Ein Softstarter ist ein Gerät, das die Beschleunigung eines Elektromotors mithilfe der angelegten Spannung steuert.

Lassen Sie uns nun kurz daran erinnern, dass für jeden Motor ein Anlasser erforderlich ist.

Ein Induktionsmotor kann sich aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem rotierenden Magnetfeldfluss und dem Rotorwicklungsfluss selbst starten und verursacht einen hohen Rotorstrom, wenn das Drehmoment erhöht wird. Infolgedessen zieht der Stator einen hohen Strom und bis der Motor seine volle Drehzahl erreicht hat, wird eine große Strommenge (größer als der Nennstrom) entnommen, was zu einer Erwärmung des Motors führen und ihn schließlich beschädigen kann. Um dies zu verhindern, werden Motorstarter benötigt.

Der Motorstart kann auf drei Arten erfolgen

Anlegen der Volllastspannung in bestimmten Zeitabständen: Direkter Online-Start
Nach und nach reduzierte Spannung anlegen: Star Delta Starter und Soft Starter
Anlegen der Teilwicklung: Spartransformatorstarter

Softstart definieren

Lassen Sie uns nun unsere besondere Aufmerksamkeit auf das sanfte Starten richten.

In technischer Hinsicht ist ein Softstarter jedes Gerät, das das auf den Elektromotor ausgeübte Drehmoment reduziert. Es besteht im Allgemeinen aus Festkörpervorrichtungen wie Thyristoren, um das Anlegen der Versorgungsspannung an den Motor zu steuern. Der Anlasser arbeitet daran, dass das Drehmoment proportional zum Quadrat des Anlaufstroms ist, der wiederum proportional zur angelegten Spannung ist. Somit können das Drehmoment und der Strom eingestellt werden, indem die Spannung zum Zeitpunkt des Startens des Motors verringert wird.

Es gibt zwei Arten der Steuerung mit dem Softstarter:

Öffnen Sie die Steuerung : Mit der Zeit wird eine Startspannung angelegt, unabhängig vom Stromverbrauch oder der Drehzahl des Motors. Für jede Phase werden zwei SCRs hintereinander geschaltet und die SCRs werden anfänglich mit einer Verzögerung von 180 Grad während der jeweiligen Halbwellenzyklen (für die jeder SCR leitet) durchgeführt. Diese Verzögerung wird mit der Zeit allmählich verringert, bis die angelegte Spannung auf die volle Versorgungsspannung ansteigt. Dies wird auch als Zeitspannungsrampensystem bezeichnet. Diese Methode ist nicht relevant, da sie die Motorbeschleunigung nicht steuert.

Regelung : Alle Motorausgangseigenschaften wie der aufgenommene Strom oder die Drehzahl werden überwacht und die Startspannung entsprechend geändert, um die erforderliche Reaktion zu erhalten. Der Strom in jeder Phase wird überwacht und wenn er einen bestimmten Sollwert überschreitet, wird die Zeitspannungsrampe angehalten.

Somit besteht das Grundprinzip des Sanftstarters darin, durch Steuern des Leitungswinkels der SCRs das Anlegen der Versorgungsspannung zu steuern.

2 Komponenten eines Basis-Softstarters

Netzschalter wie SCRs, die phasengesteuert werden müssen, damit sie für jeden Teil des Zyklus angewendet werden. Bei einem 3-Phasen-Motor werden für jede Phase zwei SCRs hintereinander geschaltet. Die Schaltgeräte müssen mindestens dreimal so hoch sein wie die Netzspannung.

Steuerlogik Verwenden von PID-Reglern oder Mikrocontrollern oder einer anderen Logik zum Steuern des Anlegens der Gate-Spannung an den SCR, d. h. zum Steuern des Zündwinkels von SCRs, um den SCR auf dem erforderlichen Teil des Versorgungsspannungszyklus leiten zu lassen.

Arbeitsbeispiel eines elektronischen Sanftanlaufsystems für 3-Phasen-Induktionsmotor

Das System besteht aus folgenden Komponenten.

Zwei Back-to-Back-SCRs für jede Phase, d. H. Insgesamt 6 SCRs.
Steuerlogikschaltung in Form von zwei Komparatoren - LM324 und LM339 zur Erzeugung des Pegels und der Rampenspannung und eines Optoisolators zur Steuerung des Anlegens der Gate-Spannung an jeden SCR in jeder Phase.

Eine Stromversorgungsschaltung zum Bereitstellen der erforderlichen Gleichstromversorgungsspannung.

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Blockdiagramm mit elektronischem Sanftanlaufsystem für 3-Phasen-Induktionsmotor

Die Pegelspannung wird unter Verwendung des Komparators LM324 erzeugt, dessen invertierender Anschluss unter Verwendung einer festen Spannungsquelle und der nicht invertierende Anschluss über einen Kondensator gespeist wird, der mit dem Kollektor eines NPN-Transistors verbunden ist. Das Laden und Entladen des Kondensators bewirkt, dass sich der Ausgang des Komparators entsprechend ändert und sich der Spannungspegel von hoch nach niedrig ändert. Diese Ausgangspegelspannung wird an den nichtinvertierenden Anschluss eines anderen Komparators LM339 angelegt, dessen invertierender Anschluss mit einer Rampenspannung gespeist wird. Diese Rampenspannung wird unter Verwendung eines anderen Komparators LM339 erzeugt, der die an seinem invertierenden Anschluss angelegte pulsierende Gleichspannung mit der an seinem nichtinvertierenden Anschluss angelegten reinen Gleichspannung vergleicht und ein Nullspannungsreferenzsignal erzeugt, das durch Laden und Entladen eines in ein Rampensignal umgewandelt wird Elektrolytkondensator.

Die 3^rdDer Komparator LM339 erzeugt für jede Hochpegelspannung ein Signal mit hoher Impulsbreite, das mit abnehmender Pegelspannung allmählich abnimmt. Dieses Signal wird invertiert und an den Optoisolator angelegt, der den SCRs Gate-Impulse liefert. Wenn der Spannungspegel abfällt, nimmt die Impulsbreite des Optoisolators zu und je größer die Impulsbreite, desto geringer ist die Verzögerung und allmählich wird der SCR ohne Verzögerung ausgelöst. Somit wird durch Steuern der Dauer zwischen den Impulsen oder der Verzögerung zwischen dem Anlegen von Impulsen der Zündwinkel des SCR gesteuert und das Anlegen des Versorgungsstroms gesteuert, wodurch das Motorausgangsdrehmoment gesteuert wird.

Der gesamte Prozess ist ein Steuersystem mit offenem Regelkreis, bei dem die Zeit des Anlegens von Gate-Triggerimpulsen an jeden SCR basierend darauf gesteuert wird, wie früher die Rampenspannung von der Pegelspannung abfällt.

Vorteile von Soft Start

Jetzt haben wir gelernt, wie ein elektronisches Sanftanlaufsystem Erinnern wir uns an einige Gründe, warum es anderen Methoden vorgezogen wird.

- Verbesserte Effizienz : Der Wirkungsgrad des Softstartersystems mit Halbleiterschaltern ist aufgrund der niedrigen Einschaltspannung höher.
- Kontrollierter Start : Der Anlaufstrom kann durch einfaches Ändern der Anlaufspannung reibungslos geregelt werden und dies stellt sicher reibungsloser Start des Motors ohne Rucke.

Kontrollierte Beschleunigung : Die Motorbeschleunigung wird reibungslos gesteuert.
Niedrige Kosten und Größe : Dies wird durch die Verwendung von Halbleiterschaltern sichergestellt.