Principi avtomatskega krmiljenja zagona in zaustavitve elektromotorjev

Članek obravnava relejno-kontaktorske sheme za avtomatizacijo zagona, reverza in zaustavitve asinhronskih motorjev s faznim rotorjem in motorjev na enosmerni tok.

Upoštevajte sheme za vklop začetnih uporov in kontaktov kontaktorjev KM3, KM4, KM5, ki jih krmilijo, pri zagonu indukcijski motor z navitim rotorjem (AD s f. R.) In Neodvisno vzbujen enosmerni motor DPT NV (slika 1). Te sheme zagotavljajo dinamično zaviranje (slika 1, a) in nasprotno zaviranje (slika 1, b).

Pri zagonu reostata DPT NV ali IM s faznim rotorjem se izmenično zapiranje (kratek stik) stopenj zagonskega reostata R1, R2, R3 izvede samodejno s pomočjo kontaktorjev KM3, KM4, KM5, ki se lahko nadzorovan na tri načine:

• s štetjem časovnih intervalov dt1, dt2, dt3 (slika 2), za katere se uporabljajo časovni releji (upravljanje s časom);

• s spremljanjem hitrosti elektromotorja oz EMF (nadzor hitrosti).Kot senzorji EMF se uporabljajo napetostni releji ali kontaktorji, neposredno povezani preko reostatov;

• uporaba tokovnih senzorjev (tokovnih relejev, nastavljivih za povratni tok, enak Imin), ki dajejo ukazni impulz, ko se tok armature (rotorja) zmanjša med postopkom zagona na vrednost Imin (princip nadzora toka).

Upoštevajte mehanske značilnosti enosmernega motorja (DCM) (slika 1) (za indukcijski motor (IM) je enako, če uporabljate delovni del mehanske karakteristike) med zagonom in zaustavitvijo ter krivulje hitrosti, navora (toka) v odvisnosti od časa.

riž. 1. Sheme za vklop začetnih uporov indukcijskega motorja s faznim rotorjem (a) in enosmernega motorja z neodvisnim vzbujanjem (b)

riž. 2. Značilnosti zagona in zaustavitve (a) in odvisnosti DPT (b)

Zagon elektromotorja (kontakti KM1 so zaprti (slika 1)).

Ob uporabi napetosti je tok (navor) v motorju enak I1 (M1) (točka A) in motor pospešuje z zagonskim uporom (R1 + R2 + R3).

Z napredovanjem pospeška se tok zmanjšuje in pri toku I2 (točka B) pride do kratkega stika R1, tok naraste na vrednost I1 (točka C) in tako naprej.

V točki F pri toku I2 pride do kratkega stika zadnje stopnje zagonskega reostata in elektromotor doseže svojo naravno karakteristiko (točka G). Do pospeška pride do (točke H), ki ustreza toku Ic (odvisno od obremenitve). Če R1 ni v kratkem stiku v točki B, bo motor pospešil do točke B' in imel konstantno hitrost.

Dinamično zaviranje (odprt KM1, zaprt KM7) dokler elektromotor ne preide v točko K, ki ustreza trenutku (toku) in je njegova vrednost odvisna od upora Rtd.

Zaviranje z nasprotovanjem (KM1 odprt, KM2 zaprt), medtem ko gre elektromotor do točke L in začne zelo hitro upočasnjevati z uporom (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Naklon te karakteristike in s tem vrednost je enak (vzporeden) kot začetna karakteristika z uporom (R1 + R2 + R3 + Rtp).

V točki N je potreben kratek stik Rtp, elektromotor gre v točko P in pospešuje v nasprotni smeri. Če Rtp ni v kratkem stiku v točki N, bo motor pospešil do točke N' in deloval s to hitrostjo.

Avtomatske krmilne sheme za zagon DPT

Krmiljenje v odvisnosti od časa (slika 3) Najpogosteje se elektromagnetni časovni releji uporabljajo kot časovni releji v vezjih EP. Nastavljeni so tako, da upoštevajo prednastavljene časovne zakasnitve dt1, dt2,…. Vsak časovni rele mora vsebovati ustrezen močnostni kontaktor.

riž. 3. Shema samodejnega zagona DPT v odvisnosti od časa

Krmiljenje v odvisnosti od hitrosti (najpogosteje se uporablja za dinamično zaviranje in nasprotno zaviranje) Ta princip avtomatizacije krmiljenja vključuje uporabo relejev, ki neposredno ali posredno krmilijo hitrost elektromotorja: pri enosmernih motorjih se meri armaturna emf, pri asinhronih in sinhronih elektromotorjev se meri EMF ali trenutna frekvenca.

Uporaba naprav, ki neposredno merijo hitrost (releji za nadzor hitrosti (RCC) na kompleksni napravi), zaplete namestitev in krmilno vezje.RKS se pogosteje uporablja za krmiljenje zaviranja za odklop elektromotorja iz omrežja pri hitrosti blizu nič. Pogosteje se uporabljajo posredne metode.

Pri konstantnem magnetnem toku je EMF armature DPT neposredno sorazmeren s hitrostjo. Zato je tuljavo napetostnega releja mogoče priključiti neposredno na sponke armature. Vendar se armaturna priključna napetost Uy razlikuje od Eya v velikosti padca napetosti na armaturnem navitju.

V tem primeru sta možni dve možnosti:

• uporaba napetostnih relejev KV, ki jih je mogoče prilagoditi različnim napetostim aktiviranja (slika 4, a);
• z uporabo kontaktorjev KM, povezanih preko zagonskih uporov (slika 4, b). Zapiralni kontakti releja KV1, KV2 napajajo napetost na tuljavah močnostnih kontaktorjev KM2, KM3.

riž. 4. Napajalna vezja za priključitev DPT z uporabo napetostnih relejev (a) in kontaktorjev (b) kot DCS

riž. 5. Električno vezje (a) in krmilno vezje (b) DPT z avtomatizacijo zagona, odvisno od hitrosti. Črtkane črte prikazujejo vezje, ko se za merjenje napetosti uporabljajo napetostni releji KV1, KV2.

Nadzor v trenutni funkciji. To načelo krmiljenja se izvaja z uporabo podtokovnih relejev, ki vklopijo močnostne kontaktorje, ko tok doseže vrednost I1 (slika 6, b). Najpogosteje se uporablja za zagon do povečane hitrosti z oslabitvijo magnetnega pretoka.

riž. 6. Priključni diagram (a) in odvisnost F, Ia = f (t) (b) pri zagonu enosmernega motorja glede na tok

Ko je zagonski tok (Rp2 v kratkem stiku) je rele KA pod napetostjo in napajanje tuljave KM4 poteka prek kontakta KA.Ko se tok armature zmanjša na povratni tok, se kontaktor KM4 zapre in magnetni tok se zmanjša (Rreg se vnese v vezje navitja polja LOB). V tem primeru začne armaturni tok naraščati (hitrost spremembe armaturnega toka je večja od hitrosti spremembe magnetnega pretoka).

Ko je v točki t1 dosežen Iya = Iav, se aktivirata releja KA in KM4 in upravlja Rreg. Proces povečevanja toka in zmanjševanja Ia se bo začel v času t2, ko se vesoljsko plovilo in KM4 izklopita. Z vsemi temi komutacijami se bosta M> Ms in elektromotor pospešila. Zagonski proces se konča, ko se velikost magnetnega pretoka približa nastavljeni vrednosti, določeni z vnosom upora Rreg v tokokrog vzbujalne tuljave in ko pri naslednjem odklopu KA, KM4 tok armature ne doseže Iav ( točka ti). Ta princip krmiljenja se imenuje vibracija.

Avtomatizacija krmiljenja zavor DPT

V tem primeru veljajo enaka načela kot pri avtomatizaciji zagona. Namen teh vezij je odklop elektromotorja iz omrežja pri hitrosti, ki je enaka ali blizu nič. Najlažje ga rešimo z dinamičnim zaviranjem po principu časa ali hitrosti (slika 7).

riž. 7. Električno vezje (a) in krmilno vezje (b) dinamično zaviranje

Pri zagonu pritisnemo SB2 in napetost se napaja na tuljavo KM1, medtem ko se: upravlja gumb SB2 (KM1.2), napetost se napaja na armaturo motorja (KM1.1), napajalni krog KV ( KM1.3 ) se odpre.

Pri zaustavitvi pritisnemo SB1, medtem ko je armatura izključena iz omrežja, KM1.3 se zapre in KV rele se aktivira (saj je v trenutku zaustavitve približno enak Uc in pada z zmanjšanjem hitrosti). Napetost se napaja na tuljavo KM2, RT pa je priključen na armaturo motorja. Ko je kotna hitrost blizu nič, armatura releja KV izgine, KM2 se izklopi in RT se izklopi. KV rele v tem vezju mora imeti čim nižji povratni faktor, saj je le tako mogoče doseči zaviranje na minimalno hitrost.

Ko je motor obrnjen, se uporabi protistikalno zaviranje in naloga krmilnega vezja je, da uvede dodatno stopnjo upora, ko je dan ukaz za vzvratno vožnjo, in jo zaobide, ko je hitrost motorja blizu ničle. Najpogosteje se za te namene uporablja krmiljenje v odvisnosti od hitrosti (slika 8).

riž. 8. Električno vezje (a), krmilno vezje (b) in zavorne značilnosti (c) vzvratnega zaviranja DPT

Razmislite o vezju brez bloka za avtomatizacijo zagona. Pustite, da električni motor teče »naprej« naravno (vključno s KM1, pospešek se ne upošteva).

S pritiskom na tipko SB3 izklopite KM1 in vklopite KM2. Polarnost napetosti, ki se uporablja za armaturo, je obrnjena. Kontakti KM1 in KM3 so odprti, impedanca se vnese v armaturno vezje. Pojavi se zagonski tok in motor preide na karakteristiko 2, po kateri poteka zaviranje. Pri hitrosti blizu nič se morata vklopiti rele KV1 in kontaktor KM3. Stopnja Rpr se manipulira in pospeševanje se začne v nasprotni smeri glede na karakteristiko 3.

Značilnosti krmilnih vezij indukcijskega motorja (IM).

1. Indukcijski releji za nadzor hitrosti (RKS) se pogosto uporabljajo za nadzor zaviranja (zlasti vzvratno).

2. Za IM z navitim rotorjem se uporabljajo napetostni releji KV, ki jih sprožijo različne vrednosti EMF rotorja (slika 9). Ti releji se vklopijo prek usmernika, da se izključi vpliv frekvence toka rotorja na induktivni upor tuljav samega releja (s spremembo XL se spremeni in Iav, Uav), zmanjša koeficient povratka in poveča zanesljivost delovanja.

riž. 9. Reverzna shema za zaustavitev krvnega tlaka

Načelo delovanja: pri visoki kotni hitrosti rotorja elektromotorja je EMF, induciran v njegovih navitjih, majhen, saj je E2s = E2k · s, zdrs s pa je zanemarljiv (3–10%). Napetost releja KV ne zadostuje za vlečenje njegove armature. V obratni smeri (KM1 se odpre in KM2 zapre) se obrne smer vrtenja magnetnega polja v statorju. Rele KV deluje, odpre napajalni tokokrog kontaktorjev KMP in KMT, začetni Rp in zavorni Rp upor pa se vneseta v tokokrog rotorja. Pri hitrosti blizu nič se rele KV izklopi, KMT zapre in motor pospeši v nasprotni smeri.