Електромагнитен стартер. Нестандартно включване

По нашия труден начин електротехниците и инженерите по електроника се натъкват на много интересни задачи. Така че имах "радостта" да анализирам и да избера най-доброто решение на една привидно проста задача за стартиране на силов магнитен стартер. Всичко изглежда просто, но не. Проблемът е, че стартерът, проектиран да работи в променливотокови вериги, трябва да се захранва от постояннотоково напрежение.

Всички знаем как работи и работи магнитен стартер. Накратко, стартерът, когато управляващото напрежение се подава с помощта на електромагнит, управлява контактната група за силови вериги. Но силовата група контакти директно превключва напрежението на крайното устройство (електрически двигатели, електрически нагреватели).

Директната подмяна на вдлъбнатината с постоянно напрежение няма да направи нищо добро. Електромагнитната намотка просто ще се нагрее и изгори. Това се дължи на факта, че когато се захранва с постоянен ток, електромагнитната намотка ще има само активно съпротивление и като следствие токът, протичащ през намотката, ще бъде увеличен в сравнение с номиналния. Най-просто казано, намотката за променлив ток има твърде малко съпротивление и е нерентабилно да се натискат електромагнитите на стартерите.

И когато електромагнитът се захранва от намалено напрежение, е доста трудно да се постигне стабилна работа на магнитния стартер.

Извивайки стартера в ръцете си, опитвайки се да го захранвам от постоянен ток с различно напрежение и сила. Стигна се до заключението, че за задействане е необходим повече ток, отколкото просто поддържане на контактната група за захранване в работно положение. Това означава, че има няколко решения на проблема за стартиране на стартер от постоянно напрежение.

Избор и свързване на ограничаващ резистор към електромагнитната намотка, което ще ограничи тока, протичащ през намотката, докато електромагнитът бъде надеждно задействан и контактната група се задържа.
Използването на устройство, което осигурява уверената работа на електромагнита, но след това намалява мощността, достатъчна само за стабилно задържане на сърцевината на електромагнита.

Първият метод е съвсем прост и се изчислява с помощта на добре познатата формула, която ще дам по-долу. Вторият метод е по-технологичен и ви позволява да получите стабилност при стартиране и задържане на електромагнита на стартера. Но вторият метод изисква повече разходи и основните познания по електротехника тук очевидно няма да са достатъчни. Въпреки че втората опция може да бъде подразделена на електромеханично изпълнение, или управлението може да се извърши изцяло по електронен път. Веднага ще направя резервация, че проблемът може да бъде решен чрез използване на устройство за механично блокиране на електромагнитен стартер, тип LAEM1, което е предназначено да организира група стартери за обратно захранване на електродвигатели. Но ние имаме различна задача.

Метод номер едно. Прост, но не и гъвкав

Методът е труден по отношение на избора на съпротивлението за стартерната намотка. Освен това, това решение е доста енергоемко. Необходим е достатъчно мощен резистор и разсейването на топлина върху него също ще бъде страхотно, което трябва и трябва да се вземе предвид по време на работа.

Изчисляването на съпротивлението може да се извърши по формулата Rp = Up/In.k .

In.k е номиналният ток на намотката на електромагнита.
Нагоре е спадът на напрежението в резистора.
Rp - съответно избраният от нас резистор.

Спадът на напрежението на резистора Up се изчислява по формулата Up = Uc - In.krk

Uc е постоянно напрежение за захранване на стартера.
krk - активно съпротивление на соленоидната намотка на стартера.

Този метод има сериозен недостатък, различните дизайни на стартери изискват собствени изчисления. Невъзможно е например да се избере стандартен резистор за захранване от постоянно напрежение от 24 волта. Това се дължи на различната технология за производство на електромагнити. Има много зависимости, например диаметърът на проводника, желязото, използвано в сърцевината, силата на изтегляне, амплитудата на хода на механичната част на контактната група. Също така има смисъл да свържете кондензатор, за да компенсирате спада на напрежението паралелно с резистора.

Формулите със сигурност са добри, но по-внимателен подбор се прави визуално, тъй като ако ядрото не е привлечено достатъчно, можете да получите зумер ефект, с постоянна вибрация и съответен звук. И както казах, трябва да обърнете достатъчно внимание на мощността на резистора, разсейваната топлина ще бъде голяма. Неправилно подбраното съпротивление гарантира неговата краткосрочна работа. Жичните резистори са най-подходящи за тази цел.

Метод номер две. Изискан, но технологично напреднал

Принципът на това решение е да се промени захранващото напрежение на соленоидната намотка на стартера. Има много начини да направите това. Задачата е да накара стартера да работи безотказно чрез подаване на захранващото напрежение и когато премине в работен режим, намалете мощността само за да запазите контактната група. Предимството на това решение е слаб ток, липса на нагряване и продължителна работа на соленоидната намотка на стартера.

Той може да бъде изпълнен просто чрез използване на допълнителен трансформатор или съпротивление, за да се получи ниско задържащо напрежение. Въпросът е как да се приложи това? И има много начини да го приложите. Най-лесно е да използвате прекъсвачи с една група за освобождаване.

Такива превключватели се използват за стартиране на електрически двигатели със стартова намотка.

Тоест основната контактна група замества намалено захранващо напрежение, достатъчно за задържане на електромагнита. И освободеният контакт подава номиналното напрежение за задействане на намотката само в момента на натискане на бутона за захранване. Когато налягането се освободи, освободеният контакт се отваря, прекъсвайки напрежението на спусъка, оставяйки само ниското напрежение, необходимо за задържане на електромагнита. Пример за такъв превключвател може да се види на старите перални машини Kama, но днес е лесно да се намери подобен и модерен.

Същият ефект може да бъде постигнат без механични контакти. Електрониката предлага много решения за това. Има много изпълнения, например управление на стартер чрез конвенционален триак или силов транзистор. Два режима на работа за стартиране и задържане на електромагнитния стартер се осигуряват от управляващата верига. Прилагането на схемата за контрол зависи от специфичните възможности на производителя.

Например, за мен беше най-удобно да го управлявам с помощта на микроконтролер с PWM портове. С това внедрих софтуера, отварящ се под необходимия ми ъгъл, и имаше нужда от дистанционно управление на стартера на индустриалната помпа. Ако такива изисквания не се спазват, лесно е да промените захранващото напрежение чрез таймер на 555 микросхема или разряд на кондензатор, трябва само да осигурите транзисторен превключвател за управление на силов транзистор или триак. Това завършва, бъдете внимателни, когато работите с електричество.