Виробництво своїми руками плавного пуску для електродвигуна

Кому хочеться напружуватися, витрачати свої гроші і час на переобладнання пристроїв і механізмів, які і так прекрасно працюють? Як показує практика – багатьом. Хоч і не кожен в житті стикається з промисловим обладнанням, оснащеним потужними електродвигунами, але, постійно зустрічається нехай з не настільки ненажерливими і потужними, електромоторами в побуті. Ну а ліфтом, напевно, користувався кожен.

Електродвигуни і навантаження – проблема?

Справа в тому, що фактично будь-які електродвигуни, в момент пуску або зупинки ротора, відчувають величезні навантаження. Чим могутніше двигун і обладнання, що приводиться ним у рух, тим грандіознішими витрати на його запуск.

Напевно, сама значне навантаження, що припадає на двигун в момент пуску, це багаторазове, хоч і короткочасне, перевищення номінального робочого струму агрегату. Вже через кілька секунд роботи, коли електромотор вийде на свої штатні обороти, струм, споживаний їм, теж повернеться до нормального рівня. Для забезпечення необхідного електропостачання доводитися нарощувати потужність електрообладнання та струмопровідних магістралей, Що призводить до їх подорожчання.

При запуску потужного електродвигуна, через його великого споживання, відбувається «осідання» напруги живлення, яка може привести до збоїв або виходу з ладу обладнання, живиться з ним від однієї лінії. До всього іншого, знижується термін служби апаратури електропостачання.

При виникненні позаштатних ситуацій, які спричинили перегорання двигуна або його сильний перегрів, властивості трансформаторної сталі можуть змінитися настільки, що після ремонту двигун втратить до тридцяти відсотків потужності. При таких обставинах, до подальшої експлуатації він вже непридатний і вимагає заміни, що теж недешево.

Для чого потрібен плавний пуск?

Здавалося б, все правильно, та й обладнання на це розраховано. Ось тільки завжди є «але». У нашому випадку їх декілька:

• в момент запуску електродвигуна, ток харчування може перевищувати номінальний в чотири з половиною-п'ять разів, що призводить до значного нагрівання обмоток, а це не дуже добре;
• старт двигуна прямим включенням призводить до ривків, які в першу чергу впливають на щільність тих же обмоток, збільшуючи тертя провідників під час роботи, прискорює руйнування їх ізоляції і, з часом, може привести до межвитковое замикання;
• вищезгадані ривки і вібрація передаються на весь приводиться в рух агрегат. Це вже зовсім нездорово, тому що може привести до пошкодження його рухомих елементів: Систем зубчастих передач, приводних ременів, конвеєрних стрічок або просто уявіть себе їдуть в дёргающемся ліфті. У разі насосів і вентиляторів – це ризик деформації і руйнування турбін і лопатей;
• не варто також забувати про виробах, можливо знаходяться на виробничій лінії. Вони можуть впасти, розсипатися або розбитися через такого ривка;
• ну, і напевно, останній з моментів, які заслуговують на увагу – вартість експлуатації такого обладнання. Мова йде не тільки про дорогих ремонтах, пов'язаних з частими критичними навантаженнями, але і про відчутне кількості не ефективно витраченої електроенергії.

Здавалося б, всі перераховані вище складності експлуатації притаманні лише потужному і громіздкого встаткування технологічному, однак, це не так. Все це може стати головним болем будь-якого середньостатистичного обивателя. В першу чергу це стосується електроінструменту.

Специфіка застосування таких агрегатів, як електролобзики, дрилі, болгарки і їм подібних, припускають багаторазові цикли запуску і зупинки, протягом відносно невеликого проміжку часу.Такий режим експлуатації, в тій же мірі, впливає на їх довговічність і енергоспоживання, як і у їхніх промислових побратимів. При цьому не варто забувати, що системи плавного запуску не можуть регулювати робочі обороти мотора або реверсировать їх напрямок. Також неможливо збільшити пусковий момент або знизити струм нижче, ніж потрібно для початку обертання ротора електродвигуна.

Відео: Плавний пуск, регулювання та захист колектор. двигуна

Варіанти систем плавного пуску електродвигунів

Система «зірка-трикутник»

Одна з найбільш широко застосовуваних систем запуску промислових асинхронних двигунів. Основним її перевагою є простота. Двигун запускається при комутації обмоток системи «зірка», після чого, при наборі штатних оборотів, автоматично перемикається на комутацію «трикутник». Такий варіант старту дозволяє домогтися струму майже на третину нижче, Ніж при прямому запуску електромотора.

Однак, цей спосіб не підійде для механізмів з невеликою інерцією обертання. До таких, наприклад, відносяться вентилятори і невеликі насоси, через малі розміри і маси їх турбін. У момент переходу з конфігурації «зірка» на «трикутник», вони різко знизять обертів або зовсім зупиняться. В результаті після перемикання, електродвигун по суті, запускається заново. Тобто в кінцевому рахунку ви не досягнете не тільки економії ресурсу двигуна, але і, найімовірніше, отримаєте перевитрата електроенергії.

Відео: Підключення трифазного асинхронного електродвигуна зіркою або трикутником

Електронна система плавного пуску електродвигуна

Плавний пуск двигуна може бути проведений за допомогою сімісторов, включених в ланцюзі управління. Існує три схеми такого включення: однофазні, двофазні і трифазні. Кожна з них відрізняється своїми функціональними можливостями і кінцевою вартістю відповідно.

За допомогою таких схем, як правило, вдається знизити пусковий струм до двох-трьох номінальних. Крім цього, вдається знизити істотний нагрів, властивий вищезгаданої системі «зірка-трикутник», що сприяє збільшенню терміну служби електродвигунів. Завдяки тому, що управління запуску двигуна відбувається за рахунок зниження напруги, розгін ротора здійснюється плавно, а не стрибкоподібно, як у інших схем.

В цілому, на системи плавного пуску двигуна покладаються кілька ключових завдань:

• основна – зниження пускового струму до трьох-чотирьох номінальних;
• зниження напруги живлення двигуна, при наявності відповідних потужностей і проводки;
• поліпшення параметрів пуску і гальмування;
• аварійний захист мережі від перевантажень по струму.

Однофазна схема пуску

Дана схема призначена для запуску електродвигунів потужністю не більше одинадцяти кіловат. Застосовують такий варіант в тому випадку, якщо потрібно пом'якшити удар при запуску, а гальмування, плавний пуск і зниження пускового струму не мають значення. В першу чергу через неможливість організації останніх, в такій схемі. Але через здешевлення виробництва напівпровідників, в тому числі і сімісторов, вони зняті з виробництва і рідко зустрічаються;

Двофазна схема пуску

Така схема призначена для регулювання і пуску двигунів потужністю до двохсот п'ятдесяти ват. Такі системи плавного пуску іноді комплектують обхідним контактором для здешевлення приладу, однак, це не вирішує проблеми несиметричності харчування фаз, що може привести до перегріву;

Трифазна схема пуску

Ця схема є найбільш надійною і універсальною системою плавного пуску електродвигунів. Максимальна потужність, керованих таким пристроєм двигунів, обмежена виключно максимальної температурної і електричної витривалістю застосованих сімісторов. його універсальність дозволяє реалізувати масу функцій, Таких як: динамічний гальмо, підхоплення зворотного ходу або балансування обмеження магнітного поля і струму.

Важливим елементом останньої, зі згаданих схем, є обхідний контактор, про який говорилося раніше. він дозволяє забезпечити правильний тепловий режим системи плавного пуску електродвигуна, Після виходу двигуна на штатні робочі обороти, запобігаючи його перегрів.

Існуючі на сьогоднішній день пристрої плавного пуску електродвигунів, крім наведених вище властивостей, розраховані на їх спільну роботу з різними контролерами і системами автоматизації. Мають можливість включення по команді оператора або глобальної системи управління. При таких обставинах, в момент включення навантажень, можлива поява перешкод, що можуть призвести до збоїв в роботі автоматики, а отже, варто потурбуватися системами захисту. Використання схем плавного пуску, здатне значно зменшити їх вплив.

Плавний пуск своїми руками

Більшість перерахованих вище систем фактично непридатні в побутових умовах. В першу чергу з тієї причини, що вдома ми вкрай рідко використовуємо трифазні асинхронні двигуни. Зате колекторних однофазних моторів – хоч відбавляй.

Існує чимало схем пристрою плавного запуску двигунів. Вибір конкретної залежить виключно від вас, але в принципі, маючи певні знання радіотехніки, вмілі руки і бажання, цілком можна зібрати пристойний саморобний пускач, Який продовжить життя вашого електроінструменту і побутової техніки на довгі роки.