Afegir un arrencada suau als motors de la bomba d’aigua: reduir els problemes de crema de relés

En aquest post discutim alguns exemples de circuits d’arrencada suau innovadors i simples que es poden implementar amb motors de gran resistència perquè puguin iniciar-se amb un arrencada suau o un arrencament lent i lent en lloc d’un arrencada sobtada i accidentada

Per què l’arrencada suau és crucial per als motors pesats

Quan hi ha sistemes de motors pesats o motors de corrent elevat, sovint el problema de la pujada de corrent d’encès inicial. Aquesta pujada tendeix a provocar un gran arc als contactes del relé de la bomba provocant corrosió i reducció de la seva vida a causa de l'estrès i el desgast.

L’arc elevat de corrent no només causa problemes de contacte del relé, sinó que també afecta els circuits electrònics circumdants, provocant que pengin o es pertorbin a causa de la gran quantitat d’interferències de RF generades durant l’encesa del motor.

No obstant això, protegir el costós relé del motor es converteix en el principal problema amb aquestes situacions. Tot i que hi ha molts contactors mecànics disponibles per controlar l’estrès del motor, aquests sistemes no són eficients i són ineficaços contra les emissions de RF.

El circuit electrònic senzill que es presenta a continuació és capaç d’eliminar tots els problemes relacionats amb la generació de sobretensions de l’interruptor del motor pesat i la protecció del contacte del relé.

La figura mostra un senzill circuit de commutació dimmer que incorpora una configuració triac i diac ordinària, que es pot utilitzar de manera molt eficaç per afegir un arrencada suau a qualsevol motor de corrent altern intens i pesat.

Disseny d'un Soft Start mitjançant Triac Phase Chopping

Aquí, l'olla de control s'ha substituït per una caixa LED / LDR. Com sabem, en els interruptors dimmer normals s’utilitza una resistència variable per controlar les velocitats del ventilador. Aquí la resistència variable se substitueix per una disposició LED / LDR. Ara significa que la velocitat del motor, o dit d’una altra manera, el corrent al motor es pot controlar controlant la intensitat del LED inclòs a través d’un disparador extern.

Això és exactament el que es fa aquí. Quan el relé del motor està engegat, ja sigui mitjançant un interruptor o mitjançant un circuit de control electrònic, com ara un circuit de control de nivell d’aigua, el LED del commutador d’atenuació adjunt també s’encén simultàniament.

El LED encén el triac i el motor connectat.

Com que és un dispositiu d’estat sòlid, el commutador de regulador actua una mica més ràpid que el relé i, per tant, el motor s’activa primer a través del regulador triac i, al cap d’uns quants mil·lisegons, el triac queda ignorat pels contactes de relé afectats.

El procés anterior elimina completament qualsevol espurna del contacte del relé ja que el triac ja ha absorbit gran part del corrent i el relé només ha de prendre suaument la conducció del motor ja engegada.

Aquí la brillantor del LED optoacoblador és crucial i s’ha de configurar de manera que el triac només estigui activat al 75%.

Aquest ajust permetrà estalviar el triac del corrent intens transitori inicial i ajudar a que tot el sistema duri molts anys.

La resistència R4 es pot configurar adequadament per aconseguir una brillantor òptima sobre el LED.

Esquema de connexions

Llista de peces

R1 = 15.000
R2 = 330.000,
R3 = 10.000,
Resistència Diac = 100 ohms,
R4 = per ajustar tal com s'explica,
C1 = 0,1uF / 400V
C2, C3 = 0,1uF / 250V,
L1 = 10 amp / 220V sufocació
Triac (alternistor) = 10 Amp 400V,
Diac = segons el triac anterior.

Actualització de Triac Soft Start amb relé

Una petita inspecció revela que el circuit realment no requereix en absolut el circuit d’acoblament opto. El circuit es pot organitzar simplement de la manera següent:

S'ha de seleccionar R2 de manera que el triac condueixi només el 75% de la potència.

Quan s’encén l’alimentació, el triac proporciona un arrencada inicial suau al motor fins a la fracció de segon següent, quan el relé també condueix permetent al motor la potència total necessària. Això protegeix completament els contactes de l'actuador de les sobretensions i les espurnes de corrent inicials,

Disseny d’inici suau simplificat

Com va suggerir amb raó Mr.Jim, és imprescindible un parell inicial per iniciar un motor de manera òptima, especialment quan està carregat, si aquest parell inicial és absent. el motor es pot aturar amb càrregues pesades sota el cinturó i pot començar a fumar en qüestió de minuts.

El següent circuit està dissenyat per resoldre tots dos problemes junts, inhibeix el corrent inicial de sobretensió a l’interruptor ON / OFF i, tot i això, permet que el motor arrenci amb una “puntada” de manera que s’iniciï sense problemes fins i tot quan es carrega.

El disseny anterior es pot simplificar encara més traient el relé, com es mostra a continuació:

Un technicallu més sonor Circuit d’arrencada suau del motor basat en PWM també es pot provar per obtenir un millor control, un parell millorat i una arrencada fiable per al motor connectat, fins i tot per a motors trifàsics.

Inici suau mitjançant el tall de fase controlada

Una altra forma d’implementar triacs mitjançant el tall de fase esglaonada, per iniciar un circuit d’arrencada suau i final lent o un circuit d’aturada lenta per als motors de màquines pesades de manera que els motors siguin capaços d’iniciar gradualment les accions d’aturada en lloc d’engegar-les bruscament.

La idea està pensada bàsicament per garantir un desgast menor del motor i, a més, estalviar electricitat durant les accions.

La idea va ser sol·licitada pel senyor Bernard Botte.

Benvolgut senyor Swagatam,
Ho sento pel meu anglès, gràcies de totes maneres per qualsevol resposta que donaràs abans de la pregunta. Utilitzo aparells diferents per manejar fusta amb un motor de corrent altern universal fabricat originalment per a un rang d'entre 230 i 240 volts a 50 Hz (però també ho noto a certes parts del meu país 250 V) perquè necessito molt de diferents tipus de màquines i només per a afició.

Compro les màquines més econòmiques que puc trobar (corregeixo certs problemes mecànics) per a altres màquines. També faig servir un regulador de llum (fet a casa basat en el sistema utilitzat per l’aspiradora i modificat per NINA67) i funciona molt bé.

Però també faig servir una planadora / gruixuda amb un motor que gira a 18.000 T / min. Sembla fet per no pagar cap royalties per desallotjar els drets d'autor. Abans de tenir problemes, pensava que era un motor que funcionava a 3000 t / min (2700), multiplicat per 2 (com altres) amb una corretja per assolir una velocitat decent de 6000 t / m (5400). No ho sento. I no faig servir el dimmer.

El motor funciona a +/- 18000: 3 = 6000 !!! Sabent el cost barat d’aquesta màquina, l’utilitzo com un “bon pare” de manera no intensiva, però un dia hi va haver fum

La màquina fuma i desmonto la màquina per aïllar el motor per desallotjar el foc. (la màquina estava en garantia, però he de fer molts quilòmetres per fer un canvi. I allà no em diuen que era un problema ben conegut i recurrent ... però ... ho saben!)

De fet, quan tot estava fred. Miro l’eix que gira, sembla que també dispara al costat oposat de la corretja de canvis a cada sortida Com si no hi hagués un cultivador.

Mostro el motor en una empresa que ven diferents tipus de motor.

També fan reformes, però m'expliquen que era un motor 'exòtic', però van establir el mateix diagnòstic. Comenceu a fer ràpides Així que vingueu la meva pregunta: Podríeu fer un esquema per tenir un 'començament suau / final suau' per a diferents universalmotors, de fet, si faig servir el meu sistema dimmer basat en BTA 16 800 cw (millor que l’altre esmentat anteriorment), sembla correcte, però només n’he fet 3. Voldria integrar-ho en totes les màquines grans.

I utilitzeu només l’interruptor d’encès / apagat. Vull fer servir, doncs, un botó per “encendre” i un per “apagar” o un interruptor d’encesa / apagat.

Però també un potenciòmetre per seleccionar el nivell mínim (depenent de la potència de cada motor) quan el motor comença a funcionar i un potenciòmetre per seleccionar el temps (555) entre l’arrencada lenta i la velocitat màxima (potser també drecera del triac amb un relé a tenir una velocitat màxima i un led verd si és rellevant (però estarà bé) perquè l’apagat de la sincronització potser es redueixi. Per què al final perquè el corrent addicional i els problemes s’uneixen.

Nota: He vist aquesta aplicació amb processadors 'fpla' o dedicats, però estic segur que també es pot fer amb components discrets. Per què no puc fer-ho: perquè mai estudio els motors correctament, però sé per exemple que no ho és correcte engegar el motor amb un sistema de pas zero perquè dóna un corrent màxim i això fa el mateix problema (INCENDI!) amb la parella a l’arrencada i el corrent màxim ...

He vist aquesta sol·licitud en un altre fòrum tocant a un altre mecànic de treball, fusta, etc ... sense resposta i la gent també diu si funciona amb un potenciòmetre, però quan canvieu d'una màquina a una altra podeu cometre errors, etc. Salutacions Botte Bernard (Bèlgica), si us plau no poseu la meva adreça a la xarxa. Nb, també m'agrada a la vostra presentació el full de dades perquè no és tan fàcil tenir-la sense pagar

Bernard Botte

Disseny del circuit de control de fase escalonada

La idea sol·licitada d’un circuit de commutació del motor d’arrencada suau i parada suau es pot implementar mitjançant un concepte d’interruptor dimmer basat en triac, tal com es presenta als diagrames següents:

En referència als diagrames anteriors, el primer diagrama mostra un atenuador de llum estàndard o un circuit de commutació dimmer del ventilador amb un triac BTA41A / 600 de gran resistència.

La secció que indica el 'mòdul 4 triac' normalment està ocupada amb un potenciòmetre per permetre un ajust manual de control de velocitat, en què un ajust de resistència inferior genera una velocitat més alta al motor del ventilador i viceversa. En aquest disseny d’arrencada suau i de parada suau, aquesta secció de pot es reemplaça amb el mòdul de 4 triac indicat que es pot visualitzar detalladament al segon diagrama.

Aquí veiem 4 triacs disposats en paral·lel que tenen 4 resistències individuals de 220K al braç superior MT1 i 4 condensadors individuals a les seves portes amb valors diferents i amb una mena d’ordre seqüencial d’alt a baix. Quan S1 està engegat, el triac que té el condensador amb el valor més baix s’encén primer, permetent arrencar una velocitat relativament lenta al motor a causa del canvi de la resistència de 220K corresponent a la seva MT1.

En pocs mil·lisegons, el següent triac condueix, que té el següent valor més petit, i afegeix la seva pròpia resistència de 220K en paral·lel a la resistència de 220K anterior, cosa que permet al motor guanyar una mica més de velocitat. De manera idèntica, el tercer i el quart triacs també s’encenen de manera seqüencial durant els propers mil·lisegons, afegint així dues resistències paral·leles de 220K més al rang, cosa que finalment permet al motor assolir la seva velocitat màxima.

L'increment seqüencial de velocitat anterior del motor permet que el motor aconsegueixi l'interruptor d'arrencada lenta previst, tal com ho desitgi l'usuari.

De la mateixa manera, quan l’interruptor S1 està apagat, els condensadors corresponents s’apaguen en el mateix ordre, però de manera descendent, cosa que inhibeix el motor d’una parada brusca, en lloc d’això provoca una parada lenta o un pas lent de la seva velocitat.

Opinió del senyor Bernard:

Benvolgut senyor Swag, En primer lloc, gràcies per la seva ràpida resposta. Com que em dieu que teniu un problema de temps, he canviat el meu sistema operatiu per Linux Serena 18,1, de manera que he de tornar a instal·lar tot el programa que necessito i provar-lo (configurar-lo!) Així doncs, sembla que everithings funciona correctament ! Quant al primer esquema, noto que no doneu cap valor als esquemes de la part superior, de manera que l’agafo a «Com fer un circuit de commutador d’atenuació triac més senzill»

Llista de peces per al circuit de regulació del ventilador millorat (C1) anterior C7 = 0,1u / 400V
(C2, C3) C8, C9 = 0,022 / 250V,
(R1) R9 = 15.000,
(R2) R10 = 330K,
(R3) R11 = 33K,
(R4) R12 = 100 ohms, VR1 = 220K o 470K lineals => Substituït per un mòdul genial de 4 triacs
Diac = DB3,
Triac = BT136 => BTA41 600
L1 = 40uH

Sobre la segona solució esquemàtica tan senzilla que mai no he somiat !!! a provar al més aviat possible Genial! diem en francès.

No sé que podeu utilitzar condensadors polaritzats per a aquestes aplicacions de corrent altern. I també que 50 volts eren suficients! Tinc un moment per explicar per què ...

De tota manera potser ho provaré aquest cap de setmana si tinc tot el component. Prefereixo utilitzar condensadors nous, el meu estoc mai canvia des del 1993!

De fet, estava provant maneres diferents fent servir, per exemple, opto triac (MOC), però també he de triar la freq de la xarxa de corrent altern, també una altra basada en el circuit esquemàtic del controlador de temperatura del forn, però amb el comptador ascendent 4516b i 555, etc. complicat

Moltes gràcies

Salutacions

B. barril

La meva resposta:

Gràcies estimat Bernard,

La imatge que havíeu inserit a la conversa no es va adjuntar correctament i, per tant, no es mostrava, però ara l’he corregit i l’he publicat de nou a l’article.

He classificat els taps a 50V perquè se suposa que R9 és una resistència de 33K o de 68K que farà caure el corrent de manera significativa i no permetrà que els condensadors es cremin, és el que entenc.

He utilitzat condensadors polaritzats perquè la porta d’un triac funciona amb una unitat de corrent continu, però sí, teniu raó, per tal de convertir-la en corrent continu per als condensadors, hem d’afegir un 1N4007 en sèrie amb les resistències de la porta 1K.

Ara, pel que fa a aquest disseny, si suposem que la idea no funciona molt bé o no produeix els resultats esperats, podríem modificar la unitat de porta existent per als 4 triacs en controladors basats en optoacopladors i realitzar el mateix commutació retardada seqüencial però mitjançant un un circuit de corrent continu extern, de manera que aquest circuit en última instància té el potencial d’obtenir els resultats previstos, d’aquesta manera o d’aquesta manera.