double arrow

В различных функциях


14.1. Принципы управления пуском электродвигателей постоянного и переменного токов в функции скорости и тока

Электрические цепи в схемах управления делятся на две категории: цепи главного тока и вспомогательные. К цепям главного тока (силовым) относятся силовые цепи двигателей и источников питания. Они вычерчиваются утолщенными линиями. Вспомогательные цепи включают в себя цепи управления, где присоединяются катушки пускателей, контакторов и реле, их контакты и другие элементы аппаратов. Кроме того, к вспомогательным цепям относятся цепи защиты, контроля, сигнализации, блокировки между отдельными электроприводами. Вспомогательные цепи изображаются тонкими линиями.

Управление пуском, реверсом и торможением электродвигателей постоянного (ДПТ) и переменного (АД) токов в большинстве случаев осуществляется в функции скорости (ЭДС), тока, пути и времени. Например, процесс разгона электропривода со ступенчатым ускорением, сопровождается изменением таких параметров: скорости, момента или тока нагрузки, времени. При автоматическом управлении электроприводом и технологическим процессом может применятся управление в функциях мощности, момента, пути, времени, натяжения, температуры, цвета, числа операций и других.

Управление в функции скорости. Управление в функции угловой скорости требует её контроля с помощью реле непосредственно или косвенно. По достижении заданного значения скорости соответствующее реле выдает команду на включение контакторов, пускателей ускорения.

Включение двигателя постоянного тока независимого возбуждения в функции скорости, пропорционаленой ЭДС (Е = ωсФ) дано на рис.14.1.

При включении контактора напряжение на катушках реле ускорения КV1, KV2 или непосредственно контакторов КМУ1, КМУ2 равно падению напряжения ∆Uя на якоре. Оно в начальный момент пуска недостаточно для их срабатывания. В процессе разгона ЭДС двигателя увеличивается и по достижении определенной угловой скорости возрастает до значения уставки срабатывания первого реле ускорения КV1 (контактора КМУ1), которое включает первый контактор КМУ1. После этого резистор R1 первой ступени ускорения шунтируется. При дальнейшем увеличении угловой скорости двигателя ЭДС достигает значения уставки второго реле KV2 (второго контактора КМУ2), падающего команду на шунтирование резистора R2 второй ступени ускорения.




Рис. 14.1. Схема управления в функции скорости ДПТ

Включение трехфазного асинхронного двигателя выполняется кнопкой SB2 "Пуск". При достижении угловой скорости вращения вала определенной величины замыкаются контакты реле контроля скорости КУКС (рис.14.2).

Рис. 14.2. Схема управления в функции скорости АД

После нажатия на кнопку SB1 "Стоп" прекращается питание катушки пускателя КМ и двигатель отключается. Одновременно замыкаются контакты КМ в цепи катушки пускателя КМТ, главные контакты которой вводят двигатель в режим противовключения. При остановке двигателя контакты КУКС вернутся в исходное положение и прекратится питание катушки КМТ.

Управление в функции тока. Управление в функции тока осуществляется путем применения реле минимального или максимального тока. Эти реле включают контакторы, пускатели ускорения в моменты увеличения или уменьшения тока двигателя до заданного значения.

Ступени пускового реостата R1 и R2 (рис.14.3,14.4) шунтируются при снижении тока до заданного минимального значения.

Реле ускорения КА1, КА2 (может быть и их больше) отрегулированы так, что их размыкающие контакты после замыкания контактов контактора, пускателя КМ разомкнуться раньше, чем может включится контактор, пускатель ускорения КМУ1, то есть собственное время срабатывания такого реле должно быть меньше собственного времени срабатывания контактора, пускателя. Реле КА1 и КА2 срабатывают при токе максимального значения и разгон электропривода начинается с полностью введенными резисторами в силовой цепи двигателя. По мере разгона двигателя ток в якоре (двигатель постоянного тока) или ротора (двигатель переменного тока) уменьшается. После снижения тока до минимального значения реле KA1 отпускает якорь и его размыкающий контакт замыкается, чем создается цепь включения катушки ускорения КМУ1. Силовыми контактами КМУ1 шунтируется резистор первой ступени R1, а через замыкающий блок - контакт обеспечивает питание катушки контактора, пускателя КМУ1. После срабатывания КМУ1 процесс разгона начинает контролировать реле КА2, размыкающий контакт которого сначала разомкнется, а при снижении тока до минимальной величины замкнется и включит контактор, пускатель КМУ2, шунтирующий ступень R2. Внешнее пусковое ступенчатое сопротивление в цепи якоря или роторе будет выведено. Схема управления контакторами, пускателями дана на рис.14.5.



Рис. 14.3. Схема управления в функции тока ДПТ

KМУ2 КМУ2

R2

Рис. 14.4. Схема управления в функции тока АД

Рис.14.5. Схема управления контакторами ускорения

14.2. Принципы управления пуском электродвигателей постоянного и переменного токов в функции пути и времени

Управление в функции пути. Управление электроприводом в функции пути осуществляется путевыми и конечными включателями.

На рис.14.6. приводится схема автоматизации остановки электродвигателя при достижении производственного механизма крайних положений.

Запускают двигатель кнопкой SB2. Двигатель подключается к источнику тока, якорь начинает вращаться, а подвижная часть механизма, дойдя до определенного места (пройдя определенный путь), нажимает на шток конечного выключателя SQ. При этом размыкаются контакты SQ, размыкающие цепь катушки контактора КМ. Индуктор двигателя отключается от сети и он останавливается.

+ -

ОВ

Рис.14.6. Схема управления в функции пути ДПТ

Если какой - либо элемент производственного механизма совершает возвратно - поступательное движение от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (рис. 14.7), то для подачи автоматических команд на реверсирование двигателя устанавливают путевые выключатели SQП1 и SQП2, контакты которых включают и выключают реверсивный электромагнитный пускатель КМВ (вперед) и КМВ (назад).

При несрабатывании путевых выключателей вследствие неисправности, движение подвижного элемента механизма будет ограниченно конечными выключателями SQ1 и SQ2.

Рис.14.7. Схема управления в функции пути АД

Управление в функции времени. Управление в функции времени осуществляется с помощью аппаратов контролирующих время и настраиваемых на отсчёт заданных выдержек времени. Каждое реле времени включает или отключает отдельный контактор, пускатель управления.

Реле времени КТ1, КТ2 осуществляют выдержку времени при отключении (шунтировании пусковых резисторов R1 и R2) при пуске шунтового двигателя постоянного тока (рис.14.8). Поэтому в схеме их катушки получают питание после замыкания силового контактора КМ. С одной выдержкой времени через замыкающие контакты реле времени КТ1 включается катушка контактора ускорения КМУ1 и шунтируется первая ступень пускового реостата. С выдержкой времени уже другой продолжительности происходит аналогичное шунтирование второй ступени пускового реостата.

При нажатии на кнопку SB2 "Пуск" срабатывает пускатель ускорения КМУ, подключая в цепь статора трехфазного асинхронного двигателя резистор (рис.14.9). Одновременно через блок - контакты КМУ подключается реле времени КТ и шунтируется кнопка SB2 "Пуск". С выдержкой времени через замыкающие контакты реле времени КТ включается катушка пускателя КМ и отключается катушка пускателя КМУ. Статор двигателя подключается непосредственно к сети.

ОВ

Рис.14.8. Схема управления в функции времени ДПТ

Рис.14.9. Схема управления в функции пути АД

14.3. Тиристорное управление асинхронным двигателем короткозамкнутым ротором

В схеме разомкнутого управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором в качестве силовых элементов, включенных в статорную цепь двигателя, используются тиристоры в сочетании с релейно-контактными аппаратами в цепи управления. Тиристоры, выполняя роль силовых коммутаторов, легко позволяют осуществить необходимый темп изменения напряжения на статоре двигателя путем регулирования угла включения тиристоров. При непрерывном изменении угла включения тиристоров в процессе пуска осуществляется так, чтобы приложенное напряжение к статору изменялось от нуля до номинального значения, и можно было ограничить токи и моменты двигателя.

Эффективное динамическое торможение имеет место в схемах с демпфирующими контурами. Добавление одного шунтирующего тиристора замыкающего цепь тока между двумя фазами, приводит к увеличению постоянной составляющей тока для создания достаточного тормозного момента в области высокой угловой скорости.

Типовая схема комплектного устройства (рис.14.10) состоит в силовой части из группы включенных встречно - параллельно тиристоров VД1, VД2 в фазе L1, тиристоров VД3, VД4 в фазе L3 и одного короткозамыкающего тиристора VД7 между фазами L1 и L2, для управления двигателем М. Схема включает блок управления БУ и релейно - контактный узел управления.

При нажатии кнопки SB2 включаются реле KL1 и KL2, на управляющие электроды тиристоров VД1…VД4 подаются импульсы, сдвинутые на 60° относительно питающего напряжения. К статору двигателя прикладывается пониженное напряжение, в связи с чем снижается пусковой ток и уменьшается пусковой момент. Двигатель начинает разгонятся. Размыкающий контакт реле КL1 отключает реле KV с выдержкой времени, определяемой резистором R7 и конденсатором С4. Размыкающими контактами реле KV шунтируются соответствующие резисторы в блоке управления тиристорами БУ, и к статору прикладывается полное напряжение.

Рис.14.10. Схема тиристорного управления пуском и торможением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

При нажатии кнопки SB1 теряет питание релейная схема управления, тиристоры VД1…VД4 отключаются, и напряжение со статора двигателя снимается. Включается за счет, запасенной конденсатором С5 энергии, на время торможения реле КV, которое своими контактами включает тиристоры VД2 и VД7. Через фазы L1 и L2 обмотки статора двигателя протекает ток однополупериодного выпрямления, обеспечивающий эффективное динамическое торможение. Это ток регулируется резисторами R1 и R3.

В схеме предусмотрен шаговый режим, выполняемый нажатием кнопки SB3. При этом включаются реле КVШ1 и тиристоры VД2, VД7. В этом случае по фазам L1 и L2 обмотки статора двигателя протекает ток однополупериодного выпрямления. При отпускании кнопки SB3 выключаются реле КVШ1 и тиристоры VД2 и VД7, включаются на короткое время за счет энергии, запасенной в конденсаторе С6, реле КVШ2 и тиристор VД3, и ротор двигателя совершает шаг (поворачивается на некоторый угол вследствие поворота примерно на тот же угол результирующего вектора потока статора). Размер шага не строго фиксирован и зависит от напряжения сети, момента инерции привода и от среднего значения выпрямленного тока. Переход на шаговый режим работы двигателя возможен после динамического торможения и остановки, так как реле КVШ1 первоначально можно включить только после замыкания размыкающих контактов КL1 и KV.

Заказать ✍️ написание учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сейчас читают про: