Устройство плавного пуска двигателей

Основы электротехники
комментария 4
1826 просмотров

Устройство главного пуска двигателяЗдравствуйте, уважаемые мои читатели. В этой статье мы рассмотрим возможные варианты плавного запуска двигателей.

Уже давно ни для кого не секрет, что все электродвигатели в момент запуска страдают одной неприятной болезнью – большими пусковыми токами. Без специальных «лекарств» это никак не лечится. Если вкратце, то полное (или эквивалентное) сопротивление катушки индуктивности (обмотка двигателя, как частный случай) состоит из активного (сопротивление катушки постоянному току) сопротивления и индуктивного (реактивного), которое зависит от частоты переменного напряжения и индуктивности. Более подробно о сопротивлениях можно прочитать в этой статье.

Вот тут-то и кроется причина болезни двигателей. Когда двигатель развивает номинальные обороты индуктивное сопротивление очень велико, и, следовательно, сумма сопротивлений активного и реактивного тоже велика, но когда двигатель остановлен, индуктивное сопротивление практически равно нулю, остается только активное, а оно мало. По закону Ома сила тока в цепи обратно пропорциональна сопротивлению, т.е. чем оно меньше, тем больше ток. Ну а там, где большие токи ничего хорошего не ждите. Большой ток означает большую силу, а большая сила в большинстве своем старается сломать все на своем пути. Вот здесь то и пригодятся устройства плавного пуска.

Одним из вариантов можно рассматривать применение частотных преобразователей. Преимуществом такого способа плавного пуска является возможность регулировки оборотов двигателя в очень точных пределах, гибкая регулировка времени запуска, возможность удаленной регулировки оборотов и запуска, применение в зависимых схемах (когда скорость оборотов регулируется от какого-либо прибора, датчика и т.д.). Недостаток этого способа только цена и сложность настройки в некоторых моделях. Ну и довольно часто бывает так, что покупаем дорогую «игрушку» а используем процентов 15 из того, что она может.

Есть другой, довольно интересный, но в тоже время недорогой способ плавного запуска. Но тут есть одна маленькая загвоздка. Двигатель нужно подобрать такой, чтобы при способе соединения «треугольник» он подходил для нашего напряжения, то есть если у нас имеется три фазы с напряжением между ними 380 вольт, то двигатель должен быть 660/380 вольт. Принцип заключается в том, что при соединении звездой двигатель работает более плавно и, кстати сказать, не развивает своей номинальной мощности. При соединении обмоток треугольником двигатель выдает заявленную мощность полностью, но при этом «рвет с места». Данная схема позволяет раскрутить двигатель на «звезде» фактически на пониженном напряжении (то есть двигателю в нашем примере надо 660 вольт при соединении звездой, а мы ему даем 380), а потом мы его переключаем в треугольник, но он уже работает на номинальных или близко к номинальным оборотам и сильного броска тока не произойдет.

s22427734

Простота схемы имеет ряд недостатков. Лучше всего использовать не два автомата, а рубильник, который будет переключать контакты. Ибо если включить сразу два автомата произойдет короткое замыкание. Еще один недостаток в том, что при такой схеме довольно сложно организовать реверсирование, только если делать еще один блок управления, но только уже реверсом. Ну и общий недостаток асинхронных трехфазных двигателей в том, что при соединении в треугольник температура двигателя выше и работает он жестче, чем при соединении звездой, но это и понятно, он ведь выдает полную мощность.

Еще один способ использование реостатов. Сложность заключается в том, что они должны быть мощные, их должно быть три штуки, и они должны регулироваться одновременно. Принцип работы мы рассмотрим чуть ниже.

Мир не стоит на месте и в сфере электроники придумали решение для таких случаев. Это решение называется «софстартер». Если говорить грубо, это почти частотный преобразователь, но простой до безобразия. В нем нет таких возможностей для программирования, как в преобразователе. А какие возможности есть, мы сейчас узнаем.

Принцип действия устройства плавного пуска двигателей

Оно простое. Вспоминаем закон Ома, сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению, а значит, чтобы уменьшить ток, надо уменьшит напряжение. Именно этим и занимается софстартер. По сути, это замена реостатов, о которых мы говорили выше. Принципиальная схема такого устройства вполне может выглядеть так:

sxema-ustrojstva-plavnogo-puska

Мы видим набор микросхем, управляющих тиристорными ключами, которые ограничивают напряжение, подаваемое на двигатель. В данном случае, схема очень примитивна, временной интервал здесь задан жестко и не регулируется. В современных моделях имеются различные настройки.

Принцип работы прост. Схемой задается некое начальное напряжение (30-60% от номинального) и задается время, в течение которого это начальное напряжение поднимется до номинального значения.
На что стоит обратить внимание при выборе такого устройства. В первую очередь, конечно же, мощность (в ответственных случаях имеет смысл взять с запасом не менее 30%, это позволяет надеяться на то, что устройство проработает дольше), второй параметр это время повторного запуска (этот показатель говорит о том, через какой промежуток времени вы снова можете запустить полностью остановившийся двигатель). Остальные параметры определит только ваш аппетит и ваши запросы. Ну и как обычно – пожелание: удачных вам творений!

комментария 4 Добавить свой
  1. Все верно но закон Оба нужно наоборот читать чем больше напряжение тем меньше сила тока . Сила тока вычисляется неверно по закону Ома
    Например если запустить двигатель на 500 ватт на 220 вольт сила тока у него будет примерно 2.27 ампера по закону ома а если такой же двигатель запустить на 110 вольт сила тока якобы удваивается то есть 4.54 ампера но при этом видно что и понятно что мощность падает . То есть формула попутана Омом или исказили специально что бы люди ничего не понимали

    1. Леня, здравствуйте. Вы неправильно толкуете закон Ома. Есть закон Ома для участка цепи, есть для полной цепи. Но суть закона в другом. Закон пишется так: СИЛА тока в цепи прямопропорциональна напряжению и обратнопропорциональна сопротивлению. Следовательно, либо неизменно напряжение — изменяется сопротивление, либо неизменно сопротивление, но изменяется напряжение. Перейдем на ваш пример. Двигатель на 500 ватт, следовательно при 220 вольтах ток в этом участке цепи будет 2,27, а значит сопротивление двигателя 97 Ом. Теперь, когда известно сопротивление, несложно посчитать, что при напряжении 110 вольт (делим на сопротивление двигателя) ток будет 1,13 ампера. Если уменьшим сопротивление (включим еще один двигатель параллельно), то снова получим увеличение тока. А мощность, это всего лишь произведение тока на напряжение. Подведем меньше напряжения, уменьшится ток, получим меньшую мощность. Все логично. То есть ваше мнение немного ошибочно. Вы «пляшете» от мощности, но мощность это не постоянный показатель, он вычисляется на основе напряжения и сопротивления. Есть две другие формулы расчета мощности, которые более наглядно вам покажут, что вы неправильно понимаете закон, формулы выведены тоже из закона Ома, просто вместо тока или напряжения подставлены соответствующие формулы: Р=I²R, P=U²/R. Тут уже четко видно, что в обоих случаях, нужно знать сопротивление, которое в большинстве случаев (если используется одна и та же частота или постоянный ток) неизменно.

  2. Все равно неверно . Если двигатель на 200 вольт и мощность 500 ватт все сходится . А если двигатель на 100 вольт и мощность 500 ватт то что выходит
    500 ватт делим на 100 получается сила тока 5 ампер а мощность его 500 ватт
    Далее напряжение мотора рассчитано на 200 вольт мощность те же 500 ватт 500 ват делим на 200 получаем 2.5 Ампера . А Ом говорит что сила тока прямо пропорциональна напряжению а туит мы видим что все наоборот то есть этот закон где то применим а чаше не применим

    1. В очередной раз на те же грабли 🙂 Вы исключаете такое понятие, как сопротивление. А без него нет закона Ома, который гласит, что сила тока прямопропорциональна напряжению и обратнопропорционально сопротивлению. Чтобы применить закона Ома в сравнении чего либо нужно брать какую-то одну величину за константу и плясать уже от нее. Так что, если брать два двигателя на одну мощность, но разное напряжение то их сопротивление будет разным, а если брать одно сопротивление, но разные напряжения, то тогда будут расти или падать токи. Теперь простой пример. Двигатель 200 вольт и 100 вольт, но мощность одинаковая. Двигатель 200 вольт будет иметь сопротивление 80 Ом, а на 100 вольт — 20 Ом. Подключаем оба двигателя на 100 вольт и получаем ток для 200 вольтового — 100/80=1,25 (или развиваемую мощность на 125 ватт вместо 500), а для 100 вольтового — 100/20=5 (или положенные развиваемые 500 ватт). А теперь сделаем то же самое на 200 вольт. 200 вольтовый — 200/80=2,5 (или развиваемые 500 ватт, как и положено) и для 100 вольтового — 200/20=10 (или развиваемая мощность 2000 ватт, что равняется четырехкратной перегрузке двигателя). Таки что тут неприменимо? В два раза увеличили напряжение (при известном сопротивлении) и в два раза повысился ток.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх