Softštartér je každé zariadenie, ktoré riadi akceleráciu elektromotora pomocou riadenia privádzaného napätia.
Teraz si pripomeňme, že je potrebné mať štartér pre akýkoľvek motor.
Indukčný motor sa môže samočinne spustiť v dôsledku interakcie medzi tokom rotujúceho magnetického poľa a tokom vinutia rotora, čo pri zvýšení krútiaceho momentu spôsobí vysoký prúd rotora. Výsledkom je, že stator odoberá vysoký prúd a v okamihu, keď motor dosiahne plnú rýchlosť, je odoberané veľké množstvo prúdu (väčšie ako menovitý prúd), čo môže spôsobiť zahrievanie motora a prípadne jeho poškodenie. Aby sa tomu zabránilo, sú potrebné štartéry motora.
Štartovanie motora môže byť 3 spôsobmi
- Aplikovanie napätia pri plnom zaťažení v časových intervaloch: Direct On Line Starting
- Postupné nanášanie zníženého napätia: Star Delta Starter a Soft starter
- Aplikuje sa spustenie vinutia dielu: štartér autotransformátora
Definovanie mäkkého štartu
Teraz posuňme našu osobitnú pozornosť k mäkkému štartu.
Z technického hľadiska je softstartér každé zariadenie, ktoré znižuje krútiaci moment pôsobiaci na elektrický motor. Spravidla sa skladá z polovodičových zariadení, ako sú tyristory, ktoré riadia aplikáciu napájacieho napätia na motor. Štartér pracuje na tom, že krútiaci moment je úmerný druhej mocnine štartovacieho prúdu, ktorý je zase úmerný použitému napätiu. Teda krútiaci moment a prúd je možné upraviť znížením napätia v čase spustenia motora.
Softstartér môže používať dva typy ovládania:
Otvorte Control : Štartovacie napätie je privedené s časom, bez ohľadu na odoberaný prúd alebo rýchlosť motora. Pre každú fázu sú dva SCR spojené zozadu a zozadu a SCR sú vedené spočiatku s oneskorením 180 stupňov počas príslušných cyklov polvlny (pre ktoré každý SCR vedie). Toto oneskorenie sa s časom postupne zmenšuje, kým sa použité napätie nezvýši na úplné napájacie napätie. Toto je tiež známe ako Time Voltage Ramp System. Táto metóda nie je relevantná, pretože neriadi akceleráciu motora.
Ovládanie s uzavretou slučkou : Ktorákoľvek z výstupných charakteristík motora, ako je odoberaný prúd alebo rýchlosť, sa monitoruje a počiatočné napätie sa zodpovedajúcim spôsobom upraví, aby sa získala požadovaná odozva. Prúd v každej fáze je monitorovaný a ak prekročí určitú nastavenú hodnotu, časová rampa napätia je zastavená.
Základným princípom softštartéra je teda regulovanie uhla vedenia SCR, pri ktorom je možné riadiť napájanie.
2 Súčasti základného softštartéra
- Vypínače ako SCR, ktoré musia byť fázovo riadené tak, aby sa aplikovali na každú časť cyklu. Pre trojfázový motor sú pre každú fázu spojené dva SCR zozadu dozadu. Spínacie zariadenia musia byť dimenzované najmenej trikrát viac ako sieťové napätie.
- Logika riadenia pomocou PID regulátorov alebo mikrokontrolérov alebo akejkoľvek inej logiky na riadenie aplikácie hradlového napätia na SCR, t. j. na riadenie uhla strely SCR, aby sa SCR správalo v požadovanej časti cyklu napájacieho napätia.
Pracovný príklad elektronického systému mäkkého štartu pre 3fázový indukčný motor
Systém sa skladá z nasledujúcich komponentov.
- Dva SCR zozadu za sebou pre každú fázu, t. J. Celkovo 6 SCR.
- Riadiace logické obvody vo forme dvoch komparátorov - LM324 a LM339 na vytváranie úrovne a napätia rampy a optoizolátor na riadenie aplikácie hradlového napätia na každý SCR v každej fáze.
Napájacie obvody na zabezpečenie požadovaného jednosmerného napájacieho napätia.
Bloková schéma ukazujúca elektronický systém mäkkého štartu pre 3fázový indukčný motor
Hladina napätia sa generuje pomocou komparátora LM324, ktorého invertujúca svorka sa napája pomocou pevného zdroja napätia a neinvertujúca svorka sa privádza cez kondenzátor pripojený k kolektoru NPN tranzistora. Nabíjanie a vybíjanie kondenzátora spôsobí zodpovedajúcu zmenu výstupu komparátora a zmenu úrovne napätia z vysokej na nízku. Toto napätie na výstupnej úrovni sa privádza na neinvertujúci terminál iného komparátora LM339, ktorého invertujúci terminál sa napája pomocou rampového napätia. Toto rampové napätie sa vyrába pomocou iného komparátora LM339, ktorý porovnáva pulzujúce jednosmerné napätie privedené na jeho invertujúcu svorku s čistým jednosmerným napätím na jeho neinvertujúcej svorke a generuje referenčný signál nulového napätia, ktorý sa prevedie na rampový signál nabíjaním a vybíjaním kondenzátor elektrolytu.
3rdkomparátor LM339 produkuje signál vysokej šírky impulzu pre každé vysokonapäťové napätie, ktoré sa postupne zmenšuje s poklesom úrovňového napätia. Tento signál je invertovaný a privádzaný do optoizolátora, ktorý poskytuje hradlové impulzy do SCR. Keď úroveň napätia klesá, šírka impulzu optoizolátora sa zväčšuje a čím väčšia je šírka impulzu, tým menšie je oneskorenie a postupne sa spúšťa SCR bez akéhokoľvek oneskorenia. Reguláciou trvania medzi impulzmi alebo oneskorením medzi aplikáciou impulzov sa teda riadi uhol streľby SCR a reguluje sa aplikácia napájacieho prúdu, čím sa reguluje výstupný krútiaci moment motora.
Celý proces je riadiacim systémom s otvorenou slučkou, kde sa čas aplikácie impulzov spúšťajúcich hradlo na každú SCR riadi na základe toho, ako skôr sa rampové napätie zníži z úrovne napätia.
Výhody plynulého štartu
Teraz, keď sme sa dozvedeli o tom, ako elektronický systém mäkkého štartu funguje, pripomeňme si niekoľko dôvodov, prečo je uprednostňovaný pred inými metódami.
- Zvýšená efektívnosť : Účinnosť systému softštartéra využívajúceho polovodičové spínače je skôr dôsledkom nízkeho napätia v zapnutom stave.
- Riadené spustenie : Štartovací prúd je možné plynulo regulovať ľahkou zmenou štartovacieho napätia a je tak zaistené hladký štart motora bez trhania.
- Riadené zrýchlenie : Akcelerácia motora je riadená plynulo.
- Nízke náklady a veľkosť : Toto je zabezpečené použitím polovodičových prepínačov.
