הבנה של מטרות Soft-Start Fundamentals

מעגל רך כוכבים מפחית את המתח הראשוני ואת הזינוק הנוכחי כאשר מנוע גדול אינדוקציה מתחיל מעבר לקו.ללא הפחתה, זרם המברשת יכול להגיע 6 עד עשר פעמים זרם המטען המלא של המנוע, מדגיש רוחות, מהירויות של מכשירים מגן, גרימת זעזוע מכני כדי הפיכה מכנית עומסים ועומסים מונעים.

Thyristors העדיפו מעגלים אלה כי הם חוסמים מתח עד דופק שער גורם התנהגות, ולאחר מכן לטבול עד הזרם דרכם טיפות מתחת לערך ההחזקה ליד מעבר AC אפס.הקצבה הטבעית הזו הופכת אותם אידיאליים עבור שליטה בשלב של כוח AC.בזווית תלת-phase, שישה שלךrs (או שלושה Triacs עקיף עבור כוח נמוך יותר) מסודרים בתצורה אחורית של שלב לאחור כדי להתאים את קו הבקרה מיקרו-סיונכרועת, או שלילי.

בחירת מעגל Core Topology and Component Selection

כוח הבמה

הטופולוגיה הנפוצה ביותר היא מתג AC תלת-פעמי, שישה-thyristor ממוקם בין הספק לבין המנוע.כל שלב משתמש בשני מחוקקים המחוברים ל-AAAF: אחד מהתנהלות במהלך מחזור המחצית החיובית, השני במהלך המחצית השלילית למחצה.הסידור הזה יכול להתמודד עם פעולה רציפה, למרות שעבור יישומים רבים של כוכבי הלכת רך הם רק פעילים במהלך ההפעלה ועוק על ידי מגע מוטורי לא מגיע פעם להפסדים יציבים.

עבור דירוגים מוטוריים מעל 100 קילוואט, משחתים בודדים עם יכולת גבוהה של עלייה גבוהה יש צורך.מכשירים מדורגים עבור 1200 V או 1600 V חוזר מתח גבוה יותר טיפוסי עבור 400-690 מערכות VAC. הדירוג הנוכחי של כל SCR חייב לעלות על זרם נעול המנוע הנוכחי עבור משך הרמפה. יצרנים לספק דירוגים כי לאפשר עומס קצר; המספרים האלה חייבים להיות מול המנועים המקסימליים של ההתחלה היא מעבר ל-המתקאין הטמפרטורה.

שער כונן ושיקום

טריגר את חג המולד דורש דופקי שער של אמפולציה נאותה ומשך - באופן חד פעמי 1 A שיא עם רוחב מינימלי של 100 מיקרו-מיקרו עבור גדול SCRs. מעגל כונן השער חייב לספק בידוד גליוני בין אלקטרוניקה בקרת טמפרטורות נמוכות וגישה בעלת טווח מינימלי של הדופק מספק את הדופק הקטן שלו, כולל אדפטופוררים, אופטיקים עם כונן משולב, סיבים אופטיים הם סטנדרטיים עבור מערכת הפעלה יחידה בודדת אחת, כי הוא צורך שונה.

רשתות הגנה והגנה

(ה) ,(ה) , ⁇ ) , ⁇ (ה) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

משתנים (MOVs) להציב קו-ל-line ו- קו-קרקע clamp מתח עוברי אספקה או מהתחדשות מוטורית. A ייעודי:0di/dtigFLT:1 הגבלת מחנך בסדרה עם כל אחד מהמכסכים עשוי להיות נדרש אם הדופק הוא חד ביותר ואת הלולאהט הוא נמוך מאוד.

שיטות בקרה ופרופילים Ramp

שלב: Agle Firing control

הליבה של פעולה רכות-סטארט היא ההתקדמות ההדרגתית של זווית הירי. בתחילה, SCRs מופעלים מאוחר בכל חצי מחזור, מתן מתח RMS נמוך למנוע.לאורך זמן הרמפה, מעגל הבקרה מקטין את זווית העיכוב עד ש-SCRs התנהגות עבור חצי מחזור מלא, ביעילות החל מתח קו מלא.

יישום דיגיטלי במיקרובקר מאפשר תזמון מדויק באמצעות לולאה שנמחקה בשלב לקו אפס מעברים. המיקרובקר מחשב את עיכוב הירי עבור כל SCR בהתבסס על נקודת הרמפה ואת המשוב מהמחליפים הנוכחיים. An Rewards עבור אלגוריתם אספקת ומניע הדופק ג'טר שיכול לגרום להתנהלות סימטרית ו DCset במנוע הנוכחי.

Open-Loop Versus Closed-Loop Control

מערכות פתוחות פשוטות לקדם את זווית הירי בקצב קבוע להסתמך על עקומת ה- inrque-speed של המנוע.הם קלים ליישום וזול, אבל הזרם וה- torque בזמן ההפעלה להשתנות עם עומס ותנאים קו.מערכות Closed-loop משתמשים כיום ולעתים מהירות כדי להסדיר את האצה. A פרופורציונלית-integral-integral (PI) משווה את המנוע עם ערך נוכחי והתאמה של משאבה יעילה לכיסוי המנועים, כדי לשמור על מנת לדחיסות מוטוריות, או לתחזוקה זו, ללא קשר לתחזוקה סגורה.

תחילתו וסוף הגילוי

בסוף הרמפה, המעגל הרך-סטארט חייב או להזיז את השחקנים להתנהלות מלאה או להעביר את המנוע למגע עקיף.ההתנהלות המלאה מושגת על ידי יישום דופקים רצופים או באמצעות כונן שער מלוטש.עם זאת, מעבר רציף של הסרת אנרגיה במעגל השער, לא יכול להיות זמין בכל העיצובים.

עיצוב תרמי ו-Hick Sinking

Thyristors לייצר חום משמעותי במהלך הרמפה של תחילת המוצר של ירידה מתח קדימה זרם.למרות משך הרמפה הוא קצר בהשוואה קבועי זמן הקירור, עלייה בטמפרטורות הצומת יכול לעלות על הדירוג המקסימלי המוחלט אם כי הכיור החום הוא מתחת לגודל. Steady-state התנהגות מצב במהלך פעולת עקיצות הם מינימליים, אבל המסה תרמית של החום חייב לספוג את האנרגיה מן ההתחלה אלומיניום גדול עם תרחיש של פחות מ"כוני"כ"ל, 000 ליטרים"ל, 000, 000, 000, 000 קלושים, 000 קלרקורד טמפרטורה גבוהה יותר מאשר קירור (מ) יש צורך לספק מתחמי טמפרטורה קשה יותר מאשר קירור של טמפרטורה נמוכה יותר מאשר קירור של טמפרטורה נמוכה יותר מאשר קירור של טמפרטורות קירור (מ יותר).

הגנה תרמית היא חובה: ממתאם PTC או thermostat מותקן על כיור החום גורם אזעקה או מעכב סטארט אפ אם טמפרטורת בסיס עולה על גבולות בטוחים. A microcontroller יכול גם מודל טמפרטורת הצומת בתוכנה באמצעות המדידות בזמן אמת ורשת RC תרמי.

צעדים מעשיים

  1. (ב) [ה]] [ה] [ה]] [ה]] [ה]] על סמך ה-SCRSize [של] ה-[[המאה ה-20], ו[דרוש מקור] ל[[המאה ה-20]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]
  2. (FLT:0) לעצב את מעגלי כונן השער 1FLT עם בידוד תקין.עבור כל SCR, השתמש נהג שער IC עם בידוד משולב או מהפך הדופק דיסקרטי.להבטיח את זרם השער עולה במהירות (עם 1 μs) כדי להפחית את ההפסדים.
  3. (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  4. (FLT:0) פיתחו את קושחית הבקרה 1FLT:1 עם גילוי אפס-קרוס, סינכרון הלולאה בשלב, ואלגוריתם מוגדל.מנע משוב נוכחי מ- CT בשלב אחד.
  5. (FLT:0Build and test a low-voltage אבטיפוס של אבטיפוס נמוך של אבטיפוס 1 (למשל, 1 HP) לבדוק כי תזמון הדופק של השער הוא עקבי וכי הנוברים מונעים טריגר כוזב.
  6. (FLT:0)Scale upFLT:1 ל-המטרה גדול.לתקין את שלב הכוח במתחם מאוורר עם מרחקי מצמרר וניקוי נאותים (למשל, 8 מ"מ מינימום עבור 690 מערכות V) השתמש במגע עקף מדורג עבור מנוע מתמשך הנוכחי ומסוגל לעשות ולשבור את המעגל בתנאים אשם.
  7. (FLT:0) השלמת המערכת של מערכת ההרחבה 1:1 עם מנתח כוח הקלטה מתח המנוע ואת גלפורות נוכחיות במהלך ההפעלה. להתאים את זמן הרמפה ואת הגבול הנוכחי כדי להשיג האצה חלקה ללא מעבר לגבולות התרמיים של המנוע.

שיטות חלופיות ל-Soft-Start

כוכבי הלכת הרכה המבוססים על Thyristor הם הנפוצים ביותר עבור מנועים גדולים בינוניים ונמוכים, אבל הם לא האפשרות היחידה. A השוואה מסייעת להצדיק את הבחירה:

  • (FLT:0Variable Frequency Drives (VFDs): VFLT:1 VFDs לספק שליטה מלאה על מהירות ו torque, לא רק מתח רציפים זרם מברשת ומאפשרים התחדשות והתחדשות מחדש של חזיון.עם זאת, VFDs הם יקרים יותר, לייצר יותר נזקי חשמלניים, ודורשים תחזוקה פשוטה יותר.
  • (FLT:0)Star-Delta Starters: FevolveLT:1) אלה להפחית את החל הנוכחי על ידי שינוי רוח המנוע במהלך ההפעלה.הם מציעים רק צעד אחד קבוע (כ 58 אחוזים של מתח קו) ומייצרים מומנט מכני עוברי כאשר המעבר מן כוכב אל דלה.
  • (FLT:0) Autotransformer Starters:FIRLT:1 הם משתמשים בטרנספורמציות מקודמות כדי ליישם מתח מופחת.הם הם גדולים, כבדים, וגם לספק רמות מתח דיסקרטיות.
  • (FLT:0)Solid-state Soft-Start with SCRs:FLT:1 זה הגמיש ביותר עבור מנועים גדולים שבו VFDs הם overkill.The SCR מבוסס עיצוב מטפל זרמים גבוהים עם אמינות מוכחת וחיים ארוכים בשירות כאשר הם מדורגים כראוי.

מלכודות נפוצות ופתרון בעיות

אפילו מעגלים קלים מעוצבים היטב יכולים להיתקל בבעיות.הבעיות הנפוצות ביותר כוללות:

  • (ב) כשלון של אנדרטור עקב זעזועים לא מספיקים: 1FLT:1 גבוה FLT:2dv / dtigFLT 3 ממעבר או ברקים הסמוכים יכול לגרום ל-SCR ללא כוונה, אשר עלול לגרום לעגל קצר אם האש אינה מחוץ לשלב.תמיד לאמת את הנימוק עם גולגולת.
  • (FLT:0Gate לנהוג בצורה לא נכונה: FLT:1 Noise על אות השער או זרם שער לא מספיק יכול לגרום התנהגות לסירוגין. השתמש מגן מעוותים-pair wiring for Gate Drives ולהימנע מ routing אותם ליד כבלי חשמל. Measure the Gate-to-cathode מתח ב SCR; זה צריך להיות דופק נקי מעל 3 V בשער.
  • (FLT:0) Thermal Runaway במהלך החזרה חוזרת: ההרחבה 1 (thermal Modeling) עשויה להמעיט בתנאים אמיתיים. התקנת חיישן חום שטבע חום ותוכנית תקופה של ירידה מינימלית בין ההתחלה.
  • (FLT:0) עקיפה מגע: ההרחבה 1 (אם איש הקשר נסגר בעוד ה-SCR עדיין פועל, המברשת יכולה לנטר את אנשי הקשר.להבטיח את הקשר קרוב רק כאשר מתח SCR מעברו הוא קרוב לאפס - באופן חד-פעמי כאשר זווית הירי היא פחות מ 5 מעלות.

בטיחות ושיקולים

מנועים גדולים והתחליהם נופלים תחת סטנדרטים בינלאומיים שונים.עבור ציוד נמוך (עד 1 kV), IEC 60947-4-2 מכסה מעבדי AC Semiconductor והתחלות. Compliance דורש בדיקה עבור תאימות אלקטרומגנטית, כוח דיאלקטרי, וביצועים תרמיים.העיגול רך-start חייב לכלול הוראות עצירה כי קיצור של שערים ופות פתוח על ידי מכשיר ה-Avfice הנוכחי עשוי להיות נחוץ; אך ייתכן כיחולל הנוכחי (Dice) בהתאם להחלפה הנוכחית של מכשיר הדלפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטמי (Drative) הוא צורך).

בנוסף, את המתפתל בין כוכב רך ומנוע צריך להיות מוגן כדי למנוע התערבות קורנת. כורים קו בצד קלט להפחית עיוות הרמוני שנוצר על ידי ירי בשלב-השלב.עבור מערכות מעל 1 kV, ערימה בינונית-voltage thyristor מחסניות עם SCR המחוברת סדרה ו-מתח שיתופי התנגדות משמשים, הדורשים עיצוב מיוחד ובדיקה.

מחקר: 250 קילוואט שואבת מנוע Soft-Start

כדי להמחיש את התהליך, לשקול 250 קילוואט, 690 V, 50 הרץ 3-phase מנוע נהיגה משאבה צנטריפוגה 32. Direct-on-line החל לצייר 4 kA שיא בrush. A Thyristor רך-starter עם 10 שניות רפיח זרם מוגבל של 2x FLA מספק שיא של 1.2 kA, ירידה של 70% שלך הם שני נוגדנים / RUS C1, לאחר בידוד נמוך יותר של 2.

דוגמה זו של עולם אמת מאשרת כי מעגל מכוכבי הלכת הרכה של Thyristor לא רק מגן על הציוד המנועי והמניעה, אלא גם משפר את אמינות המערכת ואת שעות ההעלאה.

מסקנה

יישום מעגל רך מבוסס חג המולד עבור מנועים גדולים דורש תשומת לב זהירה לבחירה רכיב, עיצוב כונן השער, ניהול תרמי, ובקרת קושחה. כאשר מבוצע כראוי, זה מפחית באופן דרמטי מתח חשמלי מכני במהלך ההפעלה, להאריך את חיי המנוע, וממזער את תחזוקה. מהנדסים חייב איזון ומורכבות, אבל את העוצמה של SCRs בסביבות תעשייתיות מחמירה עושה גישה זו סטנדרטית עבור יישומים החלים מ משאבות ומדגישים רלוונטיים כדי להפיץ סטנדרטים רציפים.

לקריאה נוספת, ייעוץ רשימות יישום של היצרן מ FLT:0 InfineonofeonFLT ( 1:1) על גבי שלבים-בקרת שלך, או מסמך הדרכה של IEEE:2 "התחל של מנועים גדולים" 3FLT 3.