ウォーターポンプモーターにソフトスタートを追加–リレーの燃焼問題を軽減

この投稿では、ヘビーデューティーモーターで実装できる革新的でシンプルなソフトスタート回路の例をいくつか説明します。これにより、突然のでこぼこしたスタートではなく、ソフトスタートまたは遅いスロースタートで開始できます。

ソフトスタートがヘビーモーターにとって重要である理由

重いモーターシステムまたは大電流モーターが関係する場合、初期スイッチオン電流サージがしばしば問題になります。このサージは、ポンプリレーの接点全体に巨大なアークを発生させる傾向があり、ストレスや摩耗による腐食と寿命の低下を引き起こします。

大電流アークは、リレー接点の問題を引き起こすだけでなく、周囲の電子回路にも影響を及ぼし、モーターのスイッチオン中に発生する大量のRF干渉により、回路がハングしたり乱れたりします。

ただし、このような状況では、高価なモーターリレーの保護が主な問題になります。モーターのストレスを制御するために利用できる多くの機械的接触器がありますが、これらのシステムは効率的ではなく、RF放射に対して効果がありません。

以下に示す単純な電子回路は、重いモータースイッチのONサージの生成とリレー接点保護に関連するすべての問題を解決できることを願っています。

この図は、通常のトライアックおよびダイアック構成を組み込んだ単純な調光スイッチ回路を示しています。これは、大電流の重いACモーターにソフトスタートを追加するために非常に効果的に使用できます。

トライアック位相チョッピングを使用したソフトスタートの設計

ここでは、コントロールポットがLED / LDRボックスに置き換えられています。通常の調光スイッチでは、ファンの速度を制御するために可変抵抗が使用されます。ここでは、可変抵抗がLED / LDR構成に置き換えられています。これは、モーターの速度、つまり、モーターへの電流を、外部トリガーを介して囲まれたLEDの強度を制御することによって制御できることを意味します。

それがまさにここで行われていることです。スイッチまたは水位制御回路などの電子制御回路を介してモーターリレーがオンになると、付属の調光スイッチのLEDも同時にオンになります。

LEDはトライアックと接続されたモーターをオンにします。

ソリッドステートデバイスであるため、調光スイッチはリレーよりも少し速く動作するため、モーターは最初に調光トライアックを介してアクティブになり、数ミリ秒後にトライアックは関連するリレー接点によってバイパスされます。

トライアックはすでに多くの電流を吸収しており、リレーはすでにオンになっているモーターの導通をソフトに引き継ぐだけでよいため、上記のプロセスはリレー接点からのスパークを完全に排除します。

ここでは、オプトカプラーLEDの輝度が重要であり、トライアックが75％だけオンになるように設定する必要があります。

この調整により、トライアックが初期の大電流過渡から保護され、システム全体が何年にもわたって持続するのに役立ちます。

抵抗器Ｒ４は、ＬＥＤ上で最適なグローを達成するために適切に設定され得る。

回路図

パーツリスト

R1 = 15K
R2 = 330K、
R3 = 10K、
ダイアック抵抗= 100オーム、
R4 =説明どおりに調整する、
C1 = 0.1uF / 400V
C2、C3 = 0.1uF / 250V、
L1 = 10アンペア/ 220Vチョーク
トライアック（オルタニスタ）= 10 Amp 400V、
ダイアック=上記のトライアックによる。

リレーによるトライアックソフトスタートのアップグレード

少し調べてみると、この回路は実際にはオプトカプラ回路をまったく必要としないことがわかります。回路は、次のように簡単に配置できます。

R2は、トライアックが電力の75％のみを伝導するように選択する必要があります。

電源がオンになると、トライアックはモーターにソフトな初期始動を提供し、次の1秒以内にリレーも導通して、モーターに必要なフルパワーを有効にします。これにより、アクチュエータの接点が初期の電流サージやスパークから完全に保護されます。

簡素化されたソフトスタート設計

ジム氏が正しく示唆しているように、この初期トルクがない場合、特に負荷がかかっているときにモーターを最適に始動するには、初期トルクが不可欠です。モーターはベルトの下に重い負荷がかかると失速し、数分以内に喫煙を開始する可能性があります。

次の回路は、両方の問題を一緒に解決するように設計されており、ON / OFFスイッチへの初期サージ電流を抑制し、モーターが「キック」で始動できるようにして、負荷がかかっていても問題なく始動できるようにします。

上記の設計は、以下に示すように、リレーを取り外すことでさらに簡略化できます。

技術的なより多くの音 PWMベースのモーターソフトスタート回路 三相モーターの場合でも、接続されたモーターの制御、トルク、および信頼性の高い起動を実現するために試すこともできます。

制御された位相チョッピングを使用したソフトスタート

ステップフェーズチョッピングを介してトライアックを実装する別の方法。重機モーターの低速ソフトスタートおよび低速終了または低速停止回路を開始して、モーターが突然オン/オフを切り替えるのではなく、徐々に開始停止アクションを実行できるようにします。

このアイデアは基本的に、モーターの摩耗を減らし、アクションの過程で電気を節約することを目的としています。

このアイデアは、バーナード・ボット氏から依頼されました。

親愛なるスワガタムさん、
私の英語でごめんなさい、とにかくあなたが質問の前に与えるどんな答えにも感謝します。もともと230〜240ボルト50hzの範囲で作られたユニバーサルACモーターを使用して木材を処理するために別の装置を使用しています（しかし、私の国の特定の地域でも250Vに気づいています）私はさまざまな種類の機械をたくさん必要とし、それは趣味。

私は他のマシンのために見つけることができる最も安いマシンを購入します（私は特定の機械的な問題を修正します）。私は調光器（掃除機で使用されているシステムに基づいて作られた、NINA67によって変更された自家製）も使用していますが、それはうまく機能します。

しかし、私は18000 T / minで回転するモーターを使用するプレーナー/シックネスも使用します。著作権を排除するためにロイヤルティを支払わないように作られているようです。問題が発生する前は、3000 t / min（2700）で動作するモーターにベルトを付けて（他のように）2を掛けて、6000 t / m（5400）のまともな速度に達すると思っていました。そして、私は調光器を使用しません。

モーターは+/- 18000で動作します：3 = 6000 !!!そのマシンの安いコストを知っているので、集中的にではなく「良いお父さん」のように使っていますが、ある日、ヒュームがありました

機械の煙と私は機械を降ろしてモーターを隔離し、火を消します。 （マシンは保証期間内でしたが、交換を行うには何キロも離れる必要があります。そこでは、それがよく知られた再発する問題であるとは言われていません…しかし…彼らはそれを知っています！）

実際、すべてが寒かったとき。回転する軸を見ると、スタートのたびにギアベルトの反対側も撃っているようです。栽培者がいなかったようです。

異なる種類のモーターを販売している会社のモーターを紹介します。

彼らはまた改修を行いますが、それは「エキゾチック」なモーターであると私に説明しますが、同じ診断を設定します。速く始めますそれで私の質問に来てください：異なるための「ソフトスタート/ソフトエンディング」を持つ回路図を作ってください実際、ユニバーサルモーターは、BTA 16 800 cw（上記の他のものよりも優れている）に基づく調光システムを使用する場合、問題ないように見えますが、3つしか作成していません。それをすべての大きなマシンに統合したいと思います。

そして、オン/オフスイッチのみを使用します。したがって、ボタンを使用して「スイッチをオン」にし、1つを「スイッチオフ」またはオン/オフスイッチに使用します。

ただし、モーターが動作を開始したときに最小レベル（各モーターの出力に応じて）を選択するポテンショメーターと、スロースタートとフルスピードの間のタイミング（555）を選択するポテンショメーター（リレーでトライアックをショートカットすることもできます）スイッチオフに関連する場合は（ただし、それは良いでしょう）、フルスピードで緑色のLEDを使用すると、タイミングが短くなる可能性があります。余分な電流と問題が発生したため、最後になぜ。

注：このアプリケーションを「fpla」または専用プロセッサで見たことがありますが、ディスクリートコンポーネントでも実行できると確信しています。なぜそれができないのか：モーターを正しく研究したことがないので、たとえばそうではないことがわかっています。ゼロクロッシングシステムでモーターを始動するのは正しいです。なぜなら、それは最大電流を与え、始動時のカップルと最大電流で同じ問題（FIRE！）を引き起こすからです…

私は他のフォーラムで他の仕事のメカニックウッドなどに触れているこのリクエストを見ました...答えはなく、ポテンショメータで動作するかどうかも言われますが、マシンから別のマシンに変更すると間違いなどが発生する可能性があります...よろしくボッテバーナード（ベルギー）お願いしますお金を払わずにそれを手に入れるのはそれほど簡単ではないので、あなたのプレゼンテーションのデータシートでも好きなネットNbに私のアドレスを置かないでください

バーナード・ボット

段階的位相制御回路の設計

次の図に示すように、ソフトスタート、ソフトストップモータースイッチング回路の要求されたアイデアは、単純なトライアックベースの調光スイッチの概念を使用して実装できます。

上記の図を参照すると、最初の図は標準の調光器または ファン調光スイッチ回路 頑丈なトライアックBTA41A / 600を使用。

「4トライアックモジュール」を示すセクションは、通常、手動の速度制御調整を可能にするポテンショメータで占められています。抵抗調整が低いほど、ファンモーターの速度が速くなり、その逆も同様です。このソフトスタート、ソフトストップの設計では、このポットセクションは、2番目の図で詳細に視覚化できる示された4トライアックモジュールに置き換えられます。

ここでは、並列に配置された4つのトライアックがあり、MT1の上部アームに4つの個別の220K抵抗があり、ゲートに4つの個別のコンデンサがあり、値が異なり、高から低の順で並んでいます。 S1がオンになると、コンデンサの値が最も小さいトライアックが最初にオンになり、MT1で関連する220K抵抗が切り替わるため、モーターで比較的低速の始動が可能になります。

数ミリ秒以内に、次に小さい値を持つ次の後続のトライアックが導通し、以前の220K抵抗と並列に独自の220K抵抗を追加して、モーターの速度を上げます。同様に、3番目と4番目のトライアックも次の数ミリ秒以内に順次オンになり、それによって範囲内にさらに2つの220K並列抵抗が追加され、最終的にモーターが最大速度に到達できるようになります。

モーターの上記の連続的な速度増加により、モーターは、ユーザーの希望に応じて、意図したスロースタートスイッチをオンにすることができます。

同様に、スイッチS1がオフになると、関連するコンデンサが同じ順序で降順でオフになり、モーターが突然停止するのを防ぎます。代わりに、段階的なスローストップまたは速度のスローエンドが発生します。

バーナード氏からのフィードバック：

親愛なるミスタースワッグ、まず第一に、あなたの速い答えに感謝します。タイミングの問題があると言われたので、オペレーティングシステムをlinux mint 18,1'Serena 'に変更したので、必要なすべてのプログラムを再インストールしてテストする必要がありました（セットアップしてください！）。 ！！最初の回路図については、上側の回路図に何の価値も与えていないことに気付いたので、「最も単純なトライアック調光器スイッチ回路の作り方」から取り上げます。

上記の強化ファン調光回路の部品リスト（C1）C7 = 0.1u / 400V
（C2、C3）C8、C9 = 0.022 / 250V、
（R1）R9 = 15K、
（R2）R10 = 330K、
（R3）R11 = 33K、
（R4）R12 = 100オーム、VR1 = 220K、または470Kリニア=>優しい4トライアックモジュールに置き換えられました
ダイアック= DB3、
トライアック= BT136 => BTA41 600
L1 = 40uH

2番目の回路図についてとても単純な解決策私は夢にも思わなかった!!!できるだけ早くテストされるGenial！私たちはフランス語で言います。

このようなACアプリケーションに分極コンデンサを使用できるかどうかはわかりません。また、その50ボルトで十分でした！理由を説明する時間があります-

とにかく、すべてのコンポーネントがあれば、今週末に試してみるかもしれません。私は1993年以来在庫が変わらない新しいコンデンサを使用することを好みます！

実際、私はたとえばオプトトライアック（MOC）を使用してさまざまな方法を試していましたが、ACネットワークの周波数も選択する必要があります。これも、回路図のキルン温度コントローラー回路に基づいていますが、アップダウンカウンター4516bや555などがあります。複雑

どうもありがとう

よろしく

B.バレル

私の反応：

親愛なるバーナードに感謝します、

会話に挿入した画像がきちんと添付されていなかったため表示されませんでしたが、修正して記事に投稿しました。

R9は33Kまたは68Kの抵抗であると想定されているため、キャップの定格を50Vに設定しました。これにより、電流が大幅に低下し、コンデンサが燃焼しなくなります。これが私の理解です。

トライアックのゲートがDCドライブで動作するため、分極コンデンサを使用しましたが、そうです。コンデンサのDCにするために、ゲート1K抵抗と直列に1N4007を追加する必要があります。

この設計に関して、アイデアがあまりスムーズに動作しないか、期待した結果が得られない場合は、4つのトライアックの既存のゲートドライブをオプトカプラーベースのドライバーに変更し、同じシーケンシャル遅延スイッチングを実行できますが、外部DC回路したがって、この回路は最終的に、この方法またはその方法のいずれかで、意図した結果を提供する可能性があります。