Avtomatska krmilna vezja za zagon in zaustavitev enosmernih motorjev

Zagon katerega koli motorja spremljajo določena stikala v napajalnem in krmilnem tokokrogu. V tem primeru se uporabljajo rele-kontaktorske in brezkontaktne naprave. Za enosmerne motorje za omejitev začetni tokovi V rotorsko in armaturno vezje motorjev so vključeni zagonski upori, ki se pri stopenjskem pospeševanju motorjev izklopijo. Ko je zagon končan, so zagonski upori popolnoma premostiti.

Proces zaviranja motorjev je lahko tudi avtomatiziran. Po ukazu za zaustavitev se s pomočjo relejno-kontaktorske opreme izvedejo potrebna stikala v napajalnih tokokrogih. Ko se približa hitrosti blizu nič, se motor izključi iz omrežja. Med zagonom se koraki izklopijo v rednih intervalih ali odvisno od drugih parametrov. To spremeni tok in hitrost motorja.

Nadzor zagona motorja se izvaja kot funkcija EMF (ali hitrosti), toka, časa in poti.

Tipični podsklopi in vezja za avtomatsko krmiljenje zagonskih enosmernih motorjev

Zagon enosmernega motorja z vzporednim ali neodvisnim vzbujanjem se izvede z uporom, ki je vpeljan v armaturno vezje. Za omejitev zagonskega toka je potreben upor. Ko motor pospešuje, se začetni upor stopnjuje. Ko je zagon končan, bo upor popolnoma obdan in motor se bo vrnil k svojim naravnim mehanskim lastnostim (slika 1). Ob zagonu se motor pospeši glede na umetno karakteristiko 1, nato 2 in po manevriranju upora - glede na naravno karakteristiko 3.

riž. 1. Mehanske in elektromehanske značilnosti enosmernega motorja z vzporednim vzbujanjem (ω — kotna hitrost vrtenja; I1 M1 — vršni tok in navor motorja; I2 M2 — tok in preklopni moment)

Upoštevajte vozlišče zagonskega vezja enosmernega motorja (DCM) v funkciji EMF (slika 2).

riž. 2. Vozlišče začetnega vezja DCT vzporednega vzbujanja v funkciji EMF

Funkcijo EMF (ali hitrost) nadzirajo releji, napetosti in kontaktorji. Napetostni releji so konfigurirani za delovanje pri različnih vrednostih EMF armature. Ko je kontaktor KM1 vklopljen, napetost KV releja v času zagona ni dovolj za delovanje. Ko motor pospeši (zaradi povečanja emf motorja), se aktivira rele KV1, nato KV2 (napetosti aktiviranja releja imajo ustrezne vrednosti); vključujejo pospeševalne kontaktorje KM2, KMZ in upori v armaturnem vezju so ranžirani (preklopna vezja kontaktorja niso prikazana na diagramu; LM je vzbujevalno navitje).

Oglejmo si shemo zagona enosmernega motorja v funkciji EMF (slika 3). Kotna hitrost motorja je pogosto določena posredno, tj.merjenje količin, povezanih s hitrostjo. Za enosmerni motor je taka vrednost EMF. Začetek se izvede na naslednji način. Odklopnik QF se vklopi, motorno polje je priključeno na napajanje. KA rele se aktivira in sklene svoj kontakt.

Preostale naprave vezja ostanejo v prvotnem položaju. Za zagon motorja morate pritisni gumb SB1 «Start», po katerem se aktivira kontaktor KM1 in priključi motor na vir napajanja. Kontaktor KM1 ima lastno napajanje.Enosmerni motor se pospešuje z uporom R armaturnega vezja motorja.

Ko se hitrost motorja poveča, se njegova emf in napetost v tuljavah relejev KV1 in KV2 povečata. Pri hitrosti ω1 (glej sliko 1.) se aktivira rele KV1. Sklene svoj kontakt v kontaktorskem krogu KM2, ki s svojim kontaktom sproži in kratko sklene prvo stopnjo zagonskega upora. Pri hitrosti ω2 je rele KV2 pod napetostjo. S svojim kontaktom zapre napajalni tokokrog kontaktorja KMZ, ki ob sprožitvi s kontaktom kratko sklene drugo zagonsko stopnjo zagonskega upora. Motor doseže svoje naravne mehanske lastnosti in konča vzlet.

riž. 3. Shema zagona DCT vzporednega vzbujanja v funkciji EMF

Za pravilno delovanje vezja je treba napetostni rele KV1 nastaviti tako, da deluje pri EMF, ki ustreza hitrosti ω1, rele KV2 pa za delovanje pri hitrosti ω2.

Za zaustavitev motorja pritisnite gumb Stop SB2. Za odklop električnega tokokroga odprite odklopnik QF.

Tokovno funkcijo krmili tokovni rele. Razmislite o vozlišču zaganjalnika enosmernega motorja v funkciji pretoka. V diagramu, prikazanem na sl.4, se uporabljajo nadtokovni releji, ki se dvignejo pri vhodnem toku I1 in izpadejo pri minimalnem toku I2 (glej sliko 1). Notranji odzivni čas tokovnih relejev mora biti krajši od odzivnega časa kontaktorja.

riž. 4. Vozlišče začetnega vezja vzporednega vzbujanja DCT, odvisno od toka

Pospeševanje motorja se začne, ko je upor popolnoma vstavljen v armaturno vezje. Ko se motor pospeši, se tok zmanjša, s tokom I2 rele KA1 izgine in s svojim kontaktom zapre napajalni tokokrog kontaktorja KM2, ki s svojim kontaktom obide prvi kontakt zagonskega upora. Podobno je v kratkem stiku druga začetna stopnja upora (rele KA2, kontaktor KMZ). Napajalni tokokrogi kontaktorja niso prikazani na diagramu. Na koncu zagona motorja bo upor v armaturnem tokokrogu premoščen.

Upoštevajte vezje za zagon enosmernega motorja kot funkcijo pretoka (slika 5). Upornost korakov upora je izbrana tako, da v trenutku, ko je motor vklopljen in so koraki ranžirani, tok I1 v armaturnem vezju in trenutek M1 ne presegata dovoljene ravni.

Zagon enosmernega motorja se izvede z vklopom odklopnika QF in pritiskom na tipko «Start» SB1. V tem primeru se kontaktor KM1 aktivira in zapre svoje kontakte. Vzgonski tok I1 prehaja skozi napajalni tokokrog motorja, pod vplivom katerega se aktivira nadtokovni rele KA1. Njegov kontakt se odpre in kontaktor KM2 ne prejema napajanja.

riž. 5. Shema vzporednega vzbujanja DCT zagona v odvisnosti od toka

Ko tok pade na minimalno vrednost I2, nadtokovni rele KA1 pade in sklene svoj kontakt.Kontaktor KM2 se aktivira in prek svojega glavnega kontakta preklopi prvi del zagonskega upora in releja KA1. Pri preklopu se tok dvigne na vrednost I1.

Ko se tok ponovno poveča na vrednost I1, se kontaktor KM1 ne vklopi, ker njegovo tuljavo zaobide kontakt KM2. Pod vplivom toka I1 se aktivira rele KA2 in odpre svoj kontakt. Ko v procesu pospeševanja tok ponovno pade na vrednost I2, rele KA2 pade in kontaktor KMZ se vklopi. Zagon je končan, motor deluje s svojimi naravnimi mehanskimi lastnostmi.

Za pravilno delovanje vezja je potrebno, da je odzivni čas releja KA1 in KA2 manjši od odzivnega časa kontaktorjev. Če želite zaustaviti motor, pritisnite gumb «Stop» SB2 in izklopite odklopnik QF, da odklopite tokokrog.

Časovna regulacija se izvaja s časovnim relejem in pripadajočimi kontaktorji, ki s svojimi kontakti kratko sklenejo uporne stopnje.

Upoštevajte vozlišče zagonskega vezja enosmerni motor kot funkcijo časa (slika 6).Časovni rele KT se aktivira takoj, ko se v krmilnem vezju pojavi napetost skozi odpiralni kontakt KM1. Po odprtju kontakta KM1 časovni rele KT izgubi napajanje in zapre kontakt s časovnim zamikom. Kontaktor KM2 po časovnem intervalu, ki je enak časovni zakasnitvi časovnega releja, prejme napajanje, zapre svoj kontakt in premakne upor v tokokrogu armature.

riž. 6. Vozlišče začetnega vezja DCT vzporednega vzbujanja v odvisnosti od časa

Prednosti krmiljenja v funkciji časa so lahkotnost krmiljenja, stabilnost procesa pospeševanja in zaviranja, pomanjkanje zakasnitve električnega pogona pri vmesnih hitrostih.

Razmislite o vezju za zagon vzporednega vzbujanja enosmernega motorja kot funkciji časa. Na sl. 7 prikazuje diagram enosmernega vzporednega vzbujalnega motorja z nepovratnim zagonom. Izstrelitev poteka v dveh fazah. Vezje uporablja gumbe SB1 «Start» in SB2 «Stop», kontaktorje KM1 ... KMZ, elektromagnetne časovne releje KT1, KT2. Odklopnik QF se vklopi. V tem primeru tuljava časovnega releja KT1 prejme moč in odpre svoj kontakt v tokokrogu kontaktorja KM2. Motor se zažene s pritiskom na tipko «Start» SB1. Kontaktor KM1 prejema napajanje in s svojim glavnim kontaktom povezuje motor z virom napajanja z uporom v armaturnem vezju.

riž. 7. Shema ireverzibilnega zagona enosmernega motorja v odvisnosti od časa

Podtokovni rele KA služi za zaščito motorja pred prekinitvijo vzbujalnega tokokroga. Med normalnim delovanjem se rele KA aktivira in njegov kontakt v tokokrogu kontaktorja KM1 se zapre, kar pripravi kontaktor KM1 za delovanje. Ko je vzbujevalni tokokrog prekinjen, se rele KA izklopi, odpre kontakt, nato se kontaktor KM1 izklopi in motor se ustavi. Ko se aktivira kontaktor KM1, se njegov blokirni kontakt zapre in odpre kontakt KM1 v relejnem vezju KT1, ki se izklopi in zapre svoj kontakt s časovnim zamikom.

Po časovnem intervalu, ki je enak časovni zakasnitvi releja KT1, se sklene napajalni tokokrog pospeševalnega kontaktorja KM2, ki se sproži in s svojim glavnim kontaktom kratko sklene eno stopnjo zagonskega upora. Istočasno je časovni rele KT2 pod napetostjo. Motor pospeši. Po časovnem intervalu, ki je enak zakasnitvi releja KT2, se kontakt KT2 zapre, aktivira se pospeševalni kontaktor KMZ in s svojimi glavnimi kontaktnimi kontakti druga stopnja zagonskega upora v armaturnem vezju. Zagon je končan in motor se povrne k svojim naravnim mehanskim lastnostim.

Tipične enote za krmiljenje zavor na enosmerni tok

Sistemi za samodejno krmiljenje motorjev na enosmerni tok uporabljajo dinamično zaviranje, nasprotno zaviranje in regenerativno zaviranje.

Pri dinamičnem zaviranju je potrebno armaturno navitje motorja zapreti na dodatni upor in pustiti vzbujevalno navitje pod napetostjo. To zaviranje je mogoče izvesti kot funkcijo hitrosti in kot funkcijo časa.

Krmiljenje kot funkcija hitrosti (EMF) med dinamičnim zaviranjem se lahko izvede v skladu s shemo, prikazano na sl. 8. Ko je kontaktor KM1 izklopljen, je armatura motorja odklopljena iz omrežja, vendar je v trenutku odklopa na njegovih sponkah napetost. Napetostni rele KV deluje in zapre svoj kontakt v tokokrogu kontaktorja KM2, ki s svojim kontaktom zapre armaturo motorja na upor R.

Pri hitrostih blizu nič rele KV izgubi moč. Nadaljnji pojemek od najmanjše hitrosti do popolne zaustavitve se pojavi pod delovanjem statičnega momenta upora.Za povečanje učinkovitosti zaviranja je mogoče uporabiti dve ali tri stopnje zaviranja.

riž. 8. Vozlišče vezja za samodejno krmiljenje dinamičnega zaviranja v funkciji EMF: a — napajalni tokokrog; b - krmilno vezje

Dinamično zaviranje konstantno neodvisno vzbujanje motorja v odvisnosti od časa se izvaja po shemi, prikazani na sl. devet.

riž. 9. Vozlišče DCT dinamičnega zavornega kroga neodvisnega vzbujanja v odvisnosti od časa

Ko motor teče, je časovni rele KT vklopljen, tokokrog zavornega kontaktorja KM2 pa je odprt. Za zaustavitev morate pritisniti gumb "Stop" SB2. Kontaktor KM1 in časovni rele KT izgubita moč; kontaktor KM2 se aktivira, ker se sklene kontakt KM1 v tokokrogu kontaktorja KM2 in se kontakt časovnega releja KT odpre s časovnim zamikom.

Za časovno krmiljenje časovnega releja se kontaktor KM2 napaja, sklene kontakt in poveže armaturo motorja z dodatnim uporom R. Izvede se dinamična zaustavitev motorja. Na koncu rele KT čez nekaj časa odpre kontakt in odklopi kontaktor KM2 iz omrežja. Nadaljnje zaviranje do popolne ustavitve se izvaja pod vplivom momenta upora Ms.

Pri zaviranju s povratnim delovanjem EMF motorja in omrežna napetost delujeta skladno. Za omejitev toka je v vezje vstavljen upor.

Krmiljenje vzbujanja enosmernih motorjev

Vzbujevalno navitje motorja ima precejšnjo induktivnost in če se motor hitro izklopi, se lahko na njem pojavi velika napetost, ki bo povzročila razpad izolacije navitja. Da bi to preprečili, lahko uporabite vozlišča vezja, prikazana na sl.10. Gasilni upor je vklopljen vzporedno z vzbujevalno tuljavo skozi diodo (slika 10, b). Zato po izklopu tok za kratek čas teče skozi upor (slika 10, a).

riž. 10. Vozlišča tokokrogov za vklop dušilnih uporov: a — dušilni upor je povezan vzporedno; b — kalilni upor se vklopi preko diode.

Zaščita pred prekinitvijo vzbujalnega tokokroga se izvede z uporabo podtokovnega releja po shemi, prikazani na sl. enajst.

riž. 11. Zaščita pred prekinitvijo vzbujalnega tokokroga: a — močnostni vzbujevalni tokokrog; b - krmilno vezje

V primeru prekinitve vzbujalne tuljave rele KA izklopi in odklopi vezje kontaktorja KM.