Защита от токов перегрузки

Система управления ЯШУ с 3-скоростным асинхронным двигателем

 

Схема предназначена для управления электроприводом якорно-швартовного устройства с 3-скоростным асинхронным двигателем.

Основные сведения.

Якорно-швартовныеустройствапредназначены для перемещения якоря и швартов-

ныхканатов.

       Число скоростей ЯШУ – 3 или 6. Для получения 3-х скоростейприменяютасин-

хронныйдвигатель с короткозамкнутым ротором, 6-ти скоростей – асинхронныйдвига-

тель с фазным ротором.

       В даннойсхемеприменяетсяасинхронныйдвигатель с короткозамкнутым ротором

и тремя обмотками на статоре. Способрегулированияскорости – изменением числа пар полюсов. Мощностьэлектродвигателя – 20...25 кВт.

       При подъёме (спуске) якоря используютсятолько 1-я и 2-я скорости, при швартов

ныхоперациях – все 3.

       Контроллерная схема управления 3-скоростным якорно-швартовным электроприво

дом изображена на рис. 12.6.

 

 

Рис. 12.6. Контроллерная схема управления 3-скоростным якорно-швартовным электроприводом

 

       Основные элементы схемы

            К основным элементам схемы относятся (рис. 12.6):

1. QF – автоматический выключатель электродвигателя;

2. YB – тормозной электромагнит;

3. F1…F5 – нагревательные элементы тепловых реле;

4. ML1, ML2, ML3 – обмотки статора 1-й, 2-й и 3-й скоростей;

5. Т – понижающий трансформатор для питания цепей управления;

6. VD1, VD2 – диоды схемы выпрямления;

7. S3 – аварийная кнопка блокировки тепловой защиты обмоток 1-й и 2-й скоростей;

8. QF – катушка минимального расцепителя автоматического выключателя QF;

9. КМ1, КМ2 - контакторы 3-й скорости.

Особенность силовой части схемы состоит в том, что обмотки 1-й и 2-й скорости соединены последовательно, но при работе включаются поочерёдно. Такое соединение обеспечивает безобрывное переключение этих обмоток и защиту контактов Q10, Q11 и Q12 от обгорания.

Таблица переключения контактов контроллера – в нижнем правом углу рис. 1.

Как видно из таблицы, контроллер имеет 3 фиксированных положения в каждую

сторону («травить» и «выбирать»).

В промежуточном состоянии между положениями 2 и 3 рукоятка контроллера не фиксируется.

Контроллер имеет 10 главных контактов - Q3…Q12 и 2 вспомогательных - S1 и S2.

 

Подготовка схемы к работе

Для подготовки схемы к работе включают автоматический выключатель QF.

При этом получает питание первичная обмотка трансформатора, Напряжение вторичной обмотки выпрямляется диодами VD1, VD2. образуется цепь тока катушки минимального расцепителя автомата:

плюс - катушка QF – размыкающие контакты тепловых реле F4-F1 – минус (на средней точке вторичной обмотки трансформатора).

Схема готова к работе.

 

Работа схемы

Схема управления симметрична, поэтому рассмотрим работу схемы в направлении «Выбирать».

При переводе рукоятки контроллера в положение «1» замыкаются контакты Q3,

Q5,Q7,Q10, Q11 и Q12.

       При замыкании контактов Q10, Q11 и Q12шунтируется обмотка 2-й скорости ML2,

Q3, Q5 и Q7 – подаётся питание на катушку электромагнитного тормоза YB и обмотку 1-й скорости ML1. Обмотка ML1 соединена «звездой».

       Двигатель растормаживается и работает на первой скорости.

       При переводе рукоятки контроллера в положение «2» размыкаются контакты Q10,

Q11 и Q12 (снимается шунтирование обмотки ML2) и замыкаются Q8 и Q9, соединяю-

щие нижние выводы обмотки ML2 в общую точку. В результате обмотка ML2 соединяет-

ся в «звезду».

Двигатель переходит на 2-ю скорость.

При переводе рукоятки в 3-е положение в промежуточном положении замкнутся вспомогательные контакты S1 и S2.

Через эти контакты образуется цепь тока последовательно соединённых катушек

КМ1 и КМ2 контакторов 3-й скорости:

плюс - S1 - S2 – F5 – RV1 – RM2 – F4 – F3 – F2 - F1 – минус (на средней точке

вторичной обмотки трансформатора).

       Контакторы КМ1 и КМ2 размыкают контакты в цепи обмоток 1-й и 2-й скоростей и замыкают контакты в цепи обмотки 3 -й скорости.

       Одновременно замыкается вспомогательный контакт КМ1 и шунтирует контакт S1

контроллера.

       Двигатель переходит на 3-ю скорость.

       При переводе рукоятки контроллера в 3-е фиксированное положение контакт S1

размыкается, но цепь катушек контакторов КМ1 и КМ2 сохраняется через вспомогатель-

ный контакт КМ1.

           

Защиты

 

       Защита от токов короткого замыкания

       При коротком замыкании в обмотке статора отключается автомат QF. Двигатель отключается от сети и затормаживается.

       При коротком замыкании в цепи катушки QF или контакторов КМ1, КМ2 сгорает предохранитель в цепи первичной обмотки трансформатора. При этом теряет питание катушка QF, отключается автомат QF. Двигатель отключается от сети и затормаживается.

.          

Защита от токов перегрузки

       Для защиты от токов перегрузки обмотки 1-й скорости служит тепловое реле F1, обмотки 2-й скорости – реле F2, F3, обмотки 3-й скорости – реле F4, F5.

       Токи срабатывания (уставки) реле F4 и F5 разные, у реле F5 меньше, у реле F4 – больше.

       При перегрузке 3-й скорости быстрее (при меньшемтокеперегрузки) срабатыва

ет реле F5, оно размыкает свой контакт в цепи катушек контакторов 3-й скорости КМ1, КМ2.

       Контакторы отключаются, размыкают свои контакты в цепи обмотки 3-й скорости

ML3 и замыкают в цепи обмотки 2-й скорости ML2. Одновременно размыкается вспомога

тельный контакт КМ1 (параллельно контакту S1).

 Двигатель переходит с 3-й скорости на вторую.

       После отключения обмотки ML3 нагревательный элемент F5 остывает и контакт F5

повторно замыкается. Однако контакторы КМ1 и КМ2 самопроизвольно включиться не смогут, т.к. разомкнут вспомогательный контакт КМ1.

       Для возврата на 3-ю скорость надо сначала замкнуть контакт S1, а для этого рукоятку контроллера перевести из 3-го положения в промежуточное (см. таблицу).

       При перегрузке обмоток 2-й или 1-й скорости размыкаются контакты F2 или F3

(2-скорость)или F1 (1-я скорость). Катушка QF обесточивается, автомат QF отключает

ся.

       При необходимости, нажатием кнопки S3 шунтируют контакты F1…F4, тем са-

мым оставляя без защиты от перегрузки обмотки 1-й и 2-й скорости. Такая необходимость может возникнуть, если надо быстро сняться с якоря, а тепловые реле F1…F4 постоянно срабатывают.

В этом случае надо доложить о срабатывании защиты на мостик и только после по-

лучения команды с мостика нажать кнопку S3.

 

       Защита по снижению напряжения (минимальная и нулевая)

           

Минимальная защита

При снижении напряжения до 60% и менее якорь минимального расцепителя авто-

мата QF отпадает, автомат отключается.

       После восстановления напряжения автомат надо включить повторно и продолжить работу.

Нулевая защита

При обесточивании якорь минимального расцепителя автомата QF отпадает, авто-

мат отключается.

       После восстановления напряжения автомат надо включить повторно и продолжить работу.

       Таким образом, минимальная и нулевая защиты предотвращают самопроизвольное повторное включение двигателя после провала напряжения (минимальная защита) или его исчезновении (нулевая защита).

       Такое самопроизвольное включение может привести к аварии.

Особенности схемы:

1. обмотки 1-й и 2-й скорости соединены последовательно, но при работе включа

ются поочерёдно. Такое соединение обеспечивает безобрывное переключение этих обмоток и защиту контактов Q10, Q11 и Q12 от обгорания;

2. все 3 обмотки связаны гальванически через средний провод (фаза В), что небез

опасно при обслуживании;

3. в схеме для переключения 3-х скоростей использованы 2 контактора – КМ1 и

КМ2, что упрощает и удешевляет её.