Комбинированный магнитный пускатель с микроконтроллерным управлением для локальных систем регулирования: разработка электрической схемы устройства и алгоритма работы

УДК 621.3

Combined Magnetic Starter with Microcontroller Control for Local Regulations Systems: Development of the Electrical Scheme of the Device and Work Algorithm

Alekseev P. P.

Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia

Abstract. The algorithms work and energy-saving control system combined switch having advantages of thyristor and a magnetic starter. The results of the research on the development of electrical and structural circuits in conjunction with the control device are reflected.

Keywords: electrical engineering, magnetic switch, electric drive, algorithm.

Комбинированный магнитный пускатель с микроконтроллерным управлением для локальных систем регулирования: разработка электрической схемы устройства

и алгоритма работы

Алексеев П. П.

Институт информационных технологий и коммуникаций АГТУ, г. Астрахань,

Российская Федерация.

Аннотация. Рассмотрены алгоритмы работы и система управления комбинированного переключателя, обладающего достоинствами тиристорного и магнитного пускателя. Отражены результаты исследования по разработке электрической и структурной схем совместно с устройством управления.

Ключевые слова: электротехника, магнитный пускатель, электропривод, алгоритм.

Предметом данного исследования являются алгоритмы работы и управления комбинированным магнитным пускателем с микроконтроллерным управлением для локальных систем регулирования, а также их программная реализация.

Целью данного исследования является разработка электрической схемы и структурной схемы устройства управления.

Предлагаемая электрическая схема состоит из контактной группы для состояний включено и отключено комбинированного переключателя представлена на рис. 1.

Рисунок 1. Контактная группа комбинированного пускателя

Принцип работы представляет собой следующую последовательность действий: при нажатии кнопки «Открытие» происходит подача питания на управляющий вывод тиристорной пары, механический контакт шунтируется; подается питание на катушку магнитного пускателя, после чего срабатывает магнитный пускатель, отключается тиристорная пара. Таким образом достигается безыскровое переключение.

Схема силовой части одинарного комбинированного пускателя представлена на рис. 2. Управление функционированием устройства осуществляет микроконтроллер.

В

\

\- - - ^

Рисунок 2. Одинарный комбинированный пускатель

Принцип работы алгоритма включения переключателя заключается в следующем: при нажатии кнопки «Пуск» микроконтроллер выдает токовый сигнал на управляющие выводы тиристоров, далее происходит подача сигнала на контакт контроллера для питания катушки магнитного пускателя, после чего происходит отключение тиристоров.

Принцип работы алгоритма включения переключателя имеет обратный вид: подается напряжение на управляющие выводы тиристоров, далее происходит прерывание питания катушки магнитного пускателя. Через 0,2 мс происходит отключение силовых контактов и тиристоров.

Схема силовой части реверсивного комбинированного пускателя представлена на рис. 3. Структурно он состоит из сдвоенной силовой части и одного контроллера.

\

Л

V

А

-о-

УJ

Рисунок 3. Реверсивный комбинированный пускатель

Для прямого включения комбинированного магнитного пускателя применяется следующий алгоритм: подается питание на управляющие выводы первой группы тиристоров и контакт К1. Через 0,25 мс происходит отключение тиристоров.

Реверс при включенной прямой группе происходит по следующему алгоритму: подается напряжение на тиристоры 1-6, прерывается питание на контакт К1. Через 0,2 мс отключаются тиристоры 1-6 и подается напряжение на тиристоры 7-12 и контакт К2. Через 0,25 мс происходит отключение тиристоров 7-12.

Для испытания работы устройства управления комбинированным переключателем необходимо разработать опытную схему (рис.

4).

В качестве микроконтроллера использовать микросхему, в качестве узлов гальванической развязки - оптосимисторы со встроенной схемой контроля нуля перехода фазы, в качестве симисторов, можно рассмотреть использование приборов ВТ139, в качестве реле, устройство HRS4H-S-DC5V, и магнитный пускатель модели КМН.

ABC

ООО

ГР1

VS1

ГР2

ГРЗ

UsN

VS3

иься

В Ш~нигньй в пускатель

А1

А

-О

В

-о

с

-о

о о-

А1 А2

Рисунок 4. Электрическая структурная схема комбинированного пускателя с микроконтроллерным управлением

Исходя из вышесказанного, можно сделать следующий вывод: разработанный алгоритм силовой части и системы управления энергосберегающего комбинированного переключателя нагрузки, обладает достоинствами магнитного и тиристорного пускателей, имеет повышенный ресурс работы вследствие минимизации электромеханического износа контактов.

Библиографический указатель:

1. Лихачев В. Л. Электротехника: Справочник. Том 2. - М.: Издательский дом «СОЛОН-ПРЕСС», 2003. - 449 с.

© Алексеев П.П., 2017

Об авторе:

Алексеев Павел Павлович - магистрант 2-го года обучения института информационных технологий и коммуникаций Астраханского

Государственного Технического Университета (АГТУ), г. Астрахань, Российская Федерация.

About author:

Alekseev Pavel Pavlovich, Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia.