소프트 스타터 – 원리 및 작동

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





소프트 스타터는인가 전압을 제어하여 전기 모터의 가속을 제어하는 ​​모든 장치입니다.

이제 모든 모터에 스타터가 있어야 할 필요성에 대해 간단히 회상 해 보겠습니다.




유도 전동기 회전 자기장 플럭스와 로터 권선 플럭스 사이의 상호 작용으로 인해 자체적으로 시작되어 토크가 증가함에 따라 높은 로터 전류를 유발할 수 있습니다. 결과적으로 고정자는 높은 전류를 끌어 내고 모터가 최대 속도에 도달 할 때까지 많은 양의 전류 (정격 전류보다 큼)가 흐르고 이로 인해 모터가 가열되어 결국 손상 될 수 있습니다. 이를 방지하려면 모터 스타터가 필요합니다.

모터 시동은 3 가지 방법이 있습니다.



  • 시간 간격으로 최대 부하 전압 적용 : 직접 온라인 시작
  • 감소 된 전압을 점진적으로 적용 : Star Delta Starter 및 Soft Starter
  • 부품 권선 시작 적용 : 자동 변압기 스타터
소프트 스타트 정의

이제 우리의 특별한 관심을 소프트 스타트로 전환하겠습니다.

기술적 인 측면에서 소프트 스타터는 전기 모터에 적용되는 토크를 줄이는 모든 장치입니다. 일반적으로 모터에 공급되는 전압을 제어하기 위해 사이리스터와 같은 고체 상태 장치로 구성됩니다. 스타터는 토크가 시작 전류의 제곱에 비례한다는 사실에 따라 작동하며 이는 다시 적용된 전압에 비례합니다. 따라서 모터를 시작할 때 전압을 낮춤으로써 토크와 전류를 조정할 수 있습니다.


소프트 스타터를 사용하는 두 가지 유형의 제어가 있습니다.

개방형 제어 : 인출 전류 나 모터의 속도에 관계없이 시간에 따라 기동 전압이인가됩니다. 각 단계에 대해 두 개의 SCR이 연속적으로 연결되고 SCR은 각각의 반파주기 (각 SCR이 수행하는) 동안 180 도의 지연으로 처음에 수행됩니다. 이 지연은 적용된 전압이 최대 공급 전압까지 상승 할 때까지 시간이 지남에 따라 점차적으로 감소합니다. 이것은 시간 전압 램프 시스템이라고도합니다. 이 방법은 모터 가속을 제어하지 않으므로 관련이 없습니다.

폐쇄 루프 제어 : 전류 또는 속도와 같은 모터 출력 특성을 모니터링하고 필요한 응답을 얻도록 그에 따라 시동 전압을 수정합니다. 각 위상의 전류가 모니터링되고 특정 설정 포인트를 초과하면 시간 전압 램프가 중지됩니다.

따라서 소프트 스타터의 기본 원리는 SCR의 전도 각도를 제어하여 공급 전압의 적용을 제어 할 수 있다는 것입니다.

2 기본 소프트 스타터의 구성 요소
  • 전원 스위치 주기의 각 부분에 적용되도록 위상 제어가 필요한 SCR과 같습니다. 3 상 모터의 경우 2 개의 SCR이 각 위상에 대해 연속적으로 연결됩니다. 스위칭 장치는 라인 전압보다 최소 3 배 이상 정격이어야합니다.
  • 제어 논리 PID 컨트롤러 또는 마이크로 컨트롤러 또는 기타 로직을 사용하여 SCR에 대한 게이트 전압 적용을 제어합니다. 즉, SCR이 공급 전압 사이클의 필요한 부분에서 작동하도록 SCR의 발사 각도를 제어합니다.
3 상 유도 전동기 용 전자식 소프트 스타트 시스템의 작동 예

이 시스템은 다음 구성 요소로 구성됩니다.

  • 각 단계에 대해 2 개의 연속 SCR, 즉 총 6 개의 SCR.
  • 두 개의 비교기 (LM324 및 LM339) 형태로 논리 회로를 제어하여 레벨 및 램프 전압을 생성하고 옵토 아이솔레이터를 사용하여 각 위상에서 각 SCR에 대한 게이트 전압 적용을 제어합니다.

필요한 DC 공급 전압을 제공하기위한 전원 공급 장치 회로.

3 상 유도 전동기를위한 전자식 소프트 스타트 시스템을 보여주는 블록 다이어그램

3 상 유도 전동기를위한 전자식 소프트 스타트 시스템을 보여주는 블록 다이어그램

레벨 전압은 고정 전압 소스를 사용하여 반전 단자가 공급되고 NPN 트랜지스터의 콜렉터에 연결된 커패시터를 통해 비 반전 단자가 공급되는 비교기 LM324를 사용하여 생성된다. 커패시터의 충전 및 방전으로 인해 비교기의 출력이 이에 따라 변경되고 전압 레벨이 높음에서 낮음으로 변경됩니다. 이 출력 레벨 전압은 램프 전압을 사용하여 반전 단자가 공급되는 다른 비교기 LM339의 비 반전 단자에인가된다. 이 램프 전압은 반전 단자에 적용된 맥동 DC 전압을 비 반전 단자의 순수 DC 전압과 비교하고 충전 및 방전에 의해 램프 신호로 변환되는 제로 전압 기준 신호를 생성하는 다른 비교기 LM339를 사용하여 생성됩니다. 전해질 커패시터.

3rd비교기 LM339는 모든 고레벨 전압에 대해 높은 펄스 폭 신호를 생성하며, 이는 레벨 전압이 감소함에 따라 점차 감소합니다. 이 신호는 반전되어 SCR에 게이트 펄스를 제공하는 Optoisolator에 적용됩니다. 전압 레벨이 떨어지면 광절 연기의 펄스 폭이 증가하고 펄스 폭이 클수록 지연이 적어지며 SCR이 지연없이 점차적으로 트리거됩니다. 따라서 펄스 간 지속 시간 또는 펄스 적용 간 지연을 제어하여 SCR의 점화 각도를 제어하고 공급 전류의 적용을 제어하여 모터 출력 토크를 제어합니다.

전체 프로세스는 각 SCR에 게이트 트리거링 펄스를 적용하는 시간이 레벨 전압에서 램프 전압이 얼마나 빨리 감소하는지에 따라 제어되는 개방 루프 제어 시스템입니다.

소프트 스타트의 장점

이제 우리는 전자 소프트 스타트 시스템 다른 방법보다 선호되는 몇 가지 이유를 생각해 보겠습니다.

    • 효율성 향상 : 무 접점 스위치를 사용하는 소프트 스타터 시스템의 효율성은 낮은 온 상태 전압으로 인해 더 높습니다.
    • 제어 된 시작 : 시동 전압을 쉽게 변경하여 시동 전류를 원활하게 제어 할 수 있습니다. 부드러운 시작 저크없이 모터의.
  • 제어 된 가속 : 모터 가속이 원활하게 제어됩니다.
  • 저렴한 비용과 크기 : 이것은 솔리드 스테이트 스위치를 사용하여 보장됩니다.