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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Protezione del motore del tritacarne. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / motori elettrici Le caratteristiche progettuali del tritacarne elettrico suggeriscono di introdurre al suo interno un dispositivo di controllo, che combina l'avvio morbido con la protezione da sovraccarico e surriscaldamento. Il dispositivo qui descritto fornisce queste funzioni. Può essere utilizzato per controllare i motori a commutatore eccitati in serie in altri elettrodomestici. Questo dispositivo di protezione è stato sviluppato per il tritacarne elettrico EMSH-35/130 "RATEP" con motore a commutatore da 130 o 145 W (DK76-60-15 o DK77-65-15R), ma può essere facilmente adattato ad azionamenti di altri apparecchi domestici apparecchi elettrici che funzionano da una rete a 220 V. In un'unità di controllo di questo tipo è importante la combinazione dell'avvio graduale con la protezione corrente. Il fatto è che i motori dei tritacarne sono realizzati nello stesso blocco con riduttori, che contengono ingranaggi in plastica per ridurre la velocità dell'albero di uscita. Il sovraccarico del cambio in assenza di misure protettive porta alla rottura dei denti dell'ingranaggio, in quanto anello più debole. Il carico cambia in modo relativamente lento durante la lavorazione degli alimenti, quindi la protezione elettronica della corrente spegne tempestivamente il motore in caso di emergenza. Accendere un motore elettrico con albero di uscita frenato è un'altra questione. Innanzitutto, l'armatura del motore ruota mentre vengono selezionati gli spazi tra gli ingranaggi, quindi frena immediatamente. L'attuale protezione per l'aumento del carico d'urto non ha il tempo di intervenire, mentre l'energia cinetica accumulata dall'armatura è già sufficiente per rompere gli ingranaggi. Un avvio graduale con una lenta accelerazione dell'indotto fornisce un aumento “più morbido” del carico [1], per cui la protezione di corrente spegne il motore anche in questa modalità. Si può sostenere che, per evitare guasti, tra la coclea del ricevitore della carne e l'albero del cambio viene inserita una boccola sostituibile, che si rompe sotto un carico inferiore a quello consentito dal cambio. Ma una soluzione del genere non è priva di inconvenienti. La boccola è un fusibile monouso e potrebbe essere scarsa o assente dall'azionamento. Il suo effetto protettivo è indebolito dall'elevata frequenza di funzionamento a seconda del grado di sovraccarico (fino a 3...5 volte) e della variazione delle caratteristiche. La velocità della protezione elettronica è molto più elevata, è molto più precisa nell'impostazione della soglia di risposta e, infine, è più universale. Il dispositivo di protezione funzionale (vedi diagramma in Fig. 1) contiene un'unità di avvio graduale, sensori di corrente e temperatura, un'unità di fissaggio e indicazione dello stato. Il dispositivo non fornisce una modalità di autoavvio dopo aver eliminato il malfunzionamento, poiché l'autoavvio di un apparecchio elettrico non controllato da una persona può essere pericoloso per lui.
Una caratteristica distintiva dell'unità soft-start rispetto a [2] è il controllo logico degli ingressi combinati: quello inferiore secondo il circuito dell'elemento DD2.1 e quello superiore secondo il circuito dell'elemento DD2.2. Se agli ingressi è presente un livello di tensione elevato, è consentita la generazione di impulsi di apertura del triac, mentre è vietata la bassa tensione. Inoltre, è stata aumentata la durata dell'accensione graduale (costante di tempo del circuito C5R15), poiché l'inerzia del motore è superiore a quella di una lampada a incandescenza. Il sensore di corrente è formato dal resistore R18 e dai transistor VT1.4, VT1.5. Genera una tensione di alto livello a qualsiasi polarità della corrente di sovraccarico e il valore di soglia della corrente operativa è determinato dal rapporto tra la tensione di apertura dei transistor e la resistenza del resistore. Nella variante in esame, la corrente di sovraccarico viene scelta in modo che sia 1,8 volte maggiore della corrente nominale consumata dal motore e ammonta a 1,1...1,2 A. I resistori R17, R19 limitano le correnti d'urto di base dei transistor e il resistore R20 permette di specificare la soglia operativa. Il circuito integratore C6R16 elimina l'influenza dell'alta frequenza e del rumore impulsivo indotto da un sensore di corrente o di temperatura. Poiché la costante di tempo del circuito rispetto alla frequenza di 50 Hz è insignificante e l'apertura dei transistor avviene al valore di ampiezza della corrente di carico sinusoidale, il motore viene spento dalla protezione dal semiciclo successivo è stato rilevato un sovraccarico. Per ridurre l'impatto di interferenze e interferenze sul suo funzionamento, il condensatore C1 è inserito nel sensore di temperatura (R3-R1, RK1, HL1, C1.1, VT1) e il termistore RK1 è posizionato sul motore. Il valore di soglia della temperatura di risposta del sensore è 100°C. Una novità nel dispositivo è l'unità per il fissaggio e l'indicazione degli stati, che contiene un trigger RS DD1.1 e DD1.3, un inverter DD1.2 e un LED bicolore HL2. Quando è connesso alla rete, il circuito C2R4 imposta il trigger sullo stato singolo all'uscita dell'elemento DD1.3 e inizia un avvio graduale. Si noti che la costante di tempo richiesta del circuito C2R4 non è determinata dalla velocità dei microcircuiti, ma dai processi di inversione della magnetizzazione del circuito magnetico e dall'inizio del movimento dell'armatura nel motore elettrico, che creano un aumento a breve termine in la corrente consumata è molte volte superiore a quella nominale, quindi per questo periodo la protezione corrente deve essere bloccata. A motore freddo la resistenza del termistore RK1 viene aumentata e il transistor VT1.1 è aperto. La tensione di alto livello su entrambi gli ingressi dell'elemento DD1.1 imposta un livello basso sulla sua uscita e sull'ingresso superiore dell'elemento DD1.3 nel circuito, quindi lo stato del trigger non cambia quando il condensatore C2 viene caricato. La commutazione graduale termina con la transizione del triac in uno stato permanentemente aperto. Gli impulsi di corrente di apertura del triac fluiscono attraverso il LED HL2, che indica il corretto funzionamento dell'azionamento con luce verde. Questa modalità viene mantenuta fino all'attivazione dei sensori o fino allo spegnimento della rete. Poiché ora c'è un livello alto di tensione all'ingresso del circuito inferiore dell'elemento DD1.3, l'attivazione di uno qualsiasi dei sensori, che porta alla comparsa di un livello alto all'ingresso del circuito superiore dell'elemento DD1.3, trasferisce il attivare uno stato di livello basso sull'uscita DD1.3. Di conseguenza, dal semiciclo successivo il triac non si accenderà e l'indicatore HL2 indicherà un sovraccarico in rosso. Il suo bagliore è dovuto alla corrente che scorre attraverso il LED e il resistore R23 dall'uscita dell'elemento DD2.4 all'uscita DD1.2 (all'uscita dell'elemento DD2.4 la tensione è alta e all'uscita di DD1.2 - Basso). Questa modalità rimane anche fino allo spegnimento della rete. Se alla riaccensione non vengono eliminati i motivi che hanno portato all'intervento della protezione, il motore verrà nuovamente spento. Un disegno della scheda a circuito stampato del dispositivo è mostrato in fig. 2.
I condensatori ceramici sono stati selezionati da K10-17 o KM-6 di piccole dimensioni. Il condensatore C5 può essere K53-1, K53-4, ecc. Con una corrente di dispersione non superiore a 0,5 μA o K10-17, KM-6. Condensatore C11 - K73-17 (K73-16) per una tensione nominale di 630 V. Termistore RK1 - MMT-1. Resistore R18 - C5-16V (C5-16MV). Il fusibile FU1 è un ponticello costituito da un nucleo di un filo MGTF con una sezione trasversale di 0,07...0,12 mm2, posato in un tubo isolante rimosso da tale filo. Quando posizionati fuori bordo, il fusibile e il portafusibile possono essere di qualsiasi tipo. Il triac è dotato di un dissipatore costituito da una piastra di rame (o alluminio) di dimensioni 55x15x1 mm e, assemblato con essa, è fissato alla scheda con una vite tramite una guarnizione. Il termistore è collegato all'avvolgimento dello statore del motore elettrico e pertanto deve avere un isolamento termico di alta qualità resistente al calore. Per fare ciò, sui terminali devono essere posizionati tubi in fluoroplastica con conduttori di prolunga realizzati in filo MGTF e i terminali stessi devono essere diretti in una direzione. Quindi inserire saldamente un altro tubo in fluoroplastica di diametro maggiore sul corpo del termistore con uno dei terminali premuto su di esso. Premere il termistore nel tubo sull'avvolgimento dello statore, legarlo o incollarlo con colla resistente al calore per garantire sia il contatto termico che un fissaggio forte. La predisposizione del dispositivo consiste nell'adattarlo al motore protetto, se diverso dalle tipologie sopra indicate. È preferibile effettuare i primi controlli e regolazioni utilizzando al posto del motore una lampada elettrica di potenza adeguata. La resistenza del resistore R18 è determinata dal valore dell'ampiezza della corrente di sovraccarico, che può essere considerato pari a 1,5...2 correnti nominali del motore. La dissipazione di potenza del resistore e le dimensioni del dissipatore di calore del triac sono determinate dai valori della corrente di sovraccarico e della caduta di tensione ai loro capi. La corrente nominale del fusibile dovrebbe essere circa il doppio della corrente di sovraccarico. Accendendo il dispositivo e aumentando la corrente di carico utilizzando resistori aggiuntivi o un reostato, viene misurata la soglia di protezione corrente. Entro piccoli limiti, può essere modificato selezionando il resistore R20. La temperatura di riscaldamento consentita del filo dell'avvolgimento del motore può essere compresa tra 90 e 130°C. Per impostare la soglia per la protezione dal surriscaldamento, è possibile riscaldare il termistore utilizzato nell'acqua bollente e determinare la resistenza richiesta del resistore R1 per una temperatura di 100°C. Installare nel dispositivo un resistore del valore inferiore più vicino rispetto a quello misurato. Le proprietà inerziali dei motori sono diverse, quindi la durata dell'avviamento graduale deve essere chiarita modificando i parametri del circuito C5R15. All’aumentare delle valutazioni degli elementi, aumenta la durata di avvio e viceversa. Per determinare la costante di tempo ottimale per la catena C2R4, puoi farlo. Iniziando con una capacità del condensatore di 0,1 µF e aumentandola; dopo 0,1 µF determinare il momento in cui, quando il motore è collegato alla rete, la protezione amperometrica non interviene. Nell'apparecchio è installato un condensatore con una capacità 1,5...2 volte maggiore. Quando si scelgono i condensatori ceramici dei gruppi H50, H70, H90, è necessario tenere presente che la capacità effettiva può differire in modo significativo da quella indicata. Il LED HL2 può essere spostato all'esterno della scheda in modo che indichi lo stato dell'azionamento elettrico in un luogo più comodo per l'osservazione durante il funzionamento. Durante la fabbricazione, l'installazione e il funzionamento del dispositivo di protezione, è necessario ricordare che tutti i suoi elementi sono sotto tensione di rete. Pertanto, il dispositivo deve essere collocato in un alloggiamento in materiale isolante e i cavi di collegamento devono essere isolati in modo affidabile. Letteratura
Autore: V.Zhgulev
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