Как ограничить пусковой ток двигателя до пусковых пределов

Ограничение пускового тока для тороидальных трансформаторов

Всем здравствуйте. Сейчас существуют многочисленные схемы для ограничения пускового тока тороидальных трансформаторов, но эта схема выделяется тем, что ее трудно превзойти по простоте и надежности. Включение трансформаторов зачастую не обходится без борьбы (в буквальном смысле).

В частности, тороидальным трансформаторам требуется значительный ток, прежде чем он войдет в стабильное рабочее состояние. В основе этого лежит тот факт, что магнитное поле сначала должно быть создано в сердечнике. Здесь протекает большой ток, особенно при старте, когда поле еще мало. После создания поля ток резко падает, и трансформатор возвращается в свое «нормальное» состояние.

Самый большой бросок тока возникает, когда синусоидальное переменное напряжение в первичной обмотке и остаточное поле в сердечнике вызывают его насыщение. Для пояснения, предположим, что остаточное магнитное поле имеет положительное значение. При включении (случайная) положительная амплитуда переменного напряжения увеличивает намагниченность, так что сердечник становится перегруженным и насыщается.

Когда это происходит, только омическое сопротивление провода первичной обмотки «ограничивает ток» (обычно всего несколько десятых ома). Только через несколько периодов намагниченность синхронизируется с напряжением переменного тока, и сердечник выходит из состояния насыщения. До тех пор поток нужно каким-то образом ограничить. Схема такого ограничения тока показана на прилагаемом рисунке в тексте статьи.

Реле подключено параллельно термистору NTC. Через короткое время это реле замыкает термистор. После чего тороидальный трансформатор напрямую подключается к сети, и цепь не нагружается излишне. Кроме того, термистор остывает перед следующим включением. Реле включается только тогда, когда на трансформаторе может повыситься полное напряжение. В качестве дополнительной меры защиты для термистора и остальной цепи был добавлен плавкий предохранитель с задержкой срабатывания (10 А).

Это все проверено практически, в надежности работы не вызвала каких-либо замечаний. В дополнение к небольшому количеству компонентов, необходимых для этой схемы, ее собственное энергопотребление также очень низкое. Однако ограничение тока действительно вызывает задержку включения напряжения питания. Стабилитроны и ограничивающий резистор можно легко подобрать к другому типу реле. В модели использовалось реле на 48 вольт. Всем спасибо за уделенное время.

Источник

Ограничители пускового тока

Ограничители пускового тока используются для уменьшения пускового тока, возникающего при включении того или иного электрического устройства. Высокий пусковой ток является результатом максимального мгновенного входного тока, потребляемого электрическим устройством во время первоначального включения. Поскольку технология продолжает развиваться, большинство систем сегодня работают эффективно и поддерживают низкий импеданс, что, в свою очередь, способствует высокому пусковому току.

Кроме того, устройства, которые вырабатывают переменный ток, такие как электродвигатели или трансформаторы, могут потреблять в несколько раз больше своего стационарного тока при включении. Хотя этот дополнительный бросок часто длится менее ½ от нормального цикла в 60 Гц, этого времени достаточно для возможного повреждения оборудования.граничитель пускового тока ОПТ 1-30G.

Ограничители пускового тока являются наиболее часто используемым вариантом конструкции в импульсных источниках питания, электроприводах, трансформаторах, усилителях, видеодисплеях, цветных телевизорах и т. д. Они не только сводят к минимуму искажения тока в сети и радиошумы, но также защищают переключатели, выпрямительные диоды и сглаживающие конденсаторы от ранних сбоев, а также предохраняют плавкие предохранители и автоматические выключатели от ложных неисправностей.

Читайте также:  Датчик нагрева двигателя не работает

В частности, ограничитель пускового тока — это просто термистор, изготовленный из материала на основе оксида переходного металла, который был испечен при чрезвычайно высоких температурах. Они демонстрируют несколько преимуществ по сравнению со своими альтернативами.

Ограничители пускового тока более надежны, поскольку они не содержат движущихся частей и не требуют логического контроля. Они более экономичны в отношении потребления энергии при непрерывной работе. Наконец, они подходят для монтажа на печатной плате или для монтажа в линию в распределительных щитах и блоках питания.

Для сравнения, альтернативой использованию ограничителя пускового тока является проволочный силовой резистор, который имеет установленное электрическое сопротивление, существенно не изменяющееся в зависимости от напряжения или температуры. Эти резисторы широко используются и имеют 3 важных назначения: они защищают компоненты, делят напряжение между различными частями цепи и контролируют задержку по времени. Однако использование фиксированного резистора в качестве ограничителя пускового тока требует двух дополнительных компонентов: реле и таймера, в отличие от решения, состоящего из одной части, которое обеспечивает ограничитель пускового тока.

При создании ограничителей пускового тока для изготовления диска или чипа используется специально разработанный металлоксидный керамический материал.

Спекание — это процесс нагревания, который выравнивает кристаллическую структуру. Затем к ограничителю пускового тока присоединяются провода, чтобы его можно было подключить к электрической цепи. После присоединения проводов наносится защитное покрытие из силиконовой смолы, которое обеспечивает диэлектрическое напряжение изоляции 1250 В переменного тока от контакта с другими компонентами.

Источник

Способы ограничения пусковых токов асинхронных короткозамкнутых и синхронных двигателей

1) Включение добавочных резисторов R в цепь статораведет при данной скорости (скольжении) к снижению токов стато­ра и ротора. Другими словами, все искусственные электромехани­ческие характеристики располагаются в первом квадранте ниже и левее естественной. С учетом того, что скорость идеального холос­того хода ω при включении R не изменяется, получаемые искус­ственные электромеханические характеристики можно представить семейством кривых 2. 4, которые расположены ниже естественной характеристики 1, построенной при R = 0, причем большему зна­чению R соответствует больший наклон искусственных характе­ристик (рис. 5.6, а). Практическая ценность этих характеристик со­стоит в обеспечении возможности ограничения токов АД при пуске.

Для получения искусственных механических характеристик про­анализируем влияние R на координаты их характерных точек.

Скорость холостого хода ω = 2nf1/ p не изменяется при R = var, т.е. все искусственные характеристики проходят через эту точку на оси скорости (скольжения).

Координаты точки экстремума Мк и sk изменяются при варьиро­вании R а именно: при увеличении R критический момент и критическое скольжение уменьшаются. Уменьшается и пусковой момент при s = 1. Проведенный анализ позволяет представить искусственные механические характеристики 2. 4 АД при R = var в виде, показанном на рис. 5.6, б. Такие характеристики могут использо­ваться при необходимости для снижения в переходных процессах момента АД, в том числе и пускового.

2) Реакторный пуск. (схема)

3) Автотрансформаторный пуск. (схема)

4) Пуск короткозамкнутого электродвигателя с переключением обмоток со звезды на треугольник, этот способ применим, когда напряжение сети соответствует меньшему из напряжений, ука­занных в паспорте, то есть когда электродвигатель при данном напря­жении сети должен работать по схеме «треугольник». Например, если в паспорте указаны напряжения 660/380 В, а напряжение сети 380 В, то двигатель должен работать по схеме ∆. В момент же пуска на период разгона его включают по схеме Y. Благодаря этому на каждую из обмоток приходится напряжение не 380 В, а 380/√3 = 220 В. Потребляемый же из сети ток уменьшится при этом в 3 раза (пропорционально квадрату напряжения).

Читайте также:  Как гильзуется двигатель ваз 2106

Снижение потребляемого из сети тока в 3 раза приводит к уменьшению развиваемой в момент пуска мощности также в 3 раза, то есть этот способ применим тогда, когда нагрузка на двигатель при пуске не превышает 1/3 PН.

Источник

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Что такое пусковой ток и как его ограничить

Что такое пусковой ток

Пусковой ток – это максимальный ток, потребляемый электрической цепью во время ее включения. Значение пускового тока намного выше, чем установившийся ток цепи, и этот высокий ток может повредить устройство или привести в действие автоматический выключатель. Пусковой ток обычно появляется во всех устройствах, где присутствует магнитный сердечник, таких как трансформаторы, промышленные двигатели и т. д. Пусковой ток также известен как входной импульсный ток или импульсный ток включения.

Почему появляется пусковой ток

Есть причина появления пускового тока. Подобно некоторым устройствам или системам, которые имеют развязывающий конденсатор или сглаживающий конденсатор, при запуске потребляется большое количество тока для их зарядки. Ниже приведенная диаграмма даст вам представление о разнице между пусковым, пиковым и установившимся током цепи.

Пиковый ток: это максимальное значение тока, достигаемое сигналом в положительной или отрицательной области.

Ток установившегося состояния: он определяется как ток в каждом интервале времени, который остается постоянным в цепи. Ток установившегося состояния достигается, когда di/dt = 0, что означает, что ток остается неизменным во времени.

Особенности пускового тока: появляется мгновенно, когда устройство включается; появляется на короткий промежуток времени; выше номинального значения цепи или устройства.

Пусковой ток трансформатора

Пусковой ток трансформатора определяется как максимальный мгновенный ток, потребляемый трансформатором, когда вторичная сторона не нагружена или находится в состоянии разомкнутой цепи. Этот бросок тока вредит магнитным свойствам сердечника и вызывает нежелательное переключение автоматического выключателя трансформатора.

Величина пускового тока зависит от точки волны переменного тока, в которой запускается трансформатор. Если трансформатор (без нагрузки) включается, когда напряжение переменного тока достигает своего пика, тогда пусковой ток не возникает при запуске, и если трансформатор (без нагрузки) включается, когда напряжение переменного тока проходит через ноль, то значение броска ток будет очень высоким, и он также будет превышать ток насыщения, как вы можете видеть на изображении выше.

Пусковой ток двигателя

Как и трансформатор, асинхронный двигатель не имеет непрерывного магнитного пути. Сопротивление асинхронного двигателя высокое из-за воздушного зазора между ротором и статором. Следовательно, из-за такого характера индуктивного устройства с высоким сопротивлением требуется большой ток намагничивания для создания вращающегося магнитного поля при запуске. График ниже показывает пусковые характеристики двигателя при полном напряжении.

Как вы можете видеть на графике, пусковой ток и пусковой момент очень высоки в начале. Этот высокий пусковой ток может повредить электрическую систему, а начальный высокий крутящий момент может повлиять на механическую систему двигателя. Если уменьшить начальное значение напряжения на 50%, это может привести к снижению крутящего момента двигателя на 75%. Таким образом, для преодоления этих проблем используются схемы питания с плавным пуском.

Читайте также:  В птс указано что двигатель не установлен

Как ограничить пусковой ток

Всегда следует помнить о пусковом токе в асинхронных двигателях, трансформаторах и в электронных цепях, которые состоят из катушек индуктивности, конденсаторов или сердечников. Как упоминалось ранее, пусковой ток – это максимальный пиковый ток, наблюдаемый в системе, и он может быть в два-десять раз больше нормального номинального тока. Этот нежелательный всплеск тока может повредить устройство, пусковой ток может вызвать срабатывание выключателя при каждом включении. Регулировка допуска выключателя может помочь нам, но компоненты должны выдерживать пиковое значение.

Находясь в электронной схеме, некоторые компоненты должны выдерживать высокие значения пускового тока в течение короткого промежутка времени. Но некоторые компоненты сильно нагреваются или повреждаются, если значение при быстром запуске очень велико. Поэтому лучше использовать схему защиты от пускового тока при проектировании электронной схемы или печатной платы.

Для защиты от пускового тока вы можете использовать активное или пассивное устройство. Выбор типа защиты зависит от частоты пускового тока, производительности, стоимости и надежности.

Вы можете использовать NTC-термистор (с отрицательным температурным коэффициентом), который является пассивным устройством, работает как электрический резистор, сопротивление которого очень высоко при низкотемпературном значении. Термистор NTC соединяется последовательно с входной линией питания. Обладает высокой устойчивостью при температуре окружающей среды. Поэтому, когда мы включаем устройство, высокое сопротивление ограничивает пусковой ток, который протекает в систему. По мере непрерывного протекания тока температура термистора повышается, что значительно снижает сопротивление. Следовательно, термистор стабилизирует пусковой ток и позволяет постоянному току течь в цепь. Термистор NTC широко используется для ограничения тока из-за его простой конструкции и низкой стоимости. У него также есть некоторые недостатки, например, нельзя полагаться на термистор в экстремальных погодных условиях.

Активные устройства ограничения пускового тока стоят дороже, а также увеличивают размер системы или схемы. Они состоят из чувствительных компонентов, которые переключают высокий входящий ток. Некоторые из активных устройств – устройства плавного пуска, регуляторы напряжения и преобразователи постоянного тока.

Эти средства защиты используются для защиты как электрической, так и механической системы путем ограничения мгновенного пускового тока. На приведенном ниже графике показано значение пускового тока со схемой защиты и без схемы защиты. Мы ясно видим, насколько эффективна защита от пускового тока.

Как измерить пусковой ток

Сегодня на рынке представлено большое количество клещей (мультиметров), которые обеспечивают измерение пускового тока. Также вы можете использовать токовые клещи Fluke 376 FC True-RMS для измерения пускового тока. Иногда пусковой ток показывает значение, которое выше номинального значения автоматического выключателя, но, тем не менее, автоматический выключатель не отключается. Причина этого заключается в том, что автоматический выключатель работает по кривой зависимости тока от времени, например, если бы вы использовали автоматический выключатель на 10 А, поэтому пусковой ток, превышающий 10 А, должен протекать через автоматический выключатель больше, чем номинальное время.

Выполните следующие шаги для измерения пускового тока:

  • Тестируемое устройство должно быть отключено изначально.
  • Поверните циферблат и установите переключатель на Hz-A.
  • Поместите провод под напряжением в клещи или используйте датчик, соединенный с измерителем.
  • Нажмите кнопку измерения пускового тока, как показано на рисунке выше.
  • Включив испытуемое устройство, вы получите значение пускового тока на дисплее прибора.

Источник

Adblock
detector