Direct Online Starter或DOL是一种简单的机电系统,设计用于感应电动机的开关和保护。
众所周知,电动机消耗的功率非常大,而这种高功率消耗是电动机绕组吸收电流的结果。因此,电动机消耗的电流越高,电动机消耗的功率就越高,并且产生的热量也就越高。这种热量通常会通过辐射或通过直接接触传导散发到环境中。但是在某些情况下,如果没有适当的通风或环境很热,则电枢绕组可能会因过热而烧毁。
因此,需要密切监视电机绕组电流,以免长时间产生大电流。因此,为了避免长时间流过大电流,通常为电动机配备各种类型的保护系统。
通常,驱动高功率负载的三相工业电动机需要这些保护系统。Direct Online Starter是一种为三相鼠笼式感应电动机提供过载保护的机制。
直接在线启动器提供给三相感应电动机的主要功能是:
- 过电流保护或短路保护。
- 过载保护。
- 隔离式电动机开关设置。
过电流保护或短路保护: DOL起动器由MCCB(断路器)和保险丝设置组成,以在发生短路时将电动机与电源断开。
过载保护: DOL起动器由机电装置组成,如果电动机过载或电动机消耗的电流超过额定值,该装置将断开电动机与电源的连接。
隔离的电动机开关设置:由于大功率电动机很危险,因此DOL起动器的设计允许客户间接打开和关闭电动机。
上述三个特征对于工业中使用的低功率和中功率感应电动机很重要。因此DOL起动器很受欢迎并且被广泛使用。
直接在线入门工作
为避免混淆,我们将拆卸原始的DOL启动器并讨论其每个部分。
我们下面讨论的直接在线启动器电路的内部结构仅是为了理解工作原理,启动器的原始设计可能有所不同。
MCCB(塑壳断路器)和FUSE部分:
上图显示了MCCB,保险丝和电动机之间的电路连接。DOL起动器此部分的基本功能是防止电动机出现故障和短路。
将在此处选择MCCB以匹配电动机的额定值,并且如果连接或电动机绕组出现任何故障,则该MCCB会跳闸,立即断开整个系统与主电源线的连接。如上所述,MCCB通常是整个系统的第一层保护层。为了安全起见,它们也安装在我们的房屋中。
此处存在电路中的保险丝,以防止电动机和其他设备短路。如果发生任何短路,这些保险丝将立即熔断,并断开电动机与电源线的连接。另外,必须正确选择保险丝的额定值,以避免在操作过程中发生不规则的熔断。如果在电动机启动过程中出现大量浪涌电流,则可能发生这种情况,因此选择适当额定值的保险丝非常重要。在此处了解有关各种类型保护电路的更多信息。
电磁接触器部分:
在上图中,显示了接触器设置的内部结构,该结构存在于三相直接在线启动器中,并且已连接至感应电动机。
此处,三相电源通过三个常开金属触点(即“ C1”,“ C2”和“ C3”)连接到电动机。因此,在静止条件下,电路中无电流流动,并且电机保持关闭状态。同样在此时,“ ON BUTTON”将打开,并且没有电流流过线圈。
现在,如果我们按下“ ON BUTTON”,则此处的线圈将由于电流流动而被磁化,如下所示。
由于此处的线圈会产生磁场,因此用弹簧悬挂的金属块将被吸引到线圈并向线圈移动。现在金属块正在移动,整个接触器设置也将随之移动,如图所示。
这种运动的结果是,金属触点C1,C2和C3将使电源线和定子端子之间的开路端子短路,从而打开电动机。用更简单的话来说,在按下按钮后,由于三相接触器的运动,电动机将从电源获得动力。同样,随着三相接触器的移动,弹簧将被拉伸,并且它将在金属块上施加力以使其回到初始位置。
在短暂按下“ ON”按钮并将其释放后,线圈中应为零的电流仍将流过,因为在三相接触器移至最终位置后,电流将流过另一条路径。您可以在图中看到一个闭合电路,电流流过“ SW”金属触点。
因此,仅需按一下“ ON BUTTON”,三相接触器便会借助“ SW”金属触点自锁自身,并保持三相电源与电动机之间的连接。
现在,要停止电动机,我们将不得不在上述电路中添加另一个按钮,如下所示。
这里的“关闭按钮”将在静止位置起短路作用,因此我们上面讨论的电路的操作不会发生变化。但是,一旦按下“关闭按钮”,电源线和线圈之间形成的电路环路就会断开,这导致流过线圈的电流变为零。现在通过线圈的电流为零,线圈将开始自我消磁,一旦线圈完全失去其磁化强度,由于接触弹簧的作用力,三相接触器将移回到其初始位置。显然,既然三相接触器又回到静止状态,则电动机的电源电压将中断,从而导致转子运动停止。
即使释放了停止按钮,三相接触器也将保持静止状态,直到再次按下启动按钮以使线圈磁化为止。因此,我们可以得出结论,使用此设置,我们可以通过按下一个按钮永久打开电动机,并通过按下另一个按钮永久停止电动机。
过载保护部分:
过载保护部分的关键部分是三个线圈G1,G2和G3,如图所示。这三个线圈与三相感应电动机串联时,其电流与电枢绕组相同。因此,每当电动机从电源线汲取功率时,这三个绕组就会磁化。而且,一旦它们被磁化,固定在轴上的金属环就会被线圈吸引。通常,这不是问题,但是一旦电动机过载,它将变得很突出。
因此,为了理解本节的功能,让我们考虑一下,电动机在某个时候已经打开并且过载。现在,在电动机负载很重的情况下,电枢绕组将从电源汲取大量电流,从而间接使G1,G2和G3线圈大量磁化。在存在强磁场的情况下,金属环将克服弹簧阻力,使其自身与相应的线圈对齐。一旦金属环移动到最终位置,“ OL触点”也将随之移动,从而打破“ COIL-L”的循环。
因此,电动机负载过重的最终结果是电源线和“ COIL-L”之间形成的电流回路损坏。我们可以在这里看到,其基本功能与按上面提到的停止按钮相同。两种情况下的最终结果都是永远关闭电机。
因此,电动机过载将导致电源线断开和电动机关闭。
直接在线启动器控制电路
到目前为止,我们已经研究了三个部分,每个部分都具有特殊功能。我们需要将这些部分结合在一起以形成DOL入门。
在这里,您可以看到Direct Online Starter的最终内部结构。
最后的结论是:
- MCCB-FUSE部分为电动机提供短路和故障保护。
- 三相接触器设置将提供简单安全的电动机双稳态切换。
- OL接触器设置将保护电动机免受过载烧毁。
直接在线入门的优势
- 最经济,最便宜的起动器:在三相感应电动机的所有起动器中,DOL起动器是最便宜和最经济的起动器。
- 易于操作:起动器只有两个用于ON和OFF的按钮,以及一个用于设置过载安全性的旋钮,使其易于操作。
- 易于维护:由于启动器的内部结构很简单,因此工程师可以轻松地发现故障并进行纠正。
- 由于没有启动保护,装有DOL启动器的电动机可提供100%的启动转矩。
- DOL的尺寸很小,使其紧凑而可靠。
直接在线入门的缺点
- 由于没有启动保护,因此DOL启动器不会限制启动电流。
- 电机启动期间不必要的高启动转矩。
- 仅适用于低端和中功率电机。
- 由于没有启动保护,因此在电动机启动期间,连接电动机的电源线会出现电压突降。电压的这种波动可能会损害以相同电源供电的其他电气设备。
- 电机承受的热应力会影响电机的寿命。
- 由于在电机启动过程中不必要的高启动转矩,导致电机上的机械应力增加。