Einfacher Motorsanftstarter bis 4 kW. Schema, Beschreibung

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Ein einfaches Gerät zum Sanftanlauf eines Elektromotors bis 4 kW. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren

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Das im Artikel besprochene Gerät ermöglicht das stoßfreie Starten und Bremsen eines dreiphasigen Asynchron-Elektromotors, was die Lebensdauer der Geräte erhöht und die Belastung des Stromnetzes verringert. Der Sanftanlauf wird erreicht, indem der effektive Spannungswert an den Motorwicklungen mithilfe von Thyristoren verändert wird.

Sanftanlaufgeräte (im Folgenden Sanftanlaufgeräte genannt) werden häufig in der Industrie, im Transportwesen, in öffentlichen Versorgungsbetrieben und in der Landwirtschaft eingesetzt. Dreiphasenbasis. UPP – drei Paare von Back-to-Back-SCRs, die in den Unterbrechungen jedes Phasenleiters installiert sind. Ein Sanftanlauf wird erreicht, indem die an die Wicklungen des Elektromotors angelegte Spannung schrittweise von einem bestimmten Anfangswert auf den Nennwert erhöht wird. Zu diesem Zweck erhöht sich der Leitungswinkel der Thyristoren über einen Zeitraum, der als Startzeit bezeichnet wird, allmählich vom Minimalwert zum Maximalwert. Typischerweise ist die Anfangsspannung klein, sodass das Drehmoment an der Motorwelle beim Start viel geringer ist als im Nennmodus. In diesem Fall werden die Antriebsriemen sanft gespannt und die Zahnräder des Getriebes greifen ein. Dadurch werden dynamische Belastungen der Antriebsteile reduziert, was dazu beiträgt, die Lebensdauer mechanischer Geräte zu verlängern und die Überholungszeit zu verlängern.

Anwendung. Mit dem Sanftstarter können Sie auch die Spitzenlast des Stromnetzes reduzieren, da der Anlaufstrom des Elektromotors in diesem Fall den Nennstrom nur um das 2...4-fache übersteigt und nicht wie bei um das 5...7-fache Direktstart. Dies kann wichtig sein, wenn ein Elektroantrieb aus Quellen mit begrenzter Leistung betrieben wird, beispielsweise Dieselgeneratoren, unterbrechungsfreie Stromversorgungsgeräte, Umspannwerke mit geringer Leistung (insbesondere in ländlichen Gebieten). Die Reduzierung des Einschaltstroms verlängert auch die Lebensdauer elektrischer Geräte. In Abb. 1 zeigt ein Diagramm. Ein Softstarter für Elektromotoren, die aus einem Dreiphasennetz mit 380 V, 50 Hz (Phasen A, B, C) gespeist werden und dessen sternförmig geschaltete Wicklungen an die Stromkreise L1-L3 angeschlossen sind. Der gemeinsame Sternpunkt ist mit dem Netznullpunkt (N) verbunden.

Die maximale Motorleistung beträgt 4 kW.

Einfacher Motorsanftstarter bis 4 kW

Die SCRs VS1–VS6 sind preiswerte 40TPS12 in einem TO-247-Gehäuse, die einen Durchlassstrom von bis zu 35 A ermöglichen. Die dämpfenden RC-Schaltkreise R8C11, R9C12, R10C13 sind parallel zu den SCRs geschaltet. verhindern ihr Fehleinschalten, sowie Varistoren RU1-RU3, die Schaltimpulse mit einer Amplitude von mehr als 500 V absorbieren.

Jedes Paar von Back-to-Back-SCRs wird von einer Phasenregler-Mikroschaltung KR1182PM1 (DA1 - DA3) gesteuert, die Funkamateuren gut bekannt ist. Die Kondensatoren C5-C10 sorgen für die Bildung einer Sägezahnspannung innerhalb der Mikroschaltungen, synchronisiert mit der Netzwerkspannung. Durch den Vergleich der Sägezahnspannung mit dem Strom zwischen den Pins 3 und 6 erzeugt jede Mikroschaltung Signale zum Einschalten der entsprechenden Thyristoren.

Der Abwärtstransformator T1, der Diodenbrückengleichrichter VD1 mit Glättungskondensator C4 und der integrierte Stabilisator DA4 stellen die für den Betrieb des K12-KZ-Relais erforderliche 1-V-Spannung bereit.

Nachdem der Netzschalter Q1 bei geöffnetem Schalter SA1 dreiphasige Spannung liefert, bleibt die Motorwelle bewegungslos, da die Pins 3 und 6 der Mikroschaltungen DA1 - DA3 durch die Widerstände R1 - R3 über normalerweise geschlossene Relaiskontakte überbrückt werden und die Spannung zwischen diesen Pins niedrig ist , die Impulse, die die Thyristoren öffnen, werden nicht gebildet. In diesem Zustand leuchtet die HL1-LED und signalisiert die Bereitschaft. UPP zur Arbeit.

Wenn die Kontakte des Schalters SA1 geschlossen sind, wird den Relaiswicklungen eine Spannung von 12 V zugeführt, ihre Kontakte öffnen sich und die Kondensatoren C1-C3 beginnen, sich mit dem in den Mikroschaltungen erzeugten Strom aufzuladen. Die SCRs beginnen sich zu öffnen. Wenn die Spannung an den Kondensatoren C1–C3 ansteigt, erhöht sich der Einschaltwinkel der Thyristoren allmählich und erreicht nach einiger Zeit ein Maximum. Nach dieser Zeit läuft der beschleunigte Motor mit voller Leistung. Die HL2-LED signalisiert, dass der Motor eingeschaltet ist.

Wenn der Schalter SA1 geöffnet ist, kehren die Relaiskontakte in ihren ursprünglichen geschlossenen Zustand zurück und die Kondensatoren C1-C3 entladen sich innerhalb weniger Sekunden fast auf Null, woraufhin die die Thyristoren öffnenden Impulse aufhören. Der Motor wird sanft langsamer und stoppt.

Da beim Starten die Ströme durch die Motorwicklungen nicht sinusförmig sind, erfolgt keine vollständige Kompensation der Phasenströme im Neutralleiter. Zu bestimmten Zeitpunkten kann der Strom in diesem Draht erheblich sein, und im stationären Zustand ist er viel geringer, da er nur durch die „Fehlausrichtung“ der Phasen und die Nichtidentität der Motorwicklungen verursacht wird und normalerweise nicht übersteigt 10 % des Nennphasenstroms.

Transformator T1 - TPG-2 mit einer Sekundärwicklungsspannung von 15 V, Relais K1-KZ - TRU-12VDC-SB-CL, Kondensatoren C11-C13 - Folie K73-17. Als Schalter SA1 können Sie einen Taster mit fester Druckposition verwenden.

Zeichnung einer doppelseitigen Leiterplatte. Das UPP ist in Abb. dargestellt. 2. Es wird in ein passendes Gehäuse eingesetzt, auf seiner Frontplatte sind die LEDs HL1, HL2 und der Schalter SA1 angebracht.

Querschnitt der Anschlussdrähte. Der Sanftstarter mit Schalter Q1 und der Motor müssen zu dessen Leistung passen. Der Querschnitt des Neutralleiters muss dem des Phasenleiters entsprechen.

Beim Arbeiten mit einem Motor mit einer Leistung von bis zu 1,5 kW und einer Startfrequenz von nicht mehr als 10-15 pro Stunde wird an den Thyristoren VS1-VS6 nur eine unbedeutende Leistung abgegeben, sodass ihnen keine Wärme entzogen werden muss. Für häufigere Starts oder einen stärkeren Motor müssen die SCRs mit Kühlkörpern aus Aluminiumband ausgestattet sein. Bei einem gemeinsamen Kühlkörper müssen die SCRs durch entsprechende Dichtungen zuverlässig davon isoliert werden. Um die Wärmeübertragung zu verbessern, können Sie KPT-8-Paste verwenden.

Das zusammengebaute Gerät muss vor dem Anschluss an den Elektromotor überprüft werden, indem drei identische Glühlampen an die Ausgänge angeschlossen werden. Bei der Prüfung kann es vorkommen, dass die Lampen nicht aufleuchten und gleichzeitig erlöschen. Dies liegt an den unterschiedlichen Eigenschaften der Mikroschaltungen DA1-DA3 und der Kapazität der Kondensatoren C1-C3. Die Abschaltzeit hängt auch vom Widerstand der Widerstände R1-R3 ab. Eine zeitliche Fehlanpassung von mehr als 30 % muss durch die Auswahl der oben genannten Kondensatoren und Widerstände beseitigt werden.

Aufgrund der Streuung der Kapazität der Kondensatoren C5-C10, die in der Sägezahnspannungserzeugungsschaltung enthalten sind, kann in den Phasendrähten eine Konstantstromkomponente auftreten, die zu einer unerwünschten Magnetisierung der Magnetkreise des Motors und des ihn versorgenden Leistungstransformators führt. Die Praxis hat gezeigt, dass dieser Einfluss gering ist und Maßnahmen zur Beseitigung dieser Komponente nicht erforderlich sind.

Autor: A. Sitnikov, Pos. Stulovo, Gebiet Kirow.

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