ソフトスターター–原理と動作

問題を排除するために楽器を試してください





ソフトスターターは、印加電圧を制御することによって電気モーターの加速を制御する任意のデバイスです。

ここで、モーターのスターターが必要であることを簡単に思い出してみましょう。




誘導電動機 回転磁界磁束と回転子巻線磁束の相互作用により自己始動する可能性があり、トルクが増加すると高い回転子電流が発生します。その結果、固定子には大電流が流れ、モーターが全速力に達するまでに大量の電流(定格電流よりも大きい)が流れ、モーターが過熱して損傷する可能性があります。これを防ぐには、モータースターターが必要です。

モーターの始動には3つの方法があります



  • 時間間隔で全負荷電圧を印加する:直接オンライン始動
  • 徐々に電圧を下げる:スターデルタスターターとソフトスターター
  • 部分巻線始動の適用:オートトランススターター
ソフトスタートの定義

ここで、特に注意をソフトスタートに移しましょう。

技術用語では、ソフトスターターは電気モーターにかかるトルクを減らすデバイスです。これは通常、モーターへの供給電圧の印加を制御するためのサイリスタなどのソリッドステートデバイスで構成されています。スターターは、トルクが始動電流の2乗に比例し、始動電流が印加電圧の2乗に比例するという事実に基づいて動作します。したがって、モーター始動時の電圧を下げることにより、トルクと電流を調整することができます。


ソフトスターターを使用した制御には、次の2種類があります。

オープンコントロール :始動電圧は、引き出される電流やモーターの速度に関係なく、時間とともに印加されます。各フェーズでは、2つのSCRが背中合わせに接続され、SCRは最初にそれぞれの半波サイクル(各SCRが伝導する)の間に180度の遅延で伝導されます。この遅延は、印加電圧が最大供給電圧まで上昇するまで、時間とともに徐々に減少します。これは、時間電圧ランプシステムとしても知られています。この方法はモーターの加速を制御しないため、関係ありません。

閉ループ制御 :引き出される電流や速度などのモーター出力特性のいずれかが監視され、必要な応答を得るためにそれに応じて始動電圧が変更されます。各相の電流が監視され、特定の設定値を超えると、時間電圧ランプが停止します。

したがって、ソフトスターターの基本原理は、SCRの導通角を制御することにより、供給電圧の印加を制御できることです。

2基本的なソフトスターターのコンポーネント
  • 電源スイッチ サイクルの各部分に適用されるように位相制御する必要があるSCRのように。三相モーターの場合、各相に対して2つのSCRが背中合わせに接続されます。スイッチングデバイスの定格は、線間電圧の少なくとも3倍である必要があります。
  • 制御ロジック PIDコントローラーまたはマイクロコントローラーまたはその他のロジックを使用してSCRへのゲート電圧の印加を制御します。つまり、SCRの点弧角を制御して、SCRを供給電圧サイクルの必要な部分で導通させます。
三相誘導電動機用電子ソフトスタートシステムの実例

システムは以下のコンポーネントで構成されています。

  • 各フェーズに2つの連続したSCR、つまり合計6つのSCR。
  • レベルとランプ電圧を生成するLM324とLM339、および各フェーズの各SCRへのゲート電圧の印加を制御するオプトアイソレータの2つのコンパレータの形式の制御ロジック回路。

必要なDC電源電圧を供給するための電源回路。

三相誘導電動機用の電子ソフトスタートシステムを示すブロック図

三相誘導電動機用の電子ソフトスタートシステムを示すブロック図

レベル電圧は、反転端子が固定電圧源を使用して給電され、非反転端子がNPNトランジスタのコレクタに接続されたコンデンサを介して給電されるコンパレータLM324を使用して生成されます。コンデンサの充電と放電により、コンパレータの出力がそれに応じて変化し、電圧レベルが高から低に変化します。この出力レベル電圧は、反転端子がランプ電圧を使用して供給される別のコンパレータLM339の非反転端子に印加されます。このランプ電圧は、反転端子に印加された脈動DC電圧を非反転端子の純粋なDC電圧と比較し、ゼロ電圧基準信号を生成するコンパレータLM339を使用して生成されます。この基準信号は、充電と放電によってランプ信号に変換されます。電解コンデンサ。

3rdコンパレータLM339は、すべての高レベル電圧に対して高パルス幅信号を生成します。この信号は、レベル電圧が低下するにつれて徐々に減少します。この信号は反転され、SCRにゲートパルスを提供するオプトアイソレータに適用されます。電圧レベルが低下すると、オプトアイソレータのパルス幅が増加し、パルス幅が大きくなるほど遅延が小さくなり、SCRが遅延なしで徐々にトリガーされます。したがって、パルス間の持続時間またはパルスの適用間の遅延を制御することにより、SCRの点火角度が制御され、供給電流の適用が制御され、したがって、モーター出力トルクが制御される。

プロセス全体は開ループ制御システムであり、各SCRへのゲートトリガーパルスの適用時間は、ランプ電圧がレベル電圧からどれだけ早く低下するかに基づいて制御されます。

ソフトスタートの利点

今、私たちはどのように 電子ソフトスタートシステム うまくいくので、他の方法よりも好まれるいくつかの理由を思い出してみましょう。

    • 効率の向上 :ソリッドステートスイッチを使用するソフトスターターシステムの効率は、オン状態電圧が低いために高くなります。
    • 制御された起動 :始動電圧を簡単に変更できるため、始動電流をスムーズに制御できます。 スムーズなスタート ジャークのないモーターの。
  • 制御された加速 :モーターの加速をスムーズに制御します。
  • 低コストとサイズ :これは、ソリッドステートスイッチを使用することで保証されます。