Soft Starter - Принцип и работа

Soft Starter - Принцип и работа

Мек стартер е всяко устройство, което контролира ускорението на електродвигател, като контролира приложеното напрежение.



Сега нека си припомним накратко необходимостта от наличие на стартер за всеки двигател.


Асинхронен двигател може самостоятелно да започне поради взаимодействието между въртящия се поток на магнитното поле и потока на намотката на ротора, причинявайки висок ток на ротора при увеличаване на въртящия момент. В резултат на това статорът изтегля висок ток и докато двигателят достигне пълна скорост, се изтегля голямо количество ток (по-голям от номиналния ток) и това може да доведе до нагряване на двигателя, в крайна сметка да го повреди. За да се предотврати това, са необходими стартери за двигатели.





Стартирането на двигателя може да бъде по 3 начина

  • Прилагане на напрежение при пълно натоварване през интервали от време: Директно стартиране по линия
  • Постепенно прилагане на намалено напрежение: Star Delta Starter и Soft starter
  • Прилагане на стартиране на намотката на част: стартер за автотрансформатор
Дефиниране на плавно стартиране

Сега нека насочим нашето специално внимание към плавно стартиране.



В техническо отношение плавният стартер е всяко устройство, което намалява въртящия момент, прилаган към електрическия мотор. Обикновено се състои от полупроводникови устройства като тиристори за контрол на прилагането на захранващо напрежение към двигателя. Стартерът работи върху факта, че въртящият момент е пропорционален на квадрата на стартовия ток, който от своя страна е пропорционален на приложеното напрежение. По този начин въртящият момент и токът могат да се регулират чрез намаляване на напрежението по време на стартиране на двигателя.


Може да има два вида управление с помощта на плавен стартер:

Отворете контрола : Стартовото напрежение се прилага с времето, независимо от изтегления ток или скоростта на двигателя. За всяка фаза два SCR се свързват обратно към гърба и SCR се провеждат първоначално със закъснение от 180 градуса по време на съответните цикли на полувълни (за които всеки SCR провежда). Това забавяне се намалява постепенно с течение на времето, докато приложеното напрежение нараства до пълното захранващо напрежение. Това е известно още като система за времево напрежение. Този метод не е от значение, тъй като не контролира ускорението на двигателя.

Контрол със затворен контур : Всяка от характеристиките на изхода на двигателя като изтегления ток или скоростта се следи и стартовото напрежение се променя съответно, за да се получи необходимата реакция. Токът във всяка фаза се следи и ако надвиши определена зададена точка, временната рампа на напрежението се спира.

По този начин основният принцип на плавния стартер е чрез контролиране на ъгъла на проводимост на SCR, прилагането на захранващото напрежение може да се контролира.

2 Компоненти на основен плавен стартер
  • Ключове за захранване като SCR, които трябва да бъдат фазово контролирани, така че да се прилагат за всяка част от цикъла. За трифазен двигател, два SCR са свързани обратно към гърба за всяка фаза. Превключващите устройства трябва да бъдат оценени поне три пъти повече от линейното напрежение.
  • Контролна логика използване на PID контролери или микроконтролери или всяка друга логика за управление на прилагането на напрежение на порта към SCR, т.е.да контролира ъгъла на стрелба на SCR, за да накара SCR да се проведе в необходимата част от цикъла на захранващото напрежение.
Работен пример за електронна система за плавен старт за трифазен асинхронен двигател

Системата се състои от следните компоненти.

  • Два SCR за гръб назад за всяка фаза, т.е. общо 6 SCR.
  • Контролна логическа схема под формата на два компаратора - LM324 и LM339 за производство на нивото и напрежението на рампата и оптоизолатор за управление на прилагането на напрежение на порта към всеки SCR във всяка фаза.

Електрическа верига за осигуряване на необходимото напрежение на постояннотоковото захранване.

Блок-схема, показваща електронна система за плавен старт за трифазен асинхронен двигател

Блок-схема, показваща електронна система за плавен старт за трифазен асинхронен двигател

Напрежението на нивото се генерира с помощта на компаратора LM324, чийто инвертиращ терминал се захранва с помощта на фиксиран източник на напрежение, а неинвертиращият терминал се подава през кондензатор, свързан към колектора на NPN транзистор. Зареждането и разреждането на кондензатора води до съответната промяна на изхода на компаратора и нивото на напрежението от високо на ниско. Това напрежение на изходното ниво се прилага към неинвертиращия терминал на друг компаратор LM339, чийто инвертиращ терминал се подава с помощта на напрежение на рампата. Това напрежение на рампата се произвежда с помощта на друг компаратор LM339, който сравнява пулсиращото постояннотоково напрежение, приложено в неговия инвертиращ терминал, с чистото постояннотоково напрежение на неговия неинвертиращ терминал и генерира референтен сигнал за нулево напрежение, който се преобразува в рампа сигнал чрез зареждане и разреждане на електролитен кондензатор.

3rdкомпараторът LM339 произвежда сигнал с висока широчина на импулса за всяко напрежение на високо ниво, което постепенно намалява с намаляването на напрежението на нивото. Този сигнал се обръща и се прилага към оптоизолатора, който осигурява импулси на портата към SCR. С падането на нивото на напрежението широчината на импулса на оптоизолатора се увеличава и колкото повече е широчината на импулса, толкова по-малко е забавянето и постепенно SCR се задейства без никакво забавяне. По този начин чрез контролиране на продължителността между импулсите или закъснението между приложенията на импулсите, ъгълът на стрелба на SCR се контролира и прилагането на захранващия ток се контролира, като по този начин се контролира изходният въртящ момент на двигателя.

Целият процес е система за управление с отворен контур, при която времето за прилагане на импулсите за задействане на порта към всеки SCR се контролира въз основа на това как по-рано напрежението на рампата намалява от нивото на напрежението.

Предимства на Soft Start

Сега, след като научихме как електронна система за плавен старт работи, нека си припомним няколко причини, поради които е предпочитан пред други методи.

    • Подобрена ефективност : Ефективността на системата за плавен стартер, използваща полупроводникови превключватели, е по-голяма поради ниското напрежение в състояние.
    • Контролирано стартиране : Стартовият ток може да се контролира плавно, като лесно се променя началното напрежение и това гарантира плавно стартиране на мотора без никакви резки.
  • Контролирано ускорение : Ускорението на двигателя се контролира плавно.
  • Ниска цена и размер : Това се осигурява с използването на полупроводникови превключватели.