Возможные поломки устройств плавного пуска и их причины

Характеристики УПП

Основными критериями выбора УПП являются диапазон ограничения тока, степень защиты корпуса, допустимое количество пусков за единицу времени, номинальный ток и напряжение, допустимая мощность электродвигателя, возможность параллельного включения шунтирующего электроаппарата. Выбор устройства осуществляется по стандартным методикам.

При выборе УПП также необходимо учесть наличие следующих функций:

  • Запуск в функции тока или напряжения. Устройства плавного пуска с такой функцией применяют при ограниченной мощности питающей сети. Такие УПП позволяют осуществлять регулировку тока и избежать перегрева кабелей, сработки защиты, остановку генераторов, чувствительных к резким колебаниям потребляемого нагрузкой тока. Для технологического оборудования, где недопустим быстрый пуск с повышенным моментом, используют УПП с пуском в функции напряжения. Такие устройства плавно увеличивают напряжение в обмотках электрических машин. Для более точной регулировки используют УПП с обратной связью по току и напряжению.
  • Количество фаз. Для пуска электродвигателей используются УПП с регулировкой электрических параметров по одной, двум и трем фазам. Устройства первых двух типов используются для привода оборудования с нечастым запуском, так как несимметричная нагрузка в момент пуска отрицательно сказывается на работе электрической машины.
  • Наличие шунтирующего контактора. При завершении переходного процесса целесообразно отключить подачу тока через устройство плавного пуска, чтобы исключить перегрев симистров. Это достигается параллельным включением в цепь контактора, который замыкает силовые контакты после разгона электродвигателя. Существуют модели УПП, не предусматривающие параллельного подключения контакторов, однако, для мощного двигателя лучше выбрать устройство с шунтирующим коммутирующим аппаратом.
  • Функции защиты. Многие УПП имеют встроенную защиту от перегрева самого устройства, изменения частоты питающего напряжения, снижения величины выходного тока, а также функции отключения нагрузки при превышении времени разгона, обрыва фаз, неравномерной нагрузки. В некоторых моделях также возможно подключение датчика нагрева обмоток электродвигателя. Для защиты привода с УПП от коротких замыканий необходимы предохранители или автоматические выключатели.
  • Функции регулирования скорости. Существуют УПП, где реализована возможность снижения частоты вращения электродвигателя. Однако, УПП не заменяют частотный преобразователь. Регулировка скорости осуществляется ступенчато. При длительной работе на пониженной скорости УПП сильно перегревается. Устройство плавного пуска не обеспечивает долговременной работы двигателя в режиме пониженной скорости. Такие режимы применяются при регулировке и наладке производственного оборудования.
  • Режим торможения. Для приводов инерционного оборудования следует выбрать УПП с функцией торможения. В этом режиме на обмотки электродвигателя подается напряжение, вызывающее торможение электрической машины. Такие устройства применяют для подъемников, транспортеров, тяговых вентиляторов.
  • Контроль состояния байпасного контактора. При незамкнутых силовых контактах шунтирующего контактора по достижении номинальной частоты вращения ротора электродвигателя, УПП осуществляет отключение привода.
  • Пуск с максимальным моментом. Устройства плавного пуска с этой функцией подают на обмотки номинальное напряжение питающей сети. После резкого пускового толчка, напряжение ограничивается. Далее разгон электрической машины осуществляется в плавном режиме. УПП с такой функцией используется для приводов оборудования с включением под значительной нагрузкой.

Поломка компрессора

Проблемы с компрессором начинаются после засорения фильтра, цель которого – защитить внутренние детали. Если этого не делать, пыль забивает мелкие ячейки настолько, что воздух перестает циркулировать. Возможен перегрев компрессора и обмерзание трубопровода. При выключении лед тает и капает вода. Фильтр нужно чистить срочно, пока не загрязнился испаритель. Делается это с помощью теплой воды и моющего средства, деталь сушится и вставляется обратно. Утечки охлаждающей жидкости приводят к перегреву компрессора. Обнаружить неполадку можно при осмотре:

  • виден лед на штуцерных соединениях;
  • работа компрессора нарушается – он охлаждает помещение гораздо слабее обычного.

Если не включается компрессор кондиционера, причиной может быть повреждение обмотки и кабеля. Следует проверить сопротивление. Для этого нужен специальный инструмент, но лучше пригласить мастера, который сразу заменит провод.

Схема плавного пуска электродвигателя болгарки своими руками

У всех кто пользуется болгаркой не один год, она ломалась. Поначалу каждый мастер пытался отремонтировать шлифовальную машинку сверкающую искрами самостоятельно, надеясь, что она заработает после замены щёток. Обычно после такой попытки, сломанный инструмент остается лежать на полке с прогоревшими обмотками. А на замену покупается новая болгарка.

Дрели, шуруповёрты, перфораторы, фрезеры в обязательном порядке оборудованы регулятором набора оборотов. Некоторые так называемые калибровочные шлифмашинки также снабжаются регулятором, а обычные болгарки имеют только кнопку включения.

Маломощные болгарки производители не усложняют дополнительными схемами преднамеренно, ведь такой электроинструмент должен стоить дешево. Понятно конечно, что срок службы недорого инструмента всегда короче, чем у более дорогого профессионального.

Самую простую болгарку можно модернизировать, так что у неё перестанут повреждаться редуктор и обмоточные провода якоря. Эти неприятности преимущественно происходят при резком, другими словами, ударном пуске болгарки.

Вся модернизация заключается всего лишь в сборке электронной схемы и закреплении её в коробке. В отдельном коробке, потому что в ручке шлифмашинки очень мало места.

Проверенная, рабочая схема выложена ниже. Она первоначально предназначалась для регулировки накала ламп, то есть для работы на активную нагрузку. Её главное достоинство ? простота.

  1. Изюминкой устройства плавного пуска, принципиальную схему которого вы видите, является микросхема К1182ПМ1Р. Эта микросхема узкоспециализированная, отечественного производства.
  2. Время разгона можно увеличить, выбрав конденсатор С3 большей емкости. Во время заряжания этого конденсатора, электродвигатель набирает обороты до максимума.
  3. Не нужно ставить взамен резистора R1 переменное сопротивление. Резистор сопротивлением 68 кОм оптимально подобран для этой схемы. При такой настройке можно плавно запустить болгарку мощностью от 600 до 1500 Вт.
  4. Если собираетесь собрать регулятор мощности, тогда нужно заменить резистор R1 переменным сопротивлением. Сопротивление в 100 кОм, и больше, не занижает напряжение на выходе. Замкнув ножки микросхемы накоротко, можно вовсе выключить подключенную болгарку.
  5. Вставив в силовую цепь семистор VS1 типа ТС-122-25, то есть на 25А, можно плавно запускать практически любую доступную в продаже шлифмашинку, мощностью от 600 до 2700 Вт. И остается большой запас по мощности на случай заклинивания шлифмашинки. Для подключения болгарок мощностью до 1500 Вт, достаточно импортных семисторов BT139, BT140. Эти менее мощные электронные ключи дешевле.

Семистор в приведенной выше схеме полностью не открывается, он отрезает около 15В сетевого напряжения. Такое падения напряжения никак не сказывается на работе болгарки. Но при нагреве семистора, обороты подключенного инструмента сильно снижаются. Эта проблема решается установкой радиатора.

У этой простой схемы есть ещё один недостаток – несовместимость её с установленным в инструмент регулятором оборотов.

Собранную схему нужно запрятать в коробок из пластмассы. Корпус из изоляционного материала важен, ведь нужно обезопасить себя от сетевого напряжения. В магазине электротоваров можно купить распределительную коробку.

К коробке прикручивается розетка и подключается кабель с вилкой, что делает эту конструкцию внешне похожей на удлинитель.

Если позволяет опыт и есть желание, можно собрать более сложную схему плавного пуска. Приведенная ниже принципиальная схема является стандартной для модуля XS–12. Этот модуль устанавливается в электроинструмент при заводском производстве.

Если нужно менять обороты подключенного электродвигателя, тогда схема усложняется: устанавливается подстроечный, на 100 кОм, и регулировочный резистор на 50 кОм. А можно просто и грубо внедрить переменник на 470 кОм между резистором 47 кОм и диодом.

Параллельно конденсатору С2 желательно подсоединить резистор сопротивлением 1 МОм (на приведенной ниже схеме он не показан).

Напряжение питания микросхемы LM358 находится в пределах от 5 до 35В. Напряжение в цепи питания не превышает 25В. Поэтому можно обойтись и без дополнительно стабилитрона DZ.

Какую бы вы схему плавного пуска ни собрали, никогда не включайте подключенный к ней инструмент под нагрузкой. Любой плавный пуск можно сжечь, если торопиться. Подождите пока болгарка раскрутиться, а затем работайте.

Возможные причины

Одна из частых причин, вызывающих неисправность оборудования, – это банальный естественный износ. Например, утечка фреона. Кондиционер перестает нормально охлаждать воздух, продолжая включаться. Но причиной утечки фреона может быть и разгерметизированная фреоновая трасса. Не такой уж и редкий случай – несвоевременное, неполное обслуживание системы.

Есть и другие причины неполадок.

  • Обмерзание крыльчаток. Если систему использовать при активном тепловом режиме, крыльчатки действительно начинают подмерзать. Вентилятор в итоге выходит из строя. Нужно заменить вентилятор в приборе, иначе проблему не решить. По той же причине может отказать пусковой конденсатор.
  • Поломка электросхемы. Эта причина может привести к тому, что прибор попросту не включится. Помочь может замена электроплаты. Но если это не помогло, нужно отдавать прибор в сервис.
  • Неправильно подобрана мощность. И эта причина также не является очень редкой. Если вы неправильно настроили кондиционер, то прибор будет работать с большой нагрузкой. Если приобретаете систему в хорошем магазине, специалисты подскажут, как рассчитать мощность. Но когда покупка обходится без этих подсчетов, не стоит пытаться самостоятельно просчитать мощность, если вы ничего в этом не понимаете. Обратитесь к мастерам: неправильный расчет быстро приведет к перегрузу устройства.
  • Неправильный температурный режим. Чтобы сплит-система работала безопасно, она должна укладываться в рамки определенных температурных значений. К примеру, предел минусовой температуры составляет -5 градусов Цельсия. Если же случилась нестандартная ситуация, прибегайте к функции «зимний пуск».
  • Некорректное использование в период межсезонья. Некоторые поломки случаются после зимы. Холодные ночи сменяются условно теплыми днями, и это приводит к возникновению конденсата. При минусовой температуре он намерзает, а при плюсе – опять размораживается. И каждое последующее включение сплит-системы нагружает конденсатор, потому и случаются эксплуатационные огрехи.

Убедитесь, что причина поломки определена точно и приступайте к исправлению. Многие неисправности можно убрать самостоятельно.

Мягкий пуск стартерного электродвигателя постоянного тока

При исследовании пусковых характеристик стартерных электродвигателей выявлено, что при подаче напряжения на электродвигателе возникает импульс обратного тока напряжением более 2000 вольт. Изоляция обмоток электродвигателей может не выдержать и получить межвитковый пробой. Искрение коллектора при больших пусковых токах ведёт к прогоранию пластин коллектора. Избежать пробоя и аварийной ситуации при пуске электродвигателя можно, используя метод разгона оборотов во времени.

Пусковой ток в данной схеме снижен до приемлемой величины с 220 ампер до 20. Условия мягкого пуска созданы двойным уровнем тока — первый создаётся регулировочной характеристикой полевого транзистора в течении времени 0-10 мс,второй — контактами пускового реле от 10 до 60 мс. Ток во время пускового режима растёт почти линейно, что не ведёт к разрушению электрической части электродвигателя.

Схема на рисунке представляет собой гибрид из мощного полевого транзистора и пускового реле.

Полевой транзистор после нажатия кнопки «Старт» открывается подачей напряжения с аккумулятора GB1 на затвор через резистор R1. Цепь, параллельная затвору транзистора и минусу аккумулятора защищает транзистор и несколько увеличивает время включения с 0,02 до 1 мс, зависящего от номиналов резисторов R1,R2 и конденсатора C1 — подаёт с ростом напряжения питание на пусковой электродвигатель М1. Электродвигатель разгонится до номинальных оборотов, в конце этого процесса замкнутся мощные контакты К1.1 реле К1, ток через полевой транзистор прекратится, а рабочий ток электродвигателя не создаст искрения контактов, так как режим разгона выполнен.

Размыкание цепи «Старт» приведёт к размыканию цепи К1.1 и обесточиванию электродвигателя, с понижением тока по экспоненте.

В цепь затвора полевого транзистора в схеме введен стабилитрон для защиты от превышения порогового напряжения, в цепи истока транзистора, параллельно пусковому электродвигателю подключена цепь для гашения импульсного напряжения обратной полярности –диод VD2 и конденсатор С2.

Обмотка реле К1 защищена от импульсов обратной полярности двухполярным светодиодом HL1 с разрядным резистором R4, резистор R3 ограничивает ток питания цепи обмотки, снижает ее нагрев при длительном включении. Диод VD3 устраняет проникновение импульсных помех в цепи питания.

В схеме нет дефицитных радиодеталей: полевые транзисторы установлены на суммарный рабочий ток в 212 ампер. Резисторы типа МЛТ-0,25, R3 на один ватт. Диоды VD2, VD3 импульсного типа. Реле автомобильное -типа MG16566DX на ток контактов 30 ампер и напряжение 12 вольт, напряжение включения такого реле 7 вольт, отпускания 3,5 вольта. Светодиод HL1 заменим на КИПД 45Б -2 или КИПД 23 А1-К, кнопка пуска типа КМ 1-1. В конструкции использовался стартерный электродвигатель итальянского производства, исследования проводились и на других типах электродвигателей мощностью от 10 до 300 ватт..

Конструкция собрана в корпусе размерами 110 * 35 *55 и закреплена рядом со стартером, кнопка пуска установлена в удобном для включения месте и соединена многожильным изолированным проводом сечением 0,5 мм. Полевые транзисторы закреплены общим болтом к радиатору.

Светодиод можно использовать как индикатор пуска или оставить на плате.

Силовые цепи питания электродвигателя необходимо выполнить многожильным проводом сечением не менее 10 мм и как можно короче по длине, для снижения потерь напряжения.

Схема проверена на стенде с указанным двигателем на 250 ватт, для надёжности установить два полевика в параллель, закрепив с двух сторон радиатора, пусковой ток тогда может достигать 220 ампер. Ток в 130 Ампер берёт от аккумулятора стартер а/м «Жигули» ВАЗ 2107.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
VT1 MOSFET-транзистор IRL2505L 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
VD1 Стабилитрон КС818Е 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
VD2, VD3 Выпрямительный диод 1N4003 2 Поиск в магазине Отрон В блокнот
HL1 Светодиод L-57EGW 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
C1 Конденсатор 0.1 мкФ 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
C2 Электролитический конденсатор 100 мкФ 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
R1 Резистор 120 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
R2 Резистор 75 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
R3 Резистор 1 Ом 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
R4 Резистор 3.3 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
K1 Реле 711.3747-02 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
M1 Электродвигатель MG16566DX 1 15В 250Ватт Поиск в магазине Отрон В блокнот
SB1 Кнопка КМ 1-1 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
GB1 Аккумулятор 7-60 А/Ч 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Добавить все

Способы плавного пуска асинхронных двигателей

Кроме негативного влияния на цепи питания и окружение, стартовый импульс электродвигателя вреден и для его обмоток статора, ведь момент увеличенной силы при запуске прикладывается к обмоткам. То есть, сила рывка ротора усиленно давит на обмоточные провода, тем самым убыстряя износ их изоляции, пробой которой называют межвитковым замыканием.

Иллюстрация принципа действия асинхронного электродвигателя

Поскольку конструктивно нельзя уменьшить пусковой ток, придуманы способы, схемы и аппараты, обеспечивающие плавный пуск асинхронного двигателя. В большинстве случаев, на производствах с мощными линиями питания и в быту данная опция не является обязательной – так как колебания напряжения и пусковые вибрации не оказывают существенного влияния на производственный процесс.

Графики изменения токов при прямом запуске и при помощи устройств плавного пуска

Но существуют технологии, требующие стабильных, не превышающих норм параметров, как электроснабжения, так и динамических нагрузок. Например – это может быть точное оборудование, работающее в одной сети  с чувствительными к напряжению потребителями электроэнергии. В этом случае, для соблюдения технологических норм для мягкого запуска электродвигателя применяют различные способы:

  • Переключение звезда – треугольник;
  • Запуск при помощи автотрансформатора;
  • устройства плавного пуска асинхронного двигателя (УПП).

В приведенном ниже видео перечислены основные проблемы, возникающие при запуске электродвигателя, а также описаны достоинства и недостатки различных устройств плавного пуска асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Промышленные софт стартеры для электродвигателей различной мощности

Ознакомление с принципом плавного запуска

Для того, чтобы осуществить плавный пуск асинхронного электродвигателя максимально эффективно и с минимальными затратами, приобретая готовые софт стартеры, необходимо прежде ознакомиться с принципом действия подобных устройств и схем. Понимание взаимодействия физических параметров позволит сделать оптимальный выбор УПП.

Для плавного пуска асинхронного электродвигателя необходимо уменьшить пусковой ток, что позитивно скажется как на нагрузке электросети, так и на динамических перегрузках обмоток двигателя и приводных механизмов. Достигают уменьшения пускового тока, снижая напряжение питания электродвигателя. Заниженное пусковое напряжение используется во всех трех предложенных выше способах. Например, при помощи автотрансформатора пользователь самостоятельно занижает напряжение при запуске, поворачивая ползунок.

Понижая напряжение на старте можно добиться плавного запуска електродвигателя

При использовании переключения «звезда-треугольник» меняется линейное напряжение на обмотках электродвигателя. Переключение осуществляется при помощи контакторов и реле времени, рассчитанное на время запуска электродвигателя. Подробное описание плавного пуска асинхронного электродвигателя при помощи переключения «звезда-треугольник» имеется на данном ресурсе по указанной ссылке.

Схема переключения «звезда-треугольник» с использованием контакторов и реле времени

Теория осуществления плавного запуска

Для понимания принципа плавного старта необходимо понимание закона сохранения энергии, необходимой для раскрутки вала ротора электромотора. Упрощенно можно считать энергию разгона пропорциональной мощности и времени, E = P*t, где P – мощность, равная умножению силы тока на напряжение (P = U*I). Соответственно, E = U*I *t. Поскольку для уменьшения пускового момента и снижения нагрузок на сеть необходимо уменьшить стартовый ток I, то сохраняя уровень потраченной энергии нужно увеличить время разгона.

Звигатель с фозім ротором, необходим для оборудования с тіжелім запуском

Также необходимо учитывать, что во время мягкого запуска происходит увеличенный нагрев обмоток и электронных силовых ключей пускового устройства. Для охлаждения полупроводниковых ключей необходимо использование массивных радиаторов, которые увеличивают стоимость аппарата. Поэтому уместно использование УПП для кратковременного разгона двигателя с дальнейшим шунтированием ключей прямым напряжением сети. Подобный режим (переключение байпас) делает компактней и дешевле электронное устройство плавного пуска асинхронных двигателей, но ограничивает количество запусков в определенном интервале ввиду требуемого времени для охлаждения ключей.

Структурная схема шунтирования силовых полупроводниковых ключей (байпас)

Алгоритм работы системы:

1) Для постановки авто на функцию автозапуска, необходимо, на работающем двигателе, включенном ручном тормозе, подать с брелока автосигнализации сигнал на CH2 (смотрите инструкцию к автосигнализации). Блок автозапуска проверит состояние положения ручного тормоза, напряжения в бортовой сети авто и, если система определит, что ручной тормоз включен, а напряжение в бортовой сети более 12,9 Вольт, система подаст питание на реле IGN, выполнит так называемую «подтяжку зажигания», после чего можно вытащить ключ с замка зажигания, и покинуть автомобиль. По истечению 15 секунд, система перейдет в режим готовности к запуску, подтверждая переход двумя сигналами габаритных огней, первый длительностью 2 секунды, а второй секунду. Если в течении 15 секунд, отпустить ручной тормоз, или двигатель заглохнет, по какой-либо причине, система обесточит реле IGN, и вернется к проверке «Программной нейтрали».

2)

В тот момент, когда необходимо осуществить запуск двигателя, необходимо подать с брелока автосигнализации сигнал на CH2 (смотрите инструкцию к автосигнализации). Блок автозапуска проверит состояние положения ручного тормоза, напряжения в бортовой сети авто, и, если система определит, что ручной тормоз включен, а напряжение в бортовой сети менее 12,9 Вольт, система подаст питание на реле IGN, 6 секунд пауза, для бензонасоса, и выполнит первую попытку запуска. В случае не удачной попытки запуска двигателя, система сделает еще две. После успешного запуска двигателя, система начнет «мигать габаритами», подтверждая работу блока автозапуска. Время работы двигателя запрограммировано 15 минут. Если после трех попыток старта двигателя, его запустить не удалось, система два раза «мигает» габаритами, и переходит в режим ожидания автозапуска.

3)

Если будет убран ручник, в режиме ожидания автозапуска, система три раза «мигает» габаритами, и перейдёт в режим «программная нейтраль»

4)

Если в режиме ожидания автозапуска, двигатель запущен, и Вы сделаете попытку запуска двигателя, система не позволит выполнить данное действие!!!

Самым «трудным» является организация подключения модуля запуска к замку зажигания.

Выбор УПП

Выбор софт-стартера делается при проектировании или модернизации электропривода. При этом учитываются требования к оборудованию, характеристики электросети и другие условия. Главными критериями являются:

Ток, напряжение и мощность электрической машины. Необходимо чтобы максимально возможный ток при пуске не превышал предельную величину тока УПП. Напряжение и мощность устройства должны соответствовать характеристикам двигателя.
Количество стартов и остановок. Этот параметр указан в технической документации УПП, он должен отвечать условиям работы электропривода.
Величина пускового момента. Интервал настраиваемых значений должен включать необходимую величину допустимого момента при запуске оборудования.
Электромагнитная совместимость. Все электрооборудование привода должно иметь одинаковый класс ЭМС.
Допустимое время разгона и торможение двигателя.

При выборе также принимаются во внимание наличие функций динамического торможения, защиты от ненормальных режимов работы, поддерживаемые интерфейсы связи