Устройство плавного пуска

Для защиты электроприводов и других компонентов станков, ручного инструмента, других механизмов применяют устройство плавного пуска. В полном соответствии с названием такое дополнение помогает исключить чрезмерные нагрузки при старте (остановке). Его использование продлевает срок службы оборудования, уменьшает вероятность возникновения поломок и аварийных ситуаций. Кроме приобретения фабричных моделей, вполне допустимо создание функциональной электронной схемы собственными силами.

Правильно выбрать подходящее устройство поможет внимательное изучение параметров и особенностей эксплуатации

Назначение, принцип действия

В действительности рассматриваемое устройство выполняет больше полезных функций, чем отмечено выше. Плавный пуск помогает решать следующие практические задачи:

• минимизация бросков напряжения в сети питания, предотвращение повреждений подключенной электроники;
• деликатное воздействие при старте и торможении, исключающее механические повреждения и преждевременный выход из строя коробок передач, других узлов;
• исключение рывков конвейерных лент, резких перепадов давления после насосных станций;
• рациональное потребление электроэнергии вентиляционными и другими системами.

Если сузить обзор непосредственно до электропривода, следует отметить:

• уменьшение нагрева;
• дополнительную защиту при включении от коротких замыканий в обмотках;
• предотвращение заклинивания ротора;
• смягчение дисбаланса электрических параметров.

Механические приспособления соответствующего назначения создают с использованием тормозящих колодок, сложных противовесов. Без тщательного изучения понятно, что подобные устройства увеличивают общий вес и габариты. Они нуждаются в регулярном обслуживании и замене по мере износа отдельных частей.

Принцип действия

На рисунке показано использование ключей для формирования фазовой отсечки. Соответствующей настройкой схемы можно «отрезать» часть амплитуды сигнала, регулируя тем самым потребляемую энергию. На второй диаграмме показано, как именно уменьшаются пусковые токи при оснащении техники защитным устройством.

Особенности фабричных моделей

Производители предлагают широкий ассортимент изделий в этой категории. Для упрощенного выбора устройства плавного пуска (УППА) достаточно уточнить соответствие мощности потребления определенного силового агрегата и количества фаз, которые будут изменяться.

При более тщательном изучении вопроса обращают внимание на номинал тока электронных ключей. Его выбирают в несколько раз больше, чем аналогичный рабочий параметр двигателя (берут значение для средних оборотов ротора). Запас по этой позиции определяют с учетом особенностей оборудования. В насосном оборудовании, например, вполне достаточно превышения на 250-300%. Для пилорам, где нагрузки увеличиваются очень быстро, подойдет множитель от 7 до 11.

Простейшие электронные схемы увеличивают до расчетного уровня напряжение на выходе за определенный временной интервал. В современной схемотехнике применяют обратную связь с контролем сдвига фазы, вращающего момента, других параметров. Такие дополнения усложняют оборудование. Однако автоматизированное управление выполняет свои функции более точно с учетом реальных условий. Кроме блокировки опасных режимов, улучшаются экономические эксплуатационные параметры.

Иные важные нюансы приведены в следующем перечне:

• специальное шунтирование основного ключа регулятора упрощает поддержание оптимального температурного режима;
• цифровое управление отличается повышенной точностью;
• для выставления нужных параметров пригодится встроенное индикаторное табло;
• некоторые модели можно подключать к внешним устройствам для решения задач автоматизации контроля и регулировки.

Для корректного выбора ответственные производители приводят в описаниях расширенные сведения (пример):

• назначение – асинхронные электрические двигатели;
• рекомендуемая область применения – вентиляторы, насосное оборудование;
• количество регулируемых фаз – 3;
• параметры сети питания – 220-420 V с допустимой погрешностью 10%;
• мощность потребления электродвигателя – 40/ 76 кВт для напряжения 220/ 400 V, соответственно;
• фабричная настройка по току – 130А;
• особенности пускового режима – контроль момента с применением обратной связи и ограничением по току;
• управление – дискретное цифровое или аналоговое;
• потребляемая мощность управляемой цепи – 15 Вт;
• сигналы на цифровом выходе: тревога, отключение, остановка, пуск, работа;
• скорость передачи сигналов информационного канала – от 4800 до 19200 бит/с;
• блокировки: обрыв цепей фаз, превышение температурного порога с контролем электродвигателя (пускателя);
• охлаждение устройства – конвекционное;
• соответствие по протоколу IEC 60947-4-2 уровням электромагнитных помех;
• устойчивость к вибрациям амплитудой 1,5 мм при частоте 2-13 Гц;
• шум при работе – не более 55дБ;
• рабочий температурный диапазон – от -10°C до +40°C.

Приведенное описание демонстрирует, что, кроме основных технических данных, необходим учет реальных условий эксплуатации. Тщательная подготовка увеличивает долговечность, предотвращает лишние затраты на ремонтные работы.

Подключение типового блока для плавного пуска электроинструмента

Сравнительная характеристика

Данные по расходам на покупку, приведенные в сводной таблице, актуализировать несложно. В данном примере они демонстрируют относительное изменение стоимости в зависимости от технических характеристик. Определенное значение в данном сравнении имеет известность бренда.

Как сделать защитное устройство своими руками

Плавный пуск пригодится для бытового ручного электроинструмента. При точном воспроизведении представленных ниже инструкций он выполнит функции защиты болгарки или насоса не хуже фабричного образца. Для повторения подойдет сравнительно простая конструкция на специализированной микросхеме КР1182ПМ1. Симистор подбирают с учетом нужной нагрузки по току. Электронный ключ BT138-800, например, рассчитан на номинальный ток силой до 12 А. Лучше выбрать его со значительным запасом, чтобы исключить перегрев. Такой подход поможет исключить радиатор.

Параметры других элементов:

• постоянные резисторы: R1 – 470 Ом, R2 – 68 кОм;
• конденсатор в параллельной цепи: C3 – 47 мкф на 10 V;
• одинаковые конденсаторы на входе: С1 (С2) по 1 мкф/10 V.

Электрическая схема

Чтобы исключить сложный процесс изготовления печатной платы, можно приобрести типовой универсальный аналог, предназначенный для монтажных работ. Отмечают маркером места для отдельных электронных компонентов, отрезают нужную часть. Пайкой фиксируют детали, создают цепи прохождения тока в соответствии с чертежом. Микросхему удобнее устанавливать на специализированном разъеме, чтобы предотвратить повреждение перегревом.

Компактная конструкция помещается в стандартной розетке закрытого типа

При выборе мощного устройства, предназначенного для подключения станков и другой дорогой техники, следует отдать предпочтение фабричным изделиям. В этом случае, кроме стабильной работы и отличных потребительских параметров, можно рассчитывать на официальные гарантийные обязательства производителя. Электродрель и другие бытовые приборы защитить несложно с помощью самоделки. В любом варианте необходимо учитывать реальные условия будущего применения, уделять достаточное внимание вопросам безопасности.

Видео

Автор:

Винoгрaдов Aндрeй Aлексaндрoвич