Κύκλωμα μαλακής εκκίνησης κινητήρα PWM για αποτροπή υψηλής κατανάλωσης κατά την ενεργοποίηση του διακόπτη ισχύος

Η ανάρτηση εξηγεί ένα αποτελεσματικό κύκλωμα μαλακής εκκίνησης κινητήρα PWM το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ενεργοποίηση βαριών κινητήρων με απαλή εκκίνηση και έτσι να αποτρέψει τον εξοπλισμό από το να τραβήξει επικίνδυνα υψηλά ρεύματα.

Γιατί μια μαλακή εκκίνηση

Κινητήρες υψηλής ισχύος όπως κινητήρες αντλίας ή άλλες μορφές βαρέων βιομηχανικών κινητήρων τείνουν να αντλούν τεράστιο ρεύμα κατά τη διάρκεια του αρχικού διακόπτη τροφοδοσίας ON, το οποίο με τη σειρά του επηρεάζει τις σχετικές ασφάλειες και διακόπτες προκαλώντας αρνητικά αυτά είτε να χτυπήσουν είτε να υποβαθμίσουν τις υπερωρίες. Για να διορθωθεί η κατάσταση, ένα μαλακό κύκλωμα εκκίνησης καθίσταται εξαιρετικά επιτακτικό.

Σε μερικά από τα προηγούμενα άρθρα μου συζητήσαμε σχετικά με ένα σχετικό θέμα, το οποίο μπορείτε να μάθετε περιεκτικά μέσω των ακόλουθων δημοσιεύσεων:

Μαλακό κύκλωμα εκκίνησης για κινητήρες αντλίας

Μαλακό κύκλωμα εκκίνησης για ψυγεία

Αν και τα παραπάνω σχέδια είναι αρκετά χρήσιμα, αυτά μπορεί να θεωρηθούν ελαφρώς χαμηλής τεχνολογίας με την προσέγγισή τους.

Σε αυτό το άρθρο θα δούμε πώς μπορεί να εφαρμοστεί η διαδικασία χρησιμοποιώντας πολύ εξελιγμένο Κινητήρας με βάση το PWM κύκλωμα ελεγκτή μαλακής εκκίνησης.

Χρησιμοποιώντας το PWM Concept

Η ιδέα εδώ είναι να εφαρμόσετε ένα σταδιακά αυξανόμενο PWM σε έναν κινητήρα κάθε φορά που είναι ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ, αυτή η ενέργεια επιτρέπει στον κινητήρα να επιτύχει μια γραμμικά αυξανόμενη ταχύτητα από το μηδέν στο μέγιστο μέσα σε μια καθορισμένη χρονική περίοδο, η οποία μπορεί να είναι ρυθμιζόμενη.

Σημείωση: Χρησιμοποιήστε μια διαμόρφωση Darlington BC547 στον ακροδέκτη # 5 του IC2 αντί για ένα μόνο BC547. Αυτό θα παράγει μια πιο αποτελεσματική απόκριση σε σύγκριση με ένα μόνο BC547

Παράδειγμα κυκλώματος για μεταβλητό ελεγκτή κινητήρα 48V με απαλή εκκίνηση

## ΠΑΡΑΚΑΛΩ ΣΥΝΔΕΣΗ 1Κ ΑΠΟ ΤΟ PIN5 του IC2 ΓΙΑ ΤΟ ΙΣΟΓΕΙΟ, ΠΟΥ ΔΕΝ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΜΦΑΝΙΣΕΤΑΙ ΣΤΟΝ ΠΑΡΟΝΤΑ ΣΧΕΔΙΟ ##

Πως δουλεύει

Αναφερόμενος στο παραπάνω σχήμα, η παραγωγή του γραμμικά αυξανόμενου PWM επιτυγχάνεται με τη βοήθεια δύο 555 IC, διαμορφωμένων στην τυπική λειτουργία PWM.

Έχω ήδη συζητήσει την ιδέα περίπλοκα σε ένα από τα προηγούμενα άρθρα μου που εξηγούν πώς να χρησιμοποιήσετε το IC 555 για τη δημιουργία PWM.

Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, η διαμόρφωση χρησιμοποιεί δύο 555 ICs, με το IC1 να είναι ενσύρματο σαν ασήμαντο, ενώ το IC2 ως συγκριτικό.

Το IC1 παράγει τα απαιτούμενα σήματα ρολογιού σε μια δεδομένη συχνότητα (καθορίζεται από τις τιμές των R1 και C2) που εφαρμόζεται στον ακροδέκτη # 2 του IC2.

Το IC2 χρησιμοποιεί το σήμα ρολογιού για να παράγει τριγωνικά κύματα στον πείρο # 7 του, έτσι ώστε αυτά να μπορούν να συγκριθούν με το δυναμικό που υπάρχει στον πείρο τάσης ελέγχου # 5.

Ο ακροδέκτης # 5 αποκτά την απαιτούμενη τάση ελέγχου μέσω ενός NPN στάδιο παρακολούθησης εκπομπών φτιαγμένο με τη βοήθεια του T2 και των σχετικών στοιχείων.

Όταν η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, το Τ2 τροφοδοτείται με ράμπα ή σταδιακά αυξανόμενη τάση στη βάση του μέσω R9, και λόγω της αναλογικής φόρτισης του C5.

Αυτό το δυναμικό αναβάθμισης αντιγράφεται καταλλήλως στον εκπομπό του Τ2 σε σχέση με την τάση τροφοδοσίας στον συλλέκτη του, πράγμα που σημαίνει ότι τα δεδομένα βάσης μετατρέπονται σε σταδιακά αυξανόμενο δυναμικό κυμαινόμενο από μηδέν έως σχεδόν το επίπεδο τάσης τροφοδοσίας.

Αυτή η τάση ράμπας στον πείρο # 5 του IC2 συγκρίνεται άμεσα με το διαθέσιμο τριγωνικό κύμα στον πείρο # 7 του IC2, το οποίο μεταφράζεται σε γραμμικά αυξανόμενο PWM στον πείρο # 3 του IC2.

Η διαδικασία γραμμικής αύξησης των PWM συνεχίζεται έως ότου το C5 φορτιστεί πλήρως και η βάση του Τ2 επιτύχει ένα σταθερό επίπεδο τάσης.

Ο παραπάνω σχεδιασμός φροντίζει για την παραγωγή PWM κάθε φορά που ενεργοποιείται η τροφοδοσία.

Βίντεο κλιπ:

Το παρακάτω βίντεο δείχνει ένα πρακτικό αποτέλεσμα δοκιμής του παραπάνω κυκλώματος PWM που εφαρμόζεται σε έναν κινητήρα 24V DC. Το βίντεο δείχνει την απόκριση ρύθμισης δοχείου PWM του κυκλώματος στον κινητήρα, καθώς και μια επιπλέον απόκριση LED ένδειξης μπαταρίας ενώ το Ο κινητήρας είναι ενεργοποιημένος και ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ .

Ενσωμάτωση μηδενικού Crossac Triac Controller

Για την εφαρμογή του κινητήρα PWM εφέ μαλακού κυκλώματος εκκίνησης , η έξοδος από τον πείρο # 3 του IC2 απαιτείται να εφαρμοστεί σε ένα κύκλωμα οδήγησης ισχύος triac, όπως φαίνεται παρακάτω:

Η παραπάνω εικόνα δείχνει πώς μπορεί να εφαρμοστεί ο διακόπτης ON ON soft start PWM σε βαρέους κινητήρες για τον επιδιωκόμενο σκοπό.

Στην παραπάνω εικόνα βλέπουμε πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν απομονωτές οδηγού triac με ανιχνευτή μηδενικής διέλευσης για την οδήγηση των κινητήρων με τα γραμμικά αυξανόμενα PWM για την εκτέλεση ενός εφέ μαλακής εκκίνησης.

Η παραπάνω αντίληψη φροντίζει αποτελεσματικά για την εκκίνηση του ρεύματος ON ON σε μονοφασικούς κινητήρες.

Ωστόσο, σε περίπτωση που χρησιμοποιείται τριφασικός κινητήρας, η ακόλουθη ιδέα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εφαρμογή της προτεινόμενης 3 φάσης μαλακής εκκίνησης σε κινητήρες.