Meki pokretač (ograničenje ulazne struje) za izmjenična i istosmjerna opterećenja: 10 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Udarna struja/Uklopni udar je maksimalna trenutna ulazna struja koju električni uređaj povuče pri prvom uključivanju. Udarna struja je mnogo veća od stacionarne struje opterećenja i to je izvor mnogih problema, poput pucanja osigurača, kvara opterećenja, smanjenja životnog vijeka opterećenja, iskrenja na kontaktima sklopke … itd. Donja slika prikazuje pojavu udarne struje snimljenu na osciloskop Siglent SDS1104X-E. Dugi šiljak je jasan. U ovom članku pokušao sam riješiti ovaj problem jednostavnim, ali učinkovitim rješenjem. Uveo sam dva kruga za izmjenična i istosmjerna opterećenja.

Pribor

Članak:

[1] Tehnički list DB107:

[2] Tehnički list BD139:

[3] DB107 shematski simbol i otisak PCB -a:

[4] BD139 shematski simbol i otisak PCB -a:

[5] CAD dodaci:

Korak 1: Udar strujnog udara snimljen na SDS1104X-E DSO (način pojedinačnog snimanja)

AC starter na slici-1 prikazuje shematski dijagram uređaja. P1 se koristi za povezivanje 220V-AC ulaza i prekidača za uključivanje/isključivanje na krug. C1 se koristi za smanjenje izmjeničnog napona. Vrijednost C1 također određuje trenutnu brzinu rukovanja napajanjem bez transformatora koje će koristiti ostatak kruga. U ovoj je aplikaciji 470nF bilo dovoljno. R1 prazni C1 kako bi izbjegao neželjeni visokonaponski udar kada korisnik odvoji uređaj od električne mreže. R2 je otpornik od 1 W koji se koristio za ograničavanje struje.

Korak 2: Slika 1, shematski dijagram AC startera

BR1 je ispravljač mosta DB107-G [1] koji se koristio za pretvaranje izmjeničnog napona u istosmjerni. C2 smanjuje valovitost, a R3 prazni C2 pri ISKLJUČENJU. Također, pruža minimalno opterećenje za održavanje ispravljenog napona na razumnoj razini. R4 smanjuje napon i ograničava struju za ostatak kruga. D1 je 15V Zener dioda i koristio se za ograničavanje napona ispod 15V. C3, R5 i R6 grade vremensku mrežu za relej. To znači da odgađa aktiviranje releja. Vrijednost R6 je bitna, ne smije biti preniska da previše padne napon i ne smije biti previsoka da bi se smanjilo vrijeme odziva mreže. 1K osigurao je zadovoljavajuću brzinu pražnjenja za relativno visoku brzinu uključivanja/isključivanja. S mojim pokusima ova mreža pruža dovoljno kašnjenja i vremena odaziva, naravno, možete ih izmijeniti na temelju svojih aplikacija.

Q1 je tranzistor NPN BD139 [2] za aktiviranje/deaktiviranje releja. D2 štiti Q1 od povratnih struja prigušnice releja. R7 je otpornik serije 5W koji ograničava udarnu struju pri uključivanju. Nakon kratkog odgode relej kratko spoji otpornik, a puna snaga primjenjuje se na opterećenje. Vrijednost R7 postavljena je na 27R. Možete ga izmijeniti ovisno o opterećenju ili aplikaciji.

DC soft starter Slika 2 prikazuje shematski dijagram istosmjernog pokretača DC. To je jednostavnija inačica AC startera s nekim manjim izmjenama.

Korak 3: Slika 2, Shematski dijagram istosmjernog pokretača

P1 se koristi za spajanje 12V napajanja i prekidača za uključivanje/isključivanje na ploču. R2, R3 i C2 čine mrežu odgode za relej. R4 je otpornik za ograničavanje struje. Isto kao i soft starter naizmjenične struje, možete izmijeniti vrijednost mreže odgode i R4 za svoje specifično opterećenje ili aplikaciju.

Raspored PCB -a Slika 3 prikazuje izgled PCB -a izmjeničnog pokretača izmjenične struje. Svi paketi komponenti su DIP. Ploča je jednoslojna i prilično se lako gradi.

Korak 4: Slika 3, Raspored PCB -a izmjeničnog pokretača naizmjenične struje

Slika 4 prikazuje raspored PCB -a istosmjernog pokretača istosmjerne struje. Isto kao i gore, svi paketi komponenti su DIP, a ploča je jednoslojna.

Korak 5: Slika 4, Raspored PCB -a istosmjernog pokretača istosmjerne struje

Za oba dizajna koristio sam shemske simbole SamacSys i otiske PCB -a. Konkretno, za DB107 [3] i BD139 [4]. Ove su knjižnice besplatne i slijede industrijske IPC standarde. Koristio sam CAD softver Altium Designer, pa sam koristio dodatak SamacSys Altium [5] (slika 5).

Korak 6: Slika 5, dodatak SamacSys Altium i knjižnice rabljenih komponenti

Slika 6 prikazuje 3D prikaz izmjeničnog pokretača izmjenične struje, a slika 7 prikazuje 3D prikaz istosmjernog pokretača istosmjerne struje.

Korak 7: Slika 6, 7: 3D prikazi s izmjeničnih i istosmjernih pokretača

MontažaSlika 8 prikazuje sklopljenu ploču mekog pokretača naizmjenične struje, a slika 9 prikazuje montiranu istosmjernu jedinicu za pokretanje istosmjerne struje.

Korak 8: Slika 8, 9: Sastavljeni (prvi prototip) istosmjernog i izmjeničnog pokretača

Shema ožičenja Slika 10 prikazuje dijagram ožičenja AC startera, a slika 11 shemu ožičenja istosmjernog pokretača DC.

Korak 9: Slika 10, 11: Sheme ožičenja izmjeničnog i istosmjernog pokretača

Predmet materijala

Sastav materijala možete pogledati na donjoj slici