البادئ الناعم هو أي جهاز يتحكم في تسريع محرك كهربائي باستخدام التحكم في الجهد المطبق.
الآن دعونا نتذكر بإيجاز الحاجة إلى وجود مشغل لأي محرك.
محرك تحريضي يمكن أن تبدأ ذاتيًا بسبب التفاعل بين تدفق المجال المغناطيسي الدوار وتدفق الملف الدوار ، مما يتسبب في ارتفاع تيار الدوار مع زيادة عزم الدوران. نتيجة لذلك ، يسحب الجزء الثابت تيارًا عاليًا وبحلول الوقت الذي يصل فيه المحرك إلى السرعة الكاملة ، يتم سحب كمية كبيرة من التيار (أكبر من التيار المقدر) وهذا يمكن أن يتسبب في تسخين المحرك ، مما يؤدي إلى إتلافه في النهاية. لمنع هذا ، هناك حاجة إلى مشغلات المحرك.
يمكن أن يكون بدء تشغيل المحرك بثلاث طرق
- تطبيق جهد الحمل الكامل على فترات زمنية: بدء مباشر على الخط
- تطبيق الجهد المنخفض تدريجيًا: Star Delta Starter و Soft starter
- تطبيق بدء لف جزء: بداية المحول الذاتي
تحديد البداية الناعمة
الآن دعونا نحول انتباهنا الخاص إلى البداية الناعمة.
من الناحية الفنية ، فإن المبدئ الناعم هو أي جهاز يقلل من عزم الدوران المطبق على المحرك الكهربائي. يتكون بشكل عام من أجهزة صلبة مثل الثايرستور للتحكم في تطبيق جهد الإمداد على المحرك. يعمل المبدئ على حقيقة أن عزم الدوران يتناسب مع مربع تيار البدء ، والذي يتناسب بدوره مع الجهد المطبق. وبالتالي يمكن ضبط عزم الدوران والتيار عن طريق تقليل الجهد في وقت بدء تشغيل المحرك.
يمكن أن يكون هناك نوعان من التحكم باستخدام Soft Starter:
افتح التحكم : يتم تطبيق جهد البدء مع الوقت ، بغض النظر عن التيار المسحوب أو سرعة المحرك. لكل مرحلة ، يتم توصيل اثنين من SCRs من الخلف إلى الخلف ويتم إجراء SCRs مبدئيًا بتأخير 180 درجة خلال دورات نصف الموجة المعنية (التي يجري فيها كل SCR). يتم تقليل هذا التأخير تدريجيًا بمرور الوقت حتى يرتفع الجهد المطبق إلى جهد الإمداد الكامل. يُعرف هذا أيضًا باسم نظام منحدر الجهد الزمني. هذه الطريقة غير مناسبة لأنها لا تتحكم في تسارع المحرك.
حلقة السيطرة مغلقة : يتم رصد أي من خصائص خرج المحرك مثل التيار المسحوب أو السرعة ويتم تعديل جهد البدء وفقًا لذلك للحصول على الاستجابة المطلوبة. يتم مراقبة التيار في كل مرحلة وإذا تجاوز نقطة محددة معينة ، يتم إيقاف منحدر الجهد الزمني.
وبالتالي ، فإن المبدأ الأساسي للمبتدئين الناعم هو التحكم في زاوية التوصيل الخاصة بـ SCR ، ويمكن التحكم في تطبيق جهد الإمداد.
2 مكونات أساسية لينة بداية
- مفاتيح الطاقة مثل SCRs التي تحتاج إلى التحكم في الطور بحيث يتم تطبيقها على كل جزء من الدورة. بالنسبة لمحرك ثلاثي الطور ، يتم توصيل اثنين من SCR من الخلف إلى الخلف لكل مرحلة. يجب أن يتم تصنيف أجهزة التحويل على الأقل ثلاث مرات أكثر من جهد الخط.
- منطق السيطرة باستخدام وحدات تحكم PID أو Microcontrollers أو أي منطق آخر للتحكم في تطبيق جهد البوابة على SCR ، أي للتحكم في زاوية إطلاق SCRs لإجراء SCR عند الجزء المطلوب من دورة جهد الإمداد.
مثال عملي لنظام البدء الإلكتروني الناعم للمحرك الحثي ثلاثي الأطوار
يتكون النظام من المكونات التالية.
- اثنان من SCRs المتتالية لكل مرحلة ، أي 6 SCRs في المجموع.
- دوائر التحكم المنطقية على شكل مقارنين - LM324 و LM339 لإنتاج المستوى والجهد المنحدر وجهاز optoisolator للتحكم في تطبيق جهد البوابة لكل SCR في كل مرحلة.
دارة إمداد الطاقة لتوفير جهد إمداد التيار المستمر المطلوب.
رسم تخطيطي يوضح نظام البدء الإلكتروني الناعم للمحرك الحثي ثلاثي الطور
يتم إنشاء جهد المستوى باستخدام المقارنة LM324 التي يتم تغذية طرفها العكسي باستخدام مصدر جهد ثابت ويتم تغذية الطرف غير المحول من خلال مكثف متصل بمجمع ترانزستور NPN. يتسبب شحن وتفريغ المكثف في تغيير خرج المقارنة وفقًا لذلك وتغيير مستوى الجهد من مرتفع إلى منخفض. يتم تطبيق جهد مستوى الخرج هذا على الطرف غير العكسي لمقارن آخر LM339 يتم تغذية طرفه العكسي باستخدام جهد المنحدر. يتم إنتاج جهد المنحدر هذا باستخدام جهاز مقارنة آخر LM339 والذي يقارن جهد التيار المستمر النابض المطبق في طرفه العكسي بجهد التيار المستمر النقي عند طرفه غير المحول ويولد إشارة مرجعية للجهد الصفري يتم تحويلها إلى إشارة منحدر عن طريق الشحن والتفريغ مكثف المنحل بالكهرباء.
3بحث وتطويرينتج جهاز المقارنة LM339 إشارة عرض نبضة عالية لكل جهد عالي المستوى ، والتي تنخفض تدريجياً مع انخفاض مستوى الجهد. يتم عكس هذه الإشارة وتطبيقها على Optoisolator ، الذي يوفر نبضات بوابة لـ SCRs. مع انخفاض مستوى الجهد ، يزداد عرض النبض لجهاز Optoisolator ويزيد عرض النبضة ، ويقل التأخير ويتم تشغيل SCR تدريجياً دون أي تأخير. وبالتالي من خلال التحكم في المدة بين النبضات أو التأخير بين تطبيقات النبضات ، يتم التحكم في زاوية إطلاق SCR ويتم التحكم في تطبيق تيار الإمداد ، وبالتالي التحكم في عزم دوران خرج المحرك.
العملية برمتها عبارة عن نظام تحكم مفتوح الحلقة حيث يتم التحكم في وقت تطبيق نبضات إطلاق البوابة على كل SCR بناءً على مدى انخفاض جهد المنحدر من مستوى الجهد.
مزايا البداية الناعمة
الآن بعد أن تعلمنا كيف أن نظام البدء الإلكتروني الناعم يعمل ، دعونا نتذكر بعض الأسباب التي تجعله مفضلًا على الطرق الأخرى.
- تحسين كفاءة : ترجع كفاءة نظام التشغيل الناعم الذي يستخدم مفاتيح الحالة الصلبة بشكل أكبر إلى الجهد المنخفض على الحالة.
- بدء تشغيل متحكم فيه : يمكن التحكم في تيار البدء بسلاسة عن طريق تغيير جهد البدء بسهولة وهذا يضمن بداية سلسة من المحرك دون أي هزات.
- تسارع متحكم فيه : يتم التحكم في تسارع المحرك بسلاسة.
- انخفاض التكلفة والحجم : يتم ضمان ذلك باستخدام مفاتيح الحالة الصلبة.
