Die Verwendung des Chips KR1182PM1. Sanftanlauf des Elektromotors

Motorstarter

Der Sanftanlauf des Elektromotors wurde in letzter Zeit immer häufiger angewendet. Die Anwendungsbereiche sind vielfältig und zahlreich. Dies ist Industrie, Elektrotransport, Versorgung und Landwirtschaft. Die Verwendung solcher Vorrichtungen kann die Anlauflast des Elektromotors und der Aktuatoren erheblich verringern und dadurch deren Lebensdauer verlängern.

Einschaltströme

Anlaufströme erreichen Werte, die 7 ... 10 mal höher sind als in der Betriebsart. Dies führt zu einem "Absinken" der Spannung im Versorgungsnetz, was sich nicht nur negativ auf die Arbeit anderer Verbraucher, sondern auch auf den Motor selbst auswirkt. Die Anlaufzeit verzögert sich, was zu einer Überhitzung der Wicklungen und einer allmählichen Zerstörung ihrer Isolierung führen kann. Dies trägt zum vorzeitigen Ausfall des Motors bei.

Sanftanlasser können die Anlauflast des Elektromotors und des Stromnetzes erheblich reduzieren, was besonders in ländlichen Gebieten oder wenn der Motor von einem autonomen Kraftwerk angetrieben wird, wichtig ist.

Aktorüberlastungen

Zum Zeitpunkt des Startens des Motors ist das Moment auf seiner Welle sehr instabil und überschreitet den Nennwert um mehr als das Fünffache. Daher sind auch die Anlauflasten der Aktuatoren im Vergleich zur Arbeit im stationären Zustand erhöht und können bis zu 500 Prozent erreichen. Die Instabilität des Drehmoments während des Startvorgangs führt zu Stoßbelastungen der Zahnradzähne, Schneiddübeln und manchmal sogar zum Verdrehen der Wellen.

Die Sanftstarter des Elektromotors reduzieren die Anlauflast des Mechanismus erheblich: Die Lücken zwischen den Zahnradzähnen werden gleichmäßig ausgewählt, wodurch ein Bruch verhindert wird. Bei Riemenantrieben werden die Antriebsriemen ebenfalls sanft gezogen, wodurch der Verschleiß der Mechanismen verringert wird.

Neben einem Sanftanlauf wirkt sich der Betrieb von Mechanismen günstig auf den sanften Bremsmodus aus. Wenn der Motor die Pumpe antreibt, wird durch sanftes Bremsen ein Wasserschlag vermieden, wenn das Gerät ausgeschaltet wird.

Industrielle Softstarter

Weiche Vorspeisen Derzeit produziert von vielen Unternehmen, zum Beispiel Siemens, Danfoss, Schneider Electric. Solche Geräte haben viele vom Benutzer programmierbare Funktionen. Dies sind Beschleunigungszeit, Bremszeit, Überlastschutz und viele andere Zusatzfunktionen.

Mit all den Vorteilen haben Markengeräte einen Nachteil - einen ziemlich hohen Preis. Sie können jedoch selbst ein ähnliches Gerät erstellen. Die Kosten werden sich als gering herausstellen.

Softstarter auf dem KR1182PM1-Chip

In der erste Teil des Artikels sprach darüber Spezialchip KR1182PM1Darstellen eines Phasenleistungsreglers. Es wurden typische Schemata für die Aufnahme, Vorrichtungen für den reibungslosen Start von Glühlampen und einfach Leistungsregler in der Last berücksichtigt. Basierend auf dieser Mikroschaltung ist es möglich, einen ziemlich einfachen Dreiphasenmotor-Softstarter herzustellen. Das Gerätediagramm ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. Schema des Softstarters.

Ein sanfter Start erfolgt durch allmähliches Erhöhen der Spannung an den Motorwicklungen von Null auf Nennwert. Dies wird erreicht, indem der Öffnungswinkel der Thyristortasten in einer als Startzeit bezeichneten Zeit erhöht wird.

Schaltungsbeschreibung

Die Konstruktion verwendet einen dreiphasigen Elektromotor mit 50 Hz und 380 V. Die durch einen "Stern" verbundenen Motorwicklungen sind mit den im Diagramm als L1, L2, L3 angegebenen Ausgangsschaltungen verbunden. Der Mittelpunkt des "Sterns" ist mit dem Netzwerkneutral (N) verbunden.

Die Ausgangstasten werden an Thyristoren hergestellt, die gegen den Uhrzeigersinn angeschlossen sind. Das Design verwendete importierte Thyristoren vom Typ 40TPS12. Bei geringen Kosten haben sie einen ausreichend großen Strom - bis zu 35 A, und ihre Sperrspannung beträgt 1200 V. Zusätzlich zu ihnen befinden sich mehrere weitere Elemente in den Tasten. Ihr Zweck ist wie folgt: Parallel zu den Thyristoren geschaltete RC-Dämpfungsschaltungen verhindern ein falsches Schalten der letzteren (R8C11, R9C12, R10C13 auf der Schaltung), und Schaltstörungen mit einer Amplitude von mehr als 500 V werden mit den Varistoren RU1 ... RU3 absorbiert.

Als Steuerknoten für die Ausgangsschlüssel werden die Chips DA1 ... DA3 Typ KR1182PM1 verwendet. Diese Mikroschaltungen wurden in ausreichend detailliert betrachtet der erste Teil des Artikels. Die Kondensatoren C5 ... C10 im Mikrokreis bilden eine Sägezahnspannung, die vom Netzwerk synchronisiert wird. Die Thyristorsteuersignale in der Mikroschaltung werden durch Vergleichen der Sägezahnspannung mit der Spannung zwischen den Anschlüssen der Mikroschaltung 3 und 6 gebildet.

Zur Versorgung des Relais K1 ... K3 verfügt das Gerät über eine Stromversorgung, die nur aus wenigen Elementen besteht. Dies ist ein Transformator T1, eine Gleichrichterbrücke VD1, ein Glättungskondensator C4. Am Ausgang des Gleichrichters ist ein integrierter Stabilisator DA4 vom Typ 7812 installiert, der am Ausgang eine Spannung von 12 V und am Ausgang Schutz vor Kurzschlüssen und Überlastungen bietet.

Beschreibung der Funktionsweise der Sanftanlasser

Die Netzspannung wird an den Stromkreis angelegt, wenn der Leistungsschalter Q1 schließt. Der Motor ist jedoch noch nicht gestartet. Dies liegt daran, dass die Relaiswicklungen K1 ... K3 immer noch stromlos sind und ihre normalerweise geschlossenen Kontakte die Pins 3 und 6 der Stromkreise DA1 ... DA3 über die Widerstände R1 ... R3 umgehen. Dieser Umstand erlaubt nicht das Laden der Kondensatoren C1 ... C3, daher erzeugen die Steuerimpulse der Mikroschaltung nicht.

Starten Sie das Gerät

Wenn der Kippschalter SA1 geschlossen ist, schaltet die Spannung von 12 V das Relais K1 ... K3 ein. Ihre normalerweise geschlossenen Kontakte öffnen sich, wodurch die Kondensatoren C1 ... C3 von internen Stromgeneratoren geladen werden können. Zusammen mit einem Spannungsanstieg an diesen Kondensatoren nimmt auch der Öffnungswinkel der Thyristoren zu. Dadurch wird ein gleichmäßiger Spannungsanstieg an den Motorwicklungen erreicht. Wenn die Kondensatoren vollständig aufgeladen sind, erreicht der Einschaltwinkel der Thyristoren den Maximalwert und die Drehfrequenz des Elektromotors erreicht den Nennwert.

Motor abstellen, sanftes Bremsen

Öffnen Sie zum Abstellen des Motors den Schalter SA1. Dadurch wird das Relais K1 ... K3 ausgelöst. Ihre normalerweise geschlossenen Kontakte schließen, was zur Entladung der Kondensatoren C1 ... C3 über die Widerstände R1 ... R3 führt. Die Entladung der Kondensatoren dauert einige Sekunden. Während dieser Zeit stoppt der Motor.

Beim Starten des Motors können erhebliche Ströme im Neutralleiter fließen. Dies liegt daran, dass während einer gleichmäßigen Beschleunigung die Ströme in den Motorwicklungen nicht sinusförmig sind, aber Sie sollten keine besondere Angst davor haben: Der Startvorgang ist ziemlich kurzlebig. Im stationären Zustand ist dieser Strom viel geringer (nicht mehr als zehn Prozent des Phasenstroms im Nennmodus), was nur auf die technologische Streuung der Wicklungsparameter und das Phasenungleichgewicht zurückzuführen ist. Es ist bereits unmöglich, diese Phänomene loszuwerden.

Teile und Konstruktion

Die folgenden Teile sind erforderlich, um das Gerät zusammenzubauen:

Ein Transformator mit einer Leistung von nicht mehr als 15 W und einer Ausgangswicklungsspannung von 15 ... 17 V.

Als Relais K1 ... K3 kann jedes Relais mit einer Spannung von 12 V verwendet werden, das einen normalerweise geschlossenen oder schaltenden Kontakt hat, beispielsweise TRU-12VDC-SB-SL.

Kondensatoren C11 ... C13 vom Typ K73-17 für eine Betriebsspannung von mindestens 600 V.

Das Gerät wird auf einer Leiterplatte hergestellt. Das zusammengebaute Gerät sollte in ein Kunststoffgehäuse geeigneter Größe gestellt werden, auf dessen Vorderseite sich ein Schalter SA1 und die LEDs HL1 und HL2 befinden.

Motoranschluss

Die Verbindung des Schalters Q1 und des Motors erfolgt über Drähte, deren Querschnitt der Leistung des letzteren entspricht.Der Neutralleiter ist der gleiche Draht wie der Phasendraht. Mit den im Diagramm angegebenen Nennwerten der Teile ist es möglich, Motoren mit einer Leistung von bis zu vier Kilowatt anzuschließen.

Wenn Sie einen Motor mit einer Leistung von nicht mehr als eineinhalb Kilowatt verwenden möchten und die Startfrequenz 10 ... 15 pro Stunde nicht überschreitet, ist die an den Thyristortasten verbrauchte Leistung unbedeutend, sodass Sie keine Kühler einsetzen können.

Wenn ein leistungsstärkerer Motor verwendet werden soll oder häufiger gestartet wird, müssen Thyristoren an Heizkörpern aus einem Aluminiumstreifen installiert werden. Wenn der Kühler gemeinsam verwendet werden soll, sollten die Thyristoren mit Glimmerdichtungen davon isoliert werden. Um die Kühlbedingungen zu verbessern, können Sie die Wärmeübertragungspaste KPT-8 verwenden.

Überprüfen und richten Sie das Gerät ein

Überprüfen Sie vor dem Einschalten zunächst die Installation auf Übereinstimmung mit dem Schaltplan. Dies ist eine Grundregel, von der man nicht abweichen kann. Das Vernachlässigen dieses Tests kann schließlich zu einem Haufen verkohlter Teile führen und lange Zeit davon abhalten, „Experimente mit Elektrizität“ durchzuführen. Die gefundenen Fehler sollten beseitigt werden, da diese Schaltung dennoch vom Netzwerk gespeist wird und die Witze damit schlecht sind. Und auch nach diesem Test ist es noch zu früh, um den Motor anzuschließen.

Schließen Sie zunächst anstelle des Motors drei identische Glühlampen mit einer Leistung von 60 ... 100 Watt an. Während des Tests sollte sichergestellt werden, dass die Lampen gleichmäßig „leuchten“.

Die Ungleichmäßigkeit der Einschaltdauer ist auf die Änderung der Kapazitäten der Kondensatoren C1 ... C3 zurückzuführen, die eine signifikante Kapazitätstoleranz aufweisen. Daher ist es besser, sie sofort vor der Installation mit dem Gerät auszuwählen, zumindest mit einer Genauigkeit von bis zu zehn Prozent.

Die Ausschaltzeit ist auch auf den Widerstand der Widerstände R1 ... R3 zurückzuführen. Mit ihrer Hilfe können Sie die Freizeit ausrichten. Diese Einstellungen sollten vorgenommen werden, wenn die Streuung der Ein- / Ausschaltzeit in verschiedenen Phasen 30 Prozent überschreitet.

Der Motor kann erst angeschlossen werden, nachdem die oben genannten Prüfungen normal bestanden wurden, ganz zu schweigen von der Perfektion.

Was kann dem Design noch hinzugefügt werden?

Es wurde bereits oben gesagt, dass solche Geräte derzeit von verschiedenen Unternehmen hergestellt werden. Natürlich ist es unmöglich, alle Funktionen von Markengeräten so provisorisch zu wiederholen, aber dennoch wird es wahrscheinlich möglich sein, sie zu kopieren.

Es geht um das sogenannte Bypass-Schütz. Sein Zweck ist wie folgt: Nachdem der Motor die Nenndrehzahl erreicht hat, überbrückt das Schütz einfach die Thyristorschlüssel mit seinen Kontakten. Durch sie fließt Strom, der die Thyristoren umgeht. Dieses Design wird oft als Bypass bezeichnet (vom englischen Bypass - Bypass). Für eine solche Verbesserung müssen der Steuereinheit zusätzliche Elemente hinzugefügt werden.

Boris Aladyshkin