1. думки читачів

Різне

Головна радіоаматорові Різне

Інтерес радіоаматорів до розробки пристроїв плавного пуску асинхронних електродвигунів не слабшає. З'являються все нові конструкції. Одна з них пропонується читачам.

Досить велику популярність отримали пристрої плавного пуску на мікросхемі КР1182ПМ1, наприклад, описане в [1]. Але цій мікросхемі притаманні особливості, що не дозволяють досягти бажаних результатів без вимушеного ускладнення схеми. Перша з них - максимальна напруга мережі не більше 276 В. Для трифазного електродвигуна цього явно мало. Доводиться зануляти середню точку "зірки" його статора, щоб струм протікав між фазами, а між кожною фазою і нейтраллю. Але в цьому випадку потрібно регулювати струм всіх трьох фаз, інакше через одну з обмоток протягом всього часу пуску буде протікати струм, багаторазово перевищує номінальний. А при включенні обмоток "зіркою" з ізольованою середньою точкою досить регулювати струм тільки в двох фазах.
Друга особливість - необхідність зовнішньої ланцюга для примусової розрядки времязадающего конденсатора, так як струм його розрядки через саму мікросхему КР1182ПМ1 дуже малий і пристрій буде готовий до повторного пуску двигуна тільки через досить тривалий час.

Нещодавно я вирішив розробити свій пристрій плавного пуску. Відразу ж вирішив не використовувати в ньому мікроконтролер, обійтися без вузла визначення проходження струму через нуль (наприклад, такого, як в [2]) і зробити його нечутливим до порядку чергування фаз.

Мал. 1

Схема пропонованого пристрою показана на рис. 1. Воно складається з трьох функціональних блоків. Два з них однакові і являють собою сімісторних регулятори діючого значення напруги на навантаженні, керовані за допомогою оптронів. Застосування в них симетричних динисторов VS3 і VS4 (точніше, аналогів таких динисторов - мікросхем КР1167КП1Б) дозволило значно спростити регулятори.
Третій блок управляє одночасно обома регуляторами, формуючи в процесі пуску необхідний закон зміни ефективного значення прикладеного до двигуна напруги. Для цього він відповідним чином змінює струм, що протікає через випромінюють діоди оптронов U1-U4, керуючих регуляторами.
Фотодіоди цих оптронов працюють в фотовольтаїчному режимі, що генерується ними напруга поступово відкриває транзистори VT1 ​​і VT2. При цьому опір транзисторів зменшується, завдяки чому в кожному напівперіод мережевої напруги конденсатори C7 і C8 встигають заряджатися до напруги відкривання динисторов VS3 і VS4 за все менший час. Відповідно сімістори VS1 і VS2 в кожному напівперіод відкриваються все раніше і все більші частини полупериодов надходять на обмотки електродвигуна M1.
На жаль, максимальна напруга на обмотках електродвигуна при використанні таких регуляторів виходить на 20 ... 25 В менше напруги в мережі. Тому передбачено реле K1, що спрацьовує по закінченні процесу пуску і з'єднує своїми контактами електроди 1 і 2 сімісторов VS1 і VS2. Цим досягається і зменшення тепловиділення пристрою плавного пуску в робочому режимі двигуна.
Керуючий блок живиться від однієї з фаз трифазної мережі через гасить конденсатор C1 і випрямляч на діодному мосту VD2-VD5. З огляду на, що напруга на виході моста мало в порівнянні з мережевою напругою, можна вважати випрямляч джерелом струму, значення якого близько 20 мА задано реактивним опором конденсатора C1 і практично не залежить від навантаження.
Резистор R5 обмежує імпульс струму зарядки конденсатора C1 в момент підключення пристрою до мережі. Рекомендую встановлювати цей резистор на висоті 5.7 мм над поверхнею монтажної плати, щоб в разі його згоряння (наприклад, в результаті пробою конденсатора Cl) плата не була пошкоджена. Резистор R6 необхідний для розрядки конденсатора C1 після відключення від мережі. Конденсатор C5 згладжує пульсації.

Дві ланцюга, що складаються з включених послідовно випромінюючих діодів оптронов U1, U2 і U3, U4, з'єднані з плюсовим висновком цього конденсатора через постійний резистор R2 і підлаштування R1. Струм через випромінюють діоди залежить від опору цих резисторів і значення випрямленої доданими мостом VD2-VD5 напруги, яке при незмінному випрямленном струмі залежить від опору навантаження випрямляча. Перша частина цього навантаження - ланцюг випромінюючих діодів. Друга частина утворена двома включеними послідовно паралельними інтегральними стабілізаторами DA1 і DA2. Чим більша частина наявних 20 мА протікає через інтегральні стабілізатори, тим менше залишається на частку випромінюючих діодів.
Стабілізатор DA1 включений таким чином, що в міру зарядки конденсатора C4 опір його ділянки катод-анод плавно збільшується і струм через нього зменшується. При цьому плавно збільшуються випрямлена напруга і струм через випромінюють діоди оптронов.
Стабілізатор DA2 задає початкове значення цієї напруги (встановлюють підлаштування резистором R9), яке досягається дуже швидко після замикання контактів вимикача SA1. Подальше збільшення напруги відбувається плавно зі швидкістю, що задається опором підлаштування резистора R7 і ємністю конденсатора C4.
Для чого необхідно ставити початкова напруга? Справа в тому, що при занадто маленькому напрузі на обмотках електродвигуна струм через його обмотки вже тече, а вал все ще залишається нерухомим. При цьому двигун гуде, а обмотки нагріваються. Для запобігання такого небажаного режиму і передбачена установка початкового напруги, що забезпечує негайний початок обертання валу. Необхідне значення цієї напруги сильно залежить від механічного навантаження на валу, тому його регулювання підлаштування резистором R9 слід проводити в реальних умовах експлуатації двигуна.
По завершенні процесу пуску двигуна починає діяти третя частина навантаження випрямляча на діодному мосту VD2-VD5 - з'єднані послідовно стабілітрон VD1 і випромінюючий діод оптрона U5. Коли напруга на виході моста досягає напруги стабілізації стабілітрона (24 В), опір останнього різко зменшується. Через нього і випромінюючий діод оптрона U5 починає текти струм. Фотодіністор оптрона відкривається, і реле K1 спрацьовує, шунтуючи своїми контактами сімістори VS1 і VS2. З цього моменту на електродвигун M1 надходить повне напруга в електромережі.
Оптрони 3ОД101В застосовані в якості оптронов U1-U4 тільки тому, що вони були у мене в наявності. Оскільки напруга, створюване фотодиодом одного оптрона, виявилося недостатнім для відкривання транзистора, число оптронов було подвоєно. Як випромінюють діоди, так і фотодіоди кожної їх пари з'єднані послідовно. З іншими діодними оптронами експерименти не проводилися. Цілком можливо, що вони теж підійдуть. Існують здвоєні діодні оптрони (наприклад, АОД134АС), а також такі, що містять два фотодіода, освітлюваних одним випромінюють діодом (наприклад, АОД176А). Можливо, варто спробувати і їх.
При підборі заміни транзисторів 2SC4517 слід звернути увагу на максимальну напругу колектор-емітер. Воно не повинно бути менше 600 В. Це ж стосується і максимальної напруги в вимкненому стані сімісторов VS1 і VS2.

Транзистори 2SC4517 в розглянутому пристрої можна застосовувати без теплоотводов. Чи потрібно відводити тепло від сімісторов, залежить від потужності електродвигуна і від того, як часто планується його включати.
Реле K1 - РП-64 [3] з котушкою на 220 В, 50 Гц. Його можна замінити, наприклад, на реле R20-3022-96-5230 [4] c двома групами нормально розімкнутих контактів і котушкою на 230 В змінного струму. Конденсатори C2 і C3 - плівкові. Мікросхеми КР1167КП1Б можна замінити імпортними симетричними діністоров DB3.

Мал. 2

Налагодження пристрою плавного пуску слід почати з балансування двох регуляторів. Для цього потрібно, як показано на рис. 2, подати на нього однофазну напругу 220 В, підключивши замість електродвигуна M1 дві лампи розжарювання на 220 В потужністю 40.60 сб. Висновки конденсатора C4 необхідно замкнути перемичкою.
Подавши напруга живлення, встановіть підлаштування резистором R9 мінімальну яскравість світіння ламп, а підлаштування резистором R1 добийтеся однакової інтенсивності їх світіння. Відключивши харчування, видаліть перемичку з конденсатора і знову ввімкніть пристрій, контролюючи напруга на конденсаторі C5. Коли воно досягне 25.26 В, має спрацювати реле K1. Якщо з цим все в порядку, можна перевірити напругу на лампах. Перед спрацьовуванням реле K1 воно повинно бути не менше 190 В. Якщо напруга на лампах менше, можна зменшити опір резистора R2, але тільки так, щоб не був перевищений максимально допустимий струм управління оптронов U1-U4.
Тепер до пристрою можна підключити електродвигун і подати трифазне напругу. На мій погляд, добірку бажаної тривалості розгону краще починати з мінімальної швидкості наростання напруги на двигуні (движок підлаштування резистора R7 в верхньому по схемі положенні) і мінімального стартового напруги (движок підлаштування резистора R9 в нижньому за схемою положенні).
Хочу звернути увагу, що технічно нескладно відмовитися від стабілізатора DA2, просто виключивши його і відносяться до нього елементи зі схеми і з'єднавши разом дроти, які йшли до анода і катода стабілізатора. Для регулювання стартового напруги в цьому випадку встановлюють подстроеч-ні резистори R1 'і R2', показані на схемі рис. 1 штриховими лініями. Листопад б не радив так робити. По-перше, це незручно, оскільки оперувати доведеться двома підлаштування резисторами по черзі, прагнучи не порушувати рівності значень напруги на обмотках двигуна. По-друге, далеко не всі підлаштування резистори здатні витримати прикладена до них напруга близько 400 В. По-третє, в даному пристрої резистори R1 'і R2', на відміну від інших підлаштування резисторів, будуть перебувати під високою напругою щодо нейтрали трифазного мережі, що може становити небезпеку при випадковому дотику до них.
На закінчення хочу сказати, що пристрій плавного пуску не може замінити частотний регулятор швидкості і тривалий час підтримувати знижену частоту обертання валу електродвигуна. З його допомогою можна лише збільшити час розгону до номінальних обертів і знизити пусковий струм. Перебування електродвигуна в режимі розгону довше необхідного призведе до перегрівання обмоток, тому що поточний через них в цьому режимі струм хоча і значно менше стандартного пускового струму, але все-таки перевищує номінальний. У такому режимі двигун дуже чутливий до навантаження на валу і може зупинитися при її незначному підвищенні.
Деякою аналогією пристрої плавного пуску електродвигуна можна вважати механізм зчеплення в автомобілі. Постійна робота асинхронного електродвигуна в режимі розгону подібна руху автомобіля з не повністю включеним зчепленням.
література
1. Аладишкін Б. Застосування мікросхеми КР1182ПМ1. Плавний пуск електродвигуна. - http://electrik.info/main/praktika/278-primenenie-mikrosxemy-kr1182pm1-plavnyj-pusk.html.
2. Плавний пуск трифазного асинхронного-ка. - http://kazus.ru/forums/showthread. php? t = 12618.
3. Проміжне реле РП-64. - http://www.rele.ru/d/d7323c0e96dc68ab5ffed6ea85cd1801.pdf.
4. R20 промислові малогабаритні реле. -

Автор: П. Галашевський, м Херсон, Україна

Дата публікації: 14.10.2013

думки читачів

• Павло /
  Моя нова пошта: [email protected]
• Рустем /
  Привіт, Павло. Намагався відправити Вам лист на електронку. Пошта лайнувся на некоректний адресу.
• Pavel /
  Мене кілька разів про це питали в листах. Я на таких двигунів не експериментував, а ті хто мене про це запитували чи не наважилися, або НЕ відписалися про результати. На жаль. Теоретично має працювати, а практично можуть виявитися якісь тонкощі, які ускладнять життя. Вирішуйте самі. Якщо зважитеся і виникнуть складності, готовий допомогти порадою.
• Олександр /
  Привіт Павло! Чи є досвід застосування вашого УПП на асинхронних електродвигунах на полотном ходу потужністю 35-45 кВат.
• В'ячеслав /
  Роки чотири тому робив по цій схемі плавний пуск. Паші окреме спасибі, відразу все не запрацювало, Паша допоміг проконсультував і все запрацювало. Чому пишу))). Так ось подзвонив клієнт якому робили, дуже задоволений все працює донині, і хоче що б йому ще зробили на двох кранах плавний пуск. До речі два двигуна по 10кВт працюють одночасно.
• Pavel /
  Добрий день. Малюнок друкованої, розроблений журналом "Радіо", можна знайти тут: ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/01/64.pdf З транзисторними оптопарами дослідів не проводив. Чи будуть вони працювати - не знаю.
• jurgen /
  народ, а можна попросити поділитися печаткою? заздалегідь вдячний [email protected]
• jurgen /
  питання, а можна ли застосувати оптопари на виході яких транзистор. вони дуже поширені наприклад PC817?
• Burner /
  Автору решпект. Він таки це зробив, і більш того - у нього запрацювало! Щодо до якої потужності можна використовувати цю схему - підозрюю, що приблизно до 3 кВт без питань - слі пусковий момент невеликий. Далі чим більше движок, тим менше пусковий момент допустимо і тим сильніше він нагріється при пуску - т. Е. Тим рідше його можна запускати. По ходу, в промислових УПП використовуються досить збочені алгоритми - т. Е. Сильно складніше використаного тут.
• vitaliy /
  Здравствуйте! Не можу домогтися розгону дв. тому відразу включається реле К1.Как зробити затримку вкл.К1 на 0.5-1.5сек.За відповідь вдячний! Відповідь на [email protected] Дякую!
• tika /
  Зібрав уже 5 пускових -все работает.Все двигуни 7,5КВ. Спасибі за проект. А головне не дорого.
• Pavel /
  Всіх бажаючих отримати консультацію по плавному пуску прошу писати мені на пошту. На цю сторінку я заходжу рідко, але все хто писав мені на пошту отримали відповіді. Схема робоча, багато людей її повторило. Є відео роботи. Нагадую мій e-mail: [email protected]
• Олег /
  Добрий Вечір Павло! Зацікавився Вашим УПП. Наше завдання: забезпечити правильний запуск / зупинку асинхронного двигуна 35кВт, 400В, який є приводом через понижуючий редуктор молота преса, який, в свою чергу, "стукає" два удари в секунду. Крім цього на двигун ще посаджені як навантаження три (х2 боку) ланцюгові передачі, які надають руху шестерні приводів подачі сировини. Питання: чи зможемо ми використовувати Вашу схему УПП замінивши сімістори на більш потужні? Можливо, щось ще. З повагою, Олег / E-mail: [email protected] / м.Київ
• Валерій /
  Народ скиньте малюнок плата це дива. Дякуємо. [email protected]
• Pavel /
  Привіт, RipV. Номінал резистора в схемі на сторінках журналу вказано неправильно. Там і повинно було бути 0,5W. Низька напруга на лампах може бути з кількох причин. У тому числі - низький коефіцієнт посилення транзисторів, деградація оптронов, паралельне (а не послідовне) з'єднання пар оптронов. Можливі шляхи вирішення проблеми: 1) Спробувати поставити транзистори з більшим коефіцієнтом підсилення (при цьому не слід застосовувати складові транзистори). 2) Включити в послідовні ланцюжок не 2 а 3 оптрона. 3) Виключити зі схеми підлаштування резистор R1, а ВСЕ чотири оптрона з'єднати послідовно. (В цьому випадку струм через резистор R2 зменшиться і буде досить конденсатора С1 ємністю 0,33 мкФ.) Мою схему повторили кілька людей, і у них цих проблем не виникло. Один з повторили навіть надіслав відео. У мене є кілька зайвих, свідомо підходять, оптронов, якщо потрібно, можу Вам надіслати в подарунок. Для того, щоб їх отримати, напишіть мені на e-mail: [email protected] З повагою, Павло.
• RipV /
  Доброго дня! зробив по вашій схемі плавний пуск, з номіналами що вказані в схемі. У мене вийшло напруга на лампах 130В всього, а на конденсаторі С5 23В. При зменшенні опору R2 напруга на конденсаторі зменшується ще сильніше - реле не спрацьовує. Я збільшив ємність гасить конденсатора до С1 0.47 мкФ і поставив опір R2 1кОм 0.5Вт. При таких номіналах у мене напруга на лампах зросла до 170В, на конденсаторі 25.1В реле спрацьовує, але тепер гріється резистор R2. R1 у мене многооборотнік на 50 Ом. Скажіть що я роблю не так. Як налаштувати пристрій. щоб було 190В на лампах і резистор так сильно не грівся.
• Pavel /
  За умови використання зазначених на схемі сімісторов, потужність двигуна може бути приблизно від 0,2 до 5 ... 7 кВт. При встановленні більш потужних сімісторов потужність двигуна може бути пропорційно збільшена. При цьому краще використовувати імпортні сімістори.
• 2010kira2010 /
  Доброго дня! А на яку потужність варто розраховувати з подібним УПП?

Ви можете залишити свій коментар, думка або питання по наведеним вишематеріалу: