+7 495 665 08 52

+7 495 508 19 83

Принцип действия стартера


Как устроен автомобильный стартер, принципы работы

Большинство водителей очень быстро переходят от желания просто ездить к желанию проводить самостоятельно некоторые ремонтные работы своего авто. Для того чтобы совершенствовать свой автомобиль нужно знать принцип его работы и внутренне устройство. А приступить к изучению лучше с самого начала, то есть со стартера автомобиля – то, без чего движение ТС изначально невозможно.

Стартер, его назначение

Стартер – это устройство относительно маленьких размеров, которое, в силу своей конструкции, преобразовывает электрический поток энергии в механический. Из самого названия следует, что служит деталь для запуска двигателя.

Визуально, стартер – это небольшой мотор постоянного тока, который имеет механический привод. Он запускает первичное движение коленвала с частотой, необходимой для запуска ДВС и является обязательно составляющей электрического оборудования транспортного средства.

Если разбирать структуру стартера более детально, то можно понять, что он выглядит как четырехполюсный двигатель. Питает такой мотор аккумулятор автомобиля – сразу после поворота ключа зажигания, на клемму реле поступает ток. Мощность у элемента бывает разная, но производители предусматривают для большинства бензиновых ДВС стартеры на 3кВт. Напряжение от АКБ автомобиля значительно усиливает работу электромотора.

Поскольку, в идеале, стартер – единственный способ завести двигатель, автомобильные производители изобретают массу дополнительных функций и блокирующие механизмы для повышения безопасности при запуске двигателя и снижения риска угона.

К примеру, некоторые модели автомобиля предусматривают запуск двигателя только при выжатом сцеплении. При АКПП включение стартера происходит, только если селектор находится в положении «parking».

Виды стартеров

Среди всего спектра автомобильных деталей выделяют только два типа стартеров двигателя:

  1. Без редуктора. Не имея редуктора, такие детали обладают возможностью прямого воздействия на шестерню. Кроме того, после момента получения тока на контроллер, стартер обеспечивает более быстрое зажигание, за счет мгновенной цепкости шестерни и маховика. Такие устройства имеют большое преимущество в виде простой конструкции, легкой возможности ремонта и очень низкой вероятности поломки из-за влияния электричества. Однако среди недостатков автомобилисты выделяют иногда перебойную работу в условиях низкой температуры.
  1. С редуктором. Казалось бы, после большого списка преимуществ безредукторного стартера, выбор можно остановить, но нет. Большинство специалистов настаивают на эксплуатации стартера с редуктором. За счет последнего эффективная работа возможна, даже если заряд АКБ на исходе. Сниженная потребность тока усиливается наличием постоянных магнитов. Подобный тандем снижает вероятность проблем с обмоткой практически к нулю. С другой стороны, продолжительная эксплуатация такого устройства чревата поломками основной шестерни. Хотя чаще к этому приводит производственный брак.

Внутреннее устройство и особенности

ДВС генерирует энергию для работы при помощи оборотов коленвала. Другие электрические системы транспортного средства работают от этой же энергии. Чтобы запустить ТС с неподвижной точки необходимо правильное взаимодействие электродвигателя и внешнего источника – аккумулятора.

Общий тандем обеспечивается благодаря некоторым составляющим:

  • Якорь. Имеет запрессованный сердечник и несколько коллекторных пластин. Основа изготовляется из легированной стали.
  • Щетки и держатели. По ходу главного цикла, щетки способствую повышению мощности. В первую очередь, служат для подачи рабочего напряжения на набор пластин якоря.
  • Реле. Главное назначение втягивающего реле – подача питания от зажигания и выталкивание обгонной муфты. Производители предусмотрели в структуре несколько силовых контактов и специфичную перемычку.
  • Непосредственно электромотор. Включает несколько сердечников и обмотки возбуждения; имеет форму цилиндра.
  • Бендикс и шестерня. Главный рабочий механизм стартера, который перенаправляет момент вращения на венец маховика ДВС через шестерню при помощи роликового механизма. После запуска система разрывает связь венца маховика и приводной шестерни, сохраняя работоспособность всего устройства.

Подобным образом устроено большинство автомобильных стартеров, хотя могут быть некоторые отличия. В целом, если разобрать элемент, можно насчитать порядка 50 различных составляющих компонентов.

Чаще всего отличия между разными устройствами заключаются в механизме рассоединения шестерен.

В автомобилях с АКПП стартер может иметь несколько дополнительных обмоток, чтобы предотвратить запуск мотора при ходовой позиции селектора.

Принцип работы автомобильного стартера

Автомобильный стартер относится к ряду электромеханических приспособлений ТС. В основе лежит преобразование природы одной энергии в другую, и чтобы в итоге завести двигатель, происходят следующие процессы:

  1. Ток попадает на обмотку тягового реле после прохождения по реле стартера, исключительно после замыкания контакта замка зажигания.
  2. Якорь взаимодействует с бендиксом. Через втягивающее реле внутри мотора бендикс заставляет венец маховика и шестерню сцепиться.
  3. При достижении верхней точки, контакты взаимодействуют для передачи напряжения к обмотке стартера.
  4. Движение вала провоцирует запуск ДВС. В момент, когда скорости маховика и вала отличаются в положительную сторону, зацепление прекращается и бендикс возвращается в стартовую позицию за счет пружины.
  5. Подача энергии прекращается при повороте ключа.

С виду может показаться, что механизм работы стартера достаточно запутан, но это чувство преследует водителя до первого самостоятельного ремонта элемента.

Возможные проблемы стартера

Естественно, что на стартер приходится гораздо меньше нагрузки, чем на многие другие узлы транспортного средства, но даже при лояльных нагрузках полностью исключить вероятность поломки невозможно.

  • Стартер «отказывается» запускаться. Причин для такого поведения устройства может быть несколько, и все они напрямую связаны с внутренней конструкцией элемента – неисправности реле, нарушение контактов или обмотки.
  • Медленное движение коленвала. Возможной основой для замедленного вращения вала может стать повышенная вязкость масла, снижение заряда внешнего источника питания или окислением контактов проводов.
  • Вращение якоря не приводит в движение коленчатый вал. Скорее всего, подобная неприятность возникает из-за буксировки муфты свободного хода привода или помехи в передвижении элемента по винтовой нарезке вала.
  • Скрежет шестерни. За нехарактерным поведением шестерен стоит неправильно отстроенное замыкание контактов или задиры на зубчиках венца маховика ДВС. Маловероятной, но все-таки причиной, может быть ослабление пружины привода.
  • Излишне продолжительная работа стартера. Специалисты считают, что причина кроется в заедании замка зажигания или обмотки в структуре стартера, неправильная работа контактов.
  • Усиление шума. Нехарактерные громкие звуки появляются по причине ослабевания креплений деталей стартера или из-за медленного выхода шестерни из зацепления.

Проблем в работе стартера лучше не допускать. Естественно, что практически любую его поломку можно компенсировать грамотным ремонтом, но правильнее будет приобрести новое исправное устройство, не стараясь при этом сэкономить на стоимости элемента.

Чтобы разбираться в пусковой системе автомобиля, необходимо не только знать устройство стартера, но и разбираться в его технических характеристиках: напряжение, мощность, потенциальная скорость движения вала, величина крутящего момента и необходимый ток. Естественно, что любые знания лучше закрепить практикой. Для начала можно ознакомиться с некоторыми видео в сети:

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

Основы устройства плавного пуска, принцип работы с примером и преимущества

Устройство плавного пуска - это любое устройство, которое управляет ускорением электродвигателя с помощью управления приложенным напряжением.

Теперь давайте кратко напомним о необходимости иметь стартер для любого двигателя.

Асинхронный двигатель может запускаться самостоятельно благодаря взаимодействию между потоком вращающегося магнитного поля и потоком обмотки ротора, вызывая высокий ток ротора при увеличении крутящего момента. В результате на статор подается большой ток, и к тому времени, когда двигатель достигает полной скорости, потребляется большое количество тока (больше, чем номинальный ток), и это может вызвать нагрев двигателя, что в конечном итоге приведет к его повреждению.Чтобы предотвратить это, необходимы пускатели двигателей.

Запуск двигателя возможен в 3-х направлениях

  • Применение напряжения полной нагрузки через определенные промежутки времени: прямое включение в сети
  • Постепенное снижение напряжения: пускатель Star Delta и устройство плавного пуска
  • Применение запуска обмотки детали: пускатель автотрансформатора
Определение мягкого запуска

Теперь давайте обратим особое внимание на мягкий запуск.

С технической точки зрения устройство плавного пуска - это любое устройство, которое уменьшает крутящий момент, приложенный к электродвигателю.Обычно он состоит из полупроводниковых устройств, таких как тиристоры, для управления подачей напряжения питания на двигатель. Стартер работает на том факте, что крутящий момент пропорционален квадрату пускового тока, который, в свою очередь, пропорционален приложенному напряжению. Таким образом, крутящий момент и ток можно регулировать, уменьшая напряжение во время запуска двигателя.

Может использоваться два типа управления с помощью устройства плавного пуска:

Open Control : Пусковое напряжение прикладывается со временем, независимо от потребляемого тока или скорости двигателя.Для каждой фазы два SCR подключены вплотную, и SCR первоначально проводятся с задержкой 180 градусов в течение соответствующих полуволновых циклов (для которых каждый SCR проводит). Эта задержка постепенно уменьшается со временем до тех пор, пока приложенное напряжение не достигнет полного напряжения питания. Это также известно как система линейного изменения времени. Этот метод не подходит, так как он не контролирует ускорение двигателя.

Управление по замкнутому контуру : Любая из выходных характеристик двигателя, например, потребляемый ток или скорость, контролируется, и пусковое напряжение изменяется соответствующим образом для получения требуемого отклика.Ток в каждой фазе контролируется, и если он превышает определенное заданное значение, линейное изменение напряжения останавливается.

Таким образом, основной принцип устройства плавного пуска заключается в контроле угла проводимости SCR, при котором можно контролировать подачу напряжения питания.

2 Компоненты базового устройства плавного пуска
  • Выключатели питания , такие как SCR, которые должны иметь фазовое управление, чтобы они применялись для каждой части цикла. Для 3-фазного двигателя два SCR подключены друг к другу для каждой фазы.Коммутационные устройства должны быть рассчитаны как минимум в три раза выше, чем напряжение в сети.
  • Управляющая логика с использованием ПИД-контроллеров или микроконтроллеров или любой другой логики для управления приложением напряжения затвора к SCR, т.е. для управления углом срабатывания SCR, чтобы заставить SCR проводить в необходимой части цикла напряжения питания ,
Пример работы электронной системы плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя

Система состоит из следующих компонентов.

  • Два параллельных SCR для каждой фазы, т.е. всего 6 SCR.
  • Схема логики управления в виде двух компараторов - LM324 и LM339 для получения уровня и линейного напряжения, а также оптоизолятор для управления приложением напряжения затвора к каждому SCR в каждой фазе.

Схема источника питания для обеспечения требуемого напряжения питания постоянного тока.

Блок-схема , показывающая электронную систему плавного пуска для 3-фазного асинхронного двигателя.

Напряжение уровня генерируется с помощью компаратора LM324, инвертирующий вывод которого подается с использованием источника постоянного напряжения, а неинвертирующий вывод подается через конденсатор, подключенный к коллектору NPN. транзистор.Зарядка и разрядка конденсатора приводят к соответствующему изменению выходного сигнала компаратора и изменению уровня напряжения с высокого на низкий. Это выходное напряжение уровня подается на неинвертирующий вывод другого компаратора LM339, инвертирующий вывод которого подается с использованием линейного напряжения. Это линейное напряжение создается с использованием другого компаратора LM339, который сравнивает пульсирующее постоянное напряжение, подаваемое на его инвертирующий вывод, с чистым постоянным напряжением на своем неинвертирующем выводе и генерирует опорный сигнал нулевого напряжения, который преобразуется в сигнал линейного изменения путем зарядки и разрядки электролитический конденсатор.

Компаратор LM339 3 rd выдает сигнал высокой ширины импульса для каждого напряжения высокого уровня, которое постепенно уменьшается с уменьшением напряжения уровня. Этот сигнал инвертируется и подается на оптоизолятор, который подает импульсы затвора на SCR. Когда уровень напряжения падает, ширина импульса оптоизолатора увеличивается, и чем больше ширина импульса, тем меньше задержка, и постепенно SCR запускается без какой-либо задержки. Таким образом, посредством управления продолжительностью между импульсами или задержкой между приложениями импульсов, угол зажигания SCR контролируется, а подача тока питания контролируется, таким образом, управляя выходным крутящим моментом двигателя.

Весь процесс представляет собой систему управления с разомкнутым контуром, в которой время подачи импульсов запуска затвора к каждому SCR контролируется на основе того, как раньше напряжение линейного изменения уменьшается от напряжения уровня.

Преимущества Soft Start

Теперь, когда мы узнали о том, как работает электронная система мягкого запуска, давайте вспомним несколько причин, почему она предпочтительнее других методов.

    • Повышенная эффективность : Эффективность системы плавного пуска с использованием твердотельных переключателей в большей степени обусловлена ​​низким напряжением во включенном состоянии.
    • Управляемый пуск : Пусковой ток можно плавно регулировать, легко изменяя пусковое напряжение, и это обеспечивает плавный пуск двигателя без каких-либо рывков.
  • Управляемое ускорение : ускорение двигателя регулируется плавно.
  • Низкая стоимость и размер : это обеспечивается с помощью твердотельных переключателей.
.Принцип работы

и его применение

Подключение небольших двигателей к источнику питания с помощью вилок и переключателей не требует каких-либо дополнительных шагов для запуска двигателя. Однако асинхронные двигатели большой мощности требуют подходящего устройства для запуска, поскольку они потребляют чрезмерное количество пускового тока. Существуют различные методы запуска, используемые для запуска асинхронных двигателей, поскольку асинхронные двигатели потребляют очень высокий пусковой ток (в 5-7 раз больше) по сравнению с током полной нагрузки двигателя, когда он запускается.Поэтому, чтобы избежать выгорания и нагрева двигателя из-за высокого значения пускового тока, для запуска асинхронных двигателей используются различные типы пускателей. Тип устройства, используемого для запуска асинхронного двигателя, называется Direct ON Line Line Starter (DOL) . Стартер Direct ON Line - это самый простой вид пускателя, который подключает двигатель напрямую к источнику питания через трехфазный контактор. Прямой включенный пускатель обычно состоит из контактора , выключателя и реле перегрузки для защиты от любого повреждения.

Пускатель DOL в основном состоит из двух основных защитных частей

  • Защита от перегрузки по току
  • Защита от перегрузки

Используется электромагнитный контактор, который может размыкаться с помощью реле тепловой перегрузки при возникновении неисправности. Контакторы, как правило, будут управляться отдельными кнопками пуска и останова, и на контакторе также имеется дополнительный контакт, который используется через кнопку пуска в качестве удерживающего контакта.Например, используемый контактор имеет электрическую блокировку и замыкается при работающем двигателе.

Защита от перегрузки по току:

Отказы от перегрузки по току возникают в основном и в основном из-за замыканий на землю и короткого замыкания. Когда такой тип неисправности возникает в любом месте, из цепи начинает течь большое количество тока утечки, что может привести к огромным повреждениям не только в системе, но и чьей-либо жизни. Поэтому используются плавкие предохранители и автоматические выключатели, которые показывают быструю реакцию на неисправность, когда ток такого типа (большой) неисправности проходит через систему.Вот почему для защиты системы от короткого замыкания, а также от тока перегрузки мы используем MCCB или предохранители определенных номиналов.

Когда величина тока, превышающая номинальный ток устройства, прошедшего через систему, такие устройства работают и размыкают цепь, пока неисправность не будет устранена из системы. Можно также сказать, что, когда немного больший ток превышает номинальное значение частоты прохождения двигателя , защита от перегрузки начинает работать и предотвращает какую-либо опасность для машины.Если ток перегрузки сохраняется в течение длительного периода времени, то вещи и машины могут быть повреждены. Защита от перегрузки не срабатывает, даже если высокое значение тока протекает в течение короткого промежутка времени, например, при запуске двигателя. Степень защиты от перегрузки по току всегда выбирается с такой тщательностью, что она должна обеспечивать достаточную защиту от сильного тока, а также она должна обеспечивать достаточный ток без срабатывания защиты от перегрузки по току для работы двигателя при большой механической нагрузке.

Защита от перегрузки:

Всякий раз, когда двигатель потребляет слишком большое количество тока для удовлетворения требования нагрузки и если нагрузка превышает допустимый предел, такое состояние или ситуация называется перегрузкой.Электрическая перегрузка возникает, когда чрезмерное количество тока проходит через электрические провода или от обмоток двигателя. Провода или обмотки могут нагреваться и плавиться с риском возникновения пожара . Поэтому в нем используется защита от перегрузки. В основном это тип защиты, когда двигатель потребляет слишком большой ток или ток перегрузки и вызывает перегрев электрической машины. Вот почему мы используем реле перегрузки другого типа, чтобы избежать перегрева системы или машины из-за чрезмерного количества тока, потребляемого в течение слишком длительного периода.Иногда пускатели двигателей поставляются со встроенным реле перегрузки.

Реле перегрузки классифицируются на основе различных классов отключения. Класс отключения - это термин, используемый в конструкции реле перегрузки, который означает, сколько секунд реле реле перегрузки срабатывает. Защита от перегрузки обеспечивается с помощью реле перегрузки.

Используемые здесь реле перегрузки имеют различные типы.

  • Электронное реле: Перегрузка может быть полупроводниковым устройством с упомянутой на них регулируемой уставкой отключения, также называемой электронным реле.
  • Тепловое реле: Если они связаны с датчиками температуры, оно называется тепловым реле.
  • Магнитное реле: И если они работают только для большого количества тока, оно называется магнитным реле. Максимальный номинал устройства защиты от перегрузки составляет 125% от номинального тока полной нагрузки для максимальных двигателей.

DOL Motor Starter

Конструкция DOL Starter:

DOL Starter в основном состоит только из двух кнопок, одна из которых «зеленая», а другая «красная».‘Зеленая кнопка используется для запуска, а« Красная »кнопка используется для остановки двигателя. Устройство Direct ON Line Line Starter фактически состоит из контактора, MCCB или автоматического выключателя и реле перегрузки для защиты в случае возникновения неисправности. Вышеупомянутые две кнопки «Стоп» и «Старт» или также называемые «Красные» и «Зеленые» кнопки используются для управления контактами. Для запуска двигателя мы нажимаем зеленую кнопку, и контакт замыкается и, следовательно, на двигателе начинает появляться напряжение полной линии.Контактор может состоять из 3 или 4 полюсов, в зависимости от конструкции. В нашем случае используемый контактор четырехполюсный. Есть три «нормально разомкнутых» контакта, с которых двигатель подключен к линиям питания, а четвертый контакт называется «удерживающим контактом», который является дополнительным контактом, и этот контакт подает напряжение на катушку контактора после пуска или зеленой кнопки. выпущен. Дополнительная катушка обесточивается, если возникает какая-либо неисправность, и затем пускатель отключает двигатель от питающей сети.

DOl Схема управления стартером (трехфазная):

Схема подключения стартера цепи управления Direct ON Line следующая:

Главный контакт:

Соединение контактора может быть выполнено между катушкой реле , напряжение питания, а также тепловая перегрузка.

  • Контактор L1 подключается от нормально разомкнутого (NO) к R-фазе с помощью MCCB.
  • Контактор L2 подключается от нормально разомкнутого (NO) к Y-фазе с помощью MCCB.
  • Контактор L2 подключается от нормально разомкнутой (NO) к фазе с помощью MCCB.

нормально замкнутый контакт:

  • Контакт- (95-96) является нормально замкнутым (NC) контактом, который он размыкает только при отключении по тепловой перегрузке

нормально разомкнутый контакт:

  • Контакт- (13, 14) и (53, 54) является нормально разомкнутым (НО) контактом, и они замыкаются только при включении реле.
  • Точка контакта (53) подключается к точке кнопки пуска (94), а точка (54) контактора подключается к общему проводу кнопки пуска / останова.

Подключение реле тепловой перегрузки:

  • Тепловые реле перегрузки подключены к T1, T2 и T3 соответственно.
  • Между главным контактором и реле перегрузки двигателя подключено.
  • Нормально закрытое соединение - (95, 96) реле тепловой перегрузки соединяется с кнопкой «Стоп» и общим соединением кнопки «Старт / Стоп».

Подключение релейной катушки:

  • Точка А1 релейной катушки подключается к любому источнику питания, а точка A2 подключается к нормально замкнутому соединению реле тепловой защиты от перегрузки (95).

Принципиальная электрическая схема пускателя DOL (трехфазная):

Трехфазная принципиальная схема прямого онлайн-стартера

Принципиальная схема пускового устройства DOL (однофазная):

Схема однофазной цепи DOL

000

000 Работа:

(i) Подключение проводки стартера DOL с кнопками пуска и останова показано на рисунке выше (1). Между клеммами сетевого питания и клеммами двигателя соединены главные клеммы стартера DOL, а с двумя клеммами трехфазного источника питания, как описано на рисунке (1), цепь управления находится под напряжением.

(ii) При нажатии кнопки запуска ток будет проходить через одну фазу в цепь управления и катушку контактора в другую фазу. Катушка контактора получает питание благодаря этому току, который замыкает контакты контактора и в результате этого трехфазное питание подключается к двигателю. Кнопка запуска иногда называется кнопкой, потому что когда эта кнопка отпущена, схема управления стартера DOL все еще обеспечивает питание через удерживающий контакт.Путь тока через катушку контактора обрывается при нажатии кнопки останова, и из-за этого контакты контактора выпадают, что приводит к отключению питания двигателя. Можно также сказать, что катушка реле перегрузки работает.

(iii) В зависимости от эффекта нагрева тока нагрузки тепловое реле защиты от перегрузки срабатывает, поскольку эффект нагрева прямо пропорционален току нагрузки. Чем больше ток нагрузки, тем больше нагревательный эффект. Подпружиненный контакт в цепи управления отключается только тогда, когда биметаллическая полоса, используемая внутри, расширяется из-за нагрева.Все это происходит, когда величина тока нагрузки слишком велика, чтобы он мог нагревать тепловую катушку. Рабочая скорость реле определяется настройкой тока. Обычно он должен быть в 3-5 раз больше номинального тока двигателя.

(iv) Дистанционные пускатели DOL также используются для управления переключением двигателя в любом месте. Но существует условие для переключения на основе дистанционного управления, при котором следует знать, что все удаленные кнопки «ВЫКЛ» всегда подключены последовательно с кнопками «ВЫКЛ» стартера и наоборот (все удаленные кнопки «ВКЛ» всегда подключать параллельно к кнопке «ВКЛ» стартера).

Преимущества:

  1. Очень дешевый и экономичный стартер.
  2. Более удобный, простой в управлении и управлении.
  3. Схема управления намного проще.
  4. Очень легко устранять неисправности и легко понять.
  5. Стартер прямого включения обеспечивает 100% крутящего момента при запуске.
  6. От стартера к двигателю требуется только один комплект кабелей.
  7. Он подключает питание к обмотке треугольника двигателя.
  8. Размер DOL настолько компактен, что занимает очень мало места.

Недостатки:

  1. Пусковой ток двигателя не уменьшается.
  2. Стартер Direct ON Line имеет очень высокий пусковой ток или слишком большой ток в 6-8 раз больше тока полной нагрузки.
  3. Из-за огромных тепловых нагрузок на двигатель срок службы машины уменьшается.
  4. В электроустановке наблюдается значительный провал напряжения из-за слишком большого пускового тока и из-за этого другой клиент подключается к тем же линиям, на которые влияют, поэтому это подходит только для небольших двигателей.
  5. Механическая нагрузка на механические системы увеличивается из-за ненужного высокого пускового момента, даже когда нагрузка не требуется, и это очень опасно для срока службы машины.
  6. DOL стартер подходит только для двигателей мощностью менее 10 кВт. Недостаток стартера
  7. состоит в том, что он дает максимально возможный пусковой ток.

Применения:

  1. Запуск DOL иногда используется для запуска небольших водяных насосов, компрессоров, вентиляторов и конвейерных лент, где высокие пусковые токи не причиняют вреда
  2. Если высокий пусковой ток двигателя не вызывает чрезмерное напряжение Отключение в цепи питания позволяет использовать прямой онлайн-стартер.
.
Soft Starter принцип работы | Электрическое решение и технология

Устройство плавного пуска работает в другом помещении. Этот принцип заключается в том, что, регулируя напряжение, подаваемое на

двигателя во время запуска, характеристики тока и крутящего момента могут быть ограничены и контролироваться.

Для асинхронных двигателей пусковой момент (LRT) приблизительно пропорционален квадрату пускового тока

(LRA) взяты из линии. LRT ∝ I2. Этот пусковой ток пропорционален приложенному напряжению (В).Итак,

Крутящий момент

также можно считать приблизительно пропорциональным приложенному напряжению. LRT ∝ V2 .. По

регулировочного напряжения при запуске, ток, потребляемый двигателем, и крутящий момент, создаваемый двигателем, может составлять

уменьшен и контролируется.

Используя шесть SCR в конфигурации «спина к спине», как показано на рисунке 2, устройство плавного пуска может регулировать

Напряжение

подается на двигатель при запуске от 0 В до напряжения сети.В отличие от VFD, частота линии составляет

всегда применяется к двигателю. Изменяется только напряжение.

Устройство плавного пуска работает в другом помещении. Этот принцип заключается в том, что, регулируя напряжение, подаваемое на

двигателя во время запуска, характеристики тока и крутящего момента могут быть ограничены и контролироваться.

Для асинхронных двигателей пусковой момент (LRT) приблизительно пропорционален квадрату пускового тока

(LRA) взяты из линии.LRT ∝ I2. Этот пусковой ток пропорционален приложенному напряжению (В). Итак,

Крутящий момент

также можно считать приблизительно пропорциональным приложенному напряжению. LRT ∝ V2 .. По

регулировочного напряжения при запуске, ток, потребляемый двигателем, и крутящий момент, создаваемый двигателем, может составлять

уменьшен и контролируется.

Используя шесть SCR в конфигурации «спина к спине», как показано на рисунке 2, устройство плавного пуска может регулировать

Напряжение

подается на двигатель при запуске от 0 В до напряжения сети.В отличие от VFD, частота линии составляет

всегда применяется к двигателю. Изменяется только напряжение.

Six Back to Back Конфигурация SCR

Рисунок 2

Обратная связь от двигателя к логической схеме, контролирующей срабатывание SCR, необходима для стабилизации ускорения двигателя.

Работа привода с переменной скоростью

Напряжение линии переменного тока, рис. 3, выпрямляется с помощью пассивного диодного моста.Это означает, что диод (ы) проводят

всякий раз, когда линейное напряжение больше, чем напряжение на секции конденсатора. Результирующая форма волны тока

имеет два импульса в течение каждого полупериода, по одному для каждого окна диодной проводимости.

Рисунок 3 Напряжение линии

Форма сигнала, рисунок 4, показывает некоторый непрерывный ток, когда проводимость переходит от одного диода к

следующий. Это типично, когда реактор используется в звене постоянного тока привода и присутствует некоторая нагрузка.

Рисунок 4 Линейное напряжение и ток

6-импульсный двухполупериодный диодный выпрямитель

Инверторы используют широтно-импульсную модуляцию для создания выходных сигналов. Треугольная форма волны генерируется на

несущая частота, на которой будут переключаться IGBT инвертора.

Рисунок 5

Форма волны выходного напряжения инвертора

Этот сигнал сравнивается с синусоидальным сигналом на основной частоте, который должен быть передан

мотор.В результате форма сигнала напряжения показана на рисунке 5.

На рисунке 6 показана результирующая форма волны тока на двигателе с приложенным ШИМ-сигналом.

Рисунок 6

Форма волны выходного тока инвертора - биполярная (вверху) и IGBT

Выход инвертора может быть любой частоты ниже или выше частоты линии до пределов инвертора и / или

механические пределы двигателя. Обратите внимание, что привод всегда работает в пределах допустимого скольжения двигателя.

5. Эксплуатация устройств плавного пуска

Время включения SCR является ключом к управлению выходным напряжением устройства плавного пуска. В течение

последовательность запуска логика устройства плавного пуска определяет, когда включать SCR. Не включается

SCR в момент, когда напряжение переходит от отрицательного к положительному, но ждет некоторое время после этого. Это

, известный как «постепенный возврат» SCR. Точка, в которой включены SCR, установлена ​​или запрограммирована на

.

вызывается либо начальный крутящий момент, начальный ток или ограничение тока.

Входное напряжение для устройства плавного пуска такое же, как и для ЧРП, показанного на рисунке 3. Результат постепенного возврата

SCR

- это несинусоидальное пониженное напряжение на клеммах двигателя, которое показано на рисунках 7. Начиная с

Двигатель

является индуктивным, и ток отстает от напряжения, SCR остается включенным и проводит ток до

.

ноль. Это после того, как напряжение стало отрицательным.

Выходное напряжение отдельного SCR

Рисунок 7 Форма волны напряжения плавного пуска

По сравнению с полной кривой напряжения на рисунке 3 видно, что пиковое напряжение такое же, как у полной

волна напряжения.Однако ток не увеличивается до того же уровня, что и при подаче полного напряжения из-за

индуктивный характер двигателей.

Когда это напряжение подается на двигатель, выходной ток выглядит как на рисунке 8. Поскольку частота напряжения составляет

такой же, как частота линии, частота тока также одинакова. По мере того, как SCR постепенно расширяются до

проводимости, промежутки в токе заполняются до тех пор, пока форма волны не будет выглядеть так же, как при подаче двигателя прямо через

линия.

Характеристики двигателя с использованием устройств плавного пуска

В отличие от привода переменного тока, линейный ток и ток двигателя для устройства плавного пуска всегда одинаковы. Во время запуска

Ток

напрямую зависит от величины приложенного напряжения. Крутящий момент двигателя изменяется как квадрат либо

приложенное напряжение или ток.

Наиболее важным фактором при оценке устройства плавного пуска является крутящий момент двигателя. Стандартные моторы выпускают

примерно 180% от момента полной нагрузки при запуске.Следовательно, снижение напряжения или тока на 25% приведет к

в момент заторможенного ротора равен моменту полной нагрузки (180% * (. 75) 2 = 101%). Если мотор тянет 600% от полной

ток нагрузки при пуске, тогда ток в этом примере уменьшит нормальный пусковой ток 600% до 450% от

ток полной нагрузки.

В приведенной ниже таблице 1 приведены дополнительные примеры влияния снижения напряжения или тока на заблокированном роторе двигателя.

Крутящий момент

.Эти данные действительны для плавного пуска и последовательного пуска. Они не относятся к другим типам

Пуск с пониженным напряжением, такой как пуск автотрансформатора и пуск по пуску.

Таблица 1 Момент заторможенного ротора против ампер ротора с блокировкой для устройств плавного пуска

% Ток или напряжение% Ток полной нагрузки% Момент полной нагрузки

% Ток или напряжение % ток полной нагрузки% Крутящий момент при полной нагрузке
100 600 180
90 540 146
80 480 115
75 450 101
70 420 88
60 360 65
50 300 45
40 240 29

При применении устройств плавного пуска действует то же ограничение, что и при использовании электромеханического пускателя с уменьшенным запуском.Это ограничение

«

» означает, что «двигатель сможет создавать достаточный крутящий момент, чтобы запустить нагрузку при токе УПП

».

позволяет течь к двигателю?

У устройств плавного пуска

есть преимущество перед обычным запуском с пониженным напряжением. Они способны регулировать напряжение,

ток и, следовательно, крутящий момент в широком диапазоне вместо одного или нескольких фиксированных значений. Это можно увидеть в

Рисунок 10. Когда напряжение или ток поддерживаются на постоянном уровне, кривая скорость-крутящий момент, обозначенная «Предел тока», равна

.

произведено.Эта кривая будет двигаться вверх или вниз в зависимости от текущей настройки предела. Верхняя граница этого

Настройка

- это кривая «Полное напряжение».

Рис. 10 Кривые крутящего момента с плавным пуском

Отличия в применении

При знании принципов работы ЧР и УПП и производительности двигателя с каждым приложением

различия могут быть рассмотрены. При том, что список приложений очень похож, общие параметры приложений

будет рассмотрено вместе с несколькими примерами применения.

Скорость двигателя - это параметр, в котором частотно-регулируемый привод имеет преимущество перед устройствами плавного пуска. Во-первых, и наиболее очевидно, где

скорость двигателя должна изменяться от 0 до частоты линии и иногда выше, чем частота линии.

Устройство плавного пуска подает сетевое напряжение и частоту, поэтому рабочая скорость фиксирована.

Преимущество, связанное со второй скоростью, заключается в том, что инвертор относится к процессам, требующим постоянной скорости. Если

К двигателю применяется фиксированная частота

, фактическая скорость этого двигателя точно не регулируется входом

Частота

.Выходная скорость фактически регулируется нагрузкой, приложенной к двигателю. Так что если процесс требует очень

жесткое регулирование скорости, частота, применяемая к двигателю, должна изменяться в зависимости от нагрузки, которая применяется.

С помощью обратной связи с VFD это может быть достигнуто. Снова устройство плавного пуска применяет только частоту линии

, поэтому любое регулирование скорости невозможно.

В приложениях, где время ускорения должно быть согласованным, следует использовать инвертор.Это связано с

факт, что время разгона для устройства плавного пуска больше зависит от нагрузки, чем от выбранного времени разгона. Если

Время разгона

не является проблемой, и управление крутящим моментом или током - это то, что нужно, тогда устройство плавного пуска - это

хороший кандидат на приложение. (Примечание: некоторые устройства плавного пуска используют обратную связь, например тахометры. Эти блоки

может обеспечить ускорение по времени при различных нагрузках. Следует отметить, что ток при ускорении с обратной связью

может достичь того же уровня, что и при полном напряжении (600 - 800% от полной нагрузки).

Что касается остановки, VFD остановит двигатель в указанное время. Это может быть встроено в инвертор

или может потребоваться дополнительная функция динамического торможения для нагрузок с большим моментом инерции и капитального ремонта. Устройство плавного пуска

с функцией плавного останова может только продлить время остановки. И так же, как ускорение, время остановки составляет

в зависимости от нагрузки. Если время остановки и характеристики остановки не являются критичными, то плавный останов может соответствовать

приложение.

Некоторые специально разработанные устройства плавного пуска могут также обеспечивать торможение. Они предназначены для сокращения времени остановки

, где берег для отдыха очень длинный. Если нагрузка не является чистой инерцией и может изменяться, время остановки также будет меняться.

В тех случаях, когда ограничение тока является основной причиной отказа от пуска при полном напряжении, первый метод, который должен быть рассмотрен сегодня

, как правило, мягкие закуски. Это связано с разницей в стоимости между устройством плавного пуска и частотно-регулируемым приводом при номинальной силе тока

, что ограничение тока становится фактором.В большинстве случаев устройство плавного пуска является подходящим выбором.

Есть приложения, где целесообразна дополнительная стоимость инвертора. Эти случаи, когда двигатель

не может обеспечить достаточный крутящий момент для запуска нагрузки с учетом ампер-ограничений, налагаемых системой распределения.

В таблице 1 показан крутящий момент двигателя при различных уровнях ограничения тока УПП. В отличие от устройств плавного пуска, диски

может разогнать двигатель до полной скорости при полном крутящем моменте нагрузки с током в линии, который не превышает амплитуды полной нагрузки

мотор.Имейте в виду, что мощность на VFD равна мощности плюс потери. Поэтому за

те нагрузки, которые требуют более высокого крутящего момента, чем устройство плавного пуска, могут обеспечить с ограничениями, налагаемыми распределением

системы, инвертор может быть требуемым решением.

Если при выборе привода или стартера имеет значение пусковой крутящий момент, имейте в виду резкую разницу в размере

крутящего момента, который может быть разработан для данной величины тока в линии.Привод имеет гораздо более высокий крутящий момент на усилитель

Соотношение

.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Похожие

,

Смотрите также

тел. (495) 665 08 52

тел. (495) 508 19 83

ооо «автопроект» 2005 - 2019