Реле плавного пуска двигателей | vserele.ru

Данное реле используется для плавного пуска асинхронных двигателей. Необходимость его применения вызвана высокими пусковыми токами, из-за переходных процессов при запуске двигателя. Для снижения этих самых токов, применяется пуск звезда-треугольник. Фактически, запуск двигателя происходит по схеме «звезда», для которой в начальный момент токи низкие. По истечению времени, заданному на реле CRM-2T, происходит переключение в схему «треугольник», в которой стартовые токи были бы больше. Схема подключения реле изображена на Рис.1.

 

 

Рис. 1. Подключение реле к электродвигателю

 

 

Рис. 4. Временная диаграмма работы реле CRM-2T.

 

 

 

Реле выполнено в двух вариантах CRM-2T 12-240;230В, и CRM-2T 12-240В, сделано в одинаковом корпусе (Рис.

2.), различие в подключении и диапазонах напряжения питания изображено на Рис.3.

 

 

                  

Рис. 2. Изображение корпуса CRM-2T              Рис. 3. Схемы подключения реле

 

Характеристика CRM-2T:

— для задержки запуска двигателей звезда/ треугольник — время t1 (звезда)

— настраив. время от 0.1 с до 100 дней разделено на 10 диапазонов

— грубая настройка времени проводится поворотным переключателем

— время t2 (задержка) между “Звезда”/”Треугольник” 

— врем.диапазон 0.1 с — 1 с — точная настройка времени проводится потенциометром

— напряжение питания: AC 230 V, AC/DC 12-240V

— выходной контакт: 2x переключающий 16 A

— состояние выхода указывает мультифункцион.красный LED

— в исполнении 1-МОДУЛЬ, крепление на DIN рейку

 

Характеристика CRM-2T/24-480В:

— предусмотрен для задержки запуска двигателей звезда/треуголник

— время t1 (звезда)

— настраиваемое время от 0.1 сек до 1 часа разделено на 5 диапазонов

— грубая настройка времени проводится поворотным переключателем

— точная настройка времени проводится потенциометром

— время t2 (задержка) между “Звезда”/”Треугольник”

— диапазон времени 0.025 s … 1сек

— настройка времени проводится потенциометром

— напряжение питания AC/DC 24-480 V

— выходной контакт: 2х переключающий 8A

— состояние выхода указывет мультифункцион. красный LED

— в исполнении 1-модуль, крепление на DIN рейку

Для запуска двигателей по схеме звезда-треугольник разными производителями выпускаются так называемые пусковые реле, название они могут иметь разные «Пусковые реле времени» , реле «старт-дельта» и др., но назначение у них одно и тоже:

РВП-3, ВЛ-32М1, D6DS (Австрия) , ВЛ-163 (Украина), CRM-2T  (Чехия), TRS2D (Чехия),  1SVR630210R3300 (ABB), 80 series (Finder) и другие.

Подробнее в статье. 

 

 

УПП1 компактные устройства плавного пуска

Устройства плавного пуска ОВЕН УПП1 предназначены для плавного пуска и остановки 3-фазных двигателей переменного тока, снижения величины пускового тока и устранения возможных негативных последствий высокого пускового момента. Цифровое управление устройства плавного пуска позволяет произвести точную настройку и легкую установку. Благодаря регулировке пускового момента и уникальной функции «импульсный старт» устройство плавного пуска может быть использовано для широкого круга задач.

ОВЕН УПП1 рекомендуются для применения с оборудованием мощностью до 11 кВт: конвейеры, вентиляторы, насосы, компрессоры.

Преимущества ОВЕН УПП1

• Плавный пуск двигателя (0,4…10 сек).
• Плавный останов двигателя (0,4…10 сек).
• Регулировка пускового момента.
• Импульсный старт для запуска нагруженных двигателей.
• Надежный компактный корпус.
• DIN-реечное крепление.
• Широкий диапазон рабочих температур: -5…+40 °С.

Номинальные токи двигателя различных модификаций УПП1

УПП1-1К5-В	1,5 кВт	З А	400 – 415 В
УПП1-7К5-В	7,5 кВт	15 А	400 – 480 В
УПП1-11К-В	11 кВт	25 А	400 – 480 В

Устройства плавного пуска (софт-стартеры) подбор, настройка

Устройства плавного пуска повышают экономичность работы электрических двигателей, защищают их и смежных потребителей от аварийных ситуаций. Софт-стартеры увеличивают срок безотказной работы ЭД, выигрывая в цене у частотных преобразователей.

Выбрать и купить устройство плавного пуска электродвигателя вы можете в интернет-магазине …

Области применения устройств плавного пуска

Устройства плавного пуска применяются на производствах, использующих мощные электрические двигатели и иногда ограниченные по мощности промышленные сети. Примеры приложений:

• Строительство, добывающая и перерабатывающая промышленность (Насос для цемента, мешалка, миксеры, конвейеры и шнеки, компрессоры, мельницы)
• Машиностроение (Станки разных типов, дробилки, червячная и бумагорезательная машины)
• Системы водоснабжения (Погружной насос, лебедки)
• Сельское хозяйство и ЖКХ (Сепараторы, насосы)
• Металлургия (Электропривод)
• Пищевая промышленность
• Деревообработка (пилорама, ленточная и циркулярная пилы)
• Подъемно-транспортное оборудование (эскалаторы)
• Нефтехимическая индустрия
• Энергетика
• Электрические двигатели разных типов (синхронные, асинхронные)

Везде, где для производственных целей используется электрический двигатель, устройства плавного пуска (УПП) найдут себе оптимальное применение.

Назначение УПП

Устройства плавного пуска, выпускаемые в последние годы, решают все больше разных задач:

• Стабилизируют питающую сеть, защищая подключенное к ней чувствительное оборудование (контроллеры, компьютеры)
• Решают проблемы порчи продукции при рывках конвейеров
• Контролируют плавность пуска, торможения и останова двигателя:
  • Ограничение пусковых токов, формирование кривой разгона и торможения (задание рампы)
  • Согласование крутящего момента и момента нагрузки
• Защищают двигатели от:
  • Обрыва фаз и короткого замыкания
  • Перегрузки и недогрузки
  • Повышенного или пониженного напряжения, частоты сети
  • Блокировки ротора
  • Неправильного подключения, дисбалансов разных типов
  • Пробоя и перегрева
• Организуют системы управления и сбора информации
• Толчковый пуск
• Экономия энергии в специфических нагрузках (например в насосно-вентиляторной)

Исполнение ряда этих функций предотвращает аварийные ситуации, риск возникновения которых высок в отсутствие УПП.

Преимущества устройств плавного пуска

Основные достоинства устройств плавного пуска:

• Предельно быстрая реакция при отключении в аварийной ситуации
• Существенно повышают надежность и долговечность приводных устройств/агрегатов
• Полностью контролируют перегрузки двигателя и улучшают его защиту от неблагоприятных ситуаций, устраняют рывки и гидравлические удары
• Организуют АСУ, за счет оперативной диагностики облегчают ремонтные работы
• Защищают электрочувствительное оборудование от скачков мощности в сети
• Экономят энергию
• Дешевле частотных преобразователей

Модели приборов и аналоги

На рынке представлено множество моделей, различающихся своей функциональностью. Для примера отметим семейство CSX:

• CSX – устройство плавного пуска/останова трехфазных АД общепромышленного типа. Подключается к общепромышленной сети (200-440 В или 200-575 В), диапазон мощностей до 110 кВт. Габариты компактные (устройства на токи 60А устанавливаются на DIN-рейку).
• CSXi – отличается от собрата функционалом, добавлен комплекс функций защиты двигателя и контроль тока.

Недостатки

Основные недостатки устройств плавного пуска:

1. Защита от короткого замыкания.

   Решение проблемы: частичное решение представляют собой специальные автоматы для защиты электродвигателей. + сами УПП устойчивы к определенным значениям токов КЗ (у CSX до 10 кА + доступны защитные предохранители). В иных случаях можно обратиться к частотным преобразователям.

2. Возможная несостыковка с вводными автоматами. Пусковой ток хоть и снижен, но держится дольше и может вызвать срабатывание автомата защиты сети.

   Решение проблемы: Подбирайте вводной автомат с учетом тока плавного пуска, а не номинального и пускового в отсутствии УПП.

Принцип работы УПП

Принцип работы устройства плавного пуска заключается в ограничении подаваемого через него напряжения от сети на нагрузку/двигатель. На рисунке показан типовой случай подключения системы через входной автомат защиты. Алгоритмы передачи мощности настраиваются, а коммутация происходит при помощи управляемых силовых ключей (чаще всего – шунтируемых контактором тиристоров). При пуске двигателя происходит преобразование электрической энергии в кинетическую (по мере разгона ток падает в несколько раз до номинального). Софт-стартер, в свою очередь, ограничивает чрезмерно большой пусковой ток в начальной стадии, коммутируя тиристоры по заданному алгоритму и с учетом показаний датчиков.

Более подробно рабочие принципы рекомендуется рассмотреть на примере моделей CSX, EMX, SSI.

Выбрать и купить устройство плавного пуска вы можете в интернет-магазине РусАвтоматизация …

Устройство плавного пуска ABB PSR софтстартер от 1,5 до 55кВт

Плавный пуск от АББ для электродвигателей  При всех своих несомненных положительных качествах и преимуществах асинхронные электродвигатели имеют недостаток, который существенно отражается на длительности беспрерывного эксплуатационного процесса. Речь идет о механических и токовых перегрузках, возникающих на валу и обмотке двигателя в момент старта. Каждый тип электродвигателей имеет номинал скоростного вращательного момента определенного конструктивными формами. Сразу же после запуска, устройство неизбежно стремиться к набору максимального числа оборотов вала, но встречает инерционное сопротивление «ведомого» механизма. В результате мгновенной ситуации, механизм сцепления и передачи испытывает силовой удар значительной силы, приводящий к износу «ходовой» части двигателя или к моментальной поломке. С другой стороны, пусковые токи на обмотке двигателя обретают значения, в несколько раз превосходящие максимально допустимые, которые преобразуясь в тепловую энергию, вызывают перегрев статора. Конечно, «сгоревший» асинхронный двигатель может быть восстановлен. Но после ремонта связанного с перегревом, он теряет несколько десятков процентов мощности, что неизбежно отразиться на общих рабочих параметрах. Контролируемый запуск двигателя позволяет избежать неприятных моментов. Для этого в рабочую цепь подключают устройства плавного пуска (софтстартеры). Прибор, установленный на входе, создает энергетические условия, обеспечивающие постепенный разгон электропривода. В нашем магазине вы можете заказать устройства плавного пуска известного европейского бренда АББ. Настоящий каталог представляет простые в монтаже, настройке и обслуживании софтстартеры, предназначенные для электромоторов мощностью от 1,5 до 55 кВт. Устройства очень компактны, что необычайно важно при необходимости использования целого ряда этих приборов, сконцентрированных в одном месте ограниченного пространства. Софтстартеры АВВ, серии PSR, предназначены для управления электродвигателями, обеспечивающими рабочую активность систем вентиляции, водоснабжения и водоотведения, механизмов подъема и транспортировки. Электронные приборы позволяют не только сохранить целостность приводов и увеличить срок бесперебойной эксплуатации машин, но и осуществляют значительную экономию энергоресурса, оптимизируя подачу питания. По всем вопросам оформления заказа, а также о способах оплаты и доставки товара, вы можете получить подробную консультацию, позвонив по номерам «горячей линии», которые находятся на главной странице сайта.

Устройство плавного пуска электродвигателя: назначение и принцип работы

a:2:{s:4:»TEXT»;s:14814:»Зачем нужно УПП?

     https://techtrends.ru/catalog/ustroystva-plavnogo-puska/» target=»_blank»>Устройство плавного пуска электродвигателя обозначается специальной аббревиатурой УПП – именно под таким наименованием его часто можно встретить в различной справочной литературе или каталогах. Зачем оно требуется в системе? Дело в том, что при запуске двигателя крутящий момент дает очень большую нагрузку, которая значительно превышает номинальную, то же касается и пусковых токов. Все это приводит к появлению ряда неприятных проблем.


    Может повредиться изоляция на обмотках, и тогда аппарат прекратит свою работу, запустить его не получится.
    Кинематическая цепь может полностью выйти из строя из-за различных повреждений и ударов.
    Тяжелый пуск, который не дает устройству работать нормально.


     Все эти моменты требуют использования такого приспособления, как устройство плавного пуска двигателя. С ним мотор будет работать нормально, постепенно разгоняясь без лишних рывков, а значит, перегрузки не будут влиять на состояние и работоспособность агрегата. Также это способствует сохранению хорошего состояния изоляции.





     Как понять, что происходит тяжелый пуск, и требуется устройство плавного пуска двигателя для нормальной работы? Это явление обычно появляется в определенных случаях, когда его можно распознать по некоторым признакам:


    Пуск может быть тяжелым, если используемый источник питания не справляется со своими функциями. В этом случае устройство требует от сети такой ток, который она может выдать только под максимальным напряжением, либо не способна работать с такими параметрами в принципе. При совершении запуска будут отключаться автоматы и элементы системы, начнут мигать лампочки с индикаторами и тоже отключатся, генератор прекратит свою деятельность. Однако стоит учесть, что в такой ситуации установка УПП поможет, только если данная сеть способна дать 250 процентов от номинального имеющегося значения тока, тогда при плавном пуске конкретный двигатель сможет работать от нее. Если же источник питания не способен выдавать такие показания, то и смысла в установке дополнительных устройств нет, они все равно не помогут работе, нужно подключаться к другой сети.
    Во время тяжелого пуска работающий двигатель может не запускаться напрямую, видно, что он не начинает двигаться или не может разогнаться до нужной при функционировании скорости, в результате чего срабатывает защитная система. Для решения задачи не поможет УПП, но можно дополнительно попробовать использовать другое устройство — преобразователь частоты, который исправит ситуацию.
    В некоторых случаях запуск может быть хорошим, но включается защитный автомат. В этом случае может помочь устройство плавного пуска двигателя, причем, чем ближе конкретная получаемая частота вращения находится непосредственно к номинальной в то время, когда срабатывает защита, тем выше шансы на успех и удачное разрешение этой проблемы.





     Некоторые приборы УПП обладают дополнительными функциями, которые способствуют оптимальной работе асинхронных двигателей:


    Могут защитить от случайного возникновения короткого замыкания при пуске в ход и последующих повреждений.
    Способны предотвратить внезапный обрыв фазы.
    С его помощью можно исключить повторное включение, являющее незапланированным.
    Защитит от превышения допустимого уровня нагрузок.


     Подобные приспособления помогают не только обеспечить плавный и спокойный запуск двигателя без лишних нагрузок на систему, но и провести такую же плавную остановку, которая способствует увеличению срока службы агрегата и более эффективному функционированию. Также один из плюсов использования этого устройства — возможность подобрать ИПБ с меньшей мощностью, если есть необходимость в использовании подобного источника.

Принцип действия механизма

     Стартсофтеры — это еще одно название подобных систем, калька с их английского наименования. Они бывают двух типов, которые отличаются по способу действия и особенностям функционирования. Это электрические и механические УПП.


     Механический способ регулирования является более простым, поскольку в его основе лежит несложное действие — он принудительно сдерживает нарастающую скорость вращения при запуске, чтобы не дать образоваться слишком большой нагрузке. Для этого применяются различные детали и механизмы, которые воздействуют механическим путем, помогая регулировать работу и получать нужные параметры. Конечно, каждый из этих вариантов обладает своими особенностями и характерными принципами работы, но выполняют они одну и ту же задачу.  


     Представить способ механического воздействия достаточно легко. Если вращающегося диска коснуться каким-либо предметом, скорость движения замедлится, поскольку возникнет сила трения, направленная в противоположную сторону. Элементу нужно будет больше времени, чтобы разогнаться, и такой процесс будет происходить более плавно. Вот так действуют механические регуляторы.


     У электрических регуляторов принцип действия сложнее, там работа осуществляется за счет специальных элементов в электрической цепи, которые ограничивают подачу напряжения. Чтобы разобраться, как именно и по какому типу работает УПП с таким принципом, нужно внимательно изучить сам процесс. Это момент, когда электроэнергия преобразуется в кинетическую, из-за чего и происходит начало работы мотора. Также в это время сопротивление увеличивается — от малых показателей к максимальным. И уровень тока по своей силе действия максимален, о чем говорит закон Ома. Это значит, что поступающая энергия в такой момент, согласно закону, должна передаваться с большой скоростью. А если подключить двигатель с использованием специального стартсофтера, то в действие вступает вторая формула этого закона, в итоге энергия передается по-прежнему с таким же уровнем, быстро, но выходит уже иначе, медленно, поскольку напряжение ограничивается. Чем меньше будет имеющаяся сила тока, тем больший промежуток времени потребуется агрегату на разгон, и при этом он будет плавным.





Как выбрать?

     Существует несколько параметров, от которых следует отталкиваться при необходимости выбора подобного элемента:


    Нужно правильно подобрать агрегат таким образом, чтобы его предельная сила тока соответствовала мотору, с которым он будет использоваться — в этом заключается залог нормальной работы.
    Существует параметр запусков в час, которых может быть определенное количество, обычно он указывается в эксплуатационных характеристиках УПП, и при работе нельзя превышать это значение.
    Напряжение этого устройства не должно быть меньше, чем уровень, который имеется в сети.


     Стоит отдельно отметить специализированные УПП для насосов, которые предназначены для снижения гидравлических ударов, негативно влияющих на трубопровод. При полностью заполненных трубах использование такого механизма позволяет практически полностью устранить эти удары, тем самым, продлевая срок службы всей системы коммуникаций. Вот почему приобретение устройства для насоса будет хорошим решением, использовать его можно не только на моторах различных машин.


     Есть и устройства плавного запуска, предназначенные для электроинструментов, у них тоже имеется своеобразная специфика, поскольку при работе таких агрегатов получается сочетание динамических нагрузок и больших оборотов, например, можно увидеть это при работе шлифовальной машинки. Характерная особенность состоит в том, что нагрузка возникает не только во время пуска, но и при каждой подаче, поэтому инструменту нужно обеспечить надлежащую защиту.



«;s:4:»TYPE»;s:4:»HTML»;}

Устройство плавного пуска 11кВт, 25А, Ue=AC200-480V, Uупр=UC24V, SIEMENS, 3RW30261BB04

Артикул:

3RW30261BB04

Производитель:

EAN код:

4011209719422

Код заказа:

3RW3026-1BB04

Страна производства:

Чешская республика

Технические характеристики товара:

Электронный пускатель плавного пуска, без функции плавного выбега, S0, Ie=25A, Pn=11kW, Ue=AC200-480V, Uупр=UC24V

Мощность электродвигателя:

Напряжение питания цепи управления АС:

Температура окружающей среды:

Единицы измерения:

шт

Дополнительная информация о «3RW30261BB04»

Напряжение питания цепи управления DС:

24В DC

Аналоги «3RW30261BB04»

Артикул:

3RW40261BB04

Производитель:

SIEMENS

23478 руб/шт

Популярные товары раздела «Устройства плавного пуска»

Артикул:

3RW40261BB14

Производитель:

SIEMENS

23478 руб/шт

Артикул:

3RW30271BB04

Производитель:

SIEMENS

17753 руб/шт

Артикул:

3RW40556BB44

Производитель:

SIEMENS

76164 руб/шт

Артикул:

3RW30181BB14

Производитель:

SIEMENS

13063 руб/шт

Устройство плавного пуска электродвигателя. Как это работает.

Устройство плавного пуска — электротехническое устройство, используемое в асинхронных электродвигателях, которое позволяет во время запуска удерживать параметры двигателя (тока, напряжения и т.д.) в в безопасных пределах. Его применение уменьшает пусковые токи, снижает вероятность перегрева двигателя, устраняет рывки в механических приводах, что, в конечном итоге, повышает срок службы электродвигателя.

Назначение

Управление процессом запуска, работы и остановки электродвигателей. Основными проблемами асинхронных электродвигателей являются:

• невозможность согласования крутящего момента двигателя с моментом нагрузки,
• высокий пусковой ток.

Во время пуска крутящий момент за доли секунды часто достигает 150-200%, что может привести к выходу из строя кинематической цепи привода. При этом стартовый ток может быть в 6-8 раз больше номинального, порождая проблемы со стабильностью питания. Устройство плавного пуска позволяют избежать этих проблем, делая разгон и торможение двигателя более медленными. Это позволяет снизить пусковые токи и избежать рывков в механической части привода или гидравлических ударов в трубах и задвижках в момент пуска и остановки двигателей.

Принцип действия устройство плавного пуска

Основной проблемой асинхронных электродвигателей является то, что момент силы, развиваемый электродвигателем, пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения, что создаёт резкие рывки ротора при пуске и остановке двигателя, которые, в свою очередь, вызывают большой индукционный ток.

Софтстартеры могут быть как механическими, так и электрическими, либо сочетать то и другое.

Механические устройства непосредственно противодействуют резкому нарастанию оборотов двигателя, ограничивая крутящий момент. Они могут представлять собой тормозные колодки, жидкостные муфты, магнитные блокираторы, противовесы с дробью и прочее.

Данные электрические устройства позволяют постепенно повышать ток или напряжение от начального пониженного уровня (опорного напряжения) до максимального, чтобы плавно запустить и разогнать электродвигатель до его номинальных оборотов. Такие УПП обычно используют амплитудные методы управления и поэтому справляются с запуском оборудования в холостом или слабо нагруженном режиме. Более современное поколение УПП (например, устройства ЭнерджиСейвер) используют фазовые методы управления и потому способны запускать электроприводы, характеризующиеся тяжелыми пусковыми режимами «номинал в номинал». Такие УПП позволяют производить запуски чаще и имеют встроенный режим энергосбережения и коррекции коэффициента мощности.

Выбор устройства плавного пуска

При включении асинхронного двигателя в его роторе на короткое время возникает ток короткого замыкания, сила которого после набора оборотов снижается до номинального значения, соответствующего потребляемой электрической машиной мощности. Это явление усугубляется тем, что в момент разгона скачкообразно растет и крутящий момент на валу. В результате может произойти срабатывание защитных автоматических выключателей, а если они не установлены, то и выход из строя других электротехнических устройств, подключенных к той же линии. И в любом случае, даже если аварии не произошло, при пуске электромоторов отмечается повышенный расход электроэнергии. Для компенсации или полного устранения этого явления используются устройства плавного пуска (УПП).

Как реализуется плавный пуск

Чтобы плавно запустить электродвигатель и не допустить броска тока, используются два способа:

1. Ограничивают ток в обмотке ротора. Для этого ее делают состоящей из трех катушек, соединенных по схеме «звезда». Их свободные концы выводят на контактные кольца (коллекторы), закрепленные на хвостовике вала. К коллектору подключают реостат, сопротивление которого в момент пуска максимальное. По мере его снижения ток ротора растет и двигатель раскручивается. Такие машины называются двигателями с фазным ротором. Они используются в крановом оборудовании и в качестве тяговых электромоторов троллейбусов, трамваев.
2. Уменьшают напряжение и токи, подаваемые на статор. В свою очередь, это реализуется с помощью:

а) автотрансформатора или реостата;

б) ключевыми схемами на базе тиристоров или симисторов.

Именно ключевые схемы и являются основой построения электротехнических приборов, которые принято назвать устройствами плавного пуска или софтстартерами. Обратите внимание, что частотные преобразователи так же позволяют плавно запустить электродвигатель, но они лишь компенсируют резкое возрастание крутящего момента, не ограничивая при этом пускового тока.

Принцип работы ключевой схемы основывается на том, что тиристоры отпираются на определенное время в момент прохождения синусоидой ноля. Обычно в той части фазы, когда напряжение растет. Реже – при его падении. В результате на выходе УПП регистрируется пульсирующее напряжение, форма которого лишь приблизительно похожа на синусоиду. Амплитуда этой кривой растет по мере того, как увеличивается временной интервал, когда тиристор отперт.

Критерии выбора софтстартера

По степени снижения степени важности критерии выбора устройства располагаются в следующей последовательности:

• Мощность.
• Количество управляемых фаз.
• Обратная связь.
• Функциональность.
• Способ управления.
• Дополнительные возможности.

Мощность

Главным параметром УПП является величина I_ном – сила тока, на которую рассчитаны тиристоры. Она должна быть в несколько раз больше значения силы тока, проходящего через обмотку двигателя, вышедшего на номинальные обороты. Кратность зависит от тяжести пуска. Если он легкий – металлорежущие станки, вентиляторы, насосы, то пусковой ток в три раза выше номинального. Тяжелый пуск характерен для приводов, имеющих значительный момент инерции. Таковы, например, вертикальные конвейеры, пилорамы, прессы. Ток выше номинального в пять раз. Существует и особо тяжелый пуск, который сопровождает работу поршневых насосов, центрифуг, ленточных пил… Тогда I_ном софтстартера должен быть в 8-10 раз больше.

Тяжесть пуска влияет и на время его завершения. Он может длиться от десяти до сорока секунд. За это время тиристоры сильно нагреваются, поскольку рассеивают часть электрической мощности. Для повторения им надо остыть, а на это уходит столько же, сколько на рабочий цикл. Поэтому если технологический процесс требует частого включения-выключения, то выбирайте софтстартер как для тяжелого пуска. Даже если ваше устройство не нагружено и легко набирает обороты.

Количество фаз

Можно управлять одной, двумя или тремя фазами. В первом случае устройство в большей степени смягчает рост пускового момента, чем тока. Чаще всего используются двухфазные пускатели. А для случаев тяжелого и особо тяжелого пуска – трехфазные.

Обратная связь

УПП может работать по заданной программе – увеличить напряжение до номинала за указанное время. Это наиболее простое и распространенное решение. Наличие обратной связи делает процесс управления более гибким. Параметрами для нее служат сравнение напряжения и вращающего момента или фазный сдвиг между токами ротора и статора.

Функциональность

Возможность работать на разгон или торможение. Наличие дополнительного контактора, который шунтирует ключевую схему и позволяет ей остыть, а также ликвидирует несимметричность фаз из-за нарушения формы синусоиды, которое приводит к перегреву обмоток.

Способ управления

Бывает аналоговым, посредством вращения потенциометров на панели, и цифровым, с применением цифрового микроконтроллера.

Дополнительные функции

Все виды защиты, режим экономии электроэнергии, возможность пуска с рывка, работы на пониженной скорости (псевдочастотное регулирование).

Правильно подобранный УПП увеличивает вдвое рабочий ресурс электродвигателей, экономит до 30 процентов электроэнергии.

Зачем нужно устройство плавного пуска (софтстартера)

Все чаще при запуске электроприводов насосов, вентиляторов применяются устройство плавного пуска (софтстартер). С чем это связано? В нашей статье мы постараемся осветить этот вопрос.

Асинхронные двигатели используются уже более ста лет, и за это время относительно мало изменилось их функционирование. Запуск этих устройств и связанные с ним проблемы хорошо известны их владельцам. Пусковые токи приводят к просадкам напряжения и перегрузкам проводки, вследствие чего:

— некоторая электротехника может самопроизвольно отключаться;

— возможен сбой оборудования и т. д.

Своевременно установленный приобретенный и подключенный софтстартер позволяет избежать лишних трат денег и головной боли.

Что такое пусковой ток

В основе принципа действия асинхронных двигателей лежит явление электромагнитной индукции. Наращивание обратной электродвижущей силы (э. д. с), которая создается путем применения изменяющегося магнитного поля во время запуска двигателя, приводит к переходным процессам в электрической системе. Этот переходной режим может повлиять на систему электропитания и другое оборудование, подключенное к нему.

Во время запуска электродвигатель разгоняется до полной скорости. Продолжительность начальных переходных процессов зависит от конструкции агрегата и характеристик нагрузки. Пусковой момент должен быть наибольшим, а пусковые токи – наименьшими. Последние влекут за собой пагубные последствия для самого агрегата, системы электроснабжения и оборудования, подключенного к нему.

В течение начального периода пусковой ток может достигать пяти-восьмикратного тока полной нагрузки. Во время пуска электродвигателя кабели вынуждены пропускать больше тока, чем во время периода стабильного состояния. Падение напряжения в системе также будет намного больше при пуске, чем во время стабильной работы – это становится особенно очевидным при запуске мощного агрегата или большого числа электродвигателей одновременно.

Способы защиты электродвигателя

Поскольку использование электродвигателей стало широко распространенным, преодоление проблем с их запуском стало проблемой. На протяжении многих лет для решения этих задач были разработано несколько методов, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения.

В последнее время были достигнуты значительные успехи в использовании электроники в регулировании электроэнергии для двигателей. Все чаще при запуске электроприводов насосов, вентиляторов применяются устройство плавного пуска. Всё дело в том, что прибор имеет ряд особенностей.

Особенностью устройства пуска является то, что он плавно подаёт на обмотки двигателя напряжение от нуля до номинального значения, позволяя двигателю плавно разгоняться до максимальной скорости. Развиваемый электродвигателем механический момент пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения.

В процессе пуска УПП постепенно увеличивает подаваемое напряжение, и электромотор разгоняется до номинальной скорости вращения без большого момента и пиковых скачков тока.

Виды устройств плавного пуска   

На сегодняшний день для плавного запуска техники используются три типа УПП: с одной, двумя и со всеми управляемыми фазами.

Первый тип применяется для однофазного двигателя для обеспечения надежной защиты от перегрузки, перегрева и снижения влияния электромагнитных помех.

Как правило, схема второго типа помимо полупроводниковой платы управления включает в себя байпасный контактор. После того как двигатель раскрутится до номинальной скорости, байпасный контактор срабатывает и обеспечивает прямую подачу напряжения на электродвигатель.

Трехфазный тип является самым оптимальным и технически совершенным решением. Он обеспечивает ограничение тока и силы магнитного поля без перекосов по фазам.

Зачем же нужно устройство плавного пуска?

Благодаря относительно невысокой цене популярность софтстартеров набирает обороты на современном рынке промышленной и бытовой техники. УПП для асинхронного электродвигателя необходимо для продления его срока службы. Большим преимуществом софтстартера является то, что пуск осуществляется с плавным ускорением, без рывков.

Есть отличная альтернатива устройству плавного пуска. Стоимость отличается, но и функциональные возможности расширенные.

Преобразователь  частоты – это решение задачи, когда требуется регулирование скорости  электродвигателя и автоматизация работы технологичного оборудования  через обратную связь посредством датчика. При помощи преобразователя Вы  сможете решить более сложные и разносторонние вопросы по автоматизации  электропривода.

Устройства плавного пуска

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Что означает «мягкий старт»?

Что означает «мягкий старт»?

Плавный запуск — это постепенное включение электронного источника питания, чтобы избежать нагрузки на компоненты из-за внезапных скачков тока или напряжения, связанных с первоначальной зарядкой конденсаторов и трансформаторов.

Функция плавного пуска в цепи источника питания сводит к минимуму протекание больших пусковых токов при первой подаче входной мощности. Поскольку питание сначала подается в цепь, конденсаторы должны быть заряжены от нуля до их конечных значений, в то время как индукторы и трансформаторы должны иметь стабилизированный поток.Точно так же интегральные схемы и другие активные компоненты должны перейти из неактивных состояний в активные состояния.

Эти действия приводят к тому, что входной импеданс цепи кажется очень низким, что приводит к протеканию больших пусковых токов. Большие входные токи могут повредить компоненты схемы и вызвать короткое замыкание, которое также может повлиять на питание от сети, следовательно, необходимо контролировать поведение схемы при включении.

Схема плавного пуска постепенно увеличивает пусковой ток от нуля до конечного значения и позволяет выходному напряжению расти медленнее, что приводит к более низкому пиковому току, необходимому для пуска.

Плавный пуск с использованием схемы задержки в диапазоне от нескольких микросекунд до секунд гарантирует, что ток и выходное напряжение будут нарастать без нагрузки на компоненты. Это позволяет конденсаторам заряжаться, трансформаторам и катушкам индуктивности — стабилизированному потоку, а ИС — переходить в активное состояние в безопасном темпе.

Существуют различные способы реализации плавного пуска с использованием дискретных компонентов или интегральных схем. Выбор зависит от номинальной мощности источника питания, конструкции схемы и желаемого периода плавного пуска, который варьируется от одной конструкции к другой.

Схема плавного пуска создает временное высокое сопротивление на входе на время, определяемое желаемым коротким периодом пуска. Как только компоненты полностью заряжены, высокое сопротивление снимается путем короткого замыкания резистивного устройства с помощью реле или переключающего устройства, такого как транзистор или тиристор.

Типичная схема плавного пуска имеет резистор, включенный последовательно с сетью питания. Он действует в течение короткого периода в несколько секунд во время включения, после чего снимается устройством отсчета времени, которое приводит в действие переключающее устройство, такое как симистор или реле.Коммутационное устройство замыкает резистор накоротко и остается в этом состоянии до отключения питания.

Существует два основных способа, которыми схема синхронизации управляет коммутирующим устройством:

• Путем измерения периода времени
• Определение нарастающего напряжения на защищаемых компонентах

Другой метод, хотя и не очень эффективный, — использовать термистор NTC. Он имеет высокое сопротивление в холодном состоянии, а по мере прохождения тока нагревается, и его сопротивление уменьшается.Это простое решение, которое не требует короткого замыкания переключающим устройством. Однако устройство может быть нестабильным или вызывать проблемы, если произойдет сбой питания, и питание будет восстановлено до того, как устройство остынет достаточно, чтобы достичь своего высокого сопротивления.

Рис. 1: Типичные схемы плавного пуска с использованием реле.

Реле в схемах выше можно заменить активными переключающими устройствами, такими как силовые транзисторы или тиристоры.

Время плавного пуска должно быть достаточным для зарядки конденсаторов и стабилизации трансформаторов и активных компонентов.

Помимо ограничения высоких пусковых токов, связанных с первоначальным включением питания, схемы плавного пуска также используются для последовательного включения, когда для питания нагрузки используются несколько источников питания.

Цепи плавного пуска

Цепи плавного пуска

Elliott Sound Products

Цепи плавного пуска для высоких пусковых нагрузок

© 2017, Род Эллиотт (ESP)

верхний

---

Основной индекс Указатель статей

---

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Схемы и методы, описанные здесь, требуют опыта работы с электросетью.Не пытайтесь строить, если у вас нет опыта и способный. Неправильная проводка может привести к смерти или серьезной травме.

---

Содержание

---

Введение

печатных платы доступны для проекта с плавным запуском. Пожалуйста, см. Проект 39 для деталей. Это была одна из первых публикаций в сети (в 1999 г.), и многие люди во всем мире скопировали исходный текст со страницы проекта, чтобы описать свою версию и объяснить, зачем она нужна.Обратите внимание, что здесь дублируются некоторые материалы из статьи проекта, в основном потому, что они подходят для обеих статей. Эта статья является продолжением публикации Inrush Current Mitigation, и хотя в этих двух статьях есть некоторые общие сведения, в каждой из них также рассматривается множество различных подходов.

Не только трансформаторы имеют высокий пусковой ток. Двигатели также страдают, как и лампы накаливания высокой мощности (хотя они не так распространены, как раньше). Цепи плавного пуска обычно используются с большими двигателями, но большинство людей никогда не увидят эту систему.Я работал над огромными чугунными резисторами , которые использовались для «плавного пуска» больших двигателей, используемых на насосных станциях, но это не та область применения, которой я собираюсь здесь заниматься (мало кто когда-либо увидит большой ( 350кВт и более) стартер двигателя).

Вместо этого в данной статье рассматривается плавный пуск трансформаторов или электронных нагрузок, рассчитанных на мощность до 1 кВА или около того. Они могут создать хаос в домашней системе, если их не приручить должным образом, поэтому мягкий пуск рекомендуется для любого источника питания мощностью более 300 ВА.Обратите внимание, что я использовал термин «ВА», а не «ватты», потому что большинство нагрузок, с которыми столкнутся любители, имеют низкий коэффициент мощности, и все трансформаторы рассчитаны на ВА (вольт / амперы), а не на , а не на Вт. Если вы не понимаете коэффициент мощности, см. Статью о коэффициенте мощности.

Оптимальное время задержки для всех схем, показанных при использовании с трансформаторами, составляет около 100–150 мсек — этого достаточно для примерно 5-7 полных циклов при 50 Гц или 6–9 циклов при 60 Гц. Обычно допустима задержка до 200 мс, но не рекомендуется, чтобы резисторы плавного пуска оставались в цепи более 500 мс.Вполне нормально запускать трансформатор примерно на 200-500% тока полной нагрузки при запуске, а приведенные формулы основаны на номинальном броске тока 200%. Конечно, можно ограничить его и дальше, но блок резисторов должен рассеивать большую мощность. Без плавного пуска пусковой ток может быть настолько высоким, что ограничивается только сопротивлением проводки — более 50 А вовсе не редкость для трансформаторов среднего размера 230 В или других высоких пусковых нагрузок.

Стоит отметить, что существует множество опубликованных схем плавного пуска, причем немало из Китая (и других стран) используют бестрансформаторный источник питания «в автономном режиме».Их можно заставить работать хорошо, но у большинства из них есть серьезные ограничения, которые не сразу очевидны. Прежде всего, это то, что при отключении питания часто нечему разрядить крышку накопителя. Кратковременное отключение питания от сети (или даже одно, продолжающееся на минуту или более) может оставить цепь готовой к немедленному включению реле при восстановлении питания.

Это означает, что после кратковременного прерывания не происходит плавного пуска ! Конструкция печатной платы версии P39, в частности, была разработана для обеспечения очень быстрого сброса таймера (менее 150 мс), и это необходимо для обеспечения плавного запуска при каждом включении оборудования, даже если относительно быстрое включение-выключение-включение (это может происходить не все время, но это будет происходить время от времени).В то время как трансформатор понесет наказание, предохранитель — нет, что может привести к «неприятным» сбоям предохранителей или даже к выходу из строя мостовых выпрямителей.

Конечно, можно включить дополнительные схемы, необходимые для полного автономного бестрансформаторного плавного пуска, но это не так просто, как схемы, показанные в сети. Создать простую схему задержки очень легко, но требуется больше усилий, чтобы гарантировать, что она будет иметь постоянную задержку и будет своевременно сбрасываться. Большинство из тех, что я видел, вообще не имеют возможности сброса.Тот, который доступен из Китая, имеет такую ​​долгую задержку, что это определенно опасно. Некоторые из них также имеют монтажные отверстия с недостаточным зазором между сетевым питанием и крепежными винтами, что может привести к летальному исходу, если не используются нейлоновые крепления.

Многие альтернативы (где-то еще) полагаются на медленное повышение напряжения на конденсаторе основного фильтра для непосредственного включения реле. Это едва ли удовлетворительное решение (IMO), потому что контакты реле замыкаются медленнее, чем обычно, из-за медленного нарастания напряжения.Реле следует переключать быстро, чтобы обеспечить надлежащее замыкание контактов при каждом срабатывании цепи. Требование «мгновенного» действия для срабатывания реле и необходимость быстрого сброса противоречат друг другу, если не используется более сложная схема.

По своей природе реле имеют тенденцию к «мгновенному» срабатыванию по умолчанию из-за свойств магнитной цепи. Однако это не меняет того факта, что надлежащее контактное давление и положительное очищающее действие контактных поверхностей могут быть затронуты, если время нарастания напряжения будет слишком медленным.Медленно падающее напряжение катушки заставляет контакты размыкаться с меньшей «силой» и может усугубить эрозию контактов.

Время сброса должно быть близким к мгновенному, но время до 0,5 секунды, вероятно, будет приемлемым при нормальном использовании. Приходиться ждать несколько секунд или минут, прежде чем оборудование можно будет снова включить при исправном функционировании схемы плавного пуска, просто недопустимо. Это ошибка, которая встречается даже в коммерческих продуктах, поэтому кратковременное отключение питания может привести к перегоранию предохранителя.Это большая неприятность, но недопустимо, если предохранитель внутренний и для его замены требуется разобрать блок.

Все измерения тока проводились с использованием мониторов тока Project 139A и / или Project 139, которые гарантируют отсутствие необходимости в прямом подключении к сети. Переключение при переходе через нуль и пиковой форме волны переменного тока было выполнено с помощью специального тестового устройства, которое я разработал и построил специально для оценки пускового тока на различных устройствах.

---

1 — Обзор

Когда включается большой усилитель мощности или какое-либо другое устройство с большим трансформатором или большим конденсатором фильтра (или и тем, и другим), начальный ток, потребляемый из сети, может во много раз превышать потребляемый даже при полной мощности.Для этого есть две основные причины, а именно:

1. Трансформаторы и двигатели будут потреблять очень сильный ток при включении, пока магнитный поток не стабилизируется.
   • Эффект наихудший, когда мощность подается, когда напряжение переменного тока проходит через ноль, и минимизируется, если мощность подается на пике формы волны переменного тока. Это именно та противоположно тому, что вы могли ожидать.
2. При включении конденсаторы фильтра полностью разряжены и действуют как короткое замыкание в течение короткого (но, возможно, разрушительного) периода.

Эти явления хорошо известны производителям усилителей очень большой мощности, используемых в PA, а также тем, кто создает промышленную продукцию, но схемы «плавного пуска» обычно не используются в потребительском оборудовании.Любой, у кого есть большой усилитель мощности, особенно тот, в котором используется тороидальный трансформатор, заметит кратковременное затемнение света при включении усилителя. Потребляемый ток настолько велик, что это влияет на другое оборудование.

Этот высокий пусковой ток (как он известен) вызывает нагрузку на многие компоненты вашего усилителя, особенно …

• Предохранители — они должны быть с задержкой срабатывания, в противном случае неправильное срабатывание предохранителя будет обычным
• Трансформатор — сильный ток механически и электрически нагружает обмотки.Нередко можно услышать уменьшение механического шума, когда шасси и трансформатор реагируют на магнитное напряжение
• Мостовой выпрямитель — он должен выдерживать начальный ток, превышающий нормальный, потому что он вынужден заряжать пустые конденсаторы фильтра — они выглядят как короткое замыкание до тех пор, пока приличное напряжение достигнуто
• Конденсаторы — пусковой ток во много раз превышает номинальный ток пульсаций конденсаторов и вызывает нагрузку на внутренние электрические соединения

Неудивительно, что значительное количество отказов усилителя (особенно отказов, связанных с блоком питания) происходит при включении питания (если оператор не делает глупостей).Это точно такая же проблема, из-за которой ваши (лампы накаливания) дома «перегорают», когда вы включаете выключатель света. Вы редко видите, как лампочка выходит из строя, когда вы спокойно сидите и читаете, это почти всегда происходит в момент подачи питания. То же самое и с усилителями мощности.

ПРИМЕЧАНИЕ: Не пытайтесь использовать эти схемы, если вы не желаете экспериментировать — реле должно работать на 100%. надежность, ваша сетевая проводка должна соответствовать отличным стандартам, и могут потребоваться некоторые металлоконструкции.Нет ничего тривиального в любой схеме, показанной здесь (или любой другой схеме, разработанной для с той же целью), несмотря на кажущуюся простоту.

Представленные здесь схемы предназначены для ограничения пускового тока до безопасного значения, которое обычно должно составлять максимум около 200% от полной нагрузочной способности силового трансформатора. Имейте в виду, что с этими конструкциями (как и со всеми такими схемами) связаны важные проблемы безопасности — пренебрегайте ими на свой страх и риск. В некоторых случаях может быть приемлемо до 500% полной мощности, и решение о том, какое значение использовать, остается за вами.Производитель трансформатора может дать некоторые конкретные рекомендации, и если да, то им следует следовать.

Информация здесь предназначена в первую очередь для трансформаторов, но, безусловно, есть и другие приложения. Определение пригодности любой схемы для любого приложения полностью зависит от читателя, и я не могу (и не буду) давать конкретные рекомендации для любого другого использования, которое вы имеете в виду. Если возможно, убедитесь, что элемент, который вы хотите плавно запустить, будет нормально работать, если он включен с медленным нарастанием напряжения от Variac.Хотя большинство усилителей и источников питания будут вести себя нормально, некоторые из них могут не работать. Они не могут использовать схему плавного пуска!

Стоит отметить, что мы обычно называем источники питания, использующие сетевой трансформатор с нормальной частотой 50/60 Гц, «линейными», но на самом деле это совсем не так. Слово «линейный» означает, что нагрузка, подаваемая в сеть, также является линейной (резистивные нагрузки действительно линейны), но источник питания на основе трансформатора не делает этого. Форма сигнала, показанная на Рисунке 9 (ближе к концу этой страницы), показывает фактическую форму сигнала сетевого тока для последних двух циклов, и очевидно, что это что-то , но не , линейное в истинном значении этого слова.Это не имеет значения для цели данной статьи, но важно понимать, что термины, используемые в электронике, могут принимать «новые» значения при обычном употреблении. Это одна из них, и она может (и приводит) привести к путанице, если вы не знаете об истинной природе схемы выпрямителя и фильтра на основе трансформатора и ее влиянии на входной ток трансформатора.

---

2 — резисторы

Наиболее очевидным и доступным выбором устройства ограничения тока является резистор.Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы резистор мог выдерживать очень высокий ток (и мгновенное рассеивание), возникающее при включении большого трансформатора. Есть несколько вариантов, и я предпочитаю использовать три резистора по 5 Вт параллельно. Ниже приведен полный пример расчета, показанный ниже, но вы можете проигнорировать это и выбрать использование 3 резистора по 150 Ом 5 ​​Вт параллельно (230 В) или 3 резистора по 33 Ом 5 ​​Вт параллельно для 120 В.

Нет ничего даже отдаленно научного в том, чтобы сделать простой выбор, но эти значения проверены в приведенных ниже примерах расчетов и использовались бесчисленными любителями в схемах плавного пуска P39.Важно то, что резисторы выдерживают ток. Хотя это кратко, это также довольно сложно для внутренних компонентов резистора. Один резистор на 5 Вт, конечно, не справится (у меня был один разделенный пополам во время ранних испытаний), и хотя сверхмощная деталь мощностью 50 или 100 Вт, вероятно, выживет, они довольно дороги по сравнению с обычными керамическими резисторами на 5 Вт, которые я предлагаю.

Некоторые резисторы специально разработаны для высокого импульсного тока, который может встречаться в импульсных источниках питания или (неожиданно) в схемах плавного пуска.Они могут иметь допустимый импульсный ток, так что мгновенная рассеиваемая мощность может быть более чем в 1000 раз больше значения в установившемся режиме. Резистор на 5 Вт может выдержать мощность более 500 Вт в течение, возможно, 10 мс, но вам нужно обращаться к таблицам данных — не всегда легко следить за данными, как они показаны. Пример показан ниже — он не для чего-то конкретного, но основан на на графике из таблицы (но упрощенно).

Рисунок 1 — Рассеивание на импульсном резисторе 5 Вт против Время

Выше приведен пример, показывающий допустимую мощность импульса в зависимости отвремя для резистора 10 Ом и 100 Ом 5 ​​Вт. Как и ожидалось, более низкие значения могут выдерживать большую пиковую мощность, потому что провод толще. Нас в первую очередь интересует рейтинг 10 мс, поскольку он достаточно близок к длительности максимального пускового тока первого цикла трансформатора. Согласно диаграмме, допустима мощность до 300 Вт, но диаграмма предполагает повторяющиеся импульсы, поэтому мы можем пойти несколько выше. Я бы не рекомендовал, чтобы импульсная мощность в наихудшем случае превышала номинал резистора более чем в 100 раз.Для резистора 5 Вт это означает, что практический предел составляет 500 Вт.

Допустимая мощность в значительной степени определяется пределом плавления резистивного провода и его тепловой инерцией. Толстая проволока имеет большую массу и, следовательно, большую тепловую инерцию, но первая и герметизация также в некоторой степени добавляют к общей тепловой инерции. Поскольку они обычно керамические, они в первую очередь изоляторы, поэтому они не добавляют столько тепловой инерции, сколько хотелось бы. Предел сопротивления плавкого предохранителя зависит от используемого материала.Он редко указывается, но сплав нихрома (никель / хром) популярен, поскольку он имеет довольно низкий термический коэффициент сопротивления и может выдерживать очень высокие температуры (до ~ 1100 ° C).

Резисторы с проволочной обмоткой — это только типа , которые обычно могут выдерживать очень высокую импульсную мощность, необходимую для схемы плавного пуска. Большинство других резисторов просто испаряются при первом использовании. Хотя график показывает, что более низкие значения более надежны, очень много плат P39 было построено с использованием резисторов 3 × 150 Ом, включенных параллельно (или 3 × 33 Ом для 120 В), и после многих лет эксплуатации не было зарегистрировано ни одного отказа.Вы можете использовать последовательно 3 × 15 Ом, если это улучшит ваше самочувствие, но в реальном выражении разница минимальна.

Также важно убедиться, что дорожки на печатной плате достаточно тяжелые, чтобы они могли выдерживать ток без плавления. Это, конечно, одно из преимуществ использования схемы плавного пуска, потому что схема сдерживает очень высокий пусковой ток и позволяет избежать чрезвычайно высокого пикового тока. Это облегчает жизнь переключателю питания и всем остальным в цепях питания.Вместо пикового тока 20–50 А в худшем случае его можно ограничить до менее 5 А.

---

3 — Термисторы

«Разве я не должен использовать термисторы, а не резисторы?» Это частый вопрос, и, хотя есть много предостережений, они, как правило, работают хорошо. К сожалению, новичку (и не новичку) может быть очень сложно определить правильную стоимость и размер, а производители часто не очень помогают. Формат спецификации одного производителя редко совпадает с форматом другого, и прямое сравнение может быть затруднено.Некоторые указывают максимальный ток, другие — рейтинг в Джоулях, а некоторые не включают почти ничего, кроме номинального сопротивления при 25 ° C и размеров, что вряд ли полезно.

Многим нравится идея использовать термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) для ограничения бросков тока, при этом обычно заявляют, что не требуется дополнительных схем. Одним словом, для любого продукта, который не всегда потребляет постоянную высокую мощность, не . Спорный? Не совсем — то, что они используются рядом крупных производителей, не всегда означает, что с ними все будет в порядке.Если они используются в коммутируемой системе, как описано здесь, они безопасны и надежны, но я лично видел ( да, собственными глазами ) термисторы NTC сильно взрываются в случае неисправности. Резисторы тоже могут выйти из строя, но отказ (обычно) сдерживается — конечно, есть исключения. В общем, термисторы NTC предназначены для очень высокого пикового тока, но, как отмечалось ранее, вы увидите много разных способов описания одного и того же, практически без общего между производителями. Чтобы быть действительно полезными, термисторы должны быть отключены после того, как броски тока закончились.

Если байпасное реле не срабатывает из-за того, что вы использовали источник питания усилителя для активации реле, и неисправность не позволяет напряжению достичь максимума, термистор приобретет низкое сопротивление из-за протекания тока и предохранитель перегорит. Однако, если ток слишком велик из-за серьезной неисправности, термистор может взорваться до того, как появится шанс предохранителя. Я не уверен, почему некоторые люди настаивают на том, что термистор «лучше» резисторов — это не так, если он не выбран и не используется должным образом. В некоторых случаях может быть даже более устойчивое решение минус .Как указано ниже, номинал резистора (или термистора) около 50 Ом (230 В) или 25 Ом (120 В) является довольно хорошим общим компромиссом и отлично работает с трансформаторами до 500 ВА. Для силовых трансформаторов мощностью более 1 кВА необходимо уменьшить сопротивление.

Если используется термистор, его размер должен быть подходящим. Хотя некоторые небольшие термисторы могут показаться вполне удовлетворительными, они часто не справляются с максимальным пиковым током. Я предлагаю вам прочитать статью о схемах защиты от бросков тока для получения дополнительной информации.Термистор подходящего номинала может использоваться в любой версии этого проекта (включая блок на основе печатной платы, показанный на рисунке 2).

Ни при каких обстоятельствах я не буду предлагать термистор без байпасного реле для усилителей мощности, потому что их ток в режиме ожидания или малой мощности обычно недостаточен, чтобы нагреть термистор до достаточного нагрева, чтобы снизить сопротивление до разумного значения. Таким образом, вы получите модуляцию напряжения источника питания, при этом термистор будет постоянно термоциклировать. Обычно это приводит к сокращению срока службы термистора, потому что термоциклирование эквивалентно ускоренному режиму испытания на срок службы (это, по сути, один из тестов, который проводится в лаборатории производителя, чтобы узнать, как долго они прослужат в использовании).

Если имеется , достаточно постоянного тока (например, усилитель класса A), температура поверхности любого полностью работающего термистора обычно значительно превышает 100 ° C, поэтому я считаю обход обязательным для предотвращения избыточного нежелательного тепла. Байпасная схема также означает, что термистор готов к защите от пускового тока сразу после отключения питания, при условии, что оборудование было включено достаточно долго, чтобы термистор, конечно, остыл. Без байпаса вам, возможно, придется подождать 90 секунд или больше, прежде чем термистор остынет, если он работал при полной температуре.

Рисунок 2 — Фотография печатной платы плавного пуска P39 с использованием термисторов

Фотография выше служит двум целям. На нем показана готовая плата P39 и соответствующие термисторы, показывающие, как они крепятся к печатной плате, где требуется дополнительное отверстие для последовательного подключения термисторов — конструктор легко просверливает его. Есть два термистора на 10 Ом, соединенные последовательно, чтобы дать в общей сложности 20 Ом. Реле обходит термисторы примерно через 100 мс при подаче питания, и это снижает пусковой ток в наихудшем случае примерно до 10 А при входном напряжении 230 В.Общее сопротивление включает сопротивление первичной обмотки трансформатора (в расчетах принято 3 Ом).

Полезно взглянуть на сокращенную спецификацию того, что можно считать довольно типичным термистором NTC, подходящим для источника питания мощностью около 150-300 Вт в зависимости от напряжения питания (от Ametherm Inc. ^[1] ). Это тип диаметром 22 мм, и для больших трансформаторов я предлагаю что-то примерно этого размера. Термисторы NTC диаметром около 10 мм легче установить, но они не могут справиться с большими энергетическими скачками.

Свойство	Значение
Сопротивление	20 ± 25% Ом
Макс.ток в установившемся состоянии до 25 ° C	5 A
Макс.рекомендуемая энергия	125 Дж
Фактический сбой энергии	295 Дж
Максимальная емкость при 120 В переменного тока	7600 мкФ
Максимальная емкость при 240 В переменного тока	1800 мкФ
Сопротивление при 100% токе	0.4 Ом
Сопротивление при токе 50%	0,84 Ом
Температура тела при максимальном токе	178 ° C

Таблица 1 — Электрические характеристики термистора (только пример)

Важно отметить, что допустимое отклонение сопротивления очень велико — это характерно для всех термисторов. Ожидать деталей с жесткими допусками — не вариант. Показанные максимальные значения емкости относятся к традиционному конденсаторному входному фильтру после мостового выпрямителя.Предполагается прямое подключение к сети. При номинальном токе сопротивление составляет 0,34 Ом, поэтому рассеиваемая мощность составляет 1,36 Вт, что звучит не так много, но обратите внимание на температуру тела … 178 ° C. Я бы посоветовал, чтобы оптимальная работа была при постоянном токе 1-2 А, при котором уменьшается рассеяние и температура будет ниже.

Хорошо то, что указана энергия всплеска — в приведенном выше случае это 125 Джоулей. Это означает, что он может выдерживать 125 Вт в течение одной секунды или 1250 Вт в течение 100 мс. Теоретически он также может обрабатывать 12 кВт в течение 10 мс или 120 кВт в течение 1 мс, и, если не указано иное, это не должно вызывать сбоев.Несмотря на то, что имеется некоторая стыковая накладка с указанием максимальной емкости, это в значительной степени руководство для конечного пользователя. Исходя из этого, я бы предположил, что 1 кВт на 100 мс будет вполне нормально, поскольку это все еще всего 100 Джоулей. Однако будьте осторожны — вероятно, существует столько же способов определения термисторов, сколько производителей, и не все предоставляют информацию в удобной для пользователя форме.

Как отмечалось выше, термисторы никогда не должны работать с без байпасного реле. Даже если продукт потребляет постоянную мощность (достаточную для поддержания термистора в горячем состоянии), при кратковременном отключении питания от сети, когда питание восстанавливается, термистор уже горячий.Затем он достигает ноль ограничения броска, потому что прерывание должно длиться достаточно долго, чтобы он остыл до температуры окружающей среды.

Если используется несколько термисторов, они должны быть включены последовательно, а , а не — параллельно. Это связано с тем, что допуск настолько велик, что подключенные параллельно термисторы не будут делить ток поровну, и даже вероятно, что только один из них будет делать что-то полезное, а остальные будут бесполезны. Когда термистор с наименьшим сопротивлением нагревается (потому что он потребляет большую часть тока), он упадет до более низкого сопротивления, а другой (-ие) вообще ничего не будет делать.

---

4 — Характеристики трансформатора

Может быть полезно знать основы трансформатора, особенно сопротивление обмотки. Исходя из этого, вы можете рассчитать пусковой ток наихудшего случая. Эта таблица показана в разделе «Трансформеры», часть 2, и сокращена здесь. Трансформаторы с сопротивлением обмотки более 10 Ом (типы 230 В) не нуждаются в цепи плавного пуска. Хотя пиковый ток может достигать около 23 А, это вполне соответствует возможностям плавкого предохранителя с задержкой срабатывания и обычно никогда не вызывает проблем.Конечно, если вы хотите, чтобы использовал плавный пуск на трансформаторах меньшего размера, нет никаких причин не делать этого, кроме дополнительных затрат.

Таблица 2 — Типовые характеристики тороидального трансформатора

VA	Reg%	R p Ом — 230 В	R p Ом — 120 В	Диаметр	Высота	Масса ( кг)
160	9	10-13	2.9 — 3,4	105	42	1,50
225	8	6,9 — 8,1	1,9 — 2,2	112	47	1,90
300	7	4,6 — 5,4	1,3 — 1,5	115	58	2,25
500	6	2,4 — 2,8	0,65 — 0,77	136	60	3,50
625	5	1.6 — 1,9	0,44 — 0,52	142	68	4,30
800	5	1,3 — 1,5	0,35 — 0,41	162	60	5,10
1000	5	1,0 — 1,2	0,28 — 0,33	165	70	6,50

Максимальный пусковой ток (наихудший случай) примерно равен напряжению сети, деленному на сопротивление обмотки.Более подробная информация об этом (включая снимки с осциллографа) содержится в статье о пусковых токах. Он также включает в себя формы сигналов с выпрямителем, за которым следуют большая емкость и нагрузка, и поможет вам понять необходимость схем защиты с большими трансформаторами.

Рисунок 3 — Пусковой ток трансформатора

Выше показано осциллографическое изображение тока в трансформаторе E-Core на 200 ВА, когда питание подается при переходе через нуль формы сигнала сети.Это наихудший случай, который может привести к начальному скачку тока, который ограничивается только сопротивлением обмотки и сетевой проводки. Масштаб текущего монитора составляет 100 мВ / А, поэтому пиковое значение 1,9 В соответствует 19 ампер. Для большого тороидального элемента пиковый ток может превышать 150 А. Если сеть подается на пике формы волны переменного тока (325 В в странах с 230 В переменного тока, 170 В, где сеть составляет 120 В), пиковый пусковой ток для того же трансформатора обычно снижается до менее 1/4 значения наихудшего случая… 4,4 А (оба могут быть измерены с хорошей воспроизводимостью для тестируемого трансформатора).

Как вы можете видеть, пусковой ток имеет одну полярность (может быть положительной или отрицательной), поэтому переходное событие «постоянного тока» накладывается на сеть. Другие трансформаторы, которые уже находятся под напряжением, также могут насыщаться (и часто рычать) во время броска тока. Это часто называют «симпатическим взаимодействием». Чтобы свести к минимуму влияние пускового тока и влияния протекания на другое оборудование, любой тороидальный трансформатор мощностью более 300 ВА должен использовать схему плавного пуска, такую ​​как описанная в Проекте 39, или одну из альтернативных схем, описанных ниже.Я считаю, что 300 ВА — это предел — схема плавного пуска не является обязательной и действительно увеличивает стоимость и сложность проекта, но результаты обычно (просто) приемлемы, если плавный пуск не используется с трансформаторами на 300 ВА.

---

5 — Пример расчетов

Хотя цепь плавного пуска может быть добавлена ​​к трансформатору любого размера, сопротивления обмотки 300 ВА и трансформаторов меньшего размера обычно достаточно для предотвращения сильных скачков тока. Для трансформаторов мощностью 500 ВА и более настоятельно рекомендуется использовать схему плавного пуска.300 ВА — это предел, и конструктор должен решить, считает ли он это необходимым или нет.

Мгновенный ток в наихудшем случае ограничен только сопротивлением первичной обмотки трансформатора и эффективным сопротивлением входящей сети (обычно менее 1 Ом). Для трансформатора на 500 ВА при 230 В сопротивление обмотки будет порядка 2,5–3 Ом, поэтому в худшем случае ток может легко превысить 70 ампер. Такой скачок тока вызывает нагрузку даже на плавкий предохранитель с задержкой срабатывания, и поэтому я так твердо уверен, что плавный пуск — действительно хорошая идея.

Например, трансформатор на 500 ВА довольно типичен для многих бытовых систем большой мощности. Предполагая идеальную нагрузку (которой нет у выпрямителя и блока фильтров, но это уже другая история), ток, потребляемый из сети на полной мощности, составляет …

I = ВА / В (1) Где ВА — номинальная мощность трансформатора в ВА, а V — используемое сетевое напряжение.

Так как я живу в стране с питанием 230 В, я буду использовать это для своих расчетов, но это легко сделать любому.Используя уравнение 1, мы получим следующий номинальный ток полной мощности от сети (без учета сопротивления обмотки трансформатора) …

I = 500/230 = 2,2 А (достаточно близко)

При пределе 200% тока полной мощности это 4,4 А переменного тока. Эффективное последовательное сопротивление, необходимое для поддержания пикового тока на уровне 4,4 А или менее, легко вычисляется по закону Ома …

R = V / I (2)
R = 230 / 4,4 = 52 Ом (достаточно близко)

Не совсем стандартное значение, но 3 резистора по 150 Ом 5 ​​Вт, включенных параллельно, вполне подойдут, что дает общее сопротивление 50 Ом.Можно использовать один резистор на 47 или 56 Ом, но вы должны свериться с таблицей данных, чтобы убедиться, что выбранный вами резистор может выдерживать высокую мгновенную мощность. Можно использовать резистор в металлической оболочке на 50 Вт. Нам не нужна высокая мощность для нормального использования, но имейте в виду, что мгновенное рассеяние может увеличиваться при определенных условиях неисправности. Обратите внимание, что использовалось среднеквадратичное значение сетевого напряжения, а не пиковое (325 В), потому что ток наихудшего случая напрямую не связан с пиковым напряжением.

Для определения номинальной мощности балластного резистора, которая составляет 200% номинальной мощности трансформатора при полной мощности…

P = V² / R (3)

Для этого сопротивления это, казалось бы, указывает на то, что требуется резистор 930 Вт (исходя из расчетных 50 Ом), действительно большой и дорогой компонент. Однако нам это не нужно, поскольку резистор будет в цепи в течение короткого периода времени — обычно около 100-150 мс, а основной пик тока длится всего 10 мс или около того. Ожидается, что усилитель (надеюсь) не будет обеспечивать значительную выходную мощность до стабилизации. Абсолютный максимальный ток будет протекать только в течение 1 полупериода и после этого быстро уменьшается (как показано на рисунке 3).См. Номинальную мощность в импульсе резистора 5 Вт на рисунке 1.

Мы должны быть осторожны, чтобы убедиться, что балластный резистор способен выдерживать пусковой ток. Во время испытаний мне удалось разделить керамический резистор пополам, потому что он не мог выдерживать ток — этот эффект иногда называют «Ченобылинг» после ядерной катастрофы в СССР несколько лет назад, и его лучше избегать.

В больших профессиональных усилителях мощности обычно используется резистор на 50 Вт, обычно устанавливаемый на шасси в алюминиевом корпусе, но он дорог и может быть нелегко достать большинству конструкторов.В приведенном выше примере керамические резисторы 3 × 5 Вт, включенные параллельно (каждый резистор имеет сопротивление от 150 до 180 Ом), дадут нам то, что мы хотим, и будут сравнительно дешевыми. Если вы этого не сделали, прочтите раздел о резисторах, в котором много информации о пиковом импульсном токе.

Для США (и для считывателей в других странах с напряжением 120 В) оптимальное сопротивление составляет 12 Ом, поэтому резисторы 3 × 33 Ом 5 ​​Вт должны работать нормально (это дает 11 Ом — достаточно близко для этого типа схемы).

Было заявлено, что сопротивление обычно должно составлять от 10 до 50 Ом (но с небольшими аргументами или без них), и что не следует использовать более высокие значения.Я оставлю это на усмотрение читателя. Как всегда, это компромиссная ситуация, и разные ситуации требуют разных подходов.

Резистор 20 Ом (или термистор) — это абсолютный минимум, который я бы использовал для 230 В, и его нужно выбирать с осторожностью. Пульсирующий ток, вероятно, снесет резисторы меньшего размера, особенно при питании 230 В. Хотя верно то, что при уменьшении сопротивления провод сопротивления становится толще и более устойчивым к перегрузкам, в худшем случае мгновенный ток при 20 Ом равен 11.5А при 230В. Это мгновенное рассеивание 2645 Вт (без учета других сопротивлений в цепи), и потребуется чрезвычайно прочный резистор, чтобы выдержать это даже в течение коротких периодов времени. При работе на 120 В и сопротивлении 20 Ом пиковый ток будет всего 6 А, что снизит пиковое рассеивание до 720 Вт.

На самом деле пиковый ток наихудшего случая никогда не будет достигнут, поскольку необходимо учитывать сопротивление обмотки трансформатора и полное сопротивление сети. Исходя из этого, разумный компромиссный ограничительный резистор (и значения, которые я использую) будет порядка 50 Ом для 230 В (3 × 150 Ом / 5 Вт) или 11 Ом (3 × 33 Ом / 5 Вт) для работы на 120 В. .Резисторы подключены параллельно. Вы можете решить использовать эти значения, а не рассчитывать значение из приведенных выше уравнений, и будет обнаружено, что это будет работать хорошо почти во всех случаях, но все же позволит предохранителю сгореть в случае неисправности. Эти значения подходят для трансформаторов до 500 ВА, хотя, скорее всего, они подойдут и для более крупных устройств.

В этом отличие от использования более высоких значений, когда предохранитель (по всей вероятности) не перегорает, пока реле не сработает.Хотя период времени короткий, резисторы очень быстро нагреваются. Термисторы могут быть полезны, потому что по мере того, как они нагреваются, их сопротивление падает, и, если они соответствуют требованиям, они просто упадут до достаточно низкого сопротивления, чтобы вызвать перегорание предохранителя.

Еще одна причина, по которой вам может потребоваться более низкое значение, заключается в том, что некоторые усилители имеют поведение при включении, которое может вызывать относительно сильный ток, который может потребоваться при включении. Эти усилители могут не достичь стабильной рабочей точки с высоким значением сопротивления последовательно и могут вызывать неправильное поведение до тех пор, пока не будет подано полное напряжение.Если ваш усилитель демонстрирует такое поведение, тогда необходимо использовать резисторы ограничения нижнего значения .

Если нестабильное электроснабжение является «особенностью» вашего места жительства, то я бы посоветовал вам создать систему, в которой усилитель отключается, если сеть выходит из строя более чем на несколько циклов за раз. Источник переменного тока для тороидального трансформатора должен «пропадать» только на несколько циклов, чтобы вызвать значительный пусковой ток, поэтому необходимо соблюдать осторожность.

Если используется термистор, я предлагаю надежную версию, рассчитанную на сравнительно высокий максимальный ток.Устройства диаметром 22 мм обычно рассчитаны на гораздо более высокие токи, чем вам может потребоваться, поэтому они будут подвергаться минимальному термоциклированию. Хорошее круглое значение составляет 10 Ом при 25 ° C — это означает более высокие пиковые токи, чем я предлагаю выше, но вы всегда можете использовать два или три последовательно — особенно для работы на 230 В. Последовательные термисторы 2 × 10 Ом дают очень высокий рейтинг перенапряжения (измеряется в Джоулях) и ограничивают пиковый пусковой ток примерно до 12 А с трансформатором на 500 ВА.

---

6 — Байпасные цепи

Некоторые большие профессиональные усилители используют TRIAC (двусторонний кремниевый выпрямитель) для обхода резистора / термистора плавного пуска, но я предпочитаю использовать реле по ряду очень веских причин…

• Реле практически неразрушимы — особенно в этой роли
• Их легко найти где угодно
• Обеспечивается полная изоляция, поэтому цепь управления не находится под напряжением сети
• Не генерируются радиочастотные помехи или гармоники сетевой частоты. Это низкий уровень, но их может быть очень сложно исключить из схем TRIAC
.
• Радиатор не требуется, что устраняет потенциальную угрозу безопасности в случае пробоя изоляции между TRIAC и радиатором

Они также могут вызвать определенные проблемы, но с ними легко справиться.Наихудшим является обеспечение подходящего напряжения катушки, позволяющего использовать общедоступные устройства в усилителях мощности всех размеров и напряжений питания. Поскольку реле по-прежнему очень популярны, их легко получить при наиболее распространенном напряжении катушки (например, 5 В, 12 В, 24 В и т. Д.).

Рисунок 4 — Резисторы плавного пуска и релейные контакты

На рис. 4 показано, как резисторы подключаются последовательно к источнику питания трансформатора, при этом контакты реле замыкают резисторы накоротко при срабатывании реле.Вся эта схема находится под напряжением сети, и к ней следует относиться с большим уважением.

«A» представляет активный (под напряжением или под напряжением) вывод от сетевого выключателя, а «SA» — это переключаемый активный провод, который подключается к основному силовому трансформатору. Не отсоединяйте и не обходите существующую проводку, просто поместите блок резисторов последовательно с существующим трансформатором.

Не пытайтесь выполнить подключение, если шнур питания не отсоединен, и все соединения должны быть выполнены таким образом, чтобы случайный контакт с пальцем или шасси был невозможен ни при каких обстоятельствах.Резисторы могут быть установлены с помощью алюминиевого кронштейна, закрывающего соединения, предотвращая контакт. Все провода должны находиться на безопасном расстоянии от корпуса и кожуха — там, где это кажется невозможным, используйте изоляцию, чтобы предотвратить любую возможность контакта. Строительные заметки показаны позже в этом проекте. Трудно переоценить аспект безопасности этих цепей!

Контакты реле должны быть рассчитаны на полное сетевое напряжение и, по крайней мере, полный ток мощности усилителя.Настоятельно рекомендуется использовать реле с номиналом контактов не менее 10 А.

ПОДСКАЗКА: Вы также можете добавить второе реле для отключения звука на входе до тех пор, пока не будет подана полная мощность. Я предоставлю вам возможность внести необходимые коррективы. Вам нужно будет сложить ток для двух реле вместе или использовать отдельные источники питания, если используется существующее внутреннее напряжение источника питания.

---

7 — Цепи управления

Цепи управления варьируются от очень простых (и часто довольно непродуманных) до довольно сложных.В конечном счете, схема зависит от того, все ли продумал разработчик или рассмотрел только решение, которое создает разумно постоянную задержку при включении питания. Многие не могут обеспечить быстрый сброс схемы, поэтому быстрый цикл включения-выключения (намеренно или случайно) обеспечивает защиту после кратковременного прерывания. В общем, любая схема, которая не сбрасывается менее чем за 500 мс, должна считаться неисправной. Полный сброс гарантирует, что при восстановлении питания (примерно через полсекунды) балластные резисторы снова подключатся к цепи, а плавный пуск будет выполняться так же, как если бы оборудование было включено после выключения на ночь. .

Наименее желательный способ питания цепи управления — от вторичной обмотки трансформатора. В случае серьезной неисправности вторичное напряжение не поднимется до максимума, и цепь управления может никогда не сработать. Хотя это не обычная ошибка, она находится в пределах вероятности. В случае усилителей (или другого оборудования), которые ожидают значительного тока с момента включения, балластные резисторы могут иметь достаточное сопротивление для предотвращения нормального запуска, и они будут перегорать.

В тексте проекта 39 рекомендуется использовать вспомогательный трансформатор, и это, безусловно, самый безопасный способ сделать это. Это позволяет схеме управления работать при низком напряжении, изолированной от сети. Работать, проводить измерения или даже просматривать формы сигналов с помощью осциллографа безопасно.

Если бы независимый источник питания 12 В был доступен для всех усилителей мощности, подавать питание было бы очень просто. К сожалению, это случается редко. Большинство усилителей будут иметь источники постоянного тока в диапазоне от ± 25 В до примерно ± 70 В, и попытки получить реле для нечетных напряжений будут неудачными.Катушки реле обычно рассчитаны на 5 В, 12 В, 24 В и 48 В, а также на 120/230 В переменного тока, но реле переменного тока определенно не рекомендуются. Однако , даже если у вас есть трансформатор со вспомогательной обмоткой, если вторичная нагрузка достаточно велика, вспомогательная обмотка также не выйдет на нормальное напряжение.

Вспомогательный источник питания означает добавление второго трансформатора, что иногда может быть затруднено из-за нехватки места. Это по-прежнему самый безопасный способ, и схема управления, использующая этот подход, показана на рисунке 2.Это самый простой способ реализации, но некоторые могут посчитать, что добавленную стоимость второго трансформатора трудно оправдать. ИМО, это не проблема, и это, безусловно, предпочтительный вариант. Это в значительной степени обязательно для усилителей класса А. Есть еще одно преимущество. Небольшой трансформатор можно оставлять включенным все время, а затем сеть включается и выключается путем переключения 9 В переменного тока на плату плавного пуска (которая будет использовать второе реле для включения и выключения питания). Опять же, это подход, принятый в Project 39, и он гарантирует, что сетевую проводку можно ограничить собственным углом шасси, а все остальное будет иметь низкое (относительно) напряжение.

Рисунок 5 — Цепь управления вспомогательным трансформатором

В нем используется простой мостовой выпрямитель и небольшой, но адекватный конденсатор. В схеме управления используются легкодоступные и недорогие компоненты, и она может быть легко построена на Veroboard или подобном. Все диоды могут быть 1N4004 или эквивалентными. Используйте трансформатор с вторичной обмоткой 9 В переменного тока, который будет обеспечивать напряжение, близкое к 12 В для этой цепи. Никакого регулирования не требуется, и контроллер представляет собой простой таймер, активирующий реле примерно через 100 мс.Я выбрал для переключателя полевой МОП-транзистор, поскольку он имеет определенное напряжение включения и практически не требует тока затвора. При показанных значениях компонентов реле активируется примерно через 100 миллисекунд. Его можно увеличить (или уменьшить) путем увеличения (уменьшения) значения R1 (27k). Трансформатор должен быть маленьким, так как ток меньше 100 мА.

Внимание: Значение, показанное для R1 (56k), может потребоваться изменить, чтобы получить требуемую временную задержку около 150 мс.Настоящий необходимое значение зависит от порога переключения для полевого МОП-транзистора и значения C2, которое является электролитическим конденсатором и имеет большой допуск. В общем, ожидайте, что ценность будет где-то от 27k до 68k, но в некоторых случаях вам может потребоваться больше или меньше указанного диапазона.

МОП-транзистор (Q2 — 2N7000) имеет пороговое напряжение затвора, которое составляет от 0,8 В до 3 В, при этом 2,1 В является «типичным» значением. В результате вам нужно будет отрегулировать значение R1, чтобы получить правильную задержку.Если хотите, вы можете использовать тримпот на 100 тысяч — он должен покрыть большинство возможных ситуаций. Если порог составляет 0,8 В (я не видел ни одного такого низкого), таймер будет работать только около 30 мс, поэтому R1 необходимо увеличить примерно до 82 кОм. На верхнем уровне (3 В) R1 необходимо уменьшить примерно до 22 кОм для задержки 100 мс. Обратите внимание, что в версии для печатной платы используется компаратор операционного усилителя, поэтому синхронизация очень предсказуема.

Q1 используется для обеспечения быстрой подачи питания на реле. Когда на реле обнаруживается напряжение 0,65 В, Q1 включается и мгновенно завершает зарядку C2.Без «мгновенного действия» цепь будет работать медленно и не сможет активировать реле со 100% надежностью. Время сброса схемы составляет менее 120 мс при указанных значениях, и это обычно приемлемо.

ПРИМЕЧАНИЕ: C1 должен быть рассчитан на ток пульсации не менее 700 мА, чтобы предотвратить нагрев конденсатора. Фактический ток пульсаций должен составлять около 85 мА при показанной схеме. Имейте в виду, что если крышка нагревается (или нагревается), ее надежность и долговечность будут поставлены под угрозу.

Можно сделать срабатывание реле намного быстрее, но за счет сложности схемы. Простая логическая система может гарантировать, что схема будет сброшена с помощью единственного пропадания цикла переменного тока, но это было бы слишком быстро для нормального использования и совершенно ненужным. C1, возможно, придется изменить в зависимости от реле (тестовое реле имеет сопротивление катушки 270 Ом). Если значение слишком мало, реле может дребезжать или, по крайней мере, гудеть, а также, вероятно, будет перегреваться из-за вихревых токов в твердом сердечнике, используемом в реле постоянного тока.Конденсатор следует выбирать на основе значения, которое делает реле бесшумным, но при этом срабатывает достаточно быстро, чтобы предотвратить высокий пусковой ток в случае кратковременного прерывания подачи питания от сети. Показанное значение (220 мкФ) обычно подходит для большинства приложений. Если вы используете колпачок 470 мкФ, время восстановления увеличивается примерно до 250 мс — неплохо, но медленнее, чем должно быть.

---

8 — Автономный бестрансформаторный источник питания

Если по какой-либо причине использование трансформатора невозможно, можно использовать схему, показанную на Рисунке 5.При этом используется конденсатор для снижения сетевого напряжения в цепи, и необходимо использовать реле 24 В, чтобы минимизировать потребляемый ток. Хотя можно использовать реле на 12 В, конденсатор (C1) должен быть больше и дороже. Обратите внимание, что C1 должен быть с номиналом сети X2. R3 и R4 гарантируют разряд крышки при отключении от сети, чтобы снизить риск поражения электрическим током. Два из них используются последовательно для получения удовлетворительного номинального напряжения. Если используется для работы на 120 В, конденсатор C1 должен иметь 2 конденсатора по 470 нФ, включенных параллельно, иначе напряжение питания никогда не достигнет 24 В, и реле может не сработать.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Все цепи находятся на полном сетевом потенциале, и они должны быть закрыты, чтобы предотвратить случайный контакт!

Резистор 1 Вт (R5) используется для ограничения пускового тока на входном конденсаторе X2. По возможности, я всегда рекомендую, чтобы любой резистор, который рассеивает значительную мощность (или имеет высокий импульсный ток), как минимум вдвое превышал ожидаемую рассеиваемую мощность, чтобы обеспечить долгий срок службы и более низкую работу, хотя это, очевидно, не относится к основным резисторам, ограничивающим броски тока.Стабилитрон 24 В обеспечивает ограничение напряжения, если вы решите, что вам нужна большая задержка. Без него напряжение на C2 может достичь опасного уровня с длительным временем задержки, поскольку из выпрямителя не поступает ток. Обратите внимание, что C2 должен быть рассчитан не менее чем на 35 В, но C3 может быть типа 16 В, если он доступен (большинство небольших электрооборудования рассчитаны как минимум на 25 В).

C1 должен быть конденсатором класса X2 переменного тока. Никогда не используйте конденсаторы постоянного тока (независимо от номинального напряжения), так как они не предназначены для работы с большим переменным напряжением на них.Хотя можно использовать конденсатор на 630 В постоянного тока с сетью 120 В, это все еще очень плохая идея и может привести к выходу конденсатора из строя. Ограничения постоянного тока на 230 В недопустимы. Колпачки X2 рассчитаны на питание 275 В переменного тока, приложенного непосредственно к колпачку, и они единственные, которые будут одобрены где угодно (включая большинство стран с напряжением 120 В). Диоды могут быть типа 1N4001, потому что у них никогда не будет обратного напряжения более 30В.

Рисунок 6 — Цепь управления «Off Line»

При показанных значениях синхронизации (56 кОм и 10 мкФ) время задержки составляет около 130 мс (как смоделировано), но это зависит от порогового напряжения полевого МОП-транзистора и времени, необходимого для зарядки C2.MOSFET 2N7000 симулятора имеет порог 2,8 В, но в реальных частях он сильно различается. MOSFET-транзисторы имеют очень широкий разброс параметров, и в таблице данных указано, что порог может составлять от 800 мВ до 3 В. Вам нужно будет отрегулировать значение R1, чтобы получить требуемую задержку. Обратите внимание, что показан предохранитель , только для источника питания плавного пуска, а для трансформатора, на который подается питание, необходим отдельный предохранитель.

После отключения питания в идеале реле сразу же отключается, но на практике этого не происходит.Если C2 не разряжается полностью, и может быть достаточно остаточного напряжения для повторного включения реле в случае короткого отключения сети. Однако это неизбежный компромисс, и для обеспечения 100% эффективности схема действительно должна иметь специальную систему разряда. Это значительно усложняет простую схему. Как показано, схема будет сброшена (готова к следующему мягкому запуску) менее чем за 400 мс, но будьте осторожны! Во многих технических паспортах реле указано, что напряжение, которое необходимо отпустить, составляет около 10% от номинального напряжения, поэтому не может гарантировать, что реле 24 В сработает, пока напряжение на катушке не упадет до 2.4В. Хотя большинство из них (вероятно) будет выпускаться при более высоком напряжении, если вы не проведете тесты, вы никогда не узнаете наверняка.

Я протестировал пару обычных реле на 24 В на включение и выключение напряжения. Эти реле имеют катушку 1,5 кОм, и оба работают при напряжении около 15 В. Один надежно отпускал при 10 В, но другой, который я проверил, оставался под напряжением, пока напряжение на катушке не достигло около 5 В. Это показывает, что они изменчивы, и стоит провести несколько тестов, чтобы вы точно знали, с чем вам нужно иметь дело.

Рисунок 6A — Упрощенная схема управления «Off Line»

Схема на рисунке 6A еще больше упрощена, и вариации этой темы распространены по всей сети. Он полагается только на значение C2 для определения времени, и катушка реле получает (относительно) медленный рост напряжения. В случае ухудшения C2 (например, потому, что он находится рядом с батареей резисторов), время будет уменьшаться, поскольку емкость уменьшается с возрастом. Сопротивление катушки используемого вами реле довольно критично. Сопротивление не должно быть меньше 1 кОм, иначе ни один из блоков питания не сможет обеспечить необходимый ток.Многие реле на 24 В имеют сопротивление обмотки 1,4 кОм и более.

Любая бестрансформаторная конструкция предполагает множество компромиссов, и показанные схемы ничем не отличаются. Из-за питания конденсатора (C1) напряжение растет относительно медленно. Для достижения 24 В с сетью 230 В / 50 Гц требуется около 120 мсек, и около 90 мс для 120 В / 60 Гц с удвоенной емкостью. Следовательно, задержка плавного пуска не может быть меньше указанного значения, если только вы не допускаете очень сильных пульсаций на линии 24 В постоянного тока.Схема, использующая вспомогательный трансформатор, не имеет такого ограничения, так как полное напряжение достигается всего за пару циклов сетевого питания (~ 40 мс при 50 Гц или 33 мс при 60 Гц).

Схемы на рис. 6 / 6A — это всего лишь два способа сделать это, но есть и другие возможности различной сложности. Невозможно показать их все, особенно те, которые вы можете найти в другом месте, некоторые из которых ждут катастрофы. Я видел в сети много людей, которые определенно относятся к последней категории — хотя они (вероятно) все будут работать при первом включении питания, многие (большинство?) Не имеют никаких условий, гарантирующих, что ограничение хранилища разряжено, и может пройти несколько минут (а иногда и намного больше) после отключения питания, прежде чем схема снова обеспечит плавный пуск.Идея обеспечения быстрого сброса, похоже, не рассматривалась, поэтому они не более полезны, чем горячий термистор.

Любая схема плавного пуска, которая не обеспечивает время сброса менее 1 секунды, является обязательной и не должна использоваться. В идеале система перезагружалась бы мгновенно, но это нереально. В (так называемом) реальном мире мы должны стремиться к тому, чтобы время сброса не превышало, возможно, 150 мс, при этом 500 мс являются (просто терпимым) верхним пределом. Получить надежную задержку и быстрый сброс в простой схеме — непростой компромисс.

---

9 — Линейное ограничение пускового тока

Технология, которая начинает проникать в импульсные источники питания, предназначенные для светодиодного освещения большой мощности, — это активный ограничитель. Используя полевой МОП-транзистор, можно включать питание контролируемым образом, так что вместо мгновенного приложения напряжения (либо через ограничивающую цепь, либо напрямую) оно повышается с нуля до максимума в течение, возможно, 10-20 циклов сетевого питания. Такой подход обеспечивает близкий к нулевой пуск трансформатора и ограничивает ток заряда конденсатора.Это довольно дешево и легко добавить к существующей конструкции SMPS, потому что диодный мост уже существует, и это полная система в (обычно) герметизированном модуле, поэтому для реализации требуется всего несколько вспомогательных деталей.

Сделать это в автономном ограничителе броска тока сложно и недешево. MOSFET и связанный с ним мостовой выпрямитель (чтобы он мог работать с переменным током) должны быть отключены по истечении заданного времени, чтобы минимизировать рассеивание, но как форма ограничения броска тока, вероятно, так хорошо, как вы когда-либо получите.В зависимости от нагрузки кратковременное рассеивание на полевом МОП-транзисторе может быть довольно высоким, и потребуется по крайней мере небольшой радиатор. Схема не особенно сложна, но может пройти довольно много времени, прежде чем MOSFET начнет проводить — это может быть 1-2 секунды, в зависимости от самого MOSFET. Поскольку полевые МОП-транзисторы имеют широкий разброс параметров, либо схема должна быть «самокомпенсирующейся», либо потребуется регулировка для установки рабочих точек между началом проводимости и полной проводимостью.

График на Рисунке 8 показывает, как может выглядеть форма входного тока с двухполупериодным выпрямителем и конденсатором фильтра 10 000 мкФ на выходе трансформатора, как показано ниже. Нагрузка 45 Вт подключена параллельно крышке фильтра. Это концептуально, так как он был смоделирован, но не , а построен, хотя я использовал Variac (быстро раскрученный до полного напряжения), чтобы доказать, что пусковой ток минимален или отсутствует при увеличении напряжения сети. Точный механизм для этого не имеет значения, при условии, что напряжение на трансформаторе плавно повышается в течение разумного периода времени (примерно от 10 до 20 сетевых циклов кажется справедливым компромиссом).Хотя Variac идеален, он, вероятно, слишком большой (и дорогой), чтобы использовать его в качестве устройства плавного пуска в усилителе.

Рисунок 7 — Упрощенный линейный плавный пуск с использованием полевого МОП-транзистора

Схема использует Q1 (MOSFET) для постепенного увеличения напряжения, подаваемого на трансформатор в течение примерно 500 мс. Диоды D3-D6 используются, чтобы гарантировать, что MOSFET получает постоянный ток, а не переменный, и должны быть рассчитаны на ток, достаточный для запуска схемы. T1 — это управляемый сетевой трансформатор, R _p — сопротивление обмотки.Цепи управления отвечают за обеспечение изолированного питания генератора рампы и активацию реле байпаса. В полной системе также должен быть текущий мониторинг для обнаружения неисправностей до того, как может произойти какое-либо повреждение цепи.

D1-D2 — главный выпрямитель, C1 (10 000 мкФ) — крышка фильтра, а R L — нагрузка 20 Ом. Трансформатор был произвольно настроен на коэффициент трансформации 10: 1, поэтому выход переменного тока составляет 23 + 23 В (среднеквадратичное значение) при напряжении сети 230 В. К сожалению, в симуляторе, который я использую, невозможно смоделировать насыщение, но покажет смещение входного тока от нуля при включении (при условии включения в худшем случае при переходе через ноль сети).Это очень четкий индикатор того, что в «реальном» трансформаторе произойдет насыщение.

Рисунок 8 — Входной ток плавного пуска полевого МОП-транзистора

Входной ток просто нарастает до максимального значения, установленного нагрузочным резистором, без скачков и возможности насыщения трансформатора. Реле замыкается через 2 секунды (не то, чтобы вы действительно заметили), а форма волны отображается с 1,4 секунды, потому что именно столько времени прошло, прежде чем MOSFET начал проводить с простым генератором линейного изменения, который я использовал.В показанной схеме пиковое рассеивание полевого МОП-транзистора составляет 63 Вт за 1,6 секунды. Среднее рассеивание за период проводимости MOSFET составляет около 25 Вт в течение периода чуть более 500 мс. Хотя вы можете подумать, что небольшой МОП-транзистор TO-220 подойдет, вам почти наверняка понадобится что-то более прочное.

Я также провел испытание на стенде, используя Variac, максимально быстро включив его от нуля до максимума, и никогда не было замечено, что насыщение трансформатора примерно вдвое превышает нормальный ток холостого хода .Это хороший результат, но когда добавляется специальная схема, чтобы MOSFET делал то же самое, это будет довольно сложно и довольно дорого в реализации.

Форма сигнала сильно искажена из-за нелинейной нагрузки. Вначале форма волны тока в трансформаторе представляет собой (своего рода) прямоугольную волну из-за характеристик проводимости полевого МОП-транзистора, но трансформатору это не важно. Не может быть никаких сомнений в том, что полностью разработанная схема, использующая этот принцип, настолько хороша, насколько это возможно, но, конечно, все сводится к необходимому пространству и конечной стоимости.Есть еще вопрос о необходимости. Если приложение не является критическим, вряд ли будут какие-либо требования к чему-либо более продвинутому, чем схемы, показанные ранее, с резистором (или термистором), обойденным реле примерно через 150 мс или около того. Это хорошо используемая техника, которая хорошо работает и стоит относительно недорого.

Рисунок 9 — Входной ток плавного пуска с изменяемым изменением частоты

Итак, хотя я не создавал версию MOSFET, я использовал мой Variac для увеличения напряжения.Нагрузка представляла собой конденсатор емкостью 10 000 мкФ с параллельным подключением 16 Ом с тем же трансформатором, который использовался для других стендовых испытаний. Результат показан выше и является почти идеальным поведением при включении. Мне удалось разогнать Variac от нуля до 90% от полного напряжения за 11 циклов сети, и показан входной ток сети. Он имеет те же характеристики искажения, что и при моделировании, а пиковый входной ток не превышает 1,7 ампер. Ожидается, что пиковый ток при полной нагрузке для этой схемы составит около 575 мА RMS, при этом пиковое значение будет около 1.8А по симулятору. Когда я запустил новое моделирование (с использованием схемы на рис. 7) и заменил «реальные» коэффициенты трансформатора на ранее смоделированную версию, я получил почти идентичные цифры с теми, которые я измерил на испытательном стенде. Это результат «учебника» во всех отношениях, с симуляцией и «реальной жизнью» в почти идеальном согласии (хотя при измерении частоты действительно запутались).

Отключение схемы на основе полевого МОП-транзистора может вызвать небольшую проблему.МОП-транзистор будет довольно раздражен, если сеть будет отключена и произойдет индуктивный откат от трансформатора. Самый простой способ решить эту проблему — использовать полевой МОП-транзистор с лавинным номиналом, то есть он предназначен для работы в условиях перенапряжения и использует управляемый пробой для рассеивания обратной ЭДС. При тщательном выборе, полевые МОП-транзисторы с лавинной номинальной мощностью благополучно выдержат переходные процессы выключения, которые могут быть обнаружены в большинстве трансформаторов. Во время отключения питания реле байпаса также должно быть отключено.Если он сначала выключен, MOSFET прерывает ток, и дуга не может быть создана, что приводит к (электрически) бесшумному переключению.

---

10 — Ограничение пускового тока управления фазой

У нас еще нет вариантов. Как вы помните из ранее в этой статье, если питание подается на трансформатор с максимальным пиком формы волны переменного тока, бросок тока минимизируется. Если используется схема пикового детектора, не особенно сложно запустить TRIAC для включения питания на пике переменного тока, после чего как можно быстрее сработает реле.Нелинейные нагрузки могут вызвать серьезные проблемы для схем TRIAC и SCR, но идеально подходят для быстрого включения в определенное время.

Хотя этот метод хорошо работает с трансформатором, он противоположен тому, что нам нужно для конденсаторной батареи. Однако при нормальном использовании мы ожидаем, что будет иметь некоторое насыщение трансформатора, и это может быть использовано в наших интересах. Как показано в статье о пусковом токе, трансформатор, который потребляет 18 А или более, если включен при переходе через нуль, потребляет только около 4 А (пиковое значение) при включении на пике переменного тока.Этого небольшого количества насыщения может быть достаточно, чтобы ограничить пиковый ток, потребляемый колпачком (ами) фильтра после выпрямителя.

Если мы сравним пиковый бросок тока коммутируемого трансформатора с плавным пуском на основе резистора, то на самом деле ток будет немного ниже, чем при использовании резистора 50 Ом. Конечно, нам все еще нужно учитывать конденсаторы фильтра, но комбинацию насыщения и конденсаторной нагрузки невозможно смоделировать, поэтому я построил и протестировал схему с коммутацией пиков, чтобы можно было измерить результаты.Я использовал свой тестер бросков тока, чтобы включить сеть на пике формы волны сети. Хотя вы можете (по крайней мере теоретически) получить SSR с пиковым переключением, которые содержат необходимую схему для надежного срабатывания при пике сети, по большей части вам придется делать свои собственные, потому что они, похоже, недоступны из обычных магазины.

Рисунок 10 — Пиковая схема переключения (с байпасным реле)

Схема управления используется для включения TRIAC, который использует пиковый детектор, чтобы гарантировать, что переключение действительно на пике.Через несколько миллисекунд обходное реле закорачивает TRIAC. При отключении питания реле байпаса должно сработать первым, и сеть отключится, когда ток пройдет через ноль. Никаких дополнительных подробностей не предоставлено, но полная схема для реле переключения пиковых значений может быть предоставлена ​​в виде проекта , если будет достаточно интереса. Выше приведена фактическая схема устройства, которое я тестировал на стенде.

Рисунок 11 — Пиковый коммутируемый входной ток с конденсаторной нагрузкой

Сигнал выше показывает, что пиковый ток равен 8.5A, при включении на пике напряжения сети в полностью разряженный конденсатор емкостью 10 000 мкФ. В нем использовался тот же трансформатор, что и для сигнала, показанного на рисунках 3 и 9, но переключаемый на пике сети. Шкала составляет 1 В / А, поэтому пиковое значение 8,5 В означает 8,5 А. Хотя начальный ток определенно высок, он довольно короткий (около 5 мс), и очевидно, что от насыщения сердечника мало эффекта. Без конденсаторной нагрузки пиковый входной ток составляет около 4 А из-за насыщения (включение на пике формы сигнала минимизирует, но не устраняет насыщение).

Казалось бы, дополнительный вариант (по крайней мере, пока вы не увидите результатов) использовать модифицированную схему диммера (которая должна быть переднего типа). При подаче питания напряжение увеличивается от нуля до максимума с помощью фазового управления и диммера TRIAC. Обязательно отключите диммер, как только закончится период броска тока, иначе возможны беспорядочные срабатывания и / или электрические помехи — даже с выделенным 3-проводным диммером (например, показанным в Project 159).Причина в том, что TRIAC не может сработать, если у него нет тока, а форма входного сигнала сети совсем не подходит для конденсаторного входного фильтра, который используется в 99,9% проектов для любителей (а также во многих коммерческих продуктах).

Рисунок 12 — Входной ток с диммером и конденсаторной нагрузкой

На первый взгляд это кажется разумным и логичным, но на самом деле все обстоит иначе. Форма волны выше показывает, что происходит. Пускового тока как такового нет, но быстрое включение TRIAC приводит к тому, что пиковый ток достигает довольно глупого уровня, пока диммер не будет полностью включен.Средний ток довольно низкий (его трудно увидеть на графике осциллографа, потому что я хотел показать весь процесс, от нуля до максимума). Пиковый ток 4А, но длительность импульса мала. При низких настройках диммера период проводимости может составлять всего одну-две миллисекунды, что не может быть правильно видно на графике. По мере увеличения настройки диммера пиковый ток падает до тех пор, пока он более или менее не вернется к норме.

По сравнению с Variac (или линейной схемой MOSFET) это довольно некрасиво, и трансформатор гудит, когда напряжение проходит через половину пути.Хотя это не очень красивое зрелище, но в качестве ограничителя бросков тока он работает — мы стремимся поддерживать низкий входной ток, и это достигается. Когда схема срабатывает при низком напряжении (в конце каждого цикла переменного тока), среднеквадратичный ток может составлять всего 400 мА, несмотря на высокий пиковый ток. Хотя это остается вариантом, я бы никогда не использовал его в каком-либо оборудовании. Однако схемы «диммера» TRIAC использовались перед трансформаторами в качестве предварительных регуляторов, и этот метод даже использовался в коммерческом усилителе мощности для модуляции напряжения питания вместе с уровнем сигнала.

---

9 — Непрерывные нагрузки Усилители мощности

класса A и некоторые другие нагрузки создают большую нагрузку на трансформатор с момента включения. Любой плавный пуск для этого типа нагрузки должен быть тщательно проанализирован, чтобы гарантировать, что броски тока ограничены, и , чтобы цепь включалась нормально. Некоторые могут и не делать этого, и если вы не уверены, вам нужно провести тщательное тестирование, чтобы быть абсолютно уверенным в отсутствии опасности.

ПРИМЕЧАНИЕ: Я настоятельно рекомендую использовать вспомогательный трансформатор или автономный бестрансформаторный источник питания с Усилитель класса А, так как это исключит любую возможность неисправности реле из-за недостаточного напряжения питания при включенных в цепь балластных резисторах.

Из-за того, что усилитель класса A все время работает на полную мощность, при использовании существующего источника питания (от вторичной обмотки) вы не должны опускаться ниже 200% рекомендуемого предела пускового тока. В некоторых случаях будет обнаружено, что даже в этом случае не хватает напряжения для работы реле с входными балластными резисторами в цепи.

Если это так, вы не можете использовать этот метод, или вам придется довольствоваться пусковым током, который, возможно, в 3-5 раз превышает нормальную номинальную полную мощность.Это по-прежнему значительно меньше, чем в других случаях, и помогает продлить срок службы компонентов питания, но является менее удовлетворительным. Вычисления выполняются так же, как и выше, но необходимо некоторое тестирование, чтобы гарантировать надежную работу реле каждый раз. См. Примечание выше.

---

10 — Строительные заметки

Электробезопасность для таких цепей имеет первостепенное значение. Предлагаемых способов установки входных балластных резисторов нет, так как это зависит от многих факторов.Как уже отмечалось, мощные термисторы NTC — хорошая идея, и поскольку они предназначены именно для этого применения, вы можете быть уверены в успехе. Они остынут, как только реле сработает, поэтому их можно быстро снова использовать.

Убедитесь, что ваша проводка обеспечивает длину пути утечки не менее 5 мм и зазор между низким и опасным (сетевым) напряжением при установке резисторов. Если есть свободное место, больше пути утечки и зазоров не причинит вреда и поможет гарантировать, что барьеры электробезопасности вряд ли будут нарушены (например, внутренним мусором в результате взрыва конденсатора — и да, это может и происходит).

Для тех, кто не знает терминов, расстояние утечки — это физическое разделительное расстояние по поверхности (например, печатной плате). ламинат или другой изоляционный материал), а «зазор» — это физическое расстояние в воздухе или «свободное пространство». Свободные расстояния могут быть увеличены за счет использования изоляционного материала (так что к требованиям утечки). Любой изоляционный материал должен быть негорючим, если есть вероятность того, что очень горячие части могут стать причиной возгорания.Местные правила обычно диктуют, что / не подходит, а диэлектрическая прочность используемого материала должна быть такой, чтобы не допустить электрического пробоя при использовании.

В качестве альтернативы можно приобрести резистор в алюминиевом корпусе с болтовым креплением. Его следует выбирать для желаемого максимального пускового тока, он должен быть рассчитан минимум на 25 Вт и с адекватным номинальным импульсным током. Абсолютно необходима большая осторожность, потому что, хотя резисторы или термисторы находятся в цепи только в течение 100 миллисекунд, неисправность может привести к катастрофе.Поскольку резисторы сильно нагреваются в случае неисправности, а байпасное реле не срабатывает, просто обернуть их термоусадочной трубкой (например) не принесет никакой пользы, потому что она расплавится. Идея состоит в том, чтобы предотвратить чрезмерные внешние температуры, пока резисторы (надеюсь) не выйдут из строя и не разомкнутся. Метод, используемый с печатной платой P39, снова проще — 3 резистора по 5 Вт устанавливаются на вспомогательной плате, а выводы должны быть изогнуты, чтобы резисторы не выпали, даже если припой расплавится.Я еще не видел и не слышал о неисправности резистора или, что более важно, об угрозе электробезопасности.

Проводка реле не критична, но убедитесь, что расстояние между контактами сети и любой другой частью схемы составляет не менее 5 мм, если вы используете вспомогательный трансформатор. Для всей силовой проводки должен использоваться сетевой кабель, а соединения должны быть защищены от случайного прикосновения. Сохраняйте как можно большее расстояние между любой сетевой проводкой и низковольтной или сигнальной проводкой.

Особенно важны подключения к балластным резисторам. Поскольку они могут сильно нагреваться, если реле не сработает, необходимо следить за тем, чтобы вывод не отсоединился при расплавлении припоя, и чтобы припоя было достаточно, чтобы удерживать все вместе, и не более того. Спад припоя может вызвать короткое замыкание на корпус, что подвергнет вас или других пользователей высокому риску поражения электрическим током. Альтернативой является использование винтового соединителя, который должен выдерживать высокие температуры без плавления корпуса.Доступны керамические винтовые клеммы, и они безотказно выдержат большинство «событий» перегрева.

Не используйте термоусадочные трубки в качестве изоляции для подводящих силовых проводов к балластным резисторам. Трубки из стекловолокна или силиконовой резины можно приобрести у поставщиков электроэнергии и предназначены для работы при высоких температурах. Если вы хотите поэкспериментировать с активной схемой плавного пуска, вы должны убедиться, что она безопасна и надежна. Никаких подробностей схемы здесь не приводится, и маловероятно, что я буду разбираться в этом дальше, поскольку это слишком сложно для того, что обычно является довольно простой задачей.Мы не стремимся к совершенству, а просто стремимся к простому способу подключения трансформатора к сети без значительного пускового тока.

---

Заключение

В случае, если вы пропустили это в первый раз: в случае неисправности усилителя или постоянного потребления сильного тока при включении питания предохранитель может не перегореть (или, по крайней мере, может не сгореть достаточно быстро, чтобы предотвратить повреждение) при питании цепи от вторичной обмотки, так как может не хватить мощности для срабатывания реле. Если вам не нравится эта идея — ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР .Предохранитель может перегореть только после замыкания реле, но, по крайней мере, он перегорит. 100 мс — это не так уж и долго.

Эти схемы предназначены для ограничения максимального тока при включении. Если нет мощности для работы реле, балластные резисторы будут поглощать полное сетевое напряжение, поэтому в описанном выше примере резистора будет рассеиваться более 900 Вт! Резисторы выйдут из строя, но как долго они прослужат? Ответ на этот вопрос совершенно неизвестен (но «не долго» — хорошее предположение). Термисторы могут выжить, а могут и не выжить.

Надежность релейной цепи превыше всего. В случае выхода из строя рассеиваемая мощность балластного резистора будет очень высокой, и он перегреется, что может привести к повреждению. Худшее, что может случиться, — это то, что паяные соединения резисторов расплавятся, что приведет к отсоединению сетевого шнура и замыканию на корпус. В качестве альтернативы припой может осесть и вызвать короткое замыкание. Если вам повезет, балластные резисторы выйдут из строя до того, как произойдет полномасштабное расплавление.

Убедитесь, что сетевые подключения к резисторам выполнены, как описано выше (примечания по конструкции), чтобы избежать любой из очень опасных возможностей.Возможно, вам придется проконсультироваться с местными нормативными актами в вашей стране по вопросам безопасности электропроводки, чтобы убедиться в соблюдении всех законных требований. Если вы построите схему, которая выходит из строя и кого-то убивает, угадайте, кто виноват? Ты!

Можно использовать термовыключатель, установленный на резисторах, для отключения питания, если температура превышает установленный предел. Эти устройства доступны в качестве запасных частей. для различных бытовых приборов, или вы можете получить их у обычного поставщика.Хотя это может показаться желательным вариантом, вполне вероятно, что резисторы выйдут из строя. прежде, чем термовыключатель сможет сработать. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Маленькие металлические пулевидные плавкие предохранители без возврата в исходное положение имеют корпус под напряжением (он подключен к одному из входных проводов). Используйте этот тип с большой осторожностью! Также имейте в виду, что паять эти устройства нельзя. Если вы это сделаете, тепло от пайки расплавит воск внутри термопредохранителя, и это приведет к разомкнутой цепи. Соединения следует использовать гофрированными. или винтовые клеммы.

Здесь представлено несколько схем или идей схем, и вам решать, какую технику использовать. Автономная схема (бестрансформаторный источник питания) — неплохая идея, но может быть сложно гарантировать, что вся проводка под напряжением должным образом защищена от случайного контакта. Поскольку это целая печатная плата, этого может быть довольно сложно добиться. Аналогичные требования предъявляются к активным ограничителям броска тока, большая часть схем которых находится под напряжением сети. Хотя все можно установить в пластиковый ящик, это может стать причиной возгорания в случае серьезной неисправности.Металлический ящик решает эту проблему, но тогда его содержимое должно быть должным образом изолировано (с использованием высокотемпературных негорючих материалов), а ящик заземлен в целях безопасности.

---

Список литературы

1. Ametherm SL22 20005 Термистор
2. AN30.01.en — Указания по применению PULS
3. Техническое примечание: повторяющиеся пиковые и пусковые токи
4. Проблемы, связанные с пусковыми токами, вызванные лампами с электронными драйверами, и способы их устранения
5. Motorola AN1542
6. Высокоимпульсные нагрузочные резисторы — Vishay

---

---

Основной индекс Указатель статей

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2017. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта.Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Журнал изменений: страница опубликована, авторские права © декабрь 2017 г.

Файл не найден

Ошибка 404 — файл не найден

Похоже, вы столкнулись с проблемой.

В понедельник, 20 сентября 2021 года, 18:17:03 EDT
Вы посетили этот сайт с IP-адреса 85.140.6.42
и попытался загрузить файл:
«www.apprep.com/site/articles/soft_start_white_paper_eaton.pdf»
Мы выполнили поиск, но не нашли запрашиваемую страницу!

Если запрос действителен, файл мог быть удален, имя было изменено или в настоящее время недоступен по какой-либо другой причине.

Это известный факт, что ЗДЕСЬ быть не хочется! Итак, мы хотели бы сделать пару предложений, чтобы вы вернулись в нужное русло.

Вы можете нам помочь

А пока мы будем признательны за вашу помощь в решении основной проблемы, чтобы другие посетители не подвергались такому же разочарованию. что вы испытали. Скорее всего, это один из трех сценариев, которые привели вас на эту страницу, и они описаны ниже.

1. Если вы НАБИРАЕТЕ страницы «путь» и «имя файла» в поле URL-адреса вашего браузера, пожалуйста, дважды проверьте информацию и убедитесь в правильности написания а прочий «синтаксис» правильный.Если правильный , попробуйте еще раз. Если это произойдет во второй раз, воспользуйтесь этой ссылкой, чтобы отправить нам сообщение, объясняющее вашу ситуацию. Мы постараемся найти проблему и исправить ее как можно быстрее.

2. Если вы перешли на эту страницу по ССЫЛКЕ НА НАШЕМ ВЕБ-САЙТЕ , мы хотели бы узнать об этом, чтобы мы могли исправить проблему.Воспользуйтесь этой ссылкой, чтобы отправить нам сообщение с объяснением ситуации, включая ССЫЛКУ, по которой вы перешли на эту страницу.

3. Если вы попали на эту страницу, выбрав ссылку С ДРУГОГО ВЕБ-САЙТА , сообщите нам имя сайта и какую ссылку вы выбрали. Возможно, нам не удастся убедить другого веб-мастера изменить свою ссылку, но мы можем попробовать.

Приносим извинения за неудобства, вызванные этой ошибкой, но мы надеемся, что наши предложения помогут вам перейти к целевой теме.

Спасибо за посещение … и за помощь в исправлении наших ошибок.

Менеджмент

Разница между жестким и мягким запуском — SoftStartRV

Устройства жесткого и плавного пуска

чрезвычайно важны для защиты вашего двигателя и приложений от неконтролируемого скачка тока, который возникает при запуске двигателя.Оба они могут использоваться для определенной степени защиты двигателя и приборов, но оба делают это по-разному.

Сегодня мы сравним устройства жесткого пуска и устройства плавного пуска, учитывая, что они собой представляют, как они работают, а также преимущества и недостатки каждого из них.

Что такое тяжелый старт?

Жесткий пуск — это пиковый скачок тока для сокращения времени, необходимого для запуска системы. Вы можете использовать жесткий пуск, когда ваш электрический ток нуждается в повышении для запуска двигателя.

Бросок тока увеличивается, что может привести к перегреву двигателя или сокращению срока его службы.

Устройства жесткого пуска наиболее полезны, когда речь идет о больших блоках переменного тока в жилых или коммерческих зданиях. Вы можете использовать аппаратный пускатель, когда у вас есть мощный источник питания, который может обеспечить двигатели вашего блока переменного тока достаточной мощностью, чтобы управлять достаточным броском тока.

Комплект жесткого запуска включает пусковой конденсатор и пусковое реле. Подключите комплект жесткого запуска к рабочему конденсатору двумя проводами невероятно легко и быстро.Для установки вам не понадобится профессионал. Аппаратные стартеры начинаются всего с 10 долларов в Интернете, поэтому их стоит попробовать, если ваш кондиционер не включается должным образом.

Многие люди удивляются тому, насколько просто исправить недорогое устройство, установив в систему перед ее запуском. Ваш двигатель запустится, как только будет установлен аппаратный пускатель, так что вы можете отремонтировать свою систему за считанные минуты.

Что такое плавный пуск?

С другой стороны, плавный пуск используется для защиты двигателя и ваших устройств от более короткого срока службы.Плавный пуск снижает броски тока до 70%, снижая вероятность повреждения и позволяя двигателю запускаться более плавно и безопасно, чем при жестком пуске.

Устройства плавного пуска

лучше всего использовать, когда источником питания является небольшой генератор. Например, устройства плавного пуска можно использовать в жилых домах, когда вам нужно, чтобы блок переменного тока работал, но у вас нет доступа к электросети. Жесткий стартер не будет работать с небольшим генератором, поэтому они бесполезны в доме на колесах, питаемом от генератора.

Устройство плавного пуска также содержит пусковой конденсатор и пусковое реле, как и устройство жесткого пуска.Однако в устройстве плавного пуска также используется комплексная электроника с впечатляющими алгоритмами, которые могут распознавать и записывать множество вещей при запуске вашего двигателя.

Как работает жесткий стартер?

Аппаратный пускатель работает, накапливая энергию в конденсаторе. Как только вы попытаетесь включить двигатель, энергия конденсатора высвободится и присоединится к начальному броску тока, чтобы усилить ее и заставить двигатель работать.

Вы сможете услышать, когда ваш кондиционер плохо запускается, внимательно прислушиваясь.Если после включения переменного тока вы слышите заикание или щелчки в паре с тем, что кондиционер не остается включенным слишком долго, это может указывать на то, что для кондиционера требуется комплект для жесткого запуска.

При запуске переменного тока компрессору часто требуется в 4-8 раз больше электрического тока для запуска. Со временем эта дополнительная мощность может перегреть систему и значительно сократить срок ее службы.

Комплект жесткого запуска может сократить период запуска двигателя и уменьшить количество электрического тока, необходимого для запуска вашего переменного тока.Без жесткого пускателя электрический КПД составит всего около 50%. Тем не менее, для тех, кто готов к старту, этот рост может достигать 98%.

Хотя жесткий стартер может в определенной степени защитить ваш двигатель, он по-прежнему позволяет передавать большую мощность на двигатель одновременно. Это должно несколько сократить срок службы, поэтому устройство жесткого пуска по-прежнему не обеспечивает такой защиты, как устройство плавного пуска.

Как работает устройство плавного пуска?

Устройство плавного пуска работает, контролируя величину напряжения, проходящего через цепи двигателя.Устройство плавного пуска может сделать это, воздействуя на крутящий момент двигателя, который снижает напряжение и позволяет ему управлять напряжением, чтобы обеспечить плавный запуск и ускорение.

В большинстве современных устройств плавного пуска теперь используются выпрямители с кремниевым управлением (SCR) или тиристоры для более эффективного ограничения напряжения. Как только двигатель запускается, SCR включаются и ограничивают напряжение, которое может достигать двигатель.

Как только двигатель начинает ускоряться, тиристоры начинают расслабляться, позволяя большему напряжению достигать двигателя.После того, как все напряжение достигнет двигателя, тиристоры выключатся. Устройства плавного пуска обычно имеют КПД 99% или выше.

Устройства плавного пуска

могут защитить двигатель и цепи от первоначального скачка напряжения, продлевая срок службы этих компонентов. Устройства плавного пуска могут защитить от перегрева. Блоки переменного тока также известны своим стуком, который устройство плавного пуска может предотвратить после установки.

Когда следует устанавливать комплект жесткого запуска?

Существует несколько причин, по которым вам может понадобиться аппаратный стартер, которые мы подробно описали ниже.

Ваш кондиционер уже не запускается

Мы упоминали ранее, как вы можете определить, является ли ваш текущий кондиционер трудно запускаемым или нет. Вот они снова, а также несколько новых указаний, на которые следует обратить внимание:

• Кондиционер запускается, но вскоре после этого отключается — или возникает короткое замыкание, что обычно указывает на неисправность компрессора.
• При запуске компрессора слышен щелчок, что является еще одним признаком неисправности компрессора.
• Индикаторы мигают при включении переменного тока, что указывает на то, что переменный ток потребляет слишком много энергии для начала работы.
• Компрессор отключает ваш автоматический выключатель, показывая, что для запуска используется слишком много энергии, и вызывает отключение всей цепи до того, как может произойти какое-либо электрическое повреждение.

Это четыре симптома жесткого запуска блока переменного тока. Имейте в виду, что все эти симптомы не обязательно должны означать, что ваш кондиционер не запускается, может присутствовать только один симптом.Возможно, вы захотите позвонить профессионалу, чтобы он помог вам реализовать свои следующие шаги.

Если срок службы компрессора подошел к концу, вам потребуется установить новый или вообще купить новый кондиционер. Однако, если компрессор изо всех сил пытается включить двигатель, установка комплекта жесткого запуска может решить эту проблему, не тратя много средств на новый кондиционер.

Вы приобрели новый кондиционер

Раньше многие старые блоки переменного тока поставлялись с уже установленными комплектами жесткого запуска, но в более новых моделях они обычно отсутствуют.Убедитесь, что вы спрашиваете, где вы покупаете кондиционер, есть ли в модели уже установлен жесткий стартер или нет.

Если ответ отрицательный, вы можете приобрести и установить его, чтобы предотвратить возникновение каких-либо проблем с вашим AC. Меньше всего вам хочется остаться с блоком переменного тока, который не может запускаться или оставаться включенным в течение длительного периода времени в самые жаркие дни года.

Когда следует устанавливать комплект плавного пуска?

Устройство плавного пуска следует устанавливать, когда вам необходимо контролировать крутящий момент и пусковой ток во время пуска и остановки двигателя.Когда двигатель заработает, скорость будет постоянной, пока он не будет выключен. Устройства плавного пуска предоставляют вам простое и экономичное решение для вашего двигателя.

Устройства плавного пуска

могут использоваться для конвейеров и вентиляторов, которым требуется постоянная скорость во время их использования. Однако устройства плавного пуска также можно использовать в жилых домах, если вы хотите включить блок переменного тока, не повредив небольшой генератор.

Небольшие генераторы обычно не обладают достаточной мощностью для запуска блока переменного тока самостоятельно. Без устройства плавного пуска вам потребовалось бы, чтобы генератор предлагал в 4-8 раз больше мощности, чем обычно требуется для переменного тока.

Хотя это возможно, этот генератор будет дорогим и, вероятно, слишком большим для вашего дома на колесах. Таким образом, можно установить устройства плавного пуска для защиты блока переменного тока и генератора, чтобы запустить охлаждающий механизм без скачка напряжения.

В то время как устройство жесткого пуска лучше всего подходит для больших зданий с впечатляющими системами переменного тока, устройства плавного пуска могут быть спасительным средством, когда ваш источник питания значительно меньше. Примером может служить ситуация, когда вы находитесь вдали от электросети или жилого дома.

Преимущества и недостатки хард-стартеров

У устройств жесткого и плавного пуска есть преимущества и недостатки, которые мы рассмотрим в следующих двух разделах.

Надеюсь, эти разделы помогут вам определить, нужен ли вам жесткий или мягкий пускатель для ваших приложений.

Льготы

Жесткие пускатели часто считаются лучшим вариантом, когда для запуска приложения требуется высокий пусковой крутящий момент. Кроме того, устройства жесткого пуска зачастую намного более доступны, чем устройства плавного пуска, что делает их менее дорогостоящими, чем последний вариант.

Хотя это привлекательное качество, вам следует принимать во внимание не только стоимость стартера.Покупка дешевой модели может нанести вред вашему двигателю и устройствам, если вам нужен мягкий пускатель больше, чем жесткий.

Недостатки

Жесткие пускатели можно использовать только в нормальных условиях. Если что-то пойдет не так или изменится эти условия, жесткий стартер может не запустить ваш двигатель. Более того, это может повредить ваш двигатель и прибор переменного тока и полностью вывести его из строя.

По этой причине аппаратные пускатели следует использовать только в жилых, коммерческих или промышленных зданиях, которые могут содержаться в «нормальных» условиях.Жесткие стартеры не подходят для жилых автофургонов или автодомов, где условия постоянно меняются.

Преимущества и недостатки устройств плавного пуска

Подобно преимуществам и недостаткам устройств плавного пуска, многие из них поставляются вместе с устройством плавного пуска.

Льготы

В отличие от устройств жесткого пуска, устройства плавного пуска снижают начальный крутящий момент двигателя, чтобы крутящий момент не оказывал слишком большого ненужного давления на двигатель или ваши устройства. Это может продлить срок службы вашего двигателя и цепей.

Устройства плавного пуска

предназначены для уменьшения пускового тока компрессора путем управления током, протекающим через пусковую и рабочую обмотки. Это дает вам больше контроля над током и, следовательно, может защитить большую часть цепи от перегрева.

Многие устройства плавного пуска также оснащены встроенными функциями, которые защищают компрессор от непредвиденных обстоятельств. Это дает им преимущество перед хард-стартерами, которым нужны те же условия.

Это позволяет понять, почему устройства плавного пуска являются лучшим вариантом, если вы живете вне сети с небольшим генератором или для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на основе инверторов.

Устройства плавного пуска

также работают тише и часто служат дольше, чем устройства жесткого пуска, и их также можно использовать для защиты от ударов, которые вы слышите от блоков переменного тока в течение дня и ночи.

Последним преимуществом устройств плавного пуска является то, что они доказали, что они многократно возвращают ваши инвестиции благодаря экономии на генераторе, которую они предлагают, и избавляют вас от необходимости заменять компрессор.

Недостатки

Устройства плавного пуска часто дороже устройств плавного пуска, и вы не сможете найти их так же легко, как устройства жесткого пуска. Хотя цена часто является ключевой характеристикой, на которую нужно обращать внимание при покупке чего-либо, не выбирайте просто стартер, потому что это более дешевый вариант.

Устройства плавного пуска

могут быть не лучшим вариантом для больших систем переменного тока или других приложений, которым для начала требуется большой бросок тока.

Сводка

Как видите, устройства жесткого пуска и устройства плавного пуска — это две совершенно разные концепции.Жесткий пуск направлен на то, чтобы сделать бросок тока как можно большим, в то время как мягкий пуск снижает его в максимально возможной степени.

Оба они по-своему впечатляют, но будьте осторожны, чтобы не ошибиться с тем, что вам нужно. Жесткие стартеры лучше всего использовать в местах, где нормальные условия не часто меняются.

Устройства плавного пуска

гораздо более гибкие и могут использоваться в жилых автофургонах и автодомах, где условия не поддаются контролю. Убедитесь, что вы провели исследование, прежде чем покупать один, и, если сомневаетесь, проконсультируйтесь со специалистом, чтобы убедиться, что вы выбрали правильный стартер.

Как работает мягкий старт?

Устройство плавного пуска — это любое устройство, которое управляет ускорением электродвигателя посредством управления приложенным напряжением.

Асинхронный двигатель имеет возможность самозапуска из-за взаимодействия между потоком вращающегося магнитного поля и потоком обмотки ротора, вызывая высокий ток ротора при увеличении крутящего момента. В результате статор потребляет большой ток, и к тому времени, когда двигатель достигает полной скорости, потребляется большой ток (превышающий номинальный ток), что может вызвать нагрев двигателя и, в конечном итоге, его повреждение.Чтобы этого не произошло, нужны пускатели двигателей.

Пуск двигателя возможен 3 способами:

1. Подача напряжения полной нагрузки через определенные промежутки времени: прямой пуск от сети
2. Постепенное применение пониженного напряжения: пускатель звезда-треугольник и устройство плавного пуска
3. Применяющая часть обмотки пуска: Автотрансформаторный пускатель

Определение плавного пуска

С технической точки зрения устройство плавного пуска — это любое устройство, которое снижает крутящий момент, прилагаемый к электродвигателю.Обычно он состоит из твердотельных устройств, таких как тиристоры, для управления подачей напряжения питания на двигатель. Пускатель работает по тому, 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.

С помощью устройства плавного пуска может быть два типа управления:

1) Открытое управление: Пусковое напряжение подается со временем, независимо от потребляемого тока или скорости двигателя.Для каждой фазы два SCR подключаются друг к другу, и SCR сначала проводятся с задержкой 180 градусов в течение соответствующих полуволновых циклов (для которых проводит каждый SCR). Эта задержка постепенно уменьшается со временем, пока подаваемое напряжение не возрастет до полного напряжения питания. Это также известно как система изменения напряжения во времени. Этот метод не имеет значения, поскольку он фактически не контролирует ускорение двигателя.

2) Управление по замкнутому контуру: Любая из выходных характеристик двигателя, таких как потребляемый ток или скорость, отслеживается, и пусковое напряжение изменяется соответствующим образом для получения требуемого отклика.Ток в каждой фазе контролируется, и если он превышает определенную уставку, изменение напряжения по времени останавливается.

Таким образом, основной принцип устройства плавного пуска состоит в том, чтобы контролировать угол проводимости тиристоров, подачу напряжения питания.

Компоненты базового устройства плавного пуска

• Переключатели мощности, такие как тиристоры, которые должны управляться по фазе, чтобы они применялись для каждой части цикла. В трехфазном двигателе по два тиристора подключены спина к каждой фазе.Коммутационные устройства должны иметь номинальное значение, как минимум, в три раза превышающее линейное напряжение.
• Логика управления с использованием ПИД-контроллеров или микроконтроллеров или любой другой логики для управления приложением напряжения затвора к тиристору, то есть для управления углом срабатывания тиристоров, чтобы заставить тиристор работать в требуемой части цикла напряжения питания.

Рабочий пример электронной системы плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя

Система состоит из следующих компонентов:

• Два спина к спине SCR для каждой фазы, т.е.е. Всего 6 SCR.
• Схема логики управления в виде двух компараторов — LM324 и LM339 для создания уровня и линейного напряжения и оптоизолятора для управления приложением напряжения затвора к каждому тиристору в каждой фазе.

Схема источника питания для обеспечения необходимого напряжения питания постоянного тока.

Напряжение уровня генерируется с помощью компаратора LM324, инвертирующий вывод которого питается от источника постоянного напряжения, а неинвертирующий вывод подается через конденсатор, подключенный к коллектору NPN-транзистора.Зарядка и разрядка конденсатора приводит к соответствующему изменению выходного сигнала компаратора и изменению уровня напряжения с высокого на низкий. Напряжение этого выходного уровня подается на неинвертирующий вывод другого компаратора LM339, на инвертирующий вывод которого подается напряжение с линейным нарастанием. Это линейное напряжение создается с помощью другого компаратора LM339, который сравнивает пульсирующее напряжение постоянного тока, приложенное к его инвертирующему выводу, с чистым постоянным напряжением на его неинвертирующем выводе и генерирует опорный сигнал нулевого напряжения, который преобразуется в линейный сигнал путем зарядки и разрядки электролитный конденсатор.

Третий компаратор LM339 выдает сигнал большой ширины импульса для каждого напряжения высокого уровня, который постепенно уменьшается по мере уменьшения напряжения уровня. Этот сигнал инвертируется и подается на оптический изолятор, который подает импульсы затвора на тиристоры. По мере падения уровня напряжения ширина импульса оптического изолятора увеличивается, и чем больше ширина импульса, тем меньше задержка, и постепенно тиристор срабатывает без какой-либо задержки. Таким образом, управляя длительностью между импульсами или задержкой между приложениями импульсов, регулируется угол включения SCR и регулируется подача тока питания, таким образом управляя выходным крутящим моментом двигателя.

Весь процесс на самом деле представляет собой систему управления без обратной связи, в которой время подачи импульсов запуска затвора на каждый тиристор регулируется в зависимости от того, насколько раньше линейное напряжение снижается от уровня напряжения.

Преимущества мягкого старта

Теперь, когда мы узнали, как работает электронная система плавного пуска, давайте вспомним несколько причин, по которым она предпочтительнее других методов.

• Повышенный КПД : КПД системы плавного пуска, использующей твердотельные переключатели, больше из-за низкого напряжения во включенном состоянии.
• Управляемый запуск : Пусковой ток можно плавно регулировать, легко изменяя пусковое напряжение, что обеспечивает плавный запуск двигателя без рывков.
• Управляемое ускорение : Ускорение двигателя регулируется плавно.
• Low C ost и размер : Это обеспечивается за счет использования твердотельных переключателей.

Однофазное устройство плавного пуска EasyStart 364 (3 тонны) для кондиционеров — Micro-Air, Inc.

Позволит ли мне EasyStart запустить и использовать мой RV A / C 13,5K или 15K на Honda EU2000i?
Да, но нужно применять довольно строгое управление питанием, поскольку многие кондиционеры могут потреблять 1700-1900 Вт в жаркую погоду. Кроме того, Honda EU2000i может не хватить мощности на высоте 4000 футов или выше. (Перенастройка карбюратора может увеличить это значение.) У нас много довольных клиентов EasyStart, использующих этот генератор Honda со всеми марками крышных кондиционеров. EasyStart запускает и запускает эти компрессоры даже при включенном режиме ECO генератора.Как насчет использования одного из многих других инверторных генераторов на рынке, конкурирующих с Honda? Не все генераторы созданы одинаково, и в некоторых случаях вы получаете то, за что платите. Ваш лучший источник прямо сейчас — поискать по многочисленным блогам и доскам объявлений в сети и проверить обзоры на интересующий вас генератор.

Будет ли Easy Start работать от моего солнечного инвертора?
EasyStart был протестирован с несколькими инверторами хорошего качества и был успешно применен во многих установках у клиентов.EasyStart снижает пусковой ток до менее чем удвоенного рабочего тока компрессора, поэтому EasyStart отлично работает в хорошо спроектированной системе.

Насколько сложно установить в доме на колесах?
EasyStart устанавливается внутри дождевого козырька на крыше. Провода подводятся к электрическому шкафу и подключаются к четырем точкам в нем. У нас есть множество схем подключения крышных агрегатов, а в некоторых случаях — полные руководства по установке. Хотя большинство клиентов устанавливают EasyStart самостоятельно, некоторые предпочитают, чтобы его установил их дилер, специалист по ОВК или электрик.

Аннулирует ли EasyStart гарантию на мой компрессор?
Некоторые владельцы жилых автофургонов опасаются, что их установка EasyStart 364 может каким-то образом аннулировать гарантию производителя на двигатель компрессора их крышного кондиционера. По закону этого не должно быть. Но никогда не знаешь, что может утверждать производитель. Micro-Air полностью уверена, что ее продукция не может повредить ваш компрессор. Если у вас есть потенциальная проблема с гарантией, мы рекомендуем вам рассмотреть возможность удаления EasyStart, чтобы избежать каких-либо проблем, связанных с его установкой.Мы предлагаем расширенную гарантию

Сможет ли Easy Start сократить или продлить срок службы моего компрессора?
№ EasyStart работает только во время пуска двигателя, затем отключается от цепи. Так как большинство компрессоров выходят из строя механически, прежде чем выходят из строя электрически, EasyStart не влияет на долговечность компрессора.

Что значит 3 тонны?
Это означает, что EasyStart, рассчитанный на 3 тонны, может управлять компрессором с мощностью нагрева или охлаждения до 36 000 БТЕ.Стандартные модели EasyStart легко справляются с типичными кондиционерами 13,5K или 16K, которые используются во многих областях.

Будет ли EasyStart работать с двигателями с центробежным переключателем, такими как водяные насосы и воздушные компрессоры?
Хотя мы успешно установили EasyStart в некоторых приложениях, другие не разрешают доступ к обмоткам двигателя или представляют собой другую конфигурацию, которая не поддерживается. Мы не рекомендуем устанавливать его для одного двигателя, однако OEM и дилеры, желающие установить несколько устройств, должны связаться с Microair для дальнейшего обсуждения этого приложения.

Есть ли трехфазная модель?
Нет, EasyStart — только однофазный.

Будет ли Easy Start работать с моим холодильником?
Возможно. Компрессор должен уравновесить давление в течение 5-минутного окна перезапуска. Для этого может потребоваться установка расширительного клапана с выравниванием некоторых систем.

Все о устройствах плавного пуска двигателей

Как можно защитить и улучшить свои электродвигатели?

Двигатели

переменного и постоянного тока — бесценные механизмы, которые создают движение за счет электричества, но они склонны к выходу из строя при неправильном использовании.Эта частота отказов увеличивается, если двигатель изначально потребляет большой ток, который может повредить как его катушки, так и проводку. Пускатели двигателя с плавным пуском — полезный инструмент для предотвращения таких повреждений, а также повышения эффективности системы двигателя за счет регулирования этого броска тока. Эти устройства необходимы для некоторых основных приложений, поэтому эта статья поможет читателям понять, что такое устройства плавного пуска, как они работают и как они используются в реальных системах.

Что такое устройства плавного пуска?

Устройства плавного пуска

— это электрические устройства, подключенные между источником питания и двигателем, которые регулируют величину тока, подаваемого на двигатель.Устройства плавного пуска используются с любым двигателем, который изначально потребляет избыточный ток, также известный как большой «пусковой ток». Название «устройство плавного пуска» обычно относится к электронным твердотельным накопителям, что означает просто привод, в котором используются полупроводники. Чтобы узнать о других типах стартеров, прочтите нашу статью о пускателях двигателей.

Как объясняется в нашей статье об асинхронных двигателях, типичные двигатели переменного тока изначально потребляют в два-семь раз больше номинального тока, так как требуется много энергии для того, чтобы эти машины вышли на полную скорость из состояния покоя.Этот скачок мощности может в лучшем случае вызвать нежелательные рывки в системе, а в худшем — повредить катушки двигателя и его проводку. Чтобы этого не произошло, устройство плавного пуска предотвратит такой бросок и запустит двигатель «мягко»; Другими словами, они снижают начальный ток, так что двигатель набирает полную скорость без избыточного тока. Они похожи на частотно-регулируемые приводы (ЧРП), но могут изменять только ток, а не скорость (подробнее о ЧРП читайте в нашей статье о контроллерах двигателей переменного тока). Хотя устройства плавного пуска не могут изменять скорость двигателя, они повышают эффективность и безопасность при использовании.Устройства плавного пуска популярны в системах с высоким моментом инерции, которые необходимо постепенно выводить на полную мощность.

Как работают устройства плавного пуска?

Достижения в кремниевых технологиях позволили электрическим твердотельным устройствам плавного пуска произвести большой фурор на рынке. Для уменьшения броска тока и разгона до полной скорости в твердотельных устройствах плавного пуска обычно используются компоненты, известные как тиристоры или кремниевые выпрямители (см. Рисунок 1 ниже):

Рисунок 1: Типичное обозначение схемы для тиристоров / тиристоров.

Эти компоненты уменьшают поступающее на двигатель напряжение и позволяют операторам поддерживать постоянное напряжение до тех пор, пока не будет достигнута полная скорость. Они обычно используются в трех парах (или TRIACS) для учета каждой фазы двигателя, поскольку трехфазные двигатели обычно требуют плавного пуска (см. Рисунок 2 ниже):

Рис. 2: Типичное твердотельное устройство плавного пуска, в котором используются три пары тиристоров (TRIAC) для снижения напряжения на двигателе. Обратите внимание на контакты над двигателем, которые изначально разделены.

Изображение предоставлено: https://www.ee.co.za/article/choosing-variable-frequency-drive-soft-starter-needs.html

После запуска каждая фаза будет проходить через каждый TRIAC, прежде чем попадет в двигатель. Тиристоры уменьшат напряжение (и, следовательно, ток) и позволят ослабленному сигналу пройти к двигателю. Ток контролируется до тех пор, пока двигатель не достигнет полной скорости, после чего тиристоры блокируются путем подключения двигателя напрямую к источнику питания через контакты (также известное как питание двигателя «через линию»).

Кривые крутящего момента-скорости и тока-скорости для электродвигателей с поперечным и плавным пуском можно увидеть ниже на рисунках 3 и 4, и они помогают визуализировать влияние использования этих машин на производительность:

Рис. 3 и 4: Сравнение кривых крутящий момент-скорость / текущая скорость-скорость для двигателей с полным напряжением и двигателей с плавным пуском. Зеленая часть на кривой текущей скорости представляет собой перекрытие обеих кривых тока.

Из этих графиков видно, что устройства плавного пуска не только выравнивают ток во время запуска, но также управляют крутящим моментом двигателя.Устройства плавного пуска обеспечивают надежный, постоянный крутящий момент при номинальных скоростях и, хотя и не обеспечивают такой хороший пусковой крутящий момент, как двигатели с поперечным подключением, они снижают отклонения и обеспечивают стабильную и безопасную мощность.

Технические характеристики устройства плавного пуска

В этом разделе подробно описаны некоторые общие характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе устройства плавного пуска для вашего приложения. Обратите внимание, что в этом списке представлены только наиболее общие спецификации для всех устройств плавного пуска, но существует больше, в зависимости от конкретных моделей и функций.

Тип нагрузки

Устройства плавного пуска

чаще всего используются в сочетании с трехфазными двигателями, так как эти двигатели переменного тока имеют высокие пусковые токи и крутящие моменты. Важно знать, какая нагрузка (двигатель и двигатель) будет использоваться с точки зрения силы тока (в амперах) и мощности (кВт или л.с.), поскольку устройство плавного пуска должно иметь совместимую конструкцию.

Номинальное рабочее напряжение

Каков диапазон напряжений для устройства плавного пуска и насколько напряжение может отклоняться от этого диапазона? Например, устройство плавного пуска может иметь рабочий диапазон 230/400 В с допустимым отклонением ± 10%.Знание этих значений не только поможет предотвратить недостаточную / избыточную мощность двигателя, но также будет влиять на то, как запитывается сам пускатель.

Устройства безопасности

Большинство устройств плавного пуска поставляются с байпасными механизмами, которые замыкают цепь стартера на полное напряжение при заданных скоростях. При длительном использовании важно иметь средства безопасности, которые предотвратят повреждение цепи при коротком замыкании, например, реле защиты от тепловой перегрузки от перегрузки по току и перенапряжения. Также знание максимального дисбаланса между фазами поможет поддерживать систему в рабочих параметрах.Наконец, наличие некоторого вида регистрации данных для записи записей о неисправностях также может помочь в устранении неисправностей во время технического обслуживания.

Монтаж, корпус и размеры

Метод установки устройств плавного пуска важен, так как их способность охлаждать зависит от их ориентации. Большинство устройств плавного пуска поставляются с рекомендациями относительно того, как и где устройство должно быть установлено (например, вертикально и на плоской поверхности), а также с указанием максимального вертикального уклона для предотвращения накопления тепла. Размеры также важны, так как для устройства плавного пуска должно быть достаточно места, а также достаточно места, чтобы оно оставалось холодным.

Заявки и критерии отбора

Устройства плавного пуска

лучше всего использовать в приложениях, где требуется медленный пуск, но мощный двигатель. Они обычно используются в таких применениях, как воздушные фильтры в зданиях, где двигатель должен приводить в действие большой вентилятор. Если бы в этом случае не использовалось устройство плавного пуска, вентилятор запустился бы на высоких скоростях и снизил бы эффективность фильтрации, а также потенциально повредил бы двигатель из-за высокой инерционной нагрузки. Точно так же устройства плавного пуска находят применение в системах водоснабжения, где воду необходимо медленно откачивать, чтобы предотвратить повышение давления.Наконец, конвейерные системы выигрывают от устройств плавного пуска, поскольку они должны ускорять предметы из состояния покоя без рывков, иначе предметы могут упасть с ленты. Устройства плавного пуска также являются популярными модификациями старых пускателей пониженного напряжения, поскольку они более управляемы, программируются и эффективны.

Устройства плавного пуска

обеспечивают плавное, плавное ускорение энергоемких двигателей, которые в противном случае могут вызвать перегрузку их энергосистем. Используйте приведенные выше характеристики и поговорите со своим поставщиком, чтобы обеспечить наилучшие шансы найти подходящее устройство плавного пуска для работы.Эти машины, хотя и более дорогие, чем другие стартеры, значительно улучшат эффективность и безопасность любой системы, в которой они развернуты. Устройства плавного пуска дают операторам больше контроля, снижают риск повреждения и повышают эффективность, поэтому их первоначальная стоимость окупается в течение периода эксплуатации. Любые приложения, которые имеют высокую инерционную нагрузку и большой бросок тока, должны серьезно рассмотреть устройство плавного пуска, иначе они рискуют непреднамеренными движениями, отказами и ненужными задержками.

Сводка

В этой статье представлено понимание того, что такое устройства плавного пуска и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://www.motioncontroltips.com/when-do-you-need-a-soft-starter-for-an-ac-motor/
2. http://docs.elmarkholding.eu/LOW%20VOLTAGE%20POWER%20DISTRIBUTION/Motor%20Control%20and%20Protection/Starters/Soft%20Starters/Technical%20specification-%20Soft%20starter%20ELM%202500.pdf
3. https://realpars.com/soft-starter/
4. http://ucc.colorado.edu/siemens
5. https://literature.rockwellautomation.com
6. https://www.ee.co.za/article/choosing-variable-frequency-drive-soft-starter-needs.html

Прочие изделия из двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

.

No related posts.