Princípy automatického riadenia štartu a zastavenia elektromotorov

Článok sa zaoberá schémami relé-stýkačov pre automatizáciu štartu, spätného chodu a zastavenia indukčných motorov s fázovým rotorom a jednosmerných motorov.

Pri štartovaní zvážte schémy zapínania štartovacích odporov a kontaktov stýkačov KM3, KM4, KM5, ktoré ich ovládajú indukčný motor s vinutým rotorom (AD s f. R.) A Nezávisle budený jednosmerný motor DPT NV (obr. 1). Tieto schémy zabezpečujú dynamické brzdenie (obr. 1, a) a opačné brzdenie (obr. 1, b).

Pri štartovaní reostatu DPT NV alebo IM s fázovým rotorom sa striedavé zatváranie (skrat) stupňov štartovacieho reostatu R1, R2, R3 vykonáva automaticky pomocou kontaktov stýkačov KM3, KM4, KM5, ktoré je možné ovládané tromi spôsobmi:

• počítaním časových intervalov dt1, dt2, dt3 (obr. 2), na ktoré slúžia časové relé (time management);

• sledovaním otáčok elektromotora resp EMF (kontrola rýchlosti).Ako snímače EMF sa používajú napäťové relé alebo stykače priamo pripojené cez reostaty;

• použitie prúdových snímačov (prúdové relé nastaviteľné na spätný prúd rovný Imin), ktoré dávajú príkazový impulz pri poklese prúdu kotvy (rotora) počas spúšťacieho procesu na hodnotu Imin (riadenie princípu prúdu).

Zvážte mechanické charakteristiky jednosmerného motora (DCM) (obr. 1) (pre indukčný motor (IM) je to rovnaké, ak použijete pracovnú časť mechanickej charakteristiky) počas štartovania a zastavenia, ako aj krivky rýchlosti, krútiaceho momentu (prúdu) v závislosti od času.

Ryža. 1. Schémy zapínania štartovacích odporov indukčného motora s fázovým rotorom (a) a jednosmerného motora s nezávislým budením (b)

Ryža. 2. Charakteristiky spustenia a zastavenia (a) a závislosti DPT (b)

Spustenie elektromotora (kontakty KM1 sú zopnuté (obr. 1)).

Keď je privedené napätie, prúd (krútiaci moment) v motore sa rovná I1 (M1) (bod A) a motor sa zrýchľuje so štartovacím odporom (R1 + R2 + R3).

Postupujúcim zrýchlením sa prúd zmenšuje a pri prúde I2 (bod B) je R1 skratovaný, prúd stúpa na hodnotu I1 (bod C) atď.

V bode F pri prúde I2 sa skratuje posledný stupeň štartovacieho reostatu a elektromotor dosiahne svoju prirodzenú charakteristiku (bod G). Zrýchlenie nastáva do (bod H), ktorý zodpovedá prúdu Ic (závislý od zaťaženia). Ak R1 nie je skratovaný v bode B, potom motor zrýchli do bodu B' a bude mať konštantnú rýchlosť.

Dynamické brzdenie (otvorený KM1, zatvorený KM7), kým elektromotor neprejde do bodu K, ktorý zodpovedá momentu (prúdu) a jeho hodnota závisí od odporu Rtd.

Brzdenie opozíciou (KM1 otvorené, KM2 zatvorené), pričom elektromotor prejde do bodu L a začne veľmi rýchlo spomaľovať s odporom (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Strmosť tejto charakteristiky, a teda aj hodnota, je rovnaká (paralelná) ako počiatočná charakteristika s odporom (R1 + R2 + R3 + Rtp).

V bode N je potrebný skrat Rtp, elektromotor prejde do bodu P a zrýchli v opačnom smere. Ak Rtp nie je skratovaný v bode N, potom motor zrýchli do bodu N' a beží pri tejto rýchlosti.

Automatické riadiace schémy pre spustenie DPT

Riadenie ako funkcia času (obr. 3) Najčastejšie sa ako časové relé v obvodoch EP používajú elektromagnetické časové relé. Sú nastavené tak, aby zohľadňovali prednastavené časové oneskorenia dt1, dt2,…. Každé časové relé musí obsahovať príslušný výkonový stýkač.

Ryža. 3. Schéma automatického spustenia DPT ako funkcie času

Riadenie ako funkcia rýchlosti (najčastejšie používané pre dynamické brzdenie a opačné brzdenie) Tento princíp automatizácie riadenia zahŕňa použitie relé, ktoré priamo alebo nepriamo riadia otáčky elektromotora: pri jednosmerných motoroch sa meria emf kotvy, pri asynchrónnych a synchrónnych elektromotorov sa meria EMF alebo frekvencia prúdu.

Použitie zariadení, ktoré priamo merajú rýchlosť (relé riadenia rýchlosti (RCC) na zložitom zariadení) komplikuje inštaláciu a riadiaci obvod.RKS sa častejšie používa na ovládanie brzdenia na odpojenie elektromotora od siete pri rýchlosti blízkej nule. Častejšie sa používajú nepriame metódy.

Pri konštantnom magnetickom toku je emf kotvy DPT priamo úmerné rýchlosti. Preto môže byť cievka napäťového relé pripojená priamo na svorky kotvy. Svorkové napätie kotvy Uy sa však líši od Eya veľkosťou poklesu napätia na vinutí kotvy.

V tomto prípade sú možné dve možnosti:

• použitie napäťových relé KV, ktoré je možné nastaviť na rôzne ovládacie napätia (obr. 4, a);
• pomocou stýkačov KM pripojených cez štartovacie odpory (obr. 4, b). Zatváracie kontakty relé KV1, KV2 napájajú napätie na cievky výkonových stýkačov KM2, KM3.

Ryža. 4. Napájacie obvody pre pripojenie DPT pomocou napäťových relé (a) a stýkačov (b) ako DCS

Ryža. 5. Elektrický obvod (a) a riadiaci obvod (b) DPT s automatikou spúšťania v závislosti od rýchlosti. Prerušované čiary znázorňujú obvod, keď sa na meranie napätia používajú napäťové relé KV1, KV2.

Ovládanie v aktuálnej funkcii. Tento princíp ovládania je realizovaný pomocou podprúdových relé, ktoré zapínajú výkonové stykače, keď prúd dosiahne hodnotu I1 (obr. 6, b). Najčastejšie sa používa na rozbeh do zvýšených otáčok s oslabením magnetického toku.

Ryža. 6. Schéma zapojenia (a) a závislosť Ф, Ia = f (t) (b) pri štarte jednosmerného motora v závislosti od prúdu

Pri nárazovom prúde (skrat Rp2) sa zopne relé KA a cez kontakt KA sa na cievku KM4 privedie napájanie.Keď sa prúd kotvy zníži na spätný prúd, stýkač KM4 sa uzavrie a magnetický tok sa zníži (Rreg sa zavedie do obvodu vinutia poľa LOB). V tomto prípade sa prúd kotvy začne zvyšovať (rýchlosť zmeny prúdu kotvy je vyššia ako rýchlosť zmeny magnetického toku).

Keď sa v bode t1 dosiahne Iya = Iav, aktivujú sa relé KA a KM4 a spracuje sa Rreg. Proces zvyšovania toku a znižovania Ia začne v čase t2, keď sa kozmická loď a KM4 vypnú. So všetkými týmito komutáciami sa M> Ms a elektromotor zrýchlia. Štartovací proces končí, keď sa veľkosť magnetického toku priblíži k nastavenej hodnote určenej zavedením odporu Rreg do obvodu budiacej cievky a keď pri ďalšom odpojení KA, KM4 prúd kotvy nedosiahne Iav ( bod ti). Tento princíp ovládania sa nazýva vibrácie.

Automatizácia ovládania bŕzd DPT

V tomto prípade platia rovnaké zásady ako pri automatizácii spúšťania. Účelom týchto obvodov je odpojiť elektromotor od siete pri rýchlosti rovnej alebo blízkej nule. Najjednoduchšie sa to rieši dynamickým brzdením, využívajúc princípy času alebo rýchlosti (obr. 7).

Ryža. 7. Elektrický obvod (a) a ovládací obvod (b) dynamické brzdenie

Pri štartovaní stlačíme SB2 a napätie sa privedie na cievku KM1, pričom: sa manipuluje s tlačidlom SB2 (KM1.2), napätie sa privádza na kotvu motora (KM1.1), napájací obvod KV ( KM1.3) sa otvorí.

Pri zastavení stlačíme SB1 pri odpojení armatúry od siete, KM1.3 sa zopne a aktivuje sa KV relé (keďže v momente vypnutia je približne rovné Uc a klesá s poklesom otáčok). Napätie sa privádza do cievky KM2 a RT je pripojená ku kotve motora. Keď je uhlová rýchlosť blízka nule, kotva KV relé zmizne, KM2 je bez napätia a RT sa vypne. KV relé v tomto obvode musí mať čo najnižší faktor spätnej väzby, pretože len tak je možné dosiahnuť brzdenie na minimálnu rýchlosť.

Keď je motor reverzovaný, používa sa brzdenie protispínaním a úlohou riadiaceho obvodu je zaviesť dodatočný odporový stupeň, keď je zadaný spätný príkaz, a obísť ho, keď sú otáčky motora blízke nule. Najčastejšie sa na tieto účely používa riadenie ako funkcia rýchlosti (obr. 8).

Ryža. 8. Elektrický obvod (a), riadiaci obvod (b) a brzdná charakteristika (c) spätného brzdenia DPT

Zvážte obvod bez bloku automatizácie spustenia. Nechajte elektromotor prirodzene bežať «vpred» (vrátane KM1, zrýchlenie sa neberie do úvahy).

Stlačením tlačidla SB3 vypnete KM1 a zapnete KM2. Polarita napätia aplikovaného na kotvu je obrátená. Kontakty KM1 a KM3 sú otvorené, impedancia je zavedená do obvodu kotvy. Objaví sa nábehový prúd a motor prejde na charakteristiku 2, podľa ktorej prebieha brzdenie. Pri rýchlosti blízkej nule by sa malo zopnúť relé KV1 a stýkač KM3. Stupeň Rpr je ovládaný a zrýchlenie začína v opačnom smere podľa charakteristiky 3.

Charakteristika riadiacich obvodov indukčného motora (IM).

1. Relé Induction Speed ​​​​Control (RKS) sa často používajú na ovládanie brzdenia (najmä spätného chodu).

2. Pre IM s navinutým rotorom sa používajú napäťové relé KV, ktoré sú spúšťané rôznymi hodnotami EMF rotora (obr. 9). Tieto relé sa zapínajú cez usmerňovač, aby sa vylúčil vplyv frekvencie rotorového prúdu na indukčný odpor cievok samotného relé (so zmenou XL a Iav, Uav), čím sa zníži koeficient návratnosti a zvýši sa spoľahlivosť prevádzky.

Ryža. 9. Reverzná schéma zastavenia krvného tlaku

Princíp činnosti: pri vysokej uhlovej rýchlosti rotora elektromotora je EMF indukovaný v jeho vinutiach malý, pretože E2s = E2k · s a sklz s je zanedbateľný (3–10 %). Napätie relé KV nie je dostatočné na vytiahnutie jeho kotvy. V opačnom prípade (KM1 sa otvára a KM2 zatvára) je smer otáčania magnetického poľa v statore obrátený. Relé KV pracuje, otvára napájací obvod stýkačov KMP a KMT a do obvodu rotora sa zavádzajú štartovacie Rп a brzdné odpory Rп. Pri rýchlosti blízkej nule sa relé KV vypne, KMT sa uzavrie a motor sa zrýchli v opačnom smere.