Aggiunta di un avvio graduale ai motori delle pompe dell'acqua - Riduzione dei problemi di combustione dei relè

In questo post discutiamo alcuni esempi di circuiti di avviamento dolce innovativi e semplici che possono essere implementati con motori per impieghi gravosi in modo che siano in grado di iniziare con un avvio dolce o un avvio lento invece di un avvio improvviso e irregolare

Perché il soft start è fondamentale per i motori pesanti

Quando sono coinvolti sistemi di motori pesanti o motori ad alta corrente, il picco di corrente di accensione iniziale spesso diventa un problema. Questa sovratensione tende ad infliggere enormi archi elettrici attraverso i contatti del relè della pompa causando corrosione e riduzione della sua durata a causa di stress e usura.

L'arco ad alta corrente non solo causa problemi di contatto del relè, ma influisce anche sui circuiti elettronici circostanti, provocandone il blocco o il disturbo a causa della grande quantità di interferenza RF generata durante l'accensione del motore.

Tuttavia la salvaguardia del costoso relè del motore diventa il problema principale in tali situazioni. Sebbene siano disponibili molti contattori meccanici per il controllo dello stress del motore, questi sistemi non sono efficienti e sono inefficaci contro le emissioni RF.

Si spera che il semplice circuito elettronico presentato di seguito sia in grado di eliminare tutti i problemi relativi alla generazione di sovratensioni all'accensione del motore pesante e alla protezione dei contatti del relè.

La figura mostra un semplice circuito interruttore dimmer che incorpora una normale configurazione triac e diac, che può essere utilizzata in modo molto efficace per aggiungere un avvio graduale a qualsiasi motore CA ad alta corrente e pesante.

Progettare un avvio graduale utilizzando Triac Phase Chopping

Qui il potenziometro di controllo è stato sostituito con una scatola LED / LDR. Come sappiamo, nei normali interruttori dimmer, viene utilizzata una resistenza variabile per il controllo delle velocità delle ventole. Qui la resistenza variabile viene sostituita con una disposizione LED / LDR. Significa che ora la velocità del motore, o in altre parole, la corrente al motore può essere controllata controllando l'intensità del LED incluso attraverso un trigger esterno.

Questo è esattamente ciò che viene fatto qui. Quando il relè del motore è acceso, tramite un interruttore o tramite un circuito di controllo elettronico come un circuito di controllo del livello dell'acqua, anche il LED dell'interruttore dimmer collegato viene acceso contemporaneamente.

Il LED accende il triac e il motore collegato.

Essendo un dispositivo a stato solido l'interruttore dimmer agisce un po 'più velocemente del relè e quindi il motore viene prima attivato tramite il triac dimmer e dopo pochi millisecondi il triac viene bypassato dai contatti del relè interessati.

Il processo di cui sopra elimina completamente qualsiasi scintilla dal contatto del relè poiché il triac ha già assorbito gran parte della corrente e il relè deve solo assumere dolcemente la conduzione del motore già acceso.

Qui la luminosità del LED dell'optoaccoppiatore è cruciale e deve essere impostata in modo che il triac sia solo al 75% ON.

Questa regolazione salverà il triac dal transitorio iniziale di forti correnti e aiuterà l'intero sistema a durare per molti anni.

Il resistore R4 può essere impostato in modo appropriato per ottenere un bagliore ottimale sul LED.

Schema elettrico

Elenco delle parti

R1 = 15K
R2 = 330 K,
R3 = 10K,
Resistenza diac = 100 Ohm,
R4 = da regolare come spiegato,
C1 = 0,1 uF / 400 V.
C2, C3 = 0,1 uF / 250 V,
L1 = 10 amp / induttanza 220V
Triac (alternistore) = 10 Amp 400V,
Diac = come per il triac sopra.

Aggiornamento di Triac Soft Start con relè

Una piccola ispezione rivela che il circuito in realtà non richiede affatto il circuito dell'accoppiatore ottico. Il circuito può essere organizzato semplicemente nel modo seguente:

R2 dovrebbe essere selezionato in modo tale che il triac conduca solo il 75% della potenza.

Quando l'alimentazione viene attivata, il triac fornisce un avvio iniziale morbido al motore fino alla frazione di secondo successiva, quando il relè conduce anche abilitando il motore alla piena potenza richiesta. Ciò protegge completamente i contatti dell'attuatore dai picchi di corrente e dalle scintille iniziali,

Design semplificato per l'avvio graduale

Come giustamente suggerito dal signor Jim, una coppia iniziale è indispensabile per avviare un motore in modo ottimale soprattutto quando è carico, se questa coppia iniziale è assente. il motore potrebbe bloccarsi con carichi pesanti sotto la cintura e potrebbe iniziare a fumare in pochi minuti.

Il circuito seguente è progettato per risolvere entrambi i problemi insieme, inibisce la corrente di picco iniziale all'interruttore ON / OFF e consente tuttavia al motore di avviarsi con un 'calcio' in modo che si avvii senza problemi anche quando è carico.

Il design sopra può essere ulteriormente semplificato rimuovendo il relè, come mostrato di seguito:

Un tecnicallu più sound Circuito di avviamento graduale del motore basato su PWM può anche essere provato per ottenere un miglior controllo, una migliore coppia e un avviamento affidabile per il motore collegato, anche per motori trifase.

Avvio graduale utilizzando il taglio di fase controllato

Un altro modo per implementare i triac attraverso il taglio di fase graduale, per avviare un circuito di avvio lento e fine lento o arresto lento per motori di macchine pesanti in modo che i motori siano in grado di eseguire azioni di arresto di avvio graduali invece di accendersi / spegnersi bruscamente.

L'idea è fondamentalmente intesa a garantire una minore usura del motore e inoltre risparmiare elettricità durante il corso delle azioni.

L'idea è stata richiesta dal Sig. Bernard Botte.

Caro signor Swagatam,
Scusa per il mio inglese, grazie comunque per qualsiasi risposta che darai prima della domanda. Uso diversi apparecchi per la movimentazione del legno utilizzando un motore AC universale originariamente realizzato per un intervallo tra 230 e 240 volt 50hz (ma noto anche in alcune parti del mio paese 250V) perché ho bisogno di molto da diversi tipi di macchina e questo era solo per passatempo.

Compro le macchine più economiche che riesco a trovare (correggo alcuni problemi meccanici) per altre macchine. Uso anche un dimmer (fatto in casa basato sul sistema usato dall'aspirapolvere e modificato da NINA67) e funziona benissimo.

Ma uso anche una pialla / spessore utilizzando un motore che gira a 18000 T / min. Sembra fatto per non pagare alcuna royalty per sfrattare i diritti d'autore. Prima che avessi problemi pensavo che fosse un motore che girava a 3000 t / min (2700) moltiplicato per 2 (come gli altri) con una cinghia per raggiungere una discreta velocità di 6000 t / m (5400) Scusa no. E non uso il dimmer.

Il motore gira a +/- 18000: 3 = 6000 !!! Conoscendo il basso costo di quella macchina, la uso come un 'buon padre' non intensamente ecc. Ma un giorno c'era un fumo

La macchina fuma e io smonto dalla macchina per isolare il motore per sfrattare l'incendio. (la macchina era in garanzia ma ho bisogno di fare molti chilometri per fare un cambio. E lì, non mi dicono che era un problema ben noto e ricorrente ... ma ... lo sanno!)

Infatti quando tutto era freddo. Guardo l'asse che ruota, sembra anche sparare sul lato opposto della cinghia dentata ad ogni partenza Come se non ci fosse un coltivatore.

Mostro il motore in un'azienda che vende diversi tipi di motore.

Fanno anche rimessa a nuovo ma mi spiegano che si trattava di un motore 'esotico' ma hanno impostato la stessa diagnostica .Avviare velocemente Quindi vieni la mia domanda: potresti fare uno schema per avere un 'soft start / soft end' per diversi universalmotors infatti se utilizzo il mio sistema dimmer basato su BTA 16 800 cw (migliore degli altri sopra citati) mi sembra ok ma ne ho realizzati solo 3. Voglio integrarlo in ogni grande macchina.

E utilizzare solo l'interruttore on / off. Voglio utilizzare quindi un pulsante per 'accendere' e uno per 'spegnere' o un interruttore on / off.

Ma anche un potenziometro per selezionare il livello minimo (a seconda della potenza di ogni motore) quando il motore si avvia e un potenziometro per selezionare la temporizzazione (555) tra la partenza lenta e la piena velocità (magari anche abbreviare il triac con un relè per avere piena velocità e un led verde se è rilevante (ma sarà bello) per lo spegnimento i tempi magari si riducono, perchè alla fine perchè la corrente extra e problemi legati.

Nota: ho visto questa applicazione con 'fpla' o processori dedicati ma sono sicuro che si possa fare anche con componenti discreti. Perché non posso farlo: perché non studio mai correttamente i motori ma so ad esempio che non lo è corretto avviare il motore con sistema zero crossing perché dà una corrente massima e che fa lo stesso disturbo (FUOCO!) con la coppia allo spunto e corrente massima ...

Ho visto questa richiesta in altri forum toccando altro lavoro meccanico legno ecc ... senza risposta e la gente dice anche se funziona con un potenziometro ma quando si passa da una macchina all'altra si possono sbagliare ecc ... Saluti Botte Bernard (Belgio) per favore non mettere il mio indirizzo in rete Nb mi piace anche nella tua presentazione il datasheet perché non è così facile averlo senza pagare

Bernard Botte

Progettazione del circuito di controllo di fase a gradini

L'idea richiesta di un circuito di commutazione del motore con avviamento graduale e arresto graduale può essere implementata utilizzando un semplice concetto di interruttore dimmer basato su triac, come presentato negli schemi seguenti:

Facendo riferimento ai diagrammi sopra, il primo diagramma mostra un dimmer della luce standard o un circuito interruttore dimmer ventilatore utilizzando un triac pesante BTA41A / 600.

La sezione che indica il “modulo 4 triac” è normalmente occupata da un potenziometro per abilitare una regolazione del controllo manuale della velocità, in cui una regolazione della resistenza inferiore genera una maggiore velocità sul motore del ventilatore e viceversa. In questo design soft start, soft stop, questa sezione del potenziometro è sostituita con il modulo 4 triac indicato che può essere visualizzato in modo elaborato nel secondo diagramma.

Qui vediamo 4 triac disposti in parallelo con 4 resistori individuali da 220K nel loro braccio MT1 superiore e 4 condensatori individuali alle loro porte con valori diversi e con una sorta di ordine sequenziale da alto a basso. Quando S1 è acceso, il triac con il condensatore di valore più basso si accende per primo, consentendo un avvio a velocità relativamente lenta sul motore a causa della commutazione della relativa resistenza da 220K sul suo MT1.

Entro pochi millsecondi il successivo triac successivo conduce che ha il valore successivo più piccolo e aggiunge il proprio resistore da 220K in parallelo con il resistore da 220K precedente, consentendo al motore di guadagnare un po 'più di velocità. Allo stesso modo, anche il terzo e il quarto triac si accendono in sequenza entro pochi millisecondi, aggiungendo così altri due resistori paralleli da 220K nell'intervallo, che finalmente consente al motore di raggiungere la sua velocità massima.

L'aumento della velocità sequenziale di cui sopra sul motore consente al motore di ottenere l'interruttore di avvio lento previsto su ON, come desiderato dall'utente.

Allo stesso modo quando l'interruttore S1 viene portato in OFF, i relativi condensatori si spengono nello stesso ordine ma in modo discendente, il che inibisce il motore da un arresto improvviso, invece provoca un arresto lento a passo o fine lento sulla sua velocità.

Feedback dal signor Bernard:

Caro signor Swag, prima di tutto, grazie per la tua rapida risposta. Perché mi dici che hai un problema di tempismo, ho cambiato il mio sistema operativo in linux mint 18,1 'Serena' quindi ho dovuto reinstallare tutto il programma di cui avevo bisogno e testarlo (configurarlo!) Quindi apparentemente tutto sembra funzionare bene ! Riguardo al primo schema, noto che non dai alcun valore agli schemi del lato superiore, quindi lo prendo da «Come realizzare un circuito interruttore dimmer triac più semplice»

Elenco delle parti per il circuito dimmer della ventola potenziato sopra (C1) C7 = 0,1u / 400V
(C2, C3) C8, C9 = 0,022 / 250V,
(R1) R9 = 15K,
(R2) R10 = 330K,
(R3) R11 = 33K,
(R4) R12 = 100 Ohm, VR1 = 220K o 470K lineare => Sostituito dal modulo genial 4 triac
Diac = DB3,
Triac = BT136 => BTA41 600
L1 = 40uH

Riguardo al secondo schema così semplice soluzione non avrei mai sognato !!! da testare al più presto Genial! diciamo in francese.

Non so se puoi usare condensatori polarizzati per tali applicazioni AC! E anche quel 50 volt era sufficiente! Ho un momento per spiegare perché -

Ad ogni modo forse lo proverò questo fine settimana se avrò tutti i componenti. Preferisco usare condensatori nuovi, le mie scorte non cambiano mai dal 1993!

In effetti stavo provando diversi modi usando ad esempio opto triac (MOC) ma ho anche bisogno di scegliere la freq della rete AC, anche un'altra basata sul tuo schema elettrico Kiln Temperature Controller Circuit ma con up down counter 4516b e 555 ecc, ecc. complicato

Grazie molto

Saluti

B.botte

La mia risposta:

Grazie caro Bernard,

L'immagine che avevi inserito nella conversazione non è stata allegata correttamente e quindi non si vedeva, ma ora l'ho corretta e l'ho postata nuovamente nell'articolo.

Ho valutato i condensatori a 50V perché R9 dovrebbe essere un resistore da 33K o 68K che farà diminuire la corrente in modo significativo e non permetterà ai condensatori di bruciare, questa è la mia comprensione.

Ho usato condensatori polarizzati perché il gate di un triac funziona con un drive DC, ma sì hai ragione, per renderlo DC per i condensatori dobbiamo aggiungere un 1N4007 in serie con le resistenze del gate 1K.

Ora, per quanto riguarda questo progetto, se supponiamo che l'idea non funzioni in modo molto fluido o non produca i risultati attesi, potremmo modificare il gate drive esistente per i 4 triac in driver basati su accoppiatore ottico ed eseguire la stessa commutazione ritardata sequenziale ma attraverso un circuito CC esterno, quindi questo circuito alla fine ha il potenziale per fornire i risultati desiderati, in questo o in quel modo.