, где его нет.
Общая информация
Статор двигателя является индуктором, поэтому имеются активные и реактивные компоненты.
Когда электрический ток течет через радиоэлементы, Имея сопротивление с активным компонентом, возникают потери, связанные с преобразованием части энергии в тепловую форму энергии. Например, обмотки резистора и статора двигателя имеют сопротивление с активным компонентом. Нетрудно рассчитать активное сопротивление, поскольку фазы тока (I) и напряжения (U) совпадают. Используя закон Ома для поперечного сечения, можно рассчитать сопротивление: R = U / I. Это зависит от материала, площади поперечного сечения, длины и его температуры.
Если ток проходит через реактивный элемент типа (с емкостными и индуктивными характеристиками), то в этом случае появляется реактивный R. Индуктор, который практически не имеет активного сопротивления (R вычислений его обмоток не учитывается в расчетах). Этот тип R создается электродвижущей силой (ЭДС) самоиндукции, которая прямо пропорциональна индуктивности и частоте I, проходящим через ее катушки: Xl = wL, где w. угловая частота переменного тока (w = 2Pif и f. частота электрического тока); L. индуктивность (L = nn / Rm, n. число витков, а Rm. магнитное сопротивление).
Когда двигатель включен, пусковой ток в 7 раз превышает номинальный ток (ток, потребляемый прибором), и обмотки статора нагреваются. Если катушка статора старая, может произойти прерывистое короткое замыкание, которое приведет к неисправности электроинструмента. Для этого воспользуйтесь программным средством запуска.
Одним из способов уменьшения пускового тока (Ip) является переключение обмоток. Требуется 2 типа реле (время и нагрузка) и три контактора.
Запуск двигателя с обмотками, соединенными в виде звезды, возможен только с 2 контакторами, которые не закрыты одновременно. После определенного времени установки реле один из контакторов выключается, а другой, ранее не использовавшийся, включается. Такое чередование обмоток уменьшает ударный ток. Этот метод имеет существенный недостаток, поскольку ток короткого замыкания возникает, когда два контактора закрыты одновременно. Однако, используя этот метод, обмотки продолжают нагреваться.
Еще один способ уменьшить пусковой ток. это настроить частоту запуска двигателя. Принцип, лежащий в основе этого подхода, заключается в изменении частоты питания U. Основным элементом этого типа программного обеспечения является преобразователь частоты, состоящий из следующих элементов:
- Выпрямитель.
- Промежуточный контур.
- Инвертор.
- Электронная схема управления
Выпрямитель выполнен из мощных диодов или тиристоров, действует как преобразователь U, подающий постоянный пульсирующий ток. Промежуточная цепь сглаживает пульсирующий постоянный ток на выходе выпрямителя, который накапливается на больших конденсаторах. Инвертор необходим для непосредственного преобразования сигнала на выходе промежуточной цепи в сигнал амплитуды и частоты переменного компонента. Электронная схема управления необходима для генерации сигналов, необходимых для управления выпрямителем, инвертором.
Как это устроено
Во время запуска двигателя коллекторного типа происходит кратковременное увеличение потребляемого тока, что приводит к преждевременному отпусканию электроинструмента и вводу его в эксплуатацию для ремонта. Существует износ электрических деталей (в 7 раз больше тока) и механических (внезапный запуск). Устройства плавного пуска (далее. устройства плавного пуска) должны использоваться для организации плавного пуска. Эти устройства должны соответствовать основным требованиям:
- Плавное увеличение нагрузки.
- Возможность запуска двигателя через равные промежутки времени.
- Обеспечивает защиту от линейных перенапряжений U, сбоя фазы (для 3-фазного двигателя) и различных помех электрических компонентов.
- Жизнь значительно возросла.
Наиболее распространены треугольные мягкие приводы, принцип действия которых заключается в плавной регулировке U путем регулировки угла открытия симисторного перехода. Симистор должен быть подключен непосредственно к обмоткам двигателя, и это уменьшает пусковой ток от 2 до 5 раз (зависит от цепи симистора и управления). Основные недостатки трехосных УПП:
Видео: Как Сделать Плавный Пуск На Болгарку
- Сложные схемы.
- Длительные перегревы обмоток.
- Проблемы с запуском двигателя (приводит к значительному нагреву обмоток статора).
Цепи сложны при использовании мощных двигателей, но с низкими нагрузками и холостым ходом можно использовать простые схемы.
Устройства плавного пуска с регуляторами без обратной связи (в 1 или 3 фазы) широко распространены. В моделях этого типа вы можете установить время запуска и значение U перед запуском двигателя. Тем не менее, момент нагрузки не может быть отрегулирован в этом случае. В этой модели используется специальное устройство для снижения силы тока, защиты от обрыва фазы и фазового дисбаланса, а также от перегрузки. Заводские модели имеют функцию контроля состояния двигателя.
Простейшие однофазные цепи управления выполнены на одном симисторе и используются для инструментов мощностью до 12 кВт. Существуют более сложные схемы, позволяющие регулировать параметры мощности двигателя до 260 кВт. При выборе устройства плавного пуска на заводе следует учитывать следующие параметры: мощность, возможные режимы работы, равенство токов и количество пусков в течение определенного периода времени.
Применение в шлифовальном станке
Когда угловая шлифовальная машина запускается, детали инструмента демонстрируют высокие динамические нагрузки.
Дорогие модели поставляются с устройством плавного пуска, но не с обычными сортами, такими как угловая шлифовальная машина Interskol. Инерционный рывок способен вырвать угловые шлифовальные машины из ваших рук, и существует риск для жизни и здоровья. Кроме того, когда двигатель прибора запускается, ток перегружается, и, как следствие, изнашиваются щетки, и обмотки статора сильно нагреваются, коробка передач изнашивается, и режущий диск может быть разрушен, который может треснуть в любое время наносить вред здоровью и даже жизни. Инструмент должен быть закреплен, а шлифовальный станок с регулированием скорости и плавным пуском должен выполняться руками.
Домашние варианты
Существует множество схем обновления электроинструментов с помощью устройств плавного пуска. Триаки широко используются среди всех сортов. Triac. это полупроводниковый элемент, который позволяет плавно регулировать настройки мощности. Существуют простые и сложные схемы, отличающиеся по производительности, а также поддерживаемой мощности подключенного электроинструмента. Конструкция имеет внутренний, который позволяет интегрироваться в корпус, и внешний, выполненный в виде отдельного модуля, который действует как ограничитель вращения и тока для непосредственного запуска угловых шлифовальных машин.
Самая простая схема
Устройство плавного пуска с регулируемой скоростью на тиристоре KU 202 широко используется благодаря своей очень простой конструкции (схема 1). Ее связь не требует специальных навыков. Для него очень легко получить радиоэлементы. Эта модель контроллера состоит из диодного моста, переменного резистора (выполняет функцию U-регулятора) и схемы настройки тиристора (подает U на управляющую мощность 6,3 В) отечественного производителя.
Схема 1. Регулирование скорости и плавный пуск электрической цепи внутреннего блока (схема подключения)
Благодаря размеру и количеству деталей этот тип контроллера может быть встроен в корпус электроинструмента. Кроме того, рукоятка переменного резистора должна быть удалена, а сам регулятор скорости может быть изменен путем включения кнопки перед диодным мостом.
Основным принципом работы является регулирование скорости двигателя инструмента путем ограничения мощности в ручном режиме. Данная схема позволяет использовать электроинструменты мощностью до 1,5 кВт. Чтобы увеличить эту цифру, вам необходимо заменить тиристор на более мощный (информацию можно найти в Интернете или в справочнике). Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что схема управления тиристором будет отличаться от оригинальной. KU 202 является отличным тиристором, но его основным недостатком является его конфигурация (выбор частей для схемы управления). Схема 2 (УПП на чипе) используется для плавного запуска в автоматическом режиме.
Мягкий старт на чипе
Наилучшим вариантом для создания устройств плавного пуска является схема плавного пуска на одном симисторе и микросхема, которая управляет плавным открытием p-n-перехода. Устройство питается от источника питания 220 В и может быть легко собрано независимо. Очень простая и универсальная схема устройства плавного пуска также позволяет регулировать скорость (схема 2). В соответствии с руководством по радиоэлементам полупроводникового типа можно заменить триак аналогичным или с характеристиками, которые превышают исходные.
Схема 2. Схема плавного пуска электроинструмента
Устройство выполнено на базе микросхемы KR118PM1 и Triac. Благодаря универсальности устройства его можно использовать для любого инструмента. Не требует настройки и устанавливается в зазор силового кабеля.
Когда двигатель запускается, U подается на KR118PM1, и заряд конденсатора C2 постепенно увеличивается. Тиристор открывается постепенно с задержкой в зависимости от емкости управляющего конденсатора С2. При емкости C2 = 47 мкФ начинается задержка примерно на 2 секунды. Это напрямую зависит от емкости конденсатора (с увеличением емкости время запуска увеличивается). Когда угловая шлифовальная машина выключена, конденсатор C2 разряжается резистором R2, сопротивление которого составляет 68 кОм, а время разряда составляет около 4 секунд.
Для контроля скорости вам нужно заменить R1 переменным резистором. При изменении параметра резистора мощность двигателя изменяется. R2 изменяет количество тока, протекающего через вход симистора. Триак нуждается в охлаждении, поэтому в корпус модуля можно встроить вентилятор.
Основной функцией конденсаторов С1 и С3 является защита и управление микросхемой. Симистор следует выбирать исходя из следующих характеристик: прямое U должно составлять 400 500 В, а постоянный ток должен быть не менее 25 А. С этими радиоэлементами можно подключить устройство от 2 кВт до 5 кВт.
Таким образом, для запуска электродвигателей различных инструментов необходимо использовать заводские устройства плавного пуска или домашние моторы. Устройства плавного пуска используются для продления срока службы инструмента. При запуске двигателя происходит резкое увеличение тока потребления в 7 раз. Благодаря этому обмотки статора и механическая часть могут быть сожжены. Устройства плавного пуска могут значительно уменьшить пусковой ток. При производстве устройств плавного пуска вы сами должны соблюдать правила безопасности при работе с электричеством.