trang chủ > Rèm cửa > Ứng dụng của vi mạch KR1182PM1. Khởi động êm ái của động cơ điện. Khởi động mềm - thiết bị và ứng dụng Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm


Ứng dụng của vi mạch KR1182PM1. Khởi động êm ái của động cơ điện. Khởi động mềm - thiết bị và ứng dụng Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm




Khởi động mềm của động cơ điện gần đây ngày càng được sử dụng thường xuyên hơn. Các lĩnh vực ứng dụng của nó rất đa dạng và phong phú. Đó là công nghiệp, vận tải điện, tiện ích và nông nghiệp. Việc sử dụng các thiết bị như vậy có thể giảm đáng kể tải khởi động lên động cơ điện và bộ truyền động, từ đó kéo dài tuổi thọ của chúng.

Dòng khởi động

Dòng khởi động đạt giá trị cao hơn 7...10 lần so với ở chế độ vận hành. Điều này dẫn đến hiện tượng "chảy" điện áp trong mạng lưới cung cấp, điều này ảnh hưởng tiêu cực không chỉ đến hoạt động của những người tiêu dùng khác mà còn cả động cơ. Thời gian khởi động bị trì hoãn, điều này có thể dẫn đến cuộn dây quá nóng và dần dần lớp cách điện của chúng bị phá hủy. Điều này góp phần làm hỏng động cơ điện sớm.

Thiết bị khởi động mềm có thể giảm đáng kể tải khởi động lên động cơ điện và mạng điện, điều này đặc biệt quan trọng ở khu vực nông thôn hoặc khi động cơ được cấp điện từ nhà máy điện tự trị.

Quá tải của thiết bị truyền động

Khi động cơ khởi động, mô-men xoắn trên trục của nó rất không ổn định và vượt quá giá trị định mức hơn năm lần. Do đó, tải khởi động của các bộ truyền động cũng tăng lên so với khi vận hành ở trạng thái ổn định và có thể lên tới 500%. Sự mất ổn định của mômen khởi động dẫn đến tải trọng va đập lên răng bánh răng, làm đứt chìa khóa và đôi khi thậm chí làm xoắn trục.

Các thiết bị khởi động mềm động cơ điện làm giảm đáng kể tải trọng khởi động lên cơ cấu: các khe hở giữa các răng bánh răng được chọn lọc trơn tru, giúp ngăn ngừa hiện tượng gãy chúng. Bộ truyền động đai cũng làm căng đai truyền động một cách trơn tru, giúp giảm mài mòn trên các cơ cấu.

Ngoài khả năng khởi động êm ái, chế độ phanh êm ái còn có tác dụng hữu ích đối với hoạt động của các cơ cấu. Nếu động cơ dẫn động máy bơm thì phanh êm sẽ tránh hiện tượng búa nước khi tắt thiết bị.

Khởi động mềm công nghiệp

Hiện nay được sản xuất bởi nhiều công ty, ví dụ như Siemens, Danfoss, Schneider Electric. Những thiết bị như vậy có nhiều chức năng mà người dùng có thể lập trình được. Đó là thời gian tăng tốc, thời gian giảm tốc, bảo vệ quá tải và nhiều chức năng bổ sung khác.

Với tất cả những ưu điểm, các thiết bị có thương hiệu đều có một nhược điểm - giá khá cao. Tuy nhiên, bạn có thể tự tạo một thiết bị như vậy. Đồng thời, chi phí của nó sẽ nhỏ.

Thiết bị khởi động mềm dựa trên vi mạch KR1182PM1

Câu chuyện kể về chip chuyên dụng KR1182PM1, đại diện cho bộ điều chỉnh công suất pha. Các mạch điển hình để bật nó lên, các thiết bị khởi động mềm cho đèn sợi đốt và bộ điều chỉnh công suất tải đơn giản đã được xem xét. Dựa trên vi mạch này, có thể chế tạo một thiết bị khởi động mềm khá đơn giản cho động cơ điện ba pha. Sơ đồ thiết bị được thể hiện trong Hình 1.

Hình 1. Sơ đồ thiết bị khởi động mềm động cơ.

Khởi động mềm được thực hiện bằng cách tăng dần điện áp trên cuộn dây động cơ từ 0 đến giá trị danh định. Điều này đạt được bằng cách tăng góc mở của các công tắc thyristor trong một khoảng thời gian gọi là thời gian khởi động.

Mô tả sơ đồ

Thiết kế sử dụng động cơ điện 3 pha 50 Hz, 380 V. Các cuộn dây động cơ nối sao được nối với các mạch đầu ra ghi trên sơ đồ là L1, L2, L3. Điểm trung tâm của ngôi sao được kết nối với mạng trung tính (N).

Các công tắc đầu ra được thực hiện trên các thyristor được kết nối song song. Thiết kế sử dụng thyristor loại 40TPS12 nhập khẩu. Với chi phí thấp, chúng có dòng điện khá lớn - lên tới 35 A và điện áp ngược là 1200 V. Ngoài chúng, các phím còn chứa thêm một số phần tử. Mục đích của chúng như sau: các mạch RC giảm chấn được kết nối song song với các thyristor ngăn chặn việc bật sai các thyristor sau (trong sơ đồ là R8C11, R9C12, R10C13) và với sự trợ giúp của các biến trở, tiếng ồn chuyển mạch RU1...RU3 được hấp thụ , biên độ vượt quá 500 V.

Các vi mạch DA1...DA3 loại KR1182PM1 được sử dụng làm nút điều khiển cho các công tắc đầu ra. Những vi mạch này đã được thảo luận chi tiết trong. Tụ điện C5...C10 bên trong vi mạch tạo thành điện áp răng cưa, được đồng bộ hóa với điện áp mạng. Các tín hiệu điều khiển thyristor trong vi mạch được tạo ra bằng cách so sánh điện áp răng cưa với điện áp giữa các chân vi mạch 3 và 6.

Để cấp nguồn cho rơle K1…K3, thiết bị có nguồn điện chỉ bao gồm một số phần tử. Đây là máy biến áp T1, cầu chỉnh lưu VD1, tụ điện san bằng C4. Ở đầu ra của bộ chỉnh lưu, một bộ ổn định tích hợp DA4 loại 7812 được lắp đặt, cung cấp điện áp đầu ra 12 V và bảo vệ chống đoản mạch và quá tải ở đầu ra.

Mô tả hoạt động của bộ khởi động mềm cho động cơ điện

Điện áp nguồn được cung cấp cho mạch khi đóng công tắc nguồn Q1. Tuy nhiên, động cơ vẫn chưa khởi động. Điều này xảy ra do các cuộn dây của rơle K1...K3 vẫn không được cấp điện và các tiếp điểm thường đóng của chúng bỏ qua chân 3 và 6 của vi mạch DA1...DA3 thông qua điện trở R1...R3. Trường hợp này ngăn tụ điện C1...C3 sạc, do đó vi mạch không tạo ra xung điều khiển.

Đưa thiết bị vào hoạt động

Khi công tắc SA1 đóng, điện áp 12 V sẽ bật rơle K1…K3. Các tiếp điểm thường đóng của chúng mở ra, điều này giúp có thể sạc các tụ điện C1...C3 từ các máy phát điện bên trong. Cùng với việc tăng điện áp trên các tụ điện này, góc mở của thyristor cũng tăng lên. Điều này đạt được sự gia tăng trơn tru điện áp trên cuộn dây động cơ. Khi các tụ điện được sạc đầy, góc chuyển mạch của thyristor sẽ đạt giá trị cực đại và tốc độ quay của động cơ điện sẽ đạt tốc độ định mức.

Tắt động cơ, phanh êm ái

Để tắt động cơ, mở công tắc SA1. Thao tác này sẽ tắt rơ-le K1...K3. Chúng bình thường - các tiếp điểm đóng sẽ đóng lại, dẫn đến phóng điện của tụ C1...C3 qua điện trở R1...R3. Quá trình phóng điện của tụ điện sẽ kéo dài trong vài giây, trong thời gian đó động cơ sẽ dừng lại.

Khi khởi động động cơ, dòng điện đáng kể có thể chạy trong dây trung tính. Điều này xảy ra vì trong quá trình tăng tốc êm ái, dòng điện trong cuộn dây động cơ không có dạng hình sin, nhưng không cần phải đặc biệt lo ngại về điều này: quá trình khởi động diễn ra khá ngắn. Ở chế độ trạng thái ổn định, dòng điện này sẽ ít hơn nhiều (không quá 10% dòng điện pha ở chế độ danh nghĩa), điều này chỉ do sự phân tán công nghệ của các tham số cuộn dây và sự “sai lệch” của các pha. Không còn có thể thoát khỏi những hiện tượng này.

Chi tiết và thiết kế

Để lắp ráp thiết bị, cần có các bộ phận sau:

Máy biến áp có công suất không quá 15 W, điện áp cuộn dây đầu ra 15...17 V.

Rơle K1...K3 phù hợp với mọi điện áp cuộn dây 12 V, có tiếp điểm thường đóng hoặc chuyển mạch, ví dụ TRU-12VDC-SB-SL.

Tụ điện C11…C13 loại K73-17 cho điện áp hoạt động ít nhất 600 V.

Thiết bị được chế tạo trên một bảng mạch in. Thiết bị đã lắp ráp phải được đặt trong hộp nhựa có kích thước phù hợp, trên bảng mặt trước có đặt công tắc SA1 và đèn LED HL1 và HL2.

Kết nối động cơ

Kết nối giữa công tắc Q1 và động cơ được thực hiện bằng các dây có tiết diện tương ứng với công suất của động cơ. Dây trung tính được làm cùng loại với dây pha. Với xếp hạng thành phần được chỉ ra trong sơ đồ, có thể kết nối các động cơ có công suất lên tới bốn kilowatt.

Nếu bạn định sử dụng động cơ có công suất không quá một kilowatt rưỡi và tần số khởi động không vượt quá 10...15 mỗi giờ, thì công suất tiêu tán bởi các công tắc thyristor là không đáng kể, do đó bộ tản nhiệt không thể cài đặt được.

Nếu bạn định sử dụng động cơ mạnh hơn hoặc khởi động thường xuyên hơn, bạn sẽ cần lắp thyristor trên bộ tản nhiệt làm bằng dải nhôm. Nếu bộ tản nhiệt được cho là được sử dụng như một bộ tản nhiệt thông thường thì các thyristor phải được cách ly với nó bằng cách sử dụng các miếng đệm mica. Để cải thiện điều kiện làm mát, bạn có thể sử dụng keo dẫn nhiệt KPT-8.

Kiểm tra và cài đặt thiết bị

Trước khi bật, trước hết, bạn nên kiểm tra việc cài đặt xem có tuân thủ sơ đồ mạch hay không. Đây là quy tắc cơ bản và bạn không thể đi chệch khỏi nó. Rốt cuộc, việc bỏ qua việc kiểm tra này có thể dẫn đến một loạt các bộ phận bị cháy thành than và trong một thời gian dài sẽ khiến bạn không muốn thực hiện “thí nghiệm với điện”. Những lỗi được tìm thấy cần phải được loại bỏ, vì xét cho cùng, mạch này được cấp nguồn từ mạng và không thể coi thường nó. Và ngay cả sau lần kiểm tra này, vẫn còn quá sớm để kết nối động cơ.

Đầu tiên, thay vì nối động cơ, bạn nên nối ba bóng đèn sợi đốt giống hệt nhau có công suất 60...100 W. Trong quá trình thử nghiệm, cần đảm bảo đèn “bốc cháy” đều.

Thời gian bật không đều là do điện dung của các tụ C1...C3 bị phân tán, có dung sai điện dung đáng kể. Vì vậy, tốt hơn hết bạn nên chọn ngay chúng bằng thiết bị trước khi cài đặt, ít nhất với độ chính xác lên đến 10%.

Thời gian tắt máy còn được xác định bởi điện trở của điện trở R1…R3. Với sự giúp đỡ của họ, bạn có thể điều chỉnh thời gian tắt máy. Những cài đặt này nên được thực hiện nếu khoảng thời gian bật-tắt ở các giai đoạn khác nhau vượt quá 30%.

Động cơ chỉ có thể được kết nối sau khi các bước kiểm tra trên đã diễn ra bình thường, thậm chí còn chưa nói là hoàn hảo.

Những gì khác có thể được thêm vào thiết kế?

Ở trên đã nói rằng các thiết bị như vậy hiện được sản xuất bởi các công ty khác nhau. Tất nhiên, không thể sao chép tất cả chức năng của các thiết bị có thương hiệu trong một thiết bị tự chế như vậy, nhưng bạn vẫn có thể sao chép một chức năng.

Chúng ta đang nói về cái gọi là. Mục đích của nó như sau: sau khi động cơ đã đạt đến tốc độ định mức, công tắc tơ chỉ cần kết nối các công tắc thyristor với các tiếp điểm của nó. Dòng điện chạy qua chúng, bỏ qua thyristor. Thiết kế này thường được gọi là đường vòng (từ tiếng Anh bypass - bypass). Để cải tiến như vậy, các yếu tố bổ sung sẽ phải được đưa vào bộ điều khiển.

Boris Aladyshkin

Thiết bị khởi động mềm (SPD) là một “cơ chế” đặc biệt, mục đích chính của nó là khởi động trơn tru và dừng trơn tru giống như động cơ điện. Thiết bị khởi động mềm cho động cơ điện có thể là loại cơ, điện cơ hoặc điện tử.


Đặc điểm của khởi động mềm

Ở chế độ khởi động và dừng của bộ truyền động điện hoạt động với động cơ không đồng bộ, dòng điện tức thời cao gấp 5-8 lần giá trị định mức của nó. Điều hợp lý là dòng điện tăng như vậy sẽ tạo ra tải lớn hơn cho mạng lưới cấp điện và cuối cùng điều này có thể dẫn đến đoản mạch hoặc quá nhiệt và do đó, cuộn dây khởi động bị mòn nhanh chóng. Đồng thời, mô-men xoắn của rôto gần như tăng gấp đôi, dẫn đến các cú sốc động và sự hao mòn nhanh chóng của các bộ phận động cơ điện.
Có thể tránh được các vấn đề được mô tả ở trên bằng cách sử dụng bộ khởi động mềm cho động cơ không đồng bộ. Khi khởi động động cơ, một thiết bị như vậy sẽ tăng tuyến tính điện áp cung cấp cho nó - từ 30% đến giá trị danh nghĩa. Ngoài ra, thiết bị khởi động mềm động cơ giới hạn giới hạn trên của dòng khởi động, chỉ cho phép tăng dòng khởi động trong vòng 3-5 lần giá trị danh nghĩa.

Thiết bị khởi động mềm động cơ có thể được lắp đặt trong các hệ thống truyền động:

  • ✓người hâm mộ;
  • ✓máy nén;
  • ✓máy bơm và máy bơm;
  • ✓băng tải và dây chuyền;
  • ✓máy ly tâm, máy nghiền, máy nghiền (hệ thống có quán tính cao);
  • ✓kết hợp với bộ truyền động xích, đai và bánh răng đảo chiều.

Hoạt động của các bộ khởi động “mềm” như vậy dựa trên sự tương tác của các thyristor loại nguồn điện đối kháng. Sự biến đổi của các thiết bị này là do sự khác biệt trong phương pháp thay đổi điện áp, có thể phụ thuộc vào tải trên động cơ điện, cũng như các chức năng vận hành và mạch điều khiển.
Các sơ đồ điều khiển được xác định bằng cách kết nối trực tiếp bộ khởi động mềm với lưới điện:

  • ✓Một pha - để giảm tải cơ học sốc. Không có phanh êm và dòng khởi động không bị giới hạn. Bộ khởi động mềm như vậy chỉ có thể được sử dụng cho động cơ điện có công suất lên tới 11 kW.
  • ✓Hai pha – để khởi động ổ điện có công suất lên tới 250 kW ở chế độ ánh sáng.
  • ✓Bộ khởi động loại ba pha – phổ dụng, thích hợp cho việc khởi động và dừng thường xuyên. Các thiết bị như vậy có khả năng duy trì chính xác các thông số kỹ thuật của người dùng.

Các chức năng dịch vụ bổ sung mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của chúng. Vì vậy, UPP có thể được sử dụng thêm cho:

  • ✓điều khiển mô-men xoắn (chức năng quan trọng để hệ thống hoạt động ở tốc độ ổn định);
  • ✓bảo vệ thiết bị khỏi quá tải cơ học;
  • ✓ báo hiệu bất kỳ sự mất cân bằng hoặc mất pha nào;
  • ✓bảo vệ nhiệt;
  • ✓điều chỉnh tần số giả (chỉ giảm tốc độ của động cơ điện trong một khoảng thời gian nhất định);
  • ✓phanh động;
  • ✓chuyển cơ cấu sang chế độ chạy bộ (chỉ dành cho các cơ cấu có khối lượng quán tính cao).

Việc thiết lập các thông số đầu ra cho hoạt động của bộ khởi động mềm (phanh ban đầu, khởi động động cơ và thời gian phanh) được thực hiện thủ công. Đối với điều khiển bên ngoài, nó có thể là analog hoặc kỹ thuật số. Các mô hình có điều khiển tương tự được điều chỉnh bằng chiết áp đặc biệt hoặc thông qua các thiết bị bên ngoài bổ sung. Các thiết bị kỹ thuật số điều khiển các thông số đầu ra thông qua bộ điều khiển vi xử lý. Điều đáng chú ý là bộ khởi động mềm kỹ thuật số có chức năng tuyệt vời và nhiều cài đặt. Một số lượng lớn bộ khởi động mềm kỹ thuật số chất lượng cao được sản xuất dưới các nhãn hiệu sau:

  • ✓khởi động mềm schneider;
  • ✓khởi động mềm altistart;
  • ✓Khởi động mềm Abb;
  • ✓Khởi động mềm điện schneider.

Việc lựa chọn bộ khởi động mềm phù hợp phải dựa trên khả năng quá tải của nó, cũng như tính đến các yêu cầu về tổng dòng khởi động và dòng điện khởi động của động cơ điện cũng như số lần khởi động cần thiết ước tính trong một giờ. Dòng điện định mức của động cơ điện phải nhỏ hơn dòng điện của bộ khởi động mềm. Mạch chuyển mạch cho một thiết bị như vậy rất phức tạp, vì vậy trong một số trường hợp, nếu cần lắp bộ khởi động mềm, bạn nên liên hệ với các chuyên gia để được tư vấn và lựa chọn chính xác thiết bị cần thiết.
Trong cửa hàng trực tuyến của chúng tôi, bạn sẽ tìm thấy nhiều loại thiết bị điện khác nhau, trong đó bạn có thể dễ dàng chọn bộ khởi động mềm. Mua khởi động mềm khá đơn giản, bạn chỉ cần chọn model phù hợp và điền vào mẫu đơn đặt hàng đơn giản. Trong danh mục thị trường trực tuyến của chúng tôi, bạn sẽ tìm thấy cả bộ khởi động mềm trong nước và nước ngoài. Giá của thiết bị này khác nhau và phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật cũng như thương hiệu của nhà sản xuất.

Khởi động mềm- một thiết bị điện được sử dụng trong động cơ điện không đồng bộ, cho phép các thông số của động cơ (dòng điện, điện áp, v.v.) được giữ trong giới hạn an toàn trong quá trình khởi động. Việc sử dụng nó làm giảm dòng điện khởi động, giảm khả năng động cơ quá nóng, loại bỏ hiện tượng giật trong các bộ truyền động cơ học, điều này cuối cùng làm tăng tuổi thọ của động cơ điện.

Mục đích

Điều khiển quá trình khởi động, vận hành và dừng động cơ điện. Các vấn đề chính của động cơ điện không đồng bộ là:

  • không thể kết hợp mô-men xoắn động cơ với mô-men xoắn tải,
  • dòng khởi động cao.

Trong quá trình khởi động, mô-men xoắn thường đạt 150-200% trong tích tắc, có thể dẫn đến hỏng chuỗi động học dẫn động. Trong trường hợp này, dòng khởi động có thể cao hơn 6-8 lần so với dòng định mức, gây ra vấn đề về ổn định nguồn điện. Bộ khởi động mềm tránh được những vấn đề này bằng cách làm cho động cơ tăng tốc và giảm tốc chậm hơn. Điều này cho phép bạn giảm dòng khởi động và tránh hiện tượng giật ở bộ phận cơ khí của bộ truyền động hoặc các cú sốc thủy lực trong đường ống và van khi khởi động và dừng động cơ.

Nguyên lý hoạt động của khởi động mềm

Vấn đề chính của động cơ điện không đồng bộ là mô-men xoắn do động cơ điện tạo ra tỷ lệ với bình phương điện áp đặt vào nó, điều này tạo ra hiện tượng giật mạnh của rôto khi khởi động và dừng động cơ, từ đó gây ra hiện tượng giật lớn. dòng điện cảm ứng.

Bộ khởi động mềm có thể là loại cơ hoặc điện hoặc kết hợp cả hai.

Các thiết bị cơ khí trực tiếp chống lại sự tăng mạnh của tốc độ động cơ, hạn chế mô-men xoắn. Chúng có thể là má phanh, khớp nối chất lỏng, khóa từ, đối trọng đạn, v.v.

Các thiết bị điện này cho phép tăng dần dòng điện hoặc điện áp từ mức thấp ban đầu (điện áp tham chiếu) đến mức tối đa để khởi động trơn tru và tăng tốc động cơ điện đến tốc độ định mức. Những bộ khởi động mềm như vậy thường sử dụng các phương pháp điều khiển biên độ và do đó có thể xử lý được thiết bị khởi động ở chế độ không tải hoặc tải nhẹ. Thế hệ khởi động mềm hiện đại hơn (ví dụ: thiết bị EnergySaver) sử dụng các phương pháp điều khiển pha và do đó có khả năng khởi động các bộ truyền động điện được đặc trưng bởi các chế độ khởi động khắc nghiệt “được xếp hạng theo định mức”. Những bộ khởi động mềm như vậy cho phép khởi động thường xuyên hơn và có chế độ hiệu chỉnh hệ số công suất và tiết kiệm năng lượng tích hợp.

Lựa chọn khởi động mềm


Khi bật động cơ không đồng bộ, dòng điện ngắn mạch xuất hiện trong rôto của nó trong một thời gian ngắn, cường độ của dòng điện này sau khi tăng tốc sẽ giảm xuống giá trị danh định tương ứng với công suất tiêu thụ của máy điện. Hiện tượng này càng trầm trọng hơn do tại thời điểm tăng tốc, mômen tác dụng lên trục tăng đột ngột. Kết quả là, cầu dao bảo vệ có thể bị ngắt và nếu chúng không được lắp đặt thì các thiết bị điện khác được kết nối với cùng đường dây có thể bị hỏng. Và trong mọi trường hợp, ngay cả khi tai nạn không xảy ra, khi khởi động động cơ điện, mức tiêu thụ năng lượng sẽ tăng lên. Để bù đắp hoặc loại bỏ hoàn toàn hiện tượng này, người ta sử dụng bộ khởi động mềm (SFD).

Khởi động mềm được thực hiện như thế nào?

Để khởi động động cơ điện một cách trơn tru và ngăn chặn dòng điện khởi động, hai phương pháp được sử dụng:

  1. Giới hạn dòng điện trong cuộn dây rôto. Để làm được điều này, nó được chế tạo bao gồm ba cuộn dây được kết nối theo hình sao. Đầu tự do của chúng dẫn đến các vòng trượt (bộ thu) được gắn trên thân trục. Một biến trở được kết nối với bộ thu, điện trở của nó đạt giá trị tối đa tại thời điểm khởi động. Khi nó giảm, dòng điện rôto tăng lên và động cơ quay quay. Những máy như vậy được gọi là động cơ rôto dây quấn. Chúng được sử dụng trong thiết bị cần cẩu và làm động cơ điện kéo cho xe buýt và xe điện.
  2. Giảm điện áp và dòng điện cung cấp cho stato. Đổi lại, điều này được thực hiện bằng cách sử dụng:

a) biến áp tự ngẫu hoặc biến trở;

b) mạch chính dựa trên thyristor hoặc triac.

Chính các mạch chính là cơ sở để chế tạo các thiết bị điện, thường được gọi là bộ khởi động mềm hoặc bộ khởi động mềm. Xin lưu ý rằng bộ biến tần cũng cho phép bạn khởi động động cơ điện một cách trơn tru, nhưng chúng chỉ bù cho mô-men xoắn tăng mạnh mà không hạn chế dòng điện khởi động.

Nguyên lý hoạt động của mạch khóa dựa trên thực tế là các thyristor được mở khóa trong một thời gian nhất định tại thời điểm hình sin vượt qua số 0. Thông thường ở phần đó của pha khi điện áp tăng. Ít thường xuyên hơn - khi nó rơi. Kết quả là, một điện áp xung được ghi lại ở đầu ra của bộ khởi động mềm, hình dạng của nó chỉ gần giống hình sin. Biên độ của đường cong này tăng lên khi khoảng thời gian mở khóa thyristor tăng lên.

Tiêu chí lựa chọn khởi động mềm

Theo thứ tự mức độ quan trọng giảm dần, tiêu chí lựa chọn thiết bị được sắp xếp theo trình tự sau:

  • Quyền lực.
  • Số lượng giai đoạn được kiểm soát.
  • Nhận xét.
  • Chức năng.
  • Phương pháp điều khiển.
  • Tính năng bổ sung.

Quyền lực

Tham số chính của bộ khởi động mềm là giá trị I nom - cường độ dòng điện mà thyristor được thiết kế. Nó phải lớn hơn vài lần dòng điện chạy qua cuộn dây động cơ khi nó đạt đến tốc độ định mức. Tần suất phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của vụ phóng. Nếu là máy cắt kim loại nhẹ, quạt, máy bơm thì dòng khởi động cao gấp ba lần dòng định mức. Khởi động khó là điển hình đối với các bộ truyền động có mô men quán tính đáng kể. Ví dụ, đây là những băng tải thẳng đứng, xưởng cưa và máy ép. Dòng điện cao gấp 5 lần dòng định mức. Ngoài ra còn có giai đoạn khởi động đặc biệt khó khăn, đi kèm với hoạt động của bơm piston, máy ly tâm, máy cưa vòng... Khi đó, chỉ số I của bộ khởi động mềm phải lớn hơn 8-10 lần.

Mức độ nghiêm trọng của việc khởi chạy cũng ảnh hưởng đến thời gian hoàn thành. Nó có thể kéo dài từ mười đến bốn mươi giây. Trong thời gian này, thyristor trở nên rất nóng khi chúng tiêu hao một phần năng lượng điện. Để lặp lại, chúng cần phải hạ nhiệt và quá trình này mất cùng khoảng thời gian với chu trình làm việc. Vì vậy, nếu quy trình công nghệ yêu cầu bật tắt thường xuyên thì nên chọn bộ khởi động mềm để khởi động nặng. Ngay cả khi thiết bị của bạn không được tải và tăng tốc độ dễ dàng.

Số lượng giai đoạn

Một, hai hoặc ba giai đoạn có thể được kiểm soát. Trong trường hợp đầu tiên, thiết bị giảm thiểu sự gia tăng mô-men xoắn khởi động ở mức lớn hơn dòng điện. Phổ biến nhất được sử dụng là khởi động hai pha. Và đối với những trường hợp khởi động nặng và đặc biệt khó khăn - ba pha.

Nhận xét

SCP có thể hoạt động theo một chương trình nhất định - tăng điện áp lên giá trị danh định trong một thời gian nhất định. Đây là giải pháp đơn giản và phổ biến nhất. Sự hiện diện của phản hồi làm cho quá trình quản lý linh hoạt hơn. Các thông số của nó là so sánh điện áp và mô men xoắn hoặc độ lệch pha giữa dòng điện rôto và stato.

Chức năng

Khả năng làm việc khi tăng tốc hoặc phanh. Sự hiện diện của một công tắc tơ bổ sung, bỏ qua mạch chìa khóa và cho phép nó làm mát, đồng thời loại bỏ sự bất đối xứng pha do vi phạm hình sin, dẫn đến cuộn dây quá nóng.

Phương pháp điều khiển

Nó có thể là analog, bằng cách xoay chiết áp trên bảng điều khiển và kỹ thuật số, sử dụng bộ vi điều khiển kỹ thuật số.

Chức năng bổ sung

Tất cả các loại bảo vệ, chế độ tiết kiệm năng lượng, khả năng khởi động giật, hoạt động ở tốc độ giảm (điều chỉnh tần số giả).

Bộ khởi động mềm được chọn đúng sẽ tăng gấp đôi tuổi thọ của động cơ điện, tiết kiệmlên đến 30 phần trămđiện.

Tại sao bạn cần một khởi động mềm?

Càng ngày, khi khởi động bộ truyền động điện của máy bơm và quạt, người ta càng sử dụng thiết bị khởi động mềm (khởi động mềm). Điều này được kết nối với cái gì? Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ cố gắng làm nổi bật vấn đề này.

Động cơ cảm ứng đã được sử dụng hơn một trăm năm và trong thời gian đó hoạt động của chúng có rất ít thay đổi. Việc khởi động các thiết bị này và các vấn đề liên quan đến nó đều được chủ sở hữu của chúng biết rõ. Dòng điện khởi động dẫn đến sụt áp và quá tải hệ thống dây điện, dẫn đến:

    một số thiết bị điện có thể tự tắt;

    có thể hỏng hóc thiết bị, v.v.

Bộ khởi động mềm được cài đặt, mua và kết nối kịp thời cho phép bạn tránh lãng phí tiền bạc và đau đầu không cần thiết.

Dòng điện khởi động là gì

Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Sự hình thành lực điện động ngược (emf), được tạo ra bằng cách áp dụng một từ trường thay đổi trong quá trình khởi động động cơ, dẫn đến sự quá độ trong hệ thống điện. Sự nhất thời này có thể ảnh hưởng đến hệ thống điện và các thiết bị khác được kết nối với nó.

Trong quá trình khởi động, động cơ điện tăng tốc tối đa. Khoảng thời gian của các quá độ ban đầu phụ thuộc vào thiết kế của thiết bị và đặc tính của tải. Mô-men xoắn khởi động phải lớn nhất và dòng điện khởi động phải nhỏ nhất. Điều này gây ra những hậu quả bất lợi cho bản thân thiết bị, hệ thống cấp điện và thiết bị được kết nối với nó.

Trong giai đoạn đầu, dòng khởi động có thể đạt gấp 5 đến 8 lần dòng đầy tải. Trong quá trình khởi động động cơ, các dây cáp buộc phải mang nhiều dòng điện hơn trong khoảng thời gian ở trạng thái ổn định. Sự sụt giảm điện áp trong hệ thống khi khởi động cũng sẽ lớn hơn nhiều so với khi hoạt động ổn định - điều này đặc biệt rõ ràng khi khởi động một bộ phận mạnh mẽ hoặc một số lượng lớn động cơ điện cùng một lúc.

Phương pháp bảo vệ động cơ

Khi việc sử dụng động cơ điện ngày càng phổ biến, việc khắc phục các vấn đề khi khởi động chúng đã trở thành một thách thức. Trong những năm qua, một số phương pháp đã được phát triển để giải quyết những vấn đề này, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và hạn chế riêng.

Gần đây, đã có những tiến bộ đáng kể trong việc sử dụng thiết bị điện tử trong điều khiển công suất cho động cơ. Ngày càng có nhiều bộ khởi động mềm được sử dụng khi khởi động bộ truyền động điện của máy bơm và quạt. Vấn đề là thiết bị có một số tính năng.

Điểm đặc biệt của bộ khởi động là nó cung cấp điện áp trơn tru cho cuộn dây động cơ từ 0 đến giá trị định mức, cho phép động cơ tăng tốc mượt mà đến tốc độ tối đa. Mômen cơ học do động cơ điện tạo ra tỷ lệ thuận với bình phương điện áp đặt vào nó.

Trong quá trình khởi động, bộ khởi động mềm tăng dần điện áp cung cấp và động cơ điện tăng tốc đến tốc độ quay định mức mà không có mô-men xoắn lớn và dòng điện cực đại tăng vọt.

Các loại khởi động mềm

Ngày nay, để khởi động thiết bị một cách suôn sẻ, người ta sử dụng ba loại khởi động mềm: với một, hai và tất cả các pha được điều khiển.

Loại đầu tiên được sử dụng cho động cơ một pha để cung cấp khả năng bảo vệ đáng tin cậy chống quá tải, quá nhiệt và giảm ảnh hưởng của nhiễu điện từ.

Theo quy định, loại mạch thứ hai bao gồm một công tắc tơ rẽ nhánh ngoài bảng điều khiển bán dẫn. Khi động cơ đã đạt đến tốc độ định mức, công tắc tơ rẽ nhánh sẽ được kích hoạt và cung cấp điện áp trực tiếp cho động cơ.

Loại ba pha là giải pháp tối ưu và kỹ thuật tiên tiến nhất. Nó cung cấp giới hạn cường độ dòng điện và từ trường mà không mất cân bằng pha.

Tại sao bạn cần một khởi động mềm?

Do giá tương đối thấp, sự phổ biến của bộ khởi động mềm đang ngày càng phổ biến trên thị trường thiết bị công nghiệp và gia dụng hiện đại. Bộ khởi động mềm cho động cơ điện không đồng bộ là cần thiết để kéo dài tuổi thọ của nó. Ưu điểm lớn của khởi động mềm là việc khởi động được thực hiện với khả năng tăng tốc mượt mà, không bị giật.

Động cơ cảm ứng có khả năng tự khởi động do sự tương tác giữa từ trường quay và từ thông cuộn dây rôto, gây ra dòng điện cao trong đó. Kết quả là stato tạo ra một dòng điện lớn, khi động cơ đạt tốc độ tối đa sẽ lớn hơn định mức, điều này có thể dẫn đến động cơ quá nóng và hư hỏng. Để ngăn chặn điều này cần có thiết bị khởi động mềm cho động cơ điện.

Nguyên lý hoạt động của máy khởi động

Nó bao gồm việc thiết bị điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ trong quá trình khởi động, kiểm soát các đặc tính dòng điện. Đối với động cơ không đồng bộ, mômen khởi động xấp xỉ tỷ lệ với bình phương dòng điện khởi động. Nó tỷ lệ thuận với điện áp áp dụng. Mô-men xoắn cũng có thể được coi là tỷ lệ gần đúng với điện áp đặt vào, do đó bằng cách điều chỉnh điện áp trong khi khởi động, dòng điện do máy tạo ra và mô-men xoắn của nó được thiết bị điều khiển và có thể giảm xuống.

Sử dụng sáu SCR trong cấu hình như minh họa, bộ khởi động mềm có thể điều chỉnh điện áp cung cấp cho động cơ khi khởi động từ 0 volt đến điện áp đường dây định mức. Khởi động mềm động cơ điện có thể được thực hiện theo ba cách:

  1. Khởi động trực tiếp bằng điện áp đầy tải.
  2. Áp dụng giảm dần.
  3. Ứng dụng khởi động cuộn dây một phần bằng cách sử dụng bộ khởi động biến áp tự ngẫu.

SCP có thể có hai loại:

  1. Quản lý mở: Điện áp khởi động được cấp với thời gian trễ bất kể dòng điện hoặc tốc độ động cơ. Đối với mỗi pha, hai SCR được thực hiện trước tiên với độ trễ 180 độ đối với các chu kỳ nửa sóng tương ứng (trong đó mỗi SCR được thực hiện). Độ trễ này giảm dần theo thời gian cho đến khi điện áp đặt vào đạt giá trị danh định. Nó còn được gọi là hệ thống điện áp tạm thời. Phương pháp này không thực sự kiểm soát khả năng tăng tốc của động cơ.
  2. Điều khiển vòng kín: Mọi đặc tính của đầu ra động cơ như dòng điện hoặc tốc độ đều được theo dõi. Điện áp kích hoạt được thay đổi tương ứng để đạt được phản hồi cần thiết. Vì vậy, nhiệm vụ của bộ khởi động mềm là điều khiển góc dẫn của SCR và điều khiển điện áp nguồn.

Lợi ích của khởi động mềm

Bộ khởi động mềm trạng thái rắn sử dụng các thiết bị bán dẫn để giảm tạm thời các thông số ở các cực động cơ. Điều này cung cấp khả năng kiểm soát dòng điện của động cơ để giảm giới hạn mô-men xoắn của động cơ. Việc điều khiển dựa trên việc điều khiển điện áp của các cực động cơ trên hai hoặc ba pha.

Một số lý do khiến phương pháp này được ưa chuộng hơn các phương pháp khác:

  1. Tăng hiệu quả: Hiệu suất của hệ thống khởi động mềm sử dụng công tắc trạng thái rắn chủ yếu là do điều kiện điện áp thấp.
  2. Khởi động có kiểm soát: Các thông số khởi động có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi chúng một cách dễ dàng, điều này đảm bảo rằng nó khởi động mà không bị giật.
  3. Kiểm soát gia tốc: Khả năng tăng tốc của động cơ được kiểm soát mượt mà.
  4. Chi phí và kích thước thấp: Điều này đạt được bằng cách sử dụng các công tắc trạng thái rắn.

Linh kiện trạng thái rắn

Các công tắc nguồn như SCR được điều khiển pha cho từng phần của chu trình. Đối với động cơ ba pha, hai SCR được kết nối với mỗi pha. Rơle khởi động mềm động cơ phải có định mức ít nhất gấp ba lần điện áp đường dây.

Một ví dụ hoạt động của hệ thống cho động cơ không đồng bộ ba pha. Hệ thống bao gồm 6 SCR, logic điều khiển dưới dạng hai bộ so sánh - LM324 và LM339 để thu được mức và điện áp dốc và một bộ cách ly quang để điều khiển ứng dụng điện áp cổng vào SCR trên mỗi pha.

Do đó, bằng cách kiểm soát thời lượng giữa các xung hoặc độ trễ của chúng, góc SCR được kiểm soát sẽ được kiểm soát và nguồn điện được điều chỉnh trong giai đoạn khởi động động cơ. Toàn bộ quá trình thực chất là một hệ thống điều khiển vòng hở điều khiển thời gian áp dụng các xung kích hoạt cổng cho mỗi SCR.

Khái niệm cơ bản về SCR

SCR (Silicon Controlled Rectifier) ​​​​là bộ điều chỉnh nguồn DC được điều khiển công suất cao. Bộ khởi động mềm cho động cơ không đồng bộ SCR là thiết bị bán dẫn silicon PNPN bốn lớp. Nó có ba cực bên ngoài và sử dụng các ký hiệu thay thế trong Hình 2(a) và có mạch tương đương bóng bán dẫn trong Hình 2(b).​

Cách chính để sử dụng SCR là sử dụng một công tắc có cực dương so với cực âm, được điều khiển khi khởi động máy.

Các đặc điểm chính của SCR có thể được hiểu nhờ sự trợ giúp của các sơ đồ này. Bộ khởi động mềm động cơ có thể được bật và hoạt động như một bộ chỉnh lưu phân cực thuận bằng silicon bằng cách cấp nhanh dòng điện cổng vào nó qua S2. SCR nhanh chóng (trong vòng vài micro giây) tự động chuyển sang trạng thái bật và duy trì trạng thái bật ngay cả khi ổ đĩa cổng được tháo ra.

Hành động này được thể hiện trong Hình 2(b) dòng cổng ban đầu được bật bởi Q1 và dòng cực góp của Q1 được bật bởi Q2, dòng cực góp của Q2 sau đó giữ Q1 ngay cả khi bộ điều khiển cổng được tháo ra. Điện thế bão hòa khoảng 1 V được tạo ra giữa cực dương và cực âm.

Chỉ cần một xung cổng ngắn để bật SCR. Khi SCR đã được chốt, nó có thể được tắt lại bằng cách giảm nhanh dòng điện tấm của nó xuống dưới một giá trị nhất định, thường là vài miliampe; trong các ứng dụng AC, việc tắt máy sẽ tự động xảy ra tại điểm giao nhau bằng 0 trong mỗi nửa chu kỳ.

Mức tăng đáng kể có sẵn giữa cổng và cực dương của SCR và giá trị dòng điện cổng thấp (thường là vài mA trở xuống) có thể kiểm soát giá trị cao của dòng điện cực dương (lên đến hàng chục bộ khuếch đại). Hầu hết các SCR đều có điện áp cực dương hàng trăm volt. Các đặc tính của cổng SCR tương tự như đặc điểm của điểm nối bóng bán dẫn - bộ phát của bóng bán dẫn (xem Hình 2(b)).

Một điện dung bên trong (vài pF) tồn tại giữa cực dương và cổng của SCR, đồng thời điện áp tăng đột ngột xuất hiện ở cực dương có thể khiến tín hiệu đủ để xuyên qua cổng để bật SCR. "Hiệu ứng tốc độ" này có thể do quá độ đường dây điện gây ra, v.v. Các vấn đề về hiệu ứng tốc độ có thể được khắc phục bằng cách chạy mạng làm mịn CR giữa cực dương và cực âm để hạn chế tốc độ tăng đến giá trị an toàn.

Điện áp nguồn xoay chiều (Hình 5) được chỉnh lưu bằng cầu diode thụ động. Điều này có nghĩa là điốt sẽ kích hoạt khi điện áp đường dây lớn hơn điện áp trên phần tụ điện. Dạng sóng thu được có hai xung trong mỗi nửa chu kỳ, một xung cho mỗi cửa sổ dẫn diode.

Dạng sóng cho thấy một số dòng điện liên tục khi sự dẫn truyền từ diode này sang diode tiếp theo. Điều này là điển hình khi nó được sử dụng trong liên kết DC của biến tần và có một số tải. Biến tần sử dụng điều chế độ rộng xung để tạo tín hiệu đầu ra. Tín hiệu tam giác được tạo ra ở tần số sóng mang mà biến tần IGBT sẽ chuyển đổi.

Dạng sóng này được so sánh với dạng sóng hình sin ở tần số cơ bản phải được truyền tới động cơ. Kết quả là dạng sóng U như trong hình.

Đầu ra biến tần có thể là bất kỳ tần số nào dưới hoặc trên tần số đường dây cho đến giới hạn biến tần và/hoặc giới hạn cơ học của động cơ. Xin lưu ý rằng biến tần luôn hoạt động trong giới hạn trượt của động cơ.

Bắt đầu quá trình kiểm soát

Thời điểm của SCR là chìa khóa để kiểm soát điện áp đầu ra cho bộ khởi động mềm. Trong quá trình khởi động, logic khởi động mềm xác định thời điểm bật SCR. Nó không bật SCR tại thời điểm điện áp chuyển từ âm sang dương mà đợi một lúc sau đó. Đây là một quá trình được gọi là "phục hồi dần dần" của SCR. Điểm cắt SCR được đặt hoặc lập trình sao cho mô-men xoắn ban đầu, dòng điện ban đầu hoặc giới hạn dòng điện được quy định chặt chẽ.

Kết quả của việc phục hồi SCR dần dần là điện áp giảm không hình sin ở các cực của động cơ, được thể hiện trong hình. Vì động cơ có tính cảm ứng và dòng điện trễ hơn điện áp nên SCR vẫn bật và dẫn điện cho đến khi dòng điện bằng 0. Điều này xảy ra sau khi điện áp trở nên âm. Đầu ra điện áp SCR riêng lẻ.

Khi so sánh với dạng sóng điện áp đầy đủ, bạn có thể thấy điện áp cực đại giống với điện áp sóng đầy đủ. Tuy nhiên, dòng điện không tăng đến mức như khi đặt điện áp tối đa do tính chất cảm ứng của động cơ. Khi điện áp này được cấp vào động cơ, dòng điện đầu ra sẽ như hình vẽ.

Vì tần số điện áp bằng tần số đường dây nên tần số dòng điện cũng giống nhau. SCR tiến tới mức dẫn điện hoàn toàn theo từng giai đoạn, các khoảng trống về dòng điện được lấp đầy cho đến khi dạng sóng trông giống như động cơ.

Khởi động mềm như vậy của động cơ điện không đồng bộ, trái ngược với bộ truyền động xoay chiều, có đặc điểm dòng điện trong mạng và dòng điện động cơ luôn giống nhau. Trong quá trình khởi động, sự thay đổi dòng điện phụ thuộc trực tiếp vào cường độ điện áp đặt vào. Mô-men xoắn của động cơ thay đổi theo bình phương của điện áp hoặc dòng điện đặt vào.

Yếu tố quan trọng nhất trong việc đánh giá là mô men xoắn của động cơ. Động cơ tiêu chuẩn tạo ra khoảng 180% mô-men xoắn toàn tải khi khởi động. Do đó, giảm công suất 25% sẽ bằng mô-men xoắn toàn tải. Nếu động cơ tiêu thụ 600% dòng điện đầy tải khi khởi động thì dòng điện trong mạch này sẽ giảm dòng điện khởi động từ 600% xuống 450% tải.

Sơ đồ kết nối khởi động

Có hai lựa chọn để bộ khởi động khởi động động cơ điện: mạch tiêu chuẩn và bên trong hình tam giác.

Sơ đồ chuẩn. Bộ khởi động được mắc nối tiếp với điện áp đường dây cung cấp cho động cơ.

Bên trong tam giác, có một mạch khác nối với bộ khởi động, được gọi là mạch tam giác bên trong. Trong mạch này, hai cáp kết nối với một trong các động cơ sẽ được kết nối trực tiếp với nguồn điện I/P và cáp còn lại sẽ được kết nối thông qua bộ khởi động. Một đặc điểm của mạch này là bộ khởi động có thể được sử dụng cho động cơ lớn, chẳng hạn như động cơ 100 kW, vì dòng điện pha được chia thành 2 phần.

Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Tuy nhiên, khi khởi động động cơ điện, dòng điện tiêu thụ sẽ tăng gấp bảy lần, không chỉ gây ra tình trạng quá tải mạng lưới cung cấp điện mà còn làm nóng cuộn dây stato cũng như hỏng hóc các bộ phận cơ khí. Để loại bỏ tác dụng không mong muốn này, những người nghiệp dư về đài khuyên nên sử dụng bộ khởi động mềm cho động cơ điện.

Khởi động động cơ êm ái

Stator của động cơ điện là một cuộn dây tự cảm nên có thành phần tác dụng và phản kháng của điện trở (R). Giá trị của thành phần phản kháng phụ thuộc vào đặc tính tần số của nguồn điện và trong quá trình khởi động nằm trong khoảng từ 0 đến giá trị được tính toán (trong quá trình vận hành dụng cụ). Ngoài ra, dòng điện khởi động còn gọi là dòng điện thay đổi.

Dòng khởi động bằng 7 lần giá trị định mức. Trong quá trình này, các cuộn dây của cuộn dây stato nóng lên và nếu dây tạo nên cuộn dây cũ thì có thể xảy ra đoản mạch giữa các vòng (khi giá trị R giảm, dòng điện đạt giá trị cực đại). Quá nóng dẫn đến giảm tuổi thọ của dụng cụ. Để ngăn chặn sự cố này, có một số tùy chọn sử dụng bộ khởi động mềm.

Bằng cách chuyển mạch các cuộn dây, thiết bị khởi động mềm động cơ (USP) bao gồm các bộ phận chính sau: 2 loại rơle (điều khiển đúng thời gian và tải), ba công tắc tơ (Hình 1).

Hình 1 - Sơ đồ chung của thiết bị khởi động mềm cho động cơ không đồng bộ (khởi động mềm).

Hình 1 cho thấy một động cơ không đồng bộ. Cuộn dây của nó được kết nối bằng kiểu kết nối hình sao. Việc khởi động được thực hiện với các công tắc tơ K1 và K3 đóng. Sau một khoảng thời gian nhất định (được đặt bằng rơle thời gian), công tắc tơ K3 sẽ mở tiếp điểm của nó (xảy ra tắt máy) và tiếp điểm K2 bật. Sơ đồ trong Hình 1 cũng có thể áp dụng cho các loại bộ khởi động mềm của động cơ.

Nhược điểm chính là hình thành dòng điện ngắn mạch khi đóng đồng thời 2 cầu dao. Vấn đề này được khắc phục bằng cách đưa một công tắc vào mạch thay vì công tắc tơ. Tuy nhiên, cuộn dây stato tiếp tục nóng lên.

Khi điều khiển điện tử tần số khởi động của động cơ điện, nguyên lý biến đổi tần số của điện áp nguồn được sử dụng. Thành phần chính của các bộ chuyển đổi này là bộ biến tần bao gồm:

  1. Bộ chỉnh lưu được lắp ráp trên các điốt bán dẫn mạnh mẽ (có thể có phiên bản thyristor). Nó chuyển đổi điện áp nguồn thành dòng điện một chiều.
  2. Mạch trung gian làm giảm nhiễu và gợn sóng.
  3. Cần có một bộ biến tần để chuyển đổi tín hiệu nhận được ở đầu ra của mạch trung gian thành tín hiệu có đặc tính biên độ và tần số thay đổi.
  4. Mạch điều khiển điện tử tạo ra tín hiệu cho tất cả các thành phần của bộ chuyển đổi.

Nguyên lý hoạt động, chủng loại và lựa chọn

Khi tăng mômen rôto và IP lên 7 lần, để kéo dài tuổi thọ sử dụng, cần sử dụng bộ khởi động mềm, trong đó đáp ứng các yêu cầu sau:

  1. Tăng đồng đều và mượt mà ở tất cả các chỉ số.
  2. Kiểm soát phanh điện và khởi động động cơ ở những khoảng thời gian nhất định.
  3. Bảo vệ chống tăng điện, mất pha (đối với động cơ điện 3 pha) và các loại nhiễu khác nhau.
  4. Tăng khả năng chống mài mòn.

Nguyên lý hoạt động của bộ khởi động mềm triac: hạn chế giá trị điện áp bằng cách thay đổi góc mở của chất bán dẫn triac (triac) khi nối vào cuộn dây stato của động cơ điện (Hình 2).

Hình 2 - Sơ đồ khởi động mềm của động cơ điện dùng triac.

Nhờ sử dụng triac, có thể giảm dòng điện khởi động từ 2 lần trở lên và sự hiện diện của công tắc tơ cho phép bạn tránh quá nhiệt của triac (trong Hình 2: Đường vòng). Nhược điểm chính của bộ khởi động mềm triac:

  1. Chỉ có thể sử dụng các mạch đơn giản khi tải nhẹ hoặc khởi động không tải. Nếu không, sơ đồ sẽ trở nên phức tạp hơn.
  2. Quá nhiệt của cuộn dây và thiết bị bán dẫn xảy ra khi khởi động kéo dài.
  3. Động cơ đôi khi không khởi động (dẫn đến cuộn dây quá nóng đáng kể).
  4. Khi động cơ điện bị hãm, cuộn dây có thể bị quá nhiệt.

Bộ khởi động mềm có bộ điều chỉnh không có phản hồi (1 hoặc 3 pha) được sử dụng rộng rãi. Ở những mẫu xe thuộc loại này, cần phải cài đặt thời gian và điện áp khởi động động cơ điện ngay trước khi khởi động. Nhược điểm của thiết bị là không có khả năng điều chỉnh mô-men xoắn của các bộ phận cơ khí chuyển động theo tải trọng. Để loại bỏ vấn đề này, bạn cần sử dụng một thiết bị để giảm Ip, bảo vệ chống lại sự lệch pha khác nhau (xảy ra khi mất cân bằng pha) và quá tải cơ học.

Các mẫu khởi động mềm đắt tiền hơn bao gồm khả năng giám sát các thông số vận hành của động cơ điện ở chế độ liên tục.

Các thiết bị chứa động cơ điện được trang bị bộ khởi động mềm dựa trên triac. Chúng khác nhau về mạch điện và phương pháp điều chỉnh điện áp nguồn. Các mạch đơn giản nhất là các mạch có điều chỉnh một pha. Chúng được thực hiện trên một triac và cho phép bạn giảm tải cho bộ phận cơ khí và được sử dụng cho động cơ điện có công suất dưới 12 kV. Các doanh nghiệp sử dụng bộ điều chỉnh điện áp 3 pha cho động cơ điện có công suất đến 260 kW. Khi lựa chọn loại khởi động mềm bạn phải được hướng dẫn bởi các thông số sau:

  1. Nguồn điện của thiết bị.
  2. Chế độ hoạt động.
  3. Sự bình đẳng giữa động cơ và khởi động mềm.
  4. Số lần bắt đầu trong một thời gian nhất định.

Để bảo vệ máy bơm, bộ khởi động mềm thích hợp để bảo vệ khỏi tác động từ bộ phận thủy lực của đường ống (Điều khiển nâng cao). Bộ khởi động mềm cho dụng cụ được lựa chọn dựa trên tải trọng và tốc độ cao. Ở những mẫu xe đắt tiền, loại bảo vệ này ở dạng khởi động mềm có sẵn, nhưng đối với những mẫu xe giá rẻ, bạn cần phải tự chế tạo. Được sử dụng trong các phòng thí nghiệm hóa học để khởi động êm ái quạt làm mát chất lỏng.

Lý do nên sử dụng máy xay

Do đặc điểm thiết kế, khi khởi động máy mài góc, tải trọng động cao sẽ xuất hiện trên các bộ phận của dụng cụ. Trong quá trình quay ban đầu của đĩa, Trục hộp số chịu lực quán tính:

  1. Một cú giật quán tính có thể làm rách máy mài khỏi tay bạn. Có mối đe dọa đối với tính mạng và sức khỏe vì công cụ này rất nguy hiểm và đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp phòng ngừa an toàn.
  2. Khi khởi động, xảy ra quá dòng (Istart = 7*Inom). Chổi than bị mòn sớm và cuộn dây quá nóng.
  3. Hộp số đang bị mòn.
  4. Phá hủy đĩa cắt.

Một nhạc cụ không được điều chỉnh sẽ trở nên rất nguy hiểm vì có khả năng gây hại cho sức khỏe và tính mạng. Vì vậy, cần phải bảo mật nó. Với mục đích này, họ tự tay lắp ráp bộ khởi động mềm cho dụng cụ điện.

sáng tạo tự làm

Đối với các mẫu máy mài góc giá rẻ và các công cụ khác, bạn cần phải lắp ráp bộ khởi động mềm của riêng mình. Điều này không khó thực hiện, vì nhờ có Internet, bạn có thể tìm thấy một số lượng lớn các kế hoạch. Đơn giản nhất nhưng đồng thời cũng hiệu quả là mạch khởi động mềm đa năng dựa trên triac và vi mạch.

Khi bạn bật máy mài góc hoặc dụng cụ khác, cuộn dây và hộp số của dụng cụ sẽ bị hỏng do khởi động đột ngột. Những người nghiệp dư trên đài phát thanh đã tìm ra cách thoát khỏi tình huống này và đề xuất một khởi động mềm đơn giản cho một dụng cụ điện tự làm (sơ đồ 1), được lắp ráp thành một khối riêng biệt (có rất ít không gian trong hộp).

Sơ đồ 1 - Sơ đồ khởi động mềm của dụng cụ điện.

Bộ khởi động mềm được thực hiện bằng tay của chính bạn trên cơ sở KR118PM1 (điều khiển pha) và bộ nguồn sử dụng triac. Điểm nổi bật chính của thiết bị là tính linh hoạt của nó, vì nó có thể được kết nối với bất kỳ dụng cụ điện nào. Nó không chỉ dễ cài đặt mà còn không yêu cầu cấu hình sơ bộ. Về cơ bản, việc kết nối hệ thống với thiết bị không phức tạp và được lắp đặt tại chỗ đứt cáp nguồn.

Các tính năng của mô-đun khởi động mềm

Khi bật máy mài, điện áp được cấp vào KR118PM1 và điện áp tăng đều đặn ở tụ điện điều khiển (C2) khi điện tích tăng. Các thyristor nằm trong vi mạch mở dần dần với một độ trễ nhất định. Triac mở ra với một khoảng dừng bằng với độ trễ của thyristor. Đối với mỗi khoảng thời gian điện áp tiếp theo, độ trễ giảm dần và công cụ khởi động trơn tru.

Thời gian đạt vòng quay phụ thuộc vào công suất C2 (ở mức 47 micron, thời gian khởi động là 2 giây). Độ trễ này là tối ưu, mặc dù nó có thể được thay đổi bằng cách tăng điện dung C2. Sau khi tắt máy mài góc, tụ C2 được phóng điện nhờ điện trở R1 (thời gian phóng điện khoảng 3 giây ở mức 68k).

Mạch điều chỉnh tốc độ của động cơ điện này có thể được nâng cấp bằng cách thay thế R1 bằng một điện trở thay đổi. Khi giá trị điện trở của biến trở thay đổi thì công suất của động cơ điện cũng thay đổi. Điện trở R2 thực hiện chức năng điều khiển lượng dòng điện chạy qua đầu vào của triac VS1 (nên làm mát bằng quạt), đây là bộ phận điều khiển. Tụ điện C1 và C3 dùng để bảo vệ và điều khiển vi mạch.

Triac được chọn với các đặc điểm sau: điện áp một chiều tối đa lên tới 400–500 V và dòng điện tối thiểu đi qua các bộ chuyển tiếp ít nhất phải là 25 A. Khi sản xuất bộ khởi động mềm theo sơ đồ này, mức dự trữ năng lượng có thể dao động từ 2 kW đến 5 kW.

Vì vậy, để tăng tuổi thọ của dụng cụ và động cơ, cần phải khởi động chúng một cách trơn tru. Điều này là do đặc điểm thiết kế của động cơ điện không đồng bộ và cổ góp. Khi khởi động, dòng điện tiêu thụ nhanh gây hao mòn các bộ phận điện và cơ khí. Sử dụng bộ khởi động mềm cho phép bạn bảo vệ dụng cụ điện của mình bằng cách tuân theo các quy định an toàn. Khi nâng cấp một công cụ, bạn có thể mua các mẫu làm sẵn cũng như lắp ráp một thiết bị phổ thông đơn giản và đáng tin cậy, không chỉ khác biệt mà thậm chí còn vượt trội hơn so với một số bộ khởi động mềm tại nhà máy.