Dodanie łagodnego rozruchu do silników pompy wodnej - zmniejszenie problemów ze spalaniem przekaźnika

W tym poście omawiamy kilka innowacyjnych i prostych przykładów obwodu łagodnego rozruchu, które można zaimplementować w przypadku silników o dużej obciążalności, tak aby były w stanie zainicjować miękkim startem lub wolnym powolnym startem zamiast gwałtownego, nierównego rozruchu

Dlaczego miękki start ma kluczowe znaczenie dla ciężkich silników

Gdy w grę wchodzą ciężkie układy silnikowe lub silniki wysokoprądowe, początkowy skok prądu przy włączaniu często staje się problemem. Ten wzrost ma tendencję do wywoływania ogromnego łuku elektrycznego na stykach przekaźnika pompy, powodując korozję i skrócenie jej żywotności z powodu naprężeń i zużycia.

Wyładowanie łukowe wysokoprądowe nie tylko powoduje problemy ze stykami przekaźnika, ale także wpływa na otaczające obwody elektroniczne, powodując ich zawieszenie lub zakłócenie z powodu dużej ilości zakłóceń RF generowanych podczas włączania silnika.

Jednak zabezpieczenie kosztownego przekaźnika silnika staje się głównym problemem w takich sytuacjach. Chociaż dostępnych jest wiele styczników mechanicznych do kontrolowania obciążenia silnika, systemy te nie są wydajne i są nieskuteczne wobec emisji RF.

Miejmy nadzieję, że przedstawiony poniżej prosty układ elektroniczny jest w stanie wyeliminować wszystkie problemy związane z generowaniem przepięć przy włączaniu ciężkiego silnika i ochroną styków przekaźnika.

Rysunek pokazuje prosty obwód ściemniacza zawierający zwykłą konfigurację triaka i diaku, który może być bardzo skutecznie używany do dodawania łagodnego startu do dowolnego wysokoprądowego, ciężkiego silnika prądu przemiennego.

Projektowanie miękkiego startu przy użyciu cięcia fazowego triaka

Tutaj potencjometr został zastąpiony skrzynką LED / LDR. Jak wiemy, w zwykłych ściemniaczach do sterowania prędkością wentylatora używana jest zmienna rezystancja. Tutaj zmienną rezystancję zastąpiono układem LED / LDR. Oznacza to, że teraz prędkość silnika, czyli innymi słowy, prąd do silnika może być kontrolowany poprzez kontrolowanie intensywności załączonej diody LED za pomocą zewnętrznego wyzwalacza.

Dokładnie to się tutaj robi. Gdy przekaźnik silnika jest włączony, za pomocą przełącznika lub przez elektroniczny obwód sterujący, taki jak obwód regulatora poziomu wody, jednocześnie włącza się dioda LED dołączonego przełącznika ściemniacza.

Dioda LED włącza triak i podłączony silnik.

Będąc urządzeniem półprzewodnikowym, ściemniacz działa nieco szybciej niż przekaźnik i dlatego silnik jest najpierw aktywowany przez triak ściemniacza i już po kilku milisekundach triak jest omijany przez odpowiednie styki przekaźnika.

Powyższy proces całkowicie eliminuje iskrzenie ze styku przekaźnika, ponieważ triak już zaabsorbował większość prądu, a przekaźnik musi tylko delikatnie przejąć już włączone przewodzenie silnika.

Tutaj jasność diody LED opto-sprzęgacza jest kluczowa i musi być ustawiona tak, aby triak był włączony tylko w 75%.

Ta regulacja uratuje triak przed początkowym, silnym prądem przejściowym i pomoże całemu systemowi przetrwać wiele lat.

Rezystor R4 można odpowiednio ustawić w celu uzyskania optymalnego świecenia diody LED.

Schemat obwodu

Lista części

R1 = 15 tys
R2 = 330 K,
R3 = 10 tys.,
Rezystor diakowy = 100 omów,
R4 = należy dostosować, jak wyjaśniono,
C1 = 0,1 uF / 400 V.
C2, C3 = 0,1 uF / 250 V,
L1 = dławik 10 A / 220 V.
Triak (alternistor) = 10 A 400 V,
Diac = jak na powyższym triaku.

Modernizacja łagodnego rozruchu triaka za pomocą przekaźnika

Mała inspekcja ujawnia, że ​​obwód w rzeczywistości nie wymaga obwodu łącznika optycznego. Obwód można po prostu ułożyć w następujący sposób:

R2 należy dobrać tak, aby triak przewodził tylko 75% mocy.

Po włączeniu zasilania triak zapewnia łagodny rozruch początkowy silnika, aż do następnego ułamka sekundy, kiedy przekaźnik również przewodzi, umożliwiając silnikowi wymaganą pełną moc. To całkowicie zabezpiecza styki siłownika przed początkowymi skokami prądu i iskrami,

Uproszczony projekt łagodnego startu

Jak słusznie zasugerował pan Jim, początkowy moment obrotowy jest niezbędny do optymalnego uruchomienia silnika, zwłaszcza gdy jest obciążony, jeśli ten początkowy moment obrotowy nie występuje. silnik może utknąć przy dużym obciążeniu pod paskiem i może zacząć dymić w ciągu kilku minut.

Poniższy obwód jest przeznaczony do wspólnego rozwiązywania obu problemów, hamuje początkowy prąd udarowy do przełącznika WŁ. / WYŁ., A jednocześnie umożliwia rozruch silnika z `` kopnięciem '', dzięki czemu uruchamia się bez problemów, nawet gdy jest obciążony.

Powyższy projekt można jeszcze bardziej uprościć, usuwając przekaźnik, jak pokazano poniżej:

Bardziej technicallu Obwód łagodnego rozruchu silnika oparty na PWM można również spróbować uzyskać lepszą kontrolę, lepszy moment obrotowy i niezawodny rozruch podłączonego silnika, nawet w przypadku silników 3-fazowych.

Miękki start za pomocą kontrolowanego cięcia fazowego

Inny sposób implementacji triaków poprzez stopniowe przerywanie fazy, do inicjowania obwodu powolnego łagodnego startu i powolnego końca lub powolnego zatrzymania w ciężkich silnikach maszyn, tak aby silniki mogły przejść przez stopniowe uruchamianie i zatrzymywanie zamiast gwałtownego włączania / wyłączania.

Pomysł ma w zasadzie zapewnić mniejsze zużycie silnika i dodatkowo oszczędzać energię elektryczną podczas wykonywania czynności.

Pomysł został zgłoszony przez pana Bernarda Botte.

Szanowny Panie Swagatam,
Przepraszam za mój angielski, i tak dziękuję za jakąkolwiek odpowiedź, której udzielisz przed pytaniem. Używam różnych urządzeń do obróbki drewna, używając uniwersalnego silnika prądu przemiennego, pierwotnie wykonanego dla zakresu od 230 do 240 V 50 Hz (ale zauważam również w niektórych częściach mojego kraju 250 V), ponieważ potrzebuję dużo innego rodzaju maszyny i to było tylko dla hobby.

Kupuję najtańsze maszyny, jakie mogę znaleźć (poprawiam niektóre problemy mechaniczne) do innych maszyn. Używam również ściemniacza (domowej roboty w oparciu o system używany przez odkurzacz i zmodyfikowany przez NINA67) i działa świetnie.

Ale używam również strugarki / grubościówki z silnikiem obracającym się z prędkością 18000 T / min. Wydaje się, że za eksmisję praw autorskich nie płaci żadnych tantiem. Zanim miałem problem, pomyślałem, że to silnik pracujący z prędkością 3000 t / min (2700) pomnóż przez 2 (jak inne) z paskiem, aby osiągnąć przyzwoitą prędkość 6000 t / m (5400) Przepraszam nie. I nie używam ściemniacza.

Silnik pracuje z prędkością +/- 18000: 3 = 6000 !!! Znając tani koszt tej maszyny, używam jej jak „dobry ojciec”, nie intensywnie itd. Ale pewnego dnia powstał opar

Maszyna dymi, a ja z niej demontuję, aby odizolować silnik i usunąć pożar. (maszyna była na gwarancji, ale muszę zrobić dużo kilometrów, aby dokonać wymiany. I nie mówią mi, że był to dobrze znany i powtarzający się problem… ale… oni to wiedzą!)

W rzeczywistości, kiedy wszystko było zimne. Patrzę na oś, która się obraca, wydaje się również strzelać po przeciwnej stronie paska zębatego przy każdym starcie Jakby nie było hodowcy.

Pokazuję silnik w firmie sprzedającej różne rodzaje silników.

Robią również remont, ale wyjaśniają mi, że był to „egzotyczny” silnik, ale ustawili tę samą diagnostykę. Zacznij za szybko Więc przyjdź do mnie pytanie: Czy mógłbyś zrobić schemat, aby mieć „miękki start / miękkie zakończenie” dla różnych Universalmotors w rzeczywistości, jeśli używam mojego systemu ściemniacza opartego na BTA 16 800 cw (lepszy niż inne wymienione powyżej), wydaje się ok, ale zrobiłem tylko 3 z nich. Chcę to zintegrować z każdą dużą maszyną.

I używam tylko włącznika / wyłącznika. Chcę więc używać przycisku do „włączania”, a drugiego do „wyłączania” lub włączania / wyłączania.

Ale także potencjometr do wyboru minimalnego poziomu (w zależności od mocy każdego silnika), gdy silnik zaczyna pracować i potencjometr do wyboru czasu (555) między wolnym startem a pełną prędkością (może również skrócić triak z przekaźnikiem do mam pełną prędkość i zieloną diodę jeśli to istotne (ale będzie fajnie) do wyłączenia czas może się zmniejszyć.Dlaczego na koniec bo dodatkowy prąd i związane problemy.

Uwaga: widziałem tę aplikację z 'fpla' lub dedykowanymi procesorami, ale jestem pewien, że można to zrobić również z komponentami dyskretnymi. Dlaczego nie mogę tego zrobić: ponieważ nigdy nie badam poprawnie silników, ale wiem na przykład, że tak nie jest poprawne uruchomienie silnika z systemem przejścia przez zero, ponieważ daje maksymalny prąd i powoduje ten sam problem (POŻAR!) z parą przy rozruchu i maksymalnym prądzie…

Widziałem tę prośbę na innym forum, która dotyczyła innego mechanika pracy itp.… Bez odpowiedzi i ludzie mówią również, czy działa z potencjometrem, ale kiedy zmieniasz maszynę na inną, możesz popełniać błędy itp. Pozdrawiam Botte Bernard (Belgia), proszę nie umieszczaj mojego adresu w sieci Nb podoba mi się również w Twojej prezentacji arkusz danych, ponieważ nie jest łatwo go mieć bez płacenia

Bernard Botte

Projektowanie obwodu sterującego fazy schodkowej

Żądany pomysł łagodnego rozruchu i łagodnego zatrzymania obwodu przełączania silnika można zrealizować za pomocą prostej koncepcji ściemniacza opartego na triaku, jak przedstawiono na poniższych schematach:

Nawiązując do powyższych schematów, pierwszy schemat przedstawia standardowy ściemniacz światła lub obwód przełącznika ściemniacza wentylatora za pomocą wytrzymałego triaka BTA41A / 600.

Sekcja oznaczająca „4-triakowy moduł” jest zwykle zajęta przez potencjometr umożliwiający ręczną regulację prędkości, przy czym niższa regulacja rezystancji generuje wyższą prędkość silnika wentylatora i odwrotnie. W tej konstrukcji z miękkim startem i miękkim zatrzymaniem ta sekcja potencjometru jest zastąpiona wskazanym modułem 4 triaków, który można szczegółowo przedstawić na drugim schemacie.

Tutaj widzimy 4 triaki ustawione równolegle z 4 pojedynczymi rezystorami 220K na górnym ramieniu MT1 i 4 oddzielnymi kondensatorami na swoich bramkach o różnych wartościach i rodzaju sekwencyjnej kolejności od wysokiego do niskiego. Gdy S1 jest włączony, triak mający kondensator o najniższej wartości włącza się jako pierwszy, umożliwiając stosunkowo wolny rozruch silnika z powodu przełączania odpowiedniego rezystora 220K na jego MT1.

W ciągu kilku milisekund następny kolejny triak przewodzi, który ma kolejną mniejszą wartość i dodaje swój własny rezystor 220K równolegle z wcześniejszym rezystorem 220K, pozwalając silnikowi na zwiększenie prędkości. Analogicznie, trzeci i czwarty triak również sekwencyjnie włączają się w ciągu następnych kilku milisekund, dodając w ten sposób dwa kolejne równoległe rezystory 220K w zakresie, co ostatecznie pozwala silnikowi osiągnąć maksymalną prędkość.

Powyższy sekwencyjny wzrost prędkości silnika pozwala silnikowi osiągnąć zamierzony przełącznik powolnego rozruchu w pozycji ON, zgodnie z życzeniem użytkownika.

Zupełnie podobnie, gdy przełącznik S1 jest wyłączony, odpowiednie kondensatory wyłączają się w tej samej kolejności, ale w sposób malejący, co zapobiega nagłemu zatrzymaniu silnika, zamiast tego powoduje stopniowe zatrzymanie lub powolne zakończenie jego prędkości.

Informacje zwrotne od pana Bernarda:

Szanowny Panie Swag, Przede wszystkim dziękuję za szybką odpowiedź. Ponieważ mówisz mi, że masz problem z synchronizacją, zmieniłem system operacyjny na linux mint 18,1 `` Serena '', więc musiałem przeinstalować cały program, którego potrzebuję i przetestować go (skonfiguruj!) Więc najwyraźniej wszystko wydaje się działać OK ! Jeśli chodzi o pierwszy schemat, zauważyłem, że nie nadajesz żadnej wartości schematom z górnej strony, więc biorę go z „Jak zrobić najprostszy obwód przełącznika ściemniacza triaka”

Lista części dla powyższego ulepszonego obwodu ściemniacza wentylatora (C1) C7 = 0,1u / 400V
(C2, C3) C8, C9 = 0,022 / 250V,
(R1) R9 = 15K,
(R2) R10 = 330K,
(R3) R11 = 33K,
(R4) R12 = 100 Ohm, VR1 = 220K lub 470K liniowo => Zastąpiony przez moduł genial 4 triacs
Diac = DB3,
Triak = BT136 => BTA41 600
L1 = 40uH

O drugim schemacie tak prostym rozwiązaniu nie marzyłem !!! do przetestowania jak najszybciej Genial! mówimy po francusku.

Nie wiem, czy można używać spolaryzowanych kondensatorów do takich zastosowań AC! A także to 50 V wystarczyło! Masz chwilę, aby wyjaśnić, dlaczego -

W każdym razie może spróbuję tego w ten weekend, jeśli mam wszystkie komponenty. Wolę używać nowych kondensatorów, moje zapasy nigdy się nie zmieniają od 1993 roku!

W rzeczywistości próbowałem różnych sposobów, używając na przykład triaka optycznego (MOC), ale muszę również wybrać częstotliwość sieci AC, również inną opartą na schemacie obwodu kontrolera temperatury pieca, ale z licznikiem w górę 4516b i 555 itp., Itd. skomplikowane

Wielkie dzięki

pozdrowienia

B. beczka

Moja odpowiedź:

Dzięki, drogi Bernardzie,

Obraz, który wstawiłeś w rozmowie, nie został prawidłowo dołączony i dlatego nie był wyświetlany, ale poprawiłem go teraz i umieściłem z powrotem w artykule.

Oceniłem czapki na 50V, ponieważ R9 ma być rezystorem 33K lub 68K, który znacznie obniży prąd i nie pozwoli na spalenie kondensatorów, tak rozumiem.

Użyłem kondensatorów spolaryzowanych, ponieważ bramka triaka współpracuje z napędem DC, ale tak, masz rację, aby zrobić to DC dla kondensatorów, musimy dodać szeregowo 1N4007 z rezystorami bramkowymi 1K.

Jeśli chodzi o ten projekt, jeśli przypuśćmy, że pomysł nie działa bardzo płynnie lub nie daje oczekiwanych rezultatów, moglibyśmy zmodyfikować istniejący napęd bramki dla 4 triaków do sterowników opartych na transoptorach i wykonać to samo sekwencyjne opóźnione przełączanie, ale poprzez Zewnętrzny obwód prądu stałego, więc ten obwód ostatecznie ma potencjał do dostarczenia zamierzonych rezultatów, w ten lub w inny sposób.