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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Schutz des Fleischwolfmotors. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren Aufgrund der Konstruktionsmerkmale des elektrischen Fleischwolfs ist es ratsam, ein Steuergerät einzubauen, das Sanftanlauf mit Schutz vor Überlastung und Überhitzung kombiniert. Das hier beschriebene Gerät stellt diese Funktionen zur Verfügung. Es kann zur Ansteuerung von in Reihe erregten Kommutatormotoren in anderen Haushaltsgeräten eingesetzt werden. Diese Schutzvorrichtung wurde für den elektrischen Fleischwolf EMSH-35/130 „RATEP“ mit einem 130 oder 145 W Kommutatormotor (DK76-60-15 oder DK77-65-15R) entwickelt, kann aber problemlos an Antriebe anderer Haushalte angepasst werden Elektrogeräte, die über ein 220-V-Netz betrieben werden. Wichtig bei einem solchen Steuergerät ist die Kombination von Sanftanlauf mit Stromschutz. Tatsache ist, dass die Motoren von Fleischwölfen im selben Block mit Getrieben hergestellt werden, die Kunststoffzahnräder enthalten, um die Drehzahl der Abtriebswelle zu reduzieren. Eine Überlastung des Getriebes ohne Schutzmaßnahmen führt zum Bruch der Verzahnung als schwächstes Glied. Da sich die Last während der Lebensmittelverarbeitung relativ langsam ändert, schaltet der elektronische Stromschutz im Notfall den Motor rechtzeitig ab. Das Einschalten eines Elektromotors mit gebremster Abtriebswelle ist eine andere Sache. Zuerst dreht sich der Motoranker, während die Lücken in den Gängen gewählt werden, und bremst dann sofort ab. Der Stromschutz für den Stoßlastanstieg hat keine Zeit zum Auslösen, während die vom Anker angesammelte kinetische Energie bereits ausreicht, um die Zahnräder zu brechen. Ein Sanftanlauf mit langsamer Beschleunigung des Ankers sorgt für einen „sanfteren“ Lastanstieg [1], wodurch der Stromschutz auch in diesem Modus den Motor abschaltet. Es kann argumentiert werden, dass zur Vermeidung von Ausfällen eine austauschbare Buchse zwischen der Fleischaufnahmeschnecke und der Getriebewelle eingeführt wird, die bei geringerer Belastung bricht, als das Getriebe zulässt. Doch eine solche Lösung ist nicht ohne Nachteile. Die Buchse ist eine einmalige Sicherung und kann am Antrieb fehlen oder fehlen. Seine Schutzwirkung wird durch die hohe Schalthäufigkeit je nach Überlastungsgrad (bis zu 3...5-fach) und Kennlinienstreuung geschwächt. Die Geschwindigkeit des elektronischen Schutzes ist viel höher, die Einstellung der Ansprechschwelle ist viel genauer und schließlich ist er universeller. Die funktionale Schutzeinrichtung (siehe Diagramm in Abb. 1) enthält eine Sanftanlaufeinheit, Strom- und Temperatursensoren, eine Fixierungs- und Statusanzeigeeinheit. Das Gerät verfügt nach Behebung der Störung nicht über einen Selbststartmodus, da ein von einer Person unkontrollierter Selbststart eines Elektrogeräts für diese gefährlich sein kann.
Eine Besonderheit der Sanftanlaufeinheit im Vergleich zu [2] ist die logische Steuerung kombinierter Eingänge: der untere entsprechend der Schaltung von Element DD2.1 und der obere gemäß der Schaltung von Element DD2.2. Wenn an den Eingängen ein hoher Spannungspegel anliegt, ist die Erzeugung von Triac-Öffnungsimpulsen erlaubt, eine niedrige Spannung ist verboten. Außerdem wurde die Dauer des sanften Einschaltens (Zeitkonstante der Schaltung C5R15) erhöht, da die Trägheit des Motors höher ist als die einer Glühlampe. Der Stromsensor wird durch den Widerstand R18 und die Transistoren VT1.4, VT1.5 gebildet. Es erzeugt bei jeder Polarität des Überlaststroms eine Hochspannung, und der Schwellwert des Betriebsstroms wird durch das Verhältnis der Öffnungsspannung der Transistoren zum Widerstandswert des Widerstands bestimmt. In der betrachteten Variante wird der Überlaststrom 1,8-fach größer als der vom Motor aufgenommene Nennstrom gewählt und beträgt 1,1...1,2 A. Die Widerstände R17, R19 begrenzen die Stoßgrundströme der Transistoren und der Widerstand R20 ermöglicht es Ihnen, den Betriebsschwellenwert festzulegen. Die C6R16-Integrationsschaltung eliminiert den Einfluss von Hochfrequenz- und Impulsrauschen, die durch einen Strom- oder Temperatursensor verursacht werden. Da die Zeitkonstante des Stromkreises relativ zur Frequenz von 50 Hz unbedeutend ist und das Öffnen der Transistoren beim Amplitudenwert des sinusförmigen Laststroms erfolgt, wird der Motor ab der nächsten Halbwelle nach dem durch den Schutz abgeschaltet Es wurde eine Überlastung festgestellt. Um die Auswirkungen von Störungen und Störungen auf seinen Betrieb zu verringern, wird der Kondensator C1 in den Temperatursensor (R3-R1, RK1, HL1, C1.1, VT1) eingefügt und der Thermistor RK1 am Motor angebracht. Der Schwellenwert der Sensoransprechtemperatur beträgt 100°C. Neu im Gerät ist die Einheit zur Festlegung und Anzeige von Zuständen, die einen RS-Trigger DD1.1 und DD1.3, einen Inverter DD1.2 und eine zweifarbige LED HL2 enthält. Bei Anschluss an das Netzwerk setzt die Schaltung C2R4 den Trigger am Ausgang des Elements DD1.3 in den Einzelzustand und ein Sanftanlauf beginnt. Beachten Sie, dass die erforderliche Zeitkonstante des C2R4-Kreises nicht von der Geschwindigkeit der Mikroschaltungen bestimmt wird, sondern von den Prozessen der Magnetisierungsumkehr des Magnetkreises und dem Beginn der Ankerbewegung im Elektromotor, die einen kurzfristigen Spannungsstoß erzeugen Der verbrauchte Strom ist um ein Vielfaches höher als der Nennstrom, daher muss der Stromschutz für diese Zeit blockiert werden. Bei kaltem Motor erhöht sich der Widerstand des Thermistors RK1 und der Transistor VT1.1 ist geöffnet. Die hohe Spannung an beiden Eingängen des Elements DD1.1 setzt einen niedrigen Pegel an seinem Ausgang und am oberen Eingang des Elements DD1.3 in der Schaltung, sodass sich der Zustand des Triggers nicht ändert, wenn der Kondensator C2 geladen wird. Das sanfte Schalten endet mit dem Übergang des Triacs in einen dauerhaft geöffneten Zustand. Die Triac-Öffnungsstromimpulse fließen durch die HL2-LED, die mit grünem Licht den ordnungsgemäßen Betrieb des Antriebs anzeigt. Dieser Modus wird beibehalten, bis die Sensoren ausgelöst werden oder bis das Netzwerk ausgeschaltet wird. Da nun am unteren Schaltkreiseingang des DD1.3-Elements eine hohe Spannung anliegt, überträgt die Aktivierung eines der Sensoren, die zum Auftreten eines hohen Pegels am oberen Schaltkreiseingang des DD1.3-Elements führt, die Trigger auf einen Low-Pegel-Zustand am DD1.3-Ausgang. Infolgedessen schaltet sich der Triac ab der nächsten Halbwelle nicht mehr ein und die HL2-Anzeige zeigt eine Überlastung in Rot an. Sein Leuchten ist auf den Strom zurückzuführen, der durch die LED und den Widerstand R23 vom Ausgang des Elements DD2.4 zum Ausgang DD1.2 fließt (am Ausgang des Elements DD2.4 ist die Spannung hoch und am Ausgang von DD1.2 - niedrig). Dieser Modus bleibt auch bestehen, bis das Netzwerk ausgeschaltet wird. Sollten beim erneuten Einschalten die Gründe für die Schutzauslösung nicht beseitigt sein, wird der Motor wieder abgeschaltet. Eine Zeichnung der Leiterplatte des Geräts ist in Abb. 2 dargestellt. XNUMX.
Keramikkondensatoren wurden aus den kleinen K10-17- oder KM-6-Kondensatoren ausgewählt. Der Kondensator C5 kann K53-1, K53-4 usw. mit einem Leckstrom von nicht mehr als 0,5 μA oder K10-17, KM-6 sein. Kondensator C11 - K73-17 (K73-16) für eine Nennspannung von 630 V. Thermistor RK1 - MMT-1. Widerstand R18 - C5-16V (C5-16MV). Die Sicherung FU1 ist eine Brücke aus einem Kern eines MGTF-Drahts mit einem Querschnitt von 0,07...0,12 mm2, der in einem von einem solchen Draht entfernten Isolierrohr verlegt ist. Bei einer externen Platzierung können die Sicherung und der Sicherungshalter beliebiger Art sein. Der Triac ist mit einem Kühlkörper aus einer Kupfer- (oder Aluminium-)Platte mit den Maßen 55x15x1 mm ausgestattet und wird zusammengebaut mit einer Schraube durch eine Dichtung an der Platine befestigt. Der Thermistor wird an der Statorwicklung des Elektromotors befestigt und muss daher über eine hochwertige hitzebeständige Wärmeisolierung verfügen. Dazu müssen an den Anschlüssen Fluorkunststoffschläuche mit Verlängerungsleitern aus MGTF-Draht angebracht werden und die Anschlüsse selbst müssen in eine Richtung gerichtet sein. Passen Sie dann ein weiteres Fluorkunststoffrohr mit größerem Durchmesser fest auf den Körper des Thermistors an und drücken Sie dabei einen der Anschlüsse darauf. Drücken Sie den Thermistor im Rohr an die Statorwicklung, binden Sie ihn fest oder kleben Sie ihn mit hitzebeständigem Kleber fest, um sowohl thermischen Kontakt als auch eine starke Befestigung zu gewährleisten. Bei der Einrichtung des Geräts handelt es sich um die Anpassung an den geschützten Motor, sofern dieser von den oben genannten Typen abweicht. Es ist besser, erste Kontrollen und Einstellungen mit einer elektrischen Lampe geeigneter Leistung statt mit dem Motor durchzuführen. Der Widerstandswert des Widerstands R18 wird durch den Amplitudenwert des Überlaststroms bestimmt, der als 1,5...2 Motornennströme angenommen werden kann. Die Verlustleistung des Widerstands und die Abmessungen des Triac-Kühlkörpers werden durch die Werte des Überlaststroms und des Spannungsabfalls an ihnen bestimmt. Der Nennstrom der Sicherung sollte etwa das Doppelte des Überlaststroms betragen. Durch Einschalten des Geräts und Erhöhen des Laststroms mithilfe zusätzlicher Widerstände oder eines Rheostaten wird die Stromschutzschwelle gemessen. In kleinen Grenzen kann er durch Auswahl des Widerstands R20 geändert werden. Die zulässige Erwärmungstemperatur des Motorwicklungsdrahtes kann zwischen 90 und 130 °C liegen. Um die Schwelle für den Überhitzungsschutz festzulegen, können Sie den verwendeten Thermistor in kochendem Wasser erhitzen und den erforderlichen Widerstandswert des Widerstands R1 für eine Temperatur von 100 °C ermitteln. Installieren Sie einen Widerstand mit dem nächstniedrigeren Wert im Vergleich zum gemessenen Wert im Gerät. Die Trägheitseigenschaften von Motoren sind unterschiedlich, daher muss die Dauer des Sanftanlaufs durch Ändern der Parameter der C5R15-Schaltung geklärt werden. Mit zunehmender Elementleistung erhöht sich die Anlaufzeit und umgekehrt. Um die optimale Zeitkonstante für die C2R4-Kette zu bestimmen, können Sie dies tun. Beginnend mit einer Kondensatorkapazität von 0,1 µF und Erhöhung dieser; Bestimmen Sie nach 0,1 µF den Zeitpunkt, an dem der Stromschutz nicht funktioniert, wenn der Motor an das Netzwerk angeschlossen ist. Im Gerät ist ein Kondensator mit einer 1,5...2-fach größeren Kapazität verbaut. Bei der Auswahl von Keramikkondensatoren der Gruppen H50, H70, H90 ist zu beachten, dass die tatsächliche Kapazität erheblich von der angegebenen abweichen kann. Die HL2-LED kann außerhalb der Platine verschoben werden, sodass sie den Zustand des Elektroantriebs an einer für die Beobachtung während des Betriebs bequemeren Stelle anzeigt. Bei der Herstellung, Installation und dem Betrieb der Schutzeinrichtung ist zu beachten, dass alle ihre Elemente unter Netzspannung stehen. Daher muss das Gerät in einem Gehäuse aus Isoliermaterial untergebracht werden und die Anschlussdrähte müssen zuverlässig isoliert sein. Literatur
Autor: V.Zhgulev
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