Mehki zaganjalnik je katera koli naprava, ki nadzoruje pospeševanje elektromotorja z nadzorom uporabljene napetosti.
Zdaj pa na kratko opozorimo na potrebo po zaganjalniku za kateri koli motor.
Indukcijski motor se lahko sam zažene zaradi interakcije med pretokom vrtečega se magnetnega polja in tokom navitja rotorja, kar povzroči visok tok rotorja, ko se navor poveča. Posledično stator vleče močan tok in ko motor doseže polno hitrost, se vleče velika količina toka (večja od nazivnega), kar lahko povzroči segrevanje motorja in ga sčasoma poškoduje. Da bi to preprečili, so potrebni motorni zaganjalniki.
Zagon motorja je lahko na 3 načine
- Uporaba napetosti polne obremenitve v časovnih presledkih: neposredni vklop prek spleta
- Postopna uporaba zmanjšane napetosti: Star Delta Starter in Soft starter
- Zagon delnega navitja: zagon avtotransformatorja
Določanje mehkega zagona
Zdaj pa svojo pozornost preusmerimo na mehak zagon.
V tehničnem smislu je mehki zaganjalnik vsaka naprava, ki zmanjša navor, ki deluje na elektromotor. Na splošno je sestavljen iz polprevodniških naprav, kot so tiristorji za nadzor uporabe napajalne napetosti na motor. Zaganjalnik deluje na dejstvo, da je navor sorazmeren kvadratu zagonskega toka, ta pa sorazmeren z uporabljeno napetostjo. Tako lahko navor in tok prilagodite tako, da zmanjšate napetost ob zagonu motorja.
Z mehkim zaganjalnikom lahko obstajata dve vrsti nadzora:
Odprite nadzor : Začetna napetost deluje s časom, ne glede na porabljeni tok ali hitrost motorja. Za vsako fazo sta dva SCR priključena nazaj na hrbet in SCR se najprej izvedeta z zakasnitvijo 180 stopinj med ustreznimi polvalnimi cikli (za katere vsak SCR izvaja). Ta zakasnitev se sčasoma postopoma zmanjšuje, dokler uporabljena napetost ne naraste do polne napajalne napetosti. To je znano tudi kot sistem časovne napetosti. Ta metoda ni pomembna, saj ne nadzoruje pospeševanja motorja.
Nadzor zaprte zanke : Spremlja se katera koli izhodna značilnost motorja, na primer porabljeni tok ali število vrtljajev, in ustrezno se spremeni zagonska napetost, da dobimo zahtevani odziv. Spremlja se tok v vsaki fazi in če preseže določeno nastavljeno vrednost, se časovna napetost ustavi.
Tako je osnovno načelo mehkega zaganjalnika z nadzorom kota prevodnosti SCR-jev mogoče nadzorovati uporabo napajalne napetosti.
2 Sestavni deli osnovnega mehkega zaganjalnika
- Stikala za vklop kot SCR, ki jih je treba fazno nadzorovati tako, da se uporabljajo za vsak del cikla. Pri 3-faznem motorju sta za vsako fazo dva SCR priključena nazaj. Preklopne naprave morajo biti ocenjene vsaj trikrat več kot omrežna napetost.
- Nadzorna logika z uporabo PID krmilnikov ali mikrokrmilnikov ali katere koli druge logike za nadzor uporabe napetosti vrat na SCR, to je za nadzor kota streljanja SCR, da SCR deluje v zahtevanem delu cikla napajalne napetosti.
Delovni primer elektronskega sistema mehkega zagona za 3-fazni asinhronski motor
Sistem je sestavljen iz naslednjih komponent.
- Dva SCR za hrbet za vsako fazo, torej skupaj 6 SCR.
- Krmilno logično vezje v obliki dveh primerjalnikov - LM324 in LM339 za izdelavo nivoja in napetosti rampe ter optoizolatorja za nadzor uporabe napetosti vrat na vsak SCR v vsaki fazi.
Napajalno vezje za zagotavljanje zahtevane enosmerne napetosti.
Blok diagram prikazuje elektronski sistem mehkega zagona za 3-fazni asinhronski motor
Nivojska napetost se generira s pomočjo primerjalnika LM324, katerega invertirni terminal se napaja z uporabo fiksnega napetostnega vira, neinvertirni terminal pa preko kondenzatorja, priključenega na kolektor NPN-tranzistorja. Polnjenje in praznjenje kondenzatorja povzroči, da se izhod primerjalnika ustrezno spremeni, napetost pa spremeni iz visoke v nizko. Ta napetost izhodne ravni se nanaša na neinvertirajočo sponko drugega primerjalnika LM339, katere invertirni terminal se napaja s pomočjo rampe. Ta rampna napetost se proizvaja z uporabo drugega primerjalnika LM339, ki primerja pulzirajočo enosmerno napetost, ki se uporablja na njegovem invertirnem terminalu, s čisto enosmerno napetostjo na svojem neinvertirajočem terminalu in ustvari referenčni signal ničelne napetosti, ki se pretvori v signal rampe s polnjenjem in praznjenjem elektrolitski kondenzator.
3rdprimerjalnik LM339 za vsako visokonapetostno napetost proizvaja signal visoke impulzne širine, ki se postopoma zmanjšuje z zmanjšanjem nivojske napetosti. Ta signal se obrne in uporabi na Optoisolatorju, ki daje SCR impulzne signale. Ko nivo napetosti pade, se širina impulza Optoisolatorja poveča in bolj kot je širina impulza, manjša je zakasnitev in postopoma se sproži SCR brez kakršne koli zamude. Tako se z uravnavanjem trajanja med impulzi ali zakasnitvijo med uporabo impulzov nadzoruje kot streljanja SCR in nadzor napajanja dovoda, s čimer se nadzoruje izhodni navor motorja.
Celoten postopek je krmilni sistem z odprto zanko, kjer je čas uporabe impulzov za sprožitev vrat na vsak SCR nadzorovan glede na to, kako prej se napetost rampe zmanjša od nivojske napetosti.
Prednosti mehkega zagona
Zdaj, ko smo izvedeli, kako elektronski sistem mehkega zagona dela, se spomnimo nekaj razlogov, zakaj ima prednost pred drugimi metodami.
- Izboljšana učinkovitost : Učinkovitost sistema mehkih zaganjalnikov s polprevodniškimi stikali je bolj posledica nizke napetosti v stanju pripravljenosti.
- Nadzorovan zagon : Začetni tok lahko gladko nadzirate z enostavno spreminjanjem zagonske napetosti, kar zagotavlja gladek zagon motorja brez sunkov.
- Nadzorovan pospešek : Pospeševanje motorja nadzorujemo gladko.
- Nizki stroški in velikost : To je zagotovljeno z uporabo polprevodniških stikal.
