En soft starter er en hvilken som helst enhed, der styrer accelerationen af en elektrisk motor ved hjælp af styring af den anvendte spænding.
Lad os nu få en kort tilbagekaldelse af behovet for at have en starter til enhver motor.
En induktionsmotor kan starte selv på grund af samspillet mellem den roterende magnetfeltstrøm og rotorviklingsfluxen, hvilket forårsager en høj rotorstrøm, når momentet øges. Som et resultat trækker statoren høj strøm, og når motoren når op til fuld hastighed, trækkes en stor mængde strøm (større end den nominelle strøm), og dette kan forårsage opvarmning af motoren og til sidst beskadige den. For at forhindre dette er motorstartere nødvendige.
Motorstart kan ske på 3 måder
- Anvendelse af fuld belastningsspænding med tidsintervaller: Direkte on-line start
- Anvendelse af reduceret spænding gradvist: Star Delta Starter og Soft starter
- Anvendelse af delvikling start: Autotransformator starter
Definition af blød start
Lad os nu lægge vores særlige opmærksomhed mod blød start.
I tekniske termer er en blød starter en hvilken som helst enhed, der reducerer det anvendte drejningsmoment på elmotoren. Den består generelt af solid state-enheder som tyristorer til at kontrollere anvendelsen af forsyningsspænding til motoren. Starteren arbejder på det faktum, at drejningsmomentet er proportionalt med kvadratet for startstrømmen, hvilket igen er proportionalt med den påførte spænding. Således kan drejningsmomentet og strømmen justeres ved at reducere spændingen på tidspunktet for start af motoren.
Der kan være to typer kontrol ved hjælp af soft starter:
Åbn kontrol : En startspænding tilføres med tiden uanset strømmen trækkes eller motorens hastighed. For hver fase er to SCR'er forbundet ryg mod ryg, og SCR'erne udføres indledningsvis med en forsinkelse på 180 grader under de respektive halvbølgecyklusser (for hvilke hver SCR udfører). Denne forsinkelse reduceres gradvist med tiden, indtil den påførte spænding ramper op til den fulde forsyningsspænding. Dette er også kendt som Time Voltage Ramp System. Denne metode er ikke relevant, da den ikke styrer motoracceleration.
Lukket-loop kontrol : Enhver af motorens outputegenskaber som den trukkede strøm eller hastigheden overvåges, og startspændingen ændres i overensstemmelse hermed for at få det krævede svar. Strømmen i hver fase overvåges, og hvis den overstiger et bestemt sætpunkt, stoppes tidsspændingsrampen.
Således er det grundlæggende princip for softstarteren ved at styre ledningsvinklen på SCR'erne anvendelsen af forsyningsspænding kan styres.
2 komponenter i en grundlæggende soft starter
- Strømafbrydere som SCR'er, der skal fasestyres således, at de anvendes til hver del af cyklussen. For en 3-faset motor er to SCR'er tilsluttet ryg mod ryg for hver fase. Skifteindretningerne skal vurderes mindst tre gange mere end netspændingen.
- Kontrollogik ved hjælp af PID-controllere eller mikrokontrollere eller en hvilken som helst anden logik til at kontrollere anvendelsen af gate-spænding til SCR, dvs. til at styre SCR'ernes affyringsvinkel for at få SCR til at lede den krævede del af forsyningsspændingscyklussen.
Arbejdseksempel på elektronisk softstartsystem til 3-faset induktionsmotor
Systemet består af følgende komponenter.
- To ryg-til-ryg-SCR'er for hver fase, dvs. 6 SCR'er i alt.
- Styr logik kredsløb i form af to komparatorer - LM324 og LM339 til at producere niveauet og rampespændingen og en optoisolator til at styre anvendelsen af gate spænding til hver SCR i hver fase.
Et strømforsyningskredsløb til tilvejebringelse af den krævede jævnspænding.
Blokdiagram, der viser det elektroniske softstartsystem til 3-faset induktionsmotor
Niveauspændingen genereres ved hjælp af komparatoren LM324, hvis inverterende terminal tilføres ved hjælp af en fast spændingskilde, og den ikke-inverterende terminal tilføres gennem en kondensator forbundet til samleren af en NPN-transistor. Opladning og afladning af kondensatoren får komparatorens output til at ændre sig i overensstemmelse hermed, og spændingsniveauet ændres fra høj til lav. Denne udgangsniveau spænding påføres den ikke-inverterende terminal på en anden komparator LM339, hvis inverterende terminal tilføres ved hjælp af en rampespænding. Denne rampespænding produceres ved hjælp af en anden komparator LM339, som sammenligner den pulserende DC-spænding, der påføres ved sin inverterende terminal med den rene DC-spænding ved sin ikke-inverterende terminal og genererer et nul-spændingsreferencesignal, der konverteres til et rampesignal ved opladning og afladning af en elektrolytkondensator.
Den 3rdkomparator LM339 producerer et signal med høj pulsbredde for hver højspænding, der falder gradvist, når niveauspændingen reduceres. Dette signal inverteres og påføres Optoisolatoren, som giver portimpulser til SCR'erne. Når spændingsniveauet falder, øges optoisolatorens pulsbredde og mere pulsbredden, mindre er forsinkelsen, og gradvist udløses SCR uden nogen forsinkelse. Ved at styre varigheden mellem impulser eller forsinkelse mellem applikationer af impulser styres således SCR's affyringsvinkel, og anvendelsen af forsyningsstrøm styres og styrer således motorens udgangsmoment.
Hele processen er et styresystem med åben sløjfe, hvor tidspunktet for påføring af gateudløsende impulser til hver SCR styres baseret på, hvor tidligere rampespændingen falder fra niveauspændingen.
Fordele ved Soft Start
Nu hvor vi har lært om, hvordan en elektronisk softstartsystem fungerer, lad os huske nogle få grunde til, at det foretrækkes frem for andre metoder.
- Forbedret effektivitet : Effektiviteten af softstartsystemet ved hjælp af solid state-switches skyldes mere den lave on-state spænding.
- Kontrolleret opstart : Startstrømmen kan styres problemfrit ved let at ændre startspændingen, og dette sikrer glat start af motoren uden ryk.
- Kontrolleret acceleration : Motoracceleration styres problemfrit.
- Lave omkostninger og størrelse : Dette sikres ved brug af solid state-switche.
