Плавный пуск трансформатора своими руками

Плавный пуск трансформатора своими руками

Общие сведения

Статор электродвигателя представляет собой катушку индуктивности, следовательно, существуют сопротивления с активной и реактивной составляющей.

Плавный пуск трансформатора своими руками

При протекании электрического тока через радиоэлементы, имеющие сопротивление с активной составляющей, происходят потери, связанные с преобразованием части мощности в тепловой вид энергии.

Например, резистор и обмотки статора электродвигателя обладают сопротивлением с активной составляющей. Вычислить активное сопротивление не составляет труда, так как происходит совпадение фаз тока (I) и напряжения (U).

Используя закон Ома для участка цепи, можно рассчитать активное сопротивление: R = U/I. Оно зависит от материала, площади поперечного сечения, длины и его температуры.

Плавный пуск трансформатора своими руками

При включении электродвигателя пусковой ток в 7 раз больше номинального (ток, потребляемый при работе инструмента) и происходит нагрев обмоток статора. Если статорная катушка является старой, то может произойти межвитковое КЗ, которое повлечет выход электроинструмента из строя. Для этого нужно применить устройство плавного пуска электроинструмента.

Одним из методов снижения пускового тока (Iп) является переключение обмоток. Для его осуществления необходимы 2 типа реле (времени и нагрузки) и наличие трех контакторов.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Еще одним способом снижения пускового тока является частотное регулирование запуска электродвигателя. Принципом такого подхода является частотное изменение питающего U. Основной элемент этого вида устройств плавного пуска является частотный преобразователь, состоящий из следующих элементов:

  1. Выпрямитель.
  2. Промежуточная цепь.
  3. Инвертор.
  4. Электронная схема управления.

Выпрямитель изготавливается из мощных диодов или тиристоров, выполняющий роль преобразователя U питания сети в постоянный пульсирующий ток.

Промежуточная цепь сглаживает пульсирующий постоянный ток на выходе выпрямителя, которая собирается на конденсаторах большой емкости.

Инвертор необходим для непосредственного преобразования сигнала на выходе промежуточной цепи в сигнал амплитуды и частоты переменной составляющей. Электронная схема управления нужна для генерации сигналов, необходимых для управления выпрямителем, инвертором.

Принцип действия

Во время пуска электродвигателя коллекторного типа происходит значительное кратковременное увеличение тока потребления, которое и служит причиной преждевременного выхода из строя электроинструмента и сдачей его в ремонт.

Происходит износ электрических частей (превышение тока в 7 раз) и механических (резкий запуск). Для организации «мягкого» пуска следует применять устройства плавного пуска (далее УПП).

Эти устройства должны соответствовать основным требованиям:

Читать также:  Как замерить штангенциркулем диаметр трубы

  1. Плавный пуск трансформатора своими рукамиПлавное увеличение нагрузки.
  2. Возможность запуска двигателя через определенные интервалы времени.
  3. Обеспечение защиты от линейных скачков U, пропадания фазы (для 3-фазного электродвигателя) и различных помех электрической составляющей.
  4. Значительно повышение срока эксплуатации.

Наиболее широкое распространение получили симисторные УПП, принципом действия которых является плавное регулирование U при помощи регулировки угла открытия перехода симистора. Симистор нужно подключить напрямую к обмоткам двигателя и это позволяет уменьшить пусковой ток от 2 до 5 раз (зависит от симистора и схемы управления). К основным недостаткам симисторных УПП являются следующие:

  1. Сложные схемы.
  2. Перегрев обмоток при длительном запуске.
  3. Проблемы с запуском двигателя (приводит к значительному нагреву статорных обмоток).

Схемы усложняются при использовании мощных двигателей, однако, при небольших нагрузках и холостом ходе возможно использование простых схем.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Простейшие схемы однофазного регулирования исполняются на одном симисторе и используются для инструмента с мощностью до 12 кВт.

Существуют более сложные схемы, позволяющие производить регулировку параметров питания двигателя мощностью до 260 кВт.

При выборе УПП заводского производства необходимо учесть такие параметры: мощность, возможные режимы работы, равенство допустимы токов и количество запусков в определенный промежуток времени.

Применение в болгарке

Плавный пуск трансформатора своими руками

Дорогие модели снабжены УПП, но не обыкновенные разновидности, например, УШМ фирмы «Интерскол». Инерционный рывок способен вырвать из рук УШМ, при этом происходит угроза жизни и здоровью. Кроме того, при пуске электродвигателя инструмента происходит перегрузка по току и в результате этого — износ щеток и значительный нагрев статорных обмоток, изнашивается редуктор и возможно разрушение режущего диска, который может треснуть в любой момент и причинить вред здоровью, а может даже и жизни. Инструмент нужно обезопасить и для этого следует сделать болгарку с регулировкой оборотов и плавным пуском своими руками.

Самодельные варианты

Плавный пуск трансформатора своими руками

Простейшая схема

УПП с регулированием оборотов на тиристоре КУ 202 получил широкое применение благодаря очень простой схеме исполнения (схема 1). Его подключение не требует особых навыков.

Радиоэлементы для него достать очень просто.

Состоит эта модель регулятора из диодного моста, переменного резистора (выполняет роль регулятора U) и схемы настройки тиристора (подача U на управляющий выход номиналом 6,3 вольта) отечественного производителя.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Схема 1. Электросхема внутреннего блока с регулировкой оборотов и плавным пуском (схема электрическая принципиальная)

Плавный пуск трансформатора своими рукамиЧитать также:  Как собрать патрон шуруповерта

Основной принцип работы заключается в регулировке оборотов электродвигателя инструмента благодаря ограничению мощности в ручном режиме. Эта схема позволяет использовать электроинструмент мощностью до 1,5 кВт.

Для увеличения этого показателя необходимо заменить тиристор на более мощный (информацию об этом можно найти в интернете или справочнике). Кроме того, нужно учесть и тот факт, что схема управления тиристором будет отличаться от исходной.

КУ 202 является отличным тиристором, но его существенный недостаток состоит в его настройке (подборка деталей для схемы управления). Для осуществления плавного пуска в автоматическом режиме применяется схема 2 (УПП на микросхеме).

Плавный пуск на микросхеме

Оптимальным вариантом для изготовления УПП является схема УПП на одном симисторе и микросхеме, которая управляет плавным открытием перехода p-n типа. Питается устройство от сети 220 В и ее несложно собрать самому.

Очень простая и универсальная схема плавного пуска электродвигателя позволяет также и регулировать обороты (схема 2).

Симистор возможно заменить аналогичным или с характеристиками, превышающими исходные, согласно справочнику радиоэлементов полупроводникового типа.

Схема 2. Схема плавного пуска электроинструмента

Устройство реализуется на основе микросхемы КР118ПМ1 и симисторе. Благодаря универсальности устройства его можно использовать для любого инструмента. Он не требует настройки и устанавливается в разрыв кабеля питания.

При пуске электродвигателя происходит подача U на КР118ПМ1 и плавный рост заряда конденсатора С2. Тиристор открывается постепенно с задержкой, зависящей от емкости управляющего конденсатора С2.

При емкости С2 = 47 мкФ происходит задержка при запуске около 2 секунд. Она зависит прямо пропорционально от емкости конденсатора (при большей емкости время запуска увеличивается).

При отключении УШМ конденсатор С2 разряжается при помощи резистора R2, сопротивление которого равно 68 к, а время разрядки составляет около 4 секунд.

Для регулирования оборотов нужно заменить R1 на резистор переменного типа. При изменении параметра переменного резистора происходит изменение мощности электромотора. R2 изменяет величину тока, протекающего через вход симистора. Симистор нуждается в охлаждении и, следовательно, в корпус модуля можно встроить вентилятор.

Основной функцией конденсаторов C1 и C3 является защита и управление микросхемой. Симистор следует подбирать, руководствуясь следующими характеристиками: прямое U должно составлять 400..500 В и прямой ток должен быть не менее 25 А. При таких номиналах радиоэлементов к УПП возможно подключать инструмент с мощностью от 2 кВт до 5 кВт.

Читайте также:  Валковый пресс для плоской высечки своими руками

Таким образом, для запуска электродвигателей различного инструмента необходимо использовать УПП заводского изготовления или самодельные. УПП применяются для увеличения срока эксплуатации инструмента.

При запуске двигателя происходит резкое увеличение тока потребления в 7 раз. Из-за этого возможно подгорание статорных обмоток и износ механической части. УПП позволяют значительно снизить пусковой ток.

При изготовлении УПП самостоятельно нужно соблюдать правила безопасности при работе с электричеством.

Здравствуйте, в теме сегоднешнего поста хотелось бы рассказать про одно очень полезное устройство, предназначенное для плавного пуска блоков питания.

Наверняка вы замечали, когда включаешь какой то мощный трансформаторный блок питания, свет в комнате мелькает или с розетки бьют фонтаны искр.

Это случается, потому что конденсаторы, стоящие в фильтре питания, при зарядке потребляют очень большие токи.

Схема плавного пуска или схема софт старта помогает плавно зарядить конденсаторы в течении нескольких секунд, ограничивая ток с помощью токоограничивающих резисторов. Схема довольна эффективная и собрать сможет даже новичок

Читать также:  Методы прокладки кабеля в земле

  • Схема плавного пуска или схема софт старта
  • Используемые компоненты в схеме
  • C1 = 470нф 400В C2-3 = 220мФ 35В
  • R1 = 220 2ВТ R2 = 82к 0,25Вт R3 = 100к 0,25Вт
  • R4 = 10к 0,25Вт

Универсальная система плавного пуска

Любой из вас сталкивался с тем, что при подключении того или иного бытового прибора в сеть, в розетке образовалась искра, если прибор слишком мощный, то возможны даже образование просадки напряжения в сети. Это было заметно в эпоху ламп накаливания, когда нить накала тускнела при запуске например холодильника или болгарки.

Электроинструменты, адаптеры питания всяких устройств и большая часть бытовой техники при подключении в сеть в самом начале, на очень короткое время потребляет от сети очень большой ток, в десятки и даже в сотни раз превосходящий их номинальный рабочий. Это называется пусковым током и очень часто двигатель вашей стиральной машинки или блок питания компьютера выходит из строя именно в момент включения в сеть.

В импульсных блоках питания имеются емкие конденсаторы, когда вы подключаете блок в сеть, то эти конденсаторы заряжаются колоссальным током который нужно ограничить. Естественно производители кое-как ограничивают пусковые токи применяя терморезисторы, но этого недостаточно.

  • Тоже самое с двигателем холодильника, стиральной машинки, электродрели и так далее, в них тоже довольно часто применяются некие системы для смягчения запуска, но с учетом того, что современный рынок рассчитан на дурака, естественно качество используемых компонентов в ваших приборах на очень низком уровне.
  • Тонкие провода, которыми мотаются обмотки двигателей часто сгорают не выдерживая большие пусковые токи, да и электроника тоже не вечная.
  • Предлагаю вам систему плавного пуска, которая в разы продлит срок службы любого бытового прибора.
  • Плавный пуск трансформатора своими руками

Данная схема обеспечивает плавный запуск нагрузки с задержкой включения. Она собрана на основе реле. Контакты реле не вечные, но несколько лет они прослужат.

  1. Вход прибора через выключатель подключают в сеть 220 вольт, к выходу подключают нагрузку, которую нужно защитить.
  2. Если эта система будет использоваться для плавного пуска электроинструмента, то в качестве выключателя нужно задействовать кнопку на самом инструменте.
  3. Плавный пуск трансформатора своими руками
  4. При замыкании выключателя, питание от сети через мощные токоограничивающие резисторы поступет на нагрузку, например электродрель.

Эти резисторы сами по себе ограничивают ток и дрель плавно запускается без рывков и скачков напряжения, через некоторое время срабатывает система задержки и реле замкнётся, питание на нагрузку поступит по контактам реле, минуя резисторы.

К этому времени дрель уже работала, правда крутилась не на полную мощность, после срабатывания реле, на нее поступает полное напряжение от сети.

Иными словами при включении дрель слабым напряжением немного раскрутилась, этим исключив большой пусковой ток, затем блок подал полное напряжение.

  • Плавный пуск трансформатора своими рукамиПлавный пуск трансформатора своими руками
  • Плавный пуск трансформатора своими рукамиПлавный пуск трансформатора своими руками
  • Плавный пуск трансформатора своими рукамиПлавный пуск трансформатора своими руками
  • Тоже самое будет если через этоустройство подключить компьютерный блок питания — сначала встроенные в блок питания конденсаторы плавно будут заряжаться через резисторы, и как только они будут заряжены сработает реле и поступит полное питание, а так как конденсаторы уже заряжены исключается пусковой ток.

Компоненты

  • Резистор на 220 Ом можно вообще исключить из схемы заменив перемычкой;
  • Конденсатор пленочный, с напряжением 250 -400 вольт, емкость от 0,33 мкФ до 1мкФ;
  • Электролитические конденсаторы нужно взять с напряжением 25-35 вольт, первый конденсатор задействован в качестве фильтра питания и его емкость может быть от 47 до 470мкФ. От емкости второго конденсатора зависит время задержки срабатывания реле, чем больше емкость, тем больше задержка и наоборот;
  • Транзистор — практически любой обратной проводимости с током коллектора от 1 Ампер, в моем случае это BD139;
  • Стабилитрон мощностью 1Вт, с напряжением стабилизации от 12 до 24 Вольт;
  • Ограничительные резисторы могут иметь сопротивление от 10 до 33 ом, желательно взять на 15-20 ом. Ток ограничения схемы можно рассчитать по закону Ома;
  • Реле с катушкой 12 Вольт, ток реле зависит от ваших потребностей, если использовать реле на 10А, то к схеме можно подключать нагрузки с мощностью около 2-х киловатт.
  1. Плавный пуск трансформатора своими руками
  2. Силовые дорожки на печатной плате обязательно нужно усилить припоем.
  • Печатная плата тут 
  • С уважением — АКА КАСЬЯН

Плавный пуск (soft-start) для аудио-аппаратуры

На сегодняшний день самыми популярными трансформаторами, пожалуй, являются торы. Видимо, они наиболее просты в производстве. Их несомненные плюсы для конечного потребителя – это КПД, компактность и малый радиус создаваемых наводок.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Но есть и недостатки. Самые существенные, на мой взгляд, это высокая ёмкость между обмотками и большой пусковой ток.

  • Большая ёмкость между обмотками ведёт к лёгкому проникновению высокочастотных помех от одной обмотки в другую. То есть, и из сети — из первички во вторичку, и так же между вторичками. Если хоть на одной вторичке есть «ВЧ-мусор», то он будет и на других вторичках, а следовательно, и за вторичками.
  • Ещё недостатком можно считать и достоинство — замкнутый сердечник. КПД высок, количество витков мало, но сердечник легко входит в насыщение. Таким трансформаторам противопоказана постоянка на входе. Но постоянкой можно считать и «плохой» синус в сети. Хорошим он в принципе не бывает в наши дни. Но после некоторого значительного отклонения от номинала торы, даже хорошие торы, начинают гудеть. Что не очень приятно.
  • Большой пусковой ток не так критичен для малых маломощных трансформаторов. Но когда мощность идёт на киловатты, свет моргает при включении тора даже без нагрузки.

Когда мы проектируем устройство и хотим, чтобы оно работало долго и безотказно, мы должны стараться сводить к минимуму все возможные негативные моменты.

Читайте также:  Усилие натяжения высокопрочных болтов м24

Большой пусковой ток — о чём следует опасаться, о включающем тумблере или кнопке включения. При сетевом напряжении и очень большом токе при соприкосновении контактов какой у них ресурс? Плюс ко всему — предохранитель.

Его нужно брать с заметным запасом. Тогда будет ли от него толк, если что-то пойдёт не так?

Плавный пуск трансформатора своими руками

Что первым приходит в голову? Нужно смягчить пуск. Хотя бы на 1-2 секунды. Что бы хорошо гасило пусковой ток? Резистор. А лучше, если это будет NTC – у них сопротивление падает более чем на порядок при увеличении температуры.

В некоторых случаях этого и достаточно. При включении сопротивление термистора будет номинальным (то, что указано на нём или в его характеристиках), а через некоторое время оно сильно уменьшится и как-будто бы его и нет.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Но в некоторых случаях, например для питания усилителя, лучше его таки замкнуть после того, как он сделает своё дело.

Так я делал свой первый понижающий трансформатор на 100В и 1500Вт для японской аудио-аппаратуры. Взял два термистора NTC 20D-20, соединил их последовательно. И выбрал самую простую схему, которая замыкала бы реле через время.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Так как у нас два действующих ГОСТа, то трансформаторы для понижающих блоков я заказываю с отводом на первичке:

Плавный пуск трансформатора своими руками

Выключателем определяется, какое напряжение будет на выходе. При 230 входных это будет или 95 или 105В.

Суть в том, что у меня есть обмотка на 20В. Поэтому я могу взять напряжение для схемы задержки с неё. Реле придётся выбирать менее чем на 20В. То есть, на 12В оптимально.

Вот пример рабочей схемы:

Плавный пуск трансформатора своими руками

Поэтому выбираем любой стабилизатор на 12В, например, 7812. Полевой транзистор любой — irf510, irf640, irf740, irf840 и подобные. У меня много IRF740, потому я выбрал их. Под каждый конкретный транзистор нужно подобрать R1.

Я сперва поставил 220КОм, получив 4 вольта на затворе и в ходе эксплуатации заметил, что иногда реле начинало щёлкать само по себе. Добавил параллельно какой-то резистор, кажется, 220КОм, и больше такого эффекта не наблюдаю. Чем больше этот резистор, тем дольше зарядка конденсатора C3, тем больше задержка включения.

Так что сильно маленький номинал брать тоже нельзя. Время задержки можно увеличить и увеличением ёмкости конденсатора C3, но тогда он и разряжаться будет дольше. Дольше будет присутствовать на затворе напряжение.

И при скачке напряжения в сети или при быстром выключении-включении реле включится сразу, без нужной нам паузы, сведя на нет всю схему. Но единичные случаи не так страшны. Главное, что такие включения сведены к минимуму и в основном блок включается в «щадящем» режиме.

Ёмкость С1 тоже лучше не выбирать сильно большой. По той же причине, что и с C3.

Реле, думаю, можно выбрать практически любое. Чем на больший ток оно рассчитано, тем лучше. Но там не такое большое падение на NTC, чтобы сильно за это волноваться.

Пример работы:

Есть ещё проще решение, которое применялось в винтажных усилителях мощности:

Плавный пуск трансформатора своими рукамиВсего лишь диод, резистор и большая ёмкость C1. Чем больше бросок при включении, там больше падение напряжения на R1, тем больше задержка включения реле. Пассивный предварительный «усилитель»Межблочные кабели своими руками

Устройство плавного пуска трансформатора

Плавный пуск трансформатора своими руками

Во время сборки мощного источника питания был использован силовой трансформатор на 1000 ВА, а в фильтре установлены конденсаторы общей емкостью 20000 мкФ. При испытаниях столкнулись с проблемой броска тока при подключении системы к сети. Даже просто зарядка больших конденсаторов проблематична, поскольку они загружают сеть через вторичные обмотки, хотя трансформатор, обладающий некоторым сопротивлением, несколько уменьшает зарядный ток конденсаторов. Но тут уже проблема заключается в токовом броске от самого трансформатора, который даже вызывал мигание света при старте. Например автотрансформатор на 3 кВт является прекрасным примером почти гарантированного выбивания предохранителей.

Конструкция устройства плавного пуска проста и основана на задержке включения реле на несколько секунд. Всё это время трансформатор питается через резистор на несколько десятков ом. Он эффективно устраняет всплеск тока, который выбивает предохранители в щитке.

Схема плавного пуска сетевого трансформатора

Схема содержит также варистор для плавного пуска, а также сетевой фильтр, который был вытащен из старого ATX.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Система работает отлично, она работает уже долгое время в источнике питания, с настройкой на время задержки 0,5 с. Даже после десятка быстрых включений предохранитель не выбивается.

Плавный пуск трансформатора своими руками

На плате имеется выход обозначенный TRAFKO, предназначенный для силового трансформатора, питающего периферию. Резистор, обозначенной как R6, должен быть выбран для временной сетевой нагрузки.

В данном случае он имеет значение 68 Ом 5 Вт, и даже после частых запусков он лишь немного теплый, поэтому можно использовать более низкий по мощности резистор. Диапазон сопротивления составляет от 40 Ом для больших трансформаторов – до примерно 100 Ом для небольших.

Время задержки запуска реле регулируется конденсатором C5. Для конденсатора емкостью 1 мкФ время задержки составляет 0,5 с. Оно может свободно увеличиваться.

Полезное:  Мощный БП на 300 В 1000 Вт — схема и фотоПлавный пуск трансформатора своими руками

Значения элементов для сетевого фильтра не описаны, но вы можете использовать старые системы фильтров из блоков питания компьютера. В проекте использовался дополнительно варистор, для него нет места на печатной плате, поэтому он должен монтироваться отдельно.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Стоит ли усложнять схему тиристором?

Некоторые в устройствах плавного пуска трансформаторов предпочитают использовать оптрон MOC3040 + тиристор, который включал бы нагрузку при прохождении синусоиды через ноль.

Но в индуктивных элементах, таких как трансформаторы в частности, даже когда амплитуда синусоидальной волны проходит через ноль, сигнал достигает своего максимума! Индуктивные элементы должны включаться как раз при максимальной амплитуде напряжения.

Если мы соединяем индуктивный элемент с нулевым напряжением, то ток в некоторых случаях растёт до высокого значения.

Тороиды особенно неприятны в этом отношении, потому что одно из их преимуществ (малая индуктивность рассеяния) в этот момент превращается в недостаток.

С практической стороны лучше всего построить схему симисторного управления на микроконтроллере, который будет обнаруживать нуль и далее точно учитывать 1/4 периода напряжения в сети. Вот только не проще ли собрать по приведённой выше схеме, не усложняя дело контроллерами?

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Устройство плавного пуска трансформаторов (СППТ): этапы становления

Первый раз столкнулись с существующими проблемами запуска мощных трансформаторов у заказчика 2 года назад, а именно: 

  • ·         неопределенность состояния магнитной системы трансформатора перед включением (неопределенность  положения рабочей точки на кривой намагничивания сердечника);
  • ·         существенные броски пускового тока, величина которых может достигать несколько десятков номинальных значений тока намагничивания;
  • ·         необходимость перестройки защит подстанции в сторону «загрубления» и возврат на стационарные значения уставок защит подстанции при уже включенном трансформаторе.
Читайте также:  Станок для перемотки пожарных рукавов своими руками

 Тогда решение представлялось простым, на базе стандартного устройства плавного пуска (УПП) для асинхронных к.з. двигателей:

  • ·         применить систему импульсно-фазового управления (СИФУ) с ограниченным быстродействием;
  • ·         применить стандартный ПИ — регулятор тока (РТ) с обратной связью по действующему значению тока нагрузки.

Плавный пуск трансформатора своими руками

 Рис.1  Развернутый во времени процесс нарастания тока до значения тока х.х.при плавном пуске трансформатора с параметрическим управлением по углу.  Когда же приступили к моделированию, оказалось, что СППТ со стандартным СИФУ и РТ дают негативные результаты в виде бросков пусковых токов и насыщения трансформатора.  Плавный пуск трансформатора своими рукамиРис.2   Развернутая во времени осциллограмма тока (начальный участок)  В большинстве случаев, ситуацию исправляло только включение резистивной нагрузки в параллель с ненагруженным трансформатором. Недостаток такого предложения — применение дополнительной коммутационной аппаратуры и высоковольтных (6кВ) ящиков резисторов. Другими словами — результат неудовлетворительный для нас и для заказчика.Вместе с тем, наработанные сведения и алгоритмы создали основу для подготовки комплекса новых предложений по алгоритмам СППТ.»Общая» идея состояла в разработке и применении специальной структуры системы регулирования с задатчиком интенсивности (ЗИ). Особенностью такой СППТ является непрерывный контроль токов намагничивания. При этом, РТ обеспечивает плавное нарастание токов в течении всего времени пуска от минимального значения до величины тока холостого хода трансформатора. 

Плавный пуск трансформатора своими руками

   Рис.3 Плавный пуск трансформатора (время разгона 20с). В итоге получилась работоспособная и надежная система СППТ для пуска трансформаторов от единиц до нескольких десятков МВА. При этом алгоритм пуска СППТ является общим вне зависимости от схемы соединения обмоток трансформатора «Y» или «∆». На рисунке ниже приведена упрощенная структурная схема СППТ:

Плавный пуск трансформатора своими руками

  Всё оборудование системы СППТ мы разместили в компактном блок-боксе, позволяющем устанавливать его под открытым небом. Блок-бокс снабдили также охранно-пожарной системой сигнализации:

Плавный пуск трансформатора своими руками

 

Плавный пуск трансформатора: схемы, сборка, характеристика

В момент подключения питания к первичной обмотке мощного трансформатора в ней возникает бросок тока, амплитуда которого значительно превышает его номинальное значение. Для того чтобы избежать вызываемого им срабатывания защиты существует 2 способа.

Увеличить ток срабатывания защиты или использовать устройство плавного пуска трансформатора.

Уменьшение чувствительности защиты ведет к росту вероятности выхода из строя трансформатора при случайном замыкании выводов вторичной обмотки, следовательно, второй способ предпочтительнее.

Общие сведения

Блок плавного пуска предназначен для ограничения тока первичной обмотки трансформатора сразу после подачи на нее напряжения питания. Отключение ограничения электропитания происходит после завершения переходных процессов и намагничивания сердечника. По способу управления изменением токовой характеристики потребителей различают 3 типа таких устройств:

  • Механические.
  • Электромеханические.
  • Электронные.

Принцип действия 2 первых типов устройств состоит в ограничении тока кратковременным включением в цепь питания первичной обмотке резистора. Электронные системы на основе тиристорных коммутаторов могут снижать пусковой ток изменением амплитуды или ширины импульсов напряжения питания.

Наиболее простой вариант ограничения пускового импульса тока – это термистор в цепи питания первичной обмотки. Однако у него есть серьезные недостатки. Во-первых, он требует подбора параметров для каждого конкретного электроприбора. Во-вторых, зарядка конденсаторов фильтра блока питания, имеющих большую емкость, может стать причиной перегрева и даже взрыва термистора.

Электромеханические устройства плавного пуска (УПП) помимо простоты конструкции имеют как минимум еще один плюс. Так как их схемные решения обходятся без полупроводниковых усилителей и формирователей импульсов, они абсолютно невосприимчивы к помехам.

Схема устройства плавного пуска сетевого трансформатора

Изображена схема простого электромеханического устройства плавного пуска со стартером люминесцентной лампы в качестве времязадающего элемента, управляющим исполнительным реле.

При желании схему можно еще немного упростить, заменив стартер перемычкой. В этом случае реле будет срабатывать по окончании пускового броска тока практически без задержки.

Сопротивление балластного резистора должно быть около двух десятков Ом. Мощность же его выбирается в соответствии с параметрами, подключаемого трансформатора.

Вместо резистора, можно установить галогеновую лампу с подходящим сопротивлением нити накаливания.

Реле любое с катушкой на 220 В и нормально-разомкнутыми контактами, выдерживающими номинальный ток первичной обмотки с небольшим запасом.

Плавный пуск трансформатора своими руками

Работа схемы

Во время подачи питания контакты реле разомкнуты, и ток нагрузки ограничен резистором. После завершения переходных процессов ток обмотки уменьшается.

От этого напряжение в точке соединения резистора с обмоткой возрастает и зажигает стартер. При этом реле срабатывает и, закоротив резистор, подает электропитание напрямую.

Следовательно, при замыкании выходной обмотки или иной неисправности вызывающей повышение тока первичной обмотки реле не сработает.

Сборка устройства

Простота устройства позволяет собрать его своими руками. Для этого следует прикрепить гнездо стартера к корпусу реле любым доступным способом, например, пластиковым хомутом или при помощи термоклеевого пистолета. Соединения контактов и крепление резистора выполняются навесным монтажом.

Во избежание замыканий для монтажа следует применять изолированный провод. Готовое устройство размещается в подходящем по размеру корпусе из пластмассы или другого изоляционного материала и оснащается сетевым кабелем с вилкой и выходными клеммами. В качестве выхода удобно использовать накладную розетку.

При отсутствии резистора достаточной мощности балластное сопротивление можно изготовить, намотав нихромовый провод на трубчатый керамический конденсатор подходящего размера. Вентиляционные отверстия для отвода тепла из корпуса из-за небольшого времени питания устройства через балластный резистор делать необязательно.

Проверка работы

После сборки перед установкой устройства в корпус следует проверить правильность монтажа и провести пробное включение. Время срабатывания реле следует установить, в интервале 1–5 сек.

Отключение питания автоматами защиты будет признаком слишком быстрого срабатывания реле. Для увеличения времени его включения стартер следует запитать через дополнительный резистор.

Момент срабатывания реле можно контролировать по вспышкам стартера, а с лампочкой вместо резистора – по ее свечению.

Стоит ли усложнять схему тиристором

Коммутирующие устройства мягкого пуска с тиристорными ключами, называемые «софтстартеры» значительно сложнее и дороже электромеханических устройств.

Но их возможности управлением амплитудой и фазами тока или изменением схемы включения обмоток целесообразно использовать для плавного пуска мощных электродвигателей или сварочных трансформаторов.

Так как они наряду с плавным пуском двигателя могут быть использованы для регулировки частоты его вращения и корректировки момента нагрузки.

Плавный пуск трансформатора своими руками

А для электрооборудования малой и средней мощности вполне достаточно кратковременного включения в цепь питания резистора, ограничивающего пусковой ток. Тогда как для плавного пуска мощных потребителей подобное оборудования будет иметь большие размеры и невысокую надежность.

Как показывает практика, устройство включающее питание при нулевом мгновенном значении переменного напряжения не оправдывает возлагаемых на него надежд.

Это объясняется тем, что после подключения питания таким способом его напряжение не остается равным 0, а изменяется обычным образом.

Поэтому и электроток через обмотку течет не иначе, чем при включении трансформатора в другой момент времени.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector