การเพิ่มซอฟต์สตาร์ทให้กับมอเตอร์ปั๊มน้ำ - ลดปัญหาการเผาไหม้ของรีเลย์

ในโพสต์นี้เราจะพูดถึงตัวอย่างวงจรเริ่มต้นที่นุ่มนวลและเรียบง่ายซึ่งอาจนำไปใช้กับมอเตอร์ที่ใช้งานหนักเพื่อให้สามารถเริ่มต้นด้วยการสตาร์ทแบบนุ่มนวลหรือสตาร์ทแบบอืดแทนการสตาร์ทแบบกะทันหันและเป็นหลุมเป็นบ่อ

เหตุใด Soft Start จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่

เมื่อเกี่ยวข้องกับระบบมอเตอร์หนักหรือมอเตอร์กระแสสูงการเปิดสวิตช์ครั้งแรกเปิดกระแสไฟกระชากมักจะกลายเป็นปัญหา ไฟกระชากนี้มีแนวโน้มที่จะสร้างความเสียหายอย่างมากทั่วหน้าสัมผัสรีเลย์ของปั๊มทำให้เกิดการกัดกร่อนและอายุการใช้งานลดลงเนื่องจากความเครียดและการสึกหรอ

กระแสไฟสูงไม่เพียง แต่ทำให้เกิดปัญหาหน้าสัมผัสรีเลย์เท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยรอบทำให้พวกมันค้างหรือถูกรบกวนเนื่องจากสัญญาณรบกวน RF จำนวนมากที่เกิดขึ้นระหว่างการเปิดสวิตช์มอเตอร์

อย่างไรก็ตามการป้องกันรีเลย์มอเตอร์ที่มีราคาแพงกลายเป็นปัญหาหลักในสถานการณ์ดังกล่าว แม้ว่าจะมีคอนแทคเตอร์เชิงกลจำนวนมากสำหรับควบคุมความเครียดของมอเตอร์ แต่ระบบเหล่านี้ก็ไม่มีประสิทธิภาพและไม่มีประสิทธิภาพในการลดการปล่อย RF

หวังว่าวงจรอิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายที่นำเสนอด้านล่างนี้จะสามารถขจัดปัญหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเปิดสวิตช์มอเตอร์ขนาดใหญ่การสร้างไฟกระชากและการป้องกันหน้าสัมผัสรีเลย์

รูปแสดงวงจรสวิตช์หรี่ไฟแบบธรรมดาซึ่งรวมการกำหนดค่า triac และ diac ธรรมดาซึ่งสามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการเพิ่มการสตาร์ทแบบนุ่มนวลให้กับมอเตอร์ AC ที่มีกระแสไฟฟ้าสูงและหนัก

การออกแบบซอฟต์สตาร์ทโดยใช้ Triac Phase Chopping

ที่นี่หม้อควบคุมถูกแทนที่ด้วยกล่อง LED / LDR อย่างที่เราทราบกันดีว่าในสวิตช์หรี่ไฟปกติจะใช้ความต้านทานแปรผันเพื่อควบคุมความเร็วของพัดลม ที่นี่ความต้านทานตัวแปรจะถูกแทนที่ด้วยการจัดเรียง LED / LDR หมายความว่าตอนนี้ความเร็วของมอเตอร์หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งกระแสไฟฟ้าไปยังมอเตอร์สามารถควบคุมได้โดยการควบคุมความเข้มของ LED ที่ปิดล้อมผ่านทริกเกอร์ภายนอก

นั่นคือสิ่งที่ทำที่นี่ เมื่อรีเลย์มอเตอร์เปิดอยู่ไม่ว่าจะโดยสวิตช์หรือผ่านวงจรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เช่นวงจรควบคุมระดับน้ำไฟ LED ของสวิตช์หรี่ไฟที่ต่ออยู่จะเปิดพร้อมกันด้วย

ไฟ LED จะเปิด Triac และมอเตอร์ที่เชื่อมต่ออยู่

การเป็นอุปกรณ์โซลิดสเตทสวิตช์หรี่ไฟจะทำงานได้เร็วกว่ารีเลย์เล็กน้อยดังนั้นมอเตอร์จึงเปิดใช้งานครั้งแรกผ่านไตรแอคหรี่และหลังจากนั้นไม่กี่มิลลิวินาทีไตรแอคจะถูกข้ามโดยหน้าสัมผัสรีเลย์ที่เกี่ยวข้อง

กระบวนการข้างต้นจะกำจัดการเกิดประกายไฟจากหน้าสัมผัสรีเลย์อย่างสมบูรณ์เนื่องจากไตรแอคได้ดูดกระแสไฟฟ้าไปมากแล้วและรีเลย์จะต้องเข้าควบคุมการนำมอเตอร์ที่เปิดอยู่แล้วอย่างนุ่มนวลเท่านั้น

ความสว่างของออปโตคัปเตอร์ LED มีความสำคัญและต้องตั้งค่าให้ไตรแอกสว่างเพียง 75% เท่านั้น

การปรับแต่งนี้จะช่วยประหยัดไตรแอคจากกระแสไฟฟ้าที่หนักหน่วงเริ่มต้นและช่วยให้ระบบทั้งหมดใช้งานได้นานหลายปี

ตัวต้านทาน R4 อาจได้รับการตั้งค่าอย่างเหมาะสมเพื่อให้ได้การเรืองแสงที่ดีที่สุดเหนือ LED

แผนภูมิวงจรรวม

ส่วนรายการ

R1 = 15K
R2 = 330K,
R3 = 10K,
ตัวต้านทานไดแอก = 100 โอห์ม
R4 = ต้องปรับเปลี่ยนตามที่อธิบาย
C1 = 0.1uF / 400V
C2, C3 = 0.1uF / 250V,
L1 = 10 แอมป์ / 220V สำลัก
Triac (Alternistor) = 10 แอมป์ 400V,
Diac = ตาม triac ข้างต้น

การอัพเกรด Triac Soft Start พร้อมรีเลย์

การตรวจสอบเล็กน้อยพบว่าจริงๆแล้ววงจรไม่จำเป็นต้องใช้วงจรออปโปคัปเตอร์เลย วงจรอาจถูกจัดเรียงในลักษณะต่อไปนี้:

ควรเลือก R2 เพื่อให้ triac มีพลังงานเพียง 75%

เมื่อเปิดเครื่อง triac จะเริ่มสตาร์ทมอเตอร์อย่างนุ่มนวลจนกระทั่งภายในเสี้ยววินาทีถัดไปเมื่อรีเลย์ดำเนินการเปิดใช้งานมอเตอร์เต็มกำลังที่ต้องการ สิ่งนี้จะปกป้องหน้าสัมผัสของตัวกระตุ้นอย่างสมบูรณ์จากไฟกระชากและประกายไฟเริ่มต้นในปัจจุบัน

การออกแบบ Soft Start แบบง่าย

ตามที่ Mr. Jim แนะนำอย่างถูกต้องแรงบิดเริ่มต้นมีความจำเป็นในการสตาร์ทมอเตอร์อย่างเหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการโหลดหากไม่มีแรงบิดเริ่มต้นนี้ มอเตอร์อาจหยุดทำงานโดยมีภาระหนักอยู่ใต้สายพานและอาจเริ่มสูบบุหรี่ภายในไม่กี่นาที

วงจรต่อไปนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาทั้งสองร่วมกันโดยจะยับยั้งกระแสไฟกระชากเริ่มต้นไปยังสวิตช์เปิด / ปิดและยังช่วยให้มอเตอร์สตาร์ทด้วย 'เตะ' เพื่อให้สตาร์ทได้โดยไม่มีปัญหาแม้จะโหลดอยู่ก็ตาม

การออกแบบข้างต้นสามารถทำให้ง่ายขึ้นได้โดยการถอดรีเลย์ดังที่แสดงด้านล่าง:

เทคนิคัลลูให้เสียงมากขึ้น วงจรสตาร์ทอ่อนมอเตอร์ที่ใช้ PWM นอกจากนี้ยังสามารถทดลองใช้เพื่อให้ได้การควบคุมที่ดีขึ้นแรงบิดที่ดีขึ้นและการเริ่มต้นที่เชื่อถือได้สำหรับมอเตอร์ที่เชื่อมต่อแม้กระทั่งสำหรับมอเตอร์ 3 เฟส

ซอฟต์สตาร์ทโดยใช้การสับเฟสควบคุม

อีกวิธีหนึ่งในการใช้งาน triacs ผ่านการสับเฟสแบบขั้นบันไดสำหรับการเริ่มต้นการสตาร์ทแบบนุ่มนวลและการสิ้นสุดช้าหรือวงจรหยุดช้าสำหรับมอเตอร์เครื่องจักรกลหนักเพื่อให้มอเตอร์สามารถดำเนินการหยุดการทำงานแบบค่อยเป็นค่อยไปแทนที่จะเปิด / ปิดในทันที

โดยพื้นฐานแล้วแนวคิดนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์สึกหรอน้อยลงและยังช่วยประหยัดไฟฟ้าในระหว่างการดำเนินการ

ความคิดดังกล่าวได้รับการร้องขอจาก Mr. Bernard Botte

เรียนคุณ Swagatam
ขออภัยสำหรับภาษาอังกฤษของฉันขอบคุณสำหรับคำตอบที่คุณจะให้ก่อนคำถาม ฉันใช้อุปกรณ์ที่แตกต่างกันในการจับไม้โดยใช้มอเตอร์ AC สากลที่เดิมผลิตขึ้นสำหรับช่วงระหว่าง 230 ถึง 240 โวลต์ 50 เฮิร์ต (แต่ฉันสังเกตเห็นในบางส่วนของประเทศของฉัน 250V ด้วย) เพราะฉันต้องการเครื่องจักรประเภทต่างๆจำนวนมากและนั่นเป็นเพียงสำหรับ งานอดิเรก.

ฉันซื้อเครื่องจักรที่ถูกที่สุดเท่าที่จะหาได้ (ฉันแก้ไขปัญหาทางกลไกบางอย่าง) สำหรับเครื่องอื่น ๆ ฉันใช้เครื่องหรี่ด้วย (ทำที่บ้านตามระบบที่ใช้โดยเครื่องดูดฝุ่นและแก้ไขโดย NINA67) และใช้งานได้ดี

แต่ฉันยังใช้กบ / เครื่องวัดความหนาโดยใช้มอเตอร์หมุนที่ 18000 T / นาที ดูเหมือนว่าจะไม่จ่ายค่าลิขสิทธิ์ใด ๆ เพื่อขับไล่ลิขสิทธิ์ ก่อนที่ฉันจะมีปัญหาฉันคิดว่ามันเป็นมอเตอร์ที่ทำงานที่ 3000 ตัน / นาที (2700) คูณด้วย 2 (เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ ) ด้วยสายพานเพื่อให้ได้ความเร็วที่เหมาะสมที่ 6000 ตัน / เมตร (5400) และฉันไม่ใช้เครื่องหรี่

มอเตอร์ทำงานที่ +/- 18000: 3 = 6000 !!! เมื่อรู้ต้นทุนที่ถูกของเครื่องนั้นฉันก็ใช้มันเหมือน 'พ่อที่ดี' ไม่ได้เร่งรัด ฯลฯ แต่วันหนึ่งมีควัน

ควันของเครื่องและฉันถอดเครื่องออกเพื่อแยกมอเตอร์เพื่อขับไล่ไฟ (เครื่องอยู่ภายใต้การรับประกัน แต่ฉันต้องใช้เวลาหลายกิโลเมตรเพื่อทำการแลกเปลี่ยนและที่นั่นพวกเขาไม่ได้บอกฉันว่ามันเป็นปัญหาที่ทราบกันดีและไม่สามารถเรียกคืนได้ ... แต่ ... พวกเขารู้ดี!)

ในความเป็นจริงเมื่อทุกอย่างเย็น ฉันดูแกนที่หมุนดูเหมือนว่าเขาจะยิงที่ด้านตรงข้ามของสายพานเกียร์ทุกครั้งที่เริ่มต้นเหมือนไม่มีคนปลูก

ฉันแสดงมอเตอร์ใน บริษัท แห่งหนึ่งซึ่งมีมอเตอร์ประเภทต่างๆ

พวกเขาทำการตกแต่งใหม่ด้วย แต่พวกเขาอธิบายให้ฉันฟังว่ามันเป็นมอเตอร์ที่ 'แปลกใหม่' แต่พวกมันก็ตั้งค่าการวินิจฉัยเหมือนกันเริ่มให้เร็วมาเลยคำถามของฉัน: คุณช่วยสร้างแผนผังให้มี 'การเริ่มต้น / การสิ้นสุดที่นุ่มนวล' สำหรับสิ่งที่แตกต่างกันได้ไหม universalmotors ในความเป็นจริงถ้าฉันใช้ระบบหรี่ตาม BTA 16800 cw (ดีกว่ารุ่นอื่น ๆ ที่กล่าวมาข้างต้น) ดูเหมือนว่าโอเค แต่ฉันทำเพียง 3 ตัวเท่านั้น ฉันอยากจะรวมเข้ากับเครื่องจักรขนาดใหญ่ทุกเครื่อง

และใช้เฉพาะสวิตช์เปิด / ปิดฉันต้องการใช้ปุ่มนี้เพื่อ 'เปิดเครื่อง' และปุ่มหนึ่งเพื่อ 'ปิด' หรือสวิตช์เปิด / ปิด

แต่ยังมีโพเทนชิออมิเตอร์เพื่อเลือกระดับต่ำสุด (ขึ้นอยู่กับกำลังของมอเตอร์แต่ละตัว) เมื่อมอเตอร์เริ่มทำงานและโพเทนชิออมิเตอร์เพื่อเลือกเวลา (555) ระหว่างการสตาร์ทช้าและความเร็วเต็ม (อาจจะลัดไตรแอคด้วยรีเลย์ไปที่ มีไฟ led สีเขียวเต็มสปีดหากมีความเกี่ยวข้อง (แต่จะดี) สำหรับการปิดสวิตช์เวลาอาจลดลงทำไมในตอนท้ายเพราะกระแสไฟพิเศษและปัญหาที่ผูกไว้

หมายเหตุ: ฉันเคยเห็นแอปพลิเคชั่นนี้ที่มี“ fpla” หรือโปรเซสเซอร์เฉพาะ แต่ฉันแน่ใจว่ามันสามารถทำได้โดยใช้ส่วนประกอบแยกจากกันทำไมฉันไม่สามารถทำได้: เพราะฉันไม่เคยศึกษามอเตอร์อย่างถูกต้อง แต่ฉันรู้ว่ามันไม่ใช่ ถูกต้องในการสตาร์ทมอเตอร์ด้วยระบบข้ามศูนย์เพราะให้กระแสสูงสุดและทำให้เกิดปัญหาเดียวกัน (FIRE!) กับทั้งคู่เมื่อสตาร์ทและกระแสสูงสุด

ฉันเคยเห็นคำขอนี้ในฟอรัมอื่น ๆ ที่สัมผัสกับงานช่างไม้อื่น ๆ และอื่น ๆ ... โดยไม่มีคำตอบและผู้คนก็บอกว่ามันทำงานกับโพเทนชิออมิเตอร์ได้หรือไม่ แต่เมื่อคุณเปลี่ยนจากเครื่องเป็นเครื่องอื่นคุณสามารถทำผิดพลาดได้ ฯลฯ ... ขอแสดงความนับถือ Botte Bernard (เบลเยียม) โปรด อย่าใส่ที่อยู่ของฉันบนเน็ต Nb ฉันชอบในการนำเสนอของคุณในแผ่นข้อมูลเพราะมันไม่ง่ายเลยที่จะมีมันโดยไม่ต้องจ่ายเงิน

Bernard Botte

การออกแบบวงจรควบคุมเฟสแบบขั้นบันได

แนวคิดที่ร้องขอเกี่ยวกับวงจรสวิตชิ่งมอเตอร์สตาร์ทแบบนุ่มนวลและซอฟต์สต็อปสามารถนำไปใช้โดยใช้แนวคิดสวิตช์หรี่ไฟแบบไตรแอคอย่างง่ายดังที่แสดงในแผนภาพต่อไปนี้:

จากแผนภาพด้านบนแผนภาพแรกแสดงไฟหรี่มาตรฐานหรือ วงจรสวิตช์หรี่ไฟพัดลม ใช้ triac BTA41A / 600 สำหรับงานหนัก

ส่วนที่ระบุ 'โมดูล 4 ไตรแอก' โดยปกติจะใช้โพเทนชิออมิเตอร์สำหรับเปิดใช้งานการปรับควบคุมความเร็วด้วยตนเองซึ่งการปรับความต้านทานที่ต่ำกว่าจะทำให้มอเตอร์พัดลมมีความเร็วสูงขึ้นและในทางกลับกัน ในการเริ่มต้นอย่างนุ่มนวลการออกแบบ soft stop ส่วนของหม้อนี้จะถูกแทนที่ด้วยโมดูล triac 4 ตัวที่ระบุซึ่งสามารถมองเห็นได้อย่างละเอียดในแผนภาพที่สอง

ที่นี่เราเห็นไตรแอก 4 ตัวเรียงขนานกันโดยมีตัวต้านทาน 220K 4 ตัวที่แขน MT1 ด้านบนและตัวเก็บประจุ 4 ตัวที่ประตูของพวกเขาโดยมีค่าต่างกันและเรียงลำดับตามลำดับจากสูงไปต่ำ เมื่อเปิด S1 ไตรแอคที่มีคาปาซิเตอร์ค่าต่ำสุดจะเปิดก่อนทำให้มอเตอร์สตาร์ทด้วยความเร็วค่อนข้างช้าเนื่องจากการสลับตัวต้านทาน 220K ที่เกี่ยวข้องที่ MT1

ภายในไม่กี่วินาทีไตรแอคที่ตามมาถัดไปซึ่งมีค่าน้อยกว่าถัดไปและเพิ่มตัวต้านทาน 220K ของตัวเองควบคู่ไปกับตัวต้านทาน 220K รุ่นก่อนหน้าทำให้มอเตอร์ได้รับความเร็วมากขึ้น ในทำนองเดียวกันไตรแอกที่สามและสี่ยังเปิดตามลำดับภายในไม่กี่มิลลิวินาทีถัดไปดังนั้นจึงเพิ่มตัวต้านทานแบบขนาน 220K อีกสองตัวในช่วงซึ่งในที่สุดก็ช่วยให้มอเตอร์ไปถึงความเร็วสูงสุดได้

การเพิ่มความเร็วตามลำดับข้างต้นบนมอเตอร์ช่วยให้มอเตอร์บรรลุสวิทช์สตาร์ทช้าที่ตั้งใจไว้ตามที่ผู้ใช้ต้องการ

ในทำนองเดียวกันเมื่อสวิตช์ S1 ปิดอยู่ตัวเก็บประจุที่เกี่ยวข้องจะปิดตามลำดับเดียวกัน แต่ในลักษณะที่ลดลงซึ่งจะยับยั้งมอเตอร์จากการหยุดกะทันหัน แต่จะทำให้ขั้นตอนการหยุดช้าลงอย่างชาญฉลาดหรือช้าลงตามความเร็วของมัน

ข้อเสนอแนะจากนายเบอร์นาร์ด:

เรียนคุณ Swag ก่อนอื่นขอขอบคุณสำหรับคำตอบที่รวดเร็วของคุณ เพราะคุณบอกฉันว่าคุณมีปัญหาเรื่องเวลาฉันได้เปลี่ยนระบบปฏิบัติการของฉันเป็น linux mint 18,1 'Serena' ดังนั้นฉันจึงต้องติดตั้งโปรแกรมทั้งหมดที่ฉันต้องการอีกครั้งและทดสอบ (ติดตั้ง!) ! เกี่ยวกับแผนผังแรกฉันสังเกตเห็นว่าคุณไม่ได้ให้ค่าใด ๆ กับแผนผังด้านบนดังนั้นฉันจึงหยิบมาจาก«วิธีการสร้างวงจรสวิตช์หรี่ไฟ Triac ที่ง่ายที่สุด»

รายการชิ้นส่วนสำหรับวงจรหรี่พัดลมขั้นสูงข้างต้น (C1) C7 = 0.1u / 400V
(C2, C3) C8, C9 = 0.022 / 250V,
(R1) R9 = 15K,
(R2) R10 = 330K,
(R3) R11 = 33 พัน
(R4) R12 = 100 โอห์ม, VR1 = 220K หรือ 470K linear => แทนที่ด้วยโมดูล triacs genial 4
Diac = DB3,
ไตรแอก = BT136 => BTA41 600
L1 = 40uH

เกี่ยวกับแผนผังที่สองวิธีง่ายๆที่ฉันไม่เคยฝันมาก่อน !!! ที่จะทดสอบโดยเร็ว Genial! เราพูดเป็นภาษาฝรั่งเศส

ฉันไม่รู้ว่าคุณสามารถใช้คอนเดนเซอร์โพลาไรซ์สำหรับแอปพลิเคชัน AC ดังกล่าวได้! และ 50 โวลต์ก็เพียงพอแล้ว! ฉันมีเวลาอธิบายว่าทำไม -

อย่างไรก็ตามฉันจะลองดูในสุดสัปดาห์นี้ถ้าฉันมีส่วนประกอบทั้งหมด ฉันชอบใช้คาปาซิเตอร์ใหม่ที่หุ้นของฉันไม่เคยเปลี่ยนมาตั้งแต่ปี 1993!

ในความเป็นจริงฉันกำลังลองวิธีต่างๆโดยใช้เช่น opto triac (MOC) แต่ฉันก็ต้องเลือกความถี่ของเครือข่าย AC ด้วยเช่นกันตามวงจรควบคุมอุณหภูมิเตาเผาแบบแผนผังของคุณ แต่มีตัวนับขึ้นลง 4516b และ 555 ฯลฯ เป็นต้น ซับซ้อน

ขอบคุณมาก

ความนับถือ

ข. บาร์เรล

คำตอบของฉัน:

ขอบคุณที่รักเบอร์นาร์ด

รูปภาพที่คุณแทรกในการสนทนาไม่ได้รับการแนบอย่างถูกต้องดังนั้นจึงไม่ปรากฏขึ้น แต่ฉันได้แก้ไขแล้วและได้โพสต์กลับในบทความ

ฉันให้คะแนนแคปที่ 50V เพราะ R9 ควรเป็นตัวต้านทาน 33K หรือ 68K ซึ่งจะทำให้กระแสลดลงอย่างมากและไม่อนุญาตให้ตัวเก็บประจุไหม้นี่คือความเข้าใจของฉัน

ฉันใช้ตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์เพราะเกตของ triac ทำงานร่วมกับไดรฟ์ DC แต่ใช่คุณพูดถูกเพื่อที่จะทำให้เป็น DC สำหรับตัวเก็บประจุเราจำเป็นต้องเพิ่ม 1N4007 ในซีรีส์ด้วยตัวต้านทานเกต 1K

ตอนนี้เกี่ยวกับการออกแบบนี้หากสมมติว่าไอเดียทำงานได้ไม่ราบรื่นหรือไม่ได้ผลลัพธ์ที่คาดหวังเราสามารถปรับเปลี่ยนเกตไดรฟ์ที่มีอยู่สำหรับไตรแอคทั้ง 4 ตัวให้เป็นไดรเวอร์ที่ใช้ออปโตคัปเปลอร์และดำเนินการสลับการหน่วงเวลาตามลำดับเดียวกัน วงจร DC ภายนอกดังนั้นในที่สุดวงจรนี้จึงมีศักยภาพในการให้ผลลัพธ์ที่ต้องการไม่ว่าจะด้วยวิธีนี้หรือวิธีนั้นเกี่ยวกับ Swag