Krmilna vezja motorja v odvisnosti od časa

Ta vrsta krmiljenja se uporablja, kadar se vsa preklapljanja v električnem tokokrogu elektromotorja odvijajo v določenih časovnih trenutkih, na primer pri avtomatizaciji procesa zagona elektromotorjev brez spremljanja hitrosti ali toka. Trajanje intervalov je določeno in nastavljivo z nastavitvami časovnega releja.

Časovni nadzor je v industriji dobil največjo razširjenost zaradi enostavnosti in zanesljivosti masovne proizvodnje elektromagnetnih in elektronskih časovnih relejev.

Torej, iz sl. 1, a in b je razvidno, da se z zapiranjem kontakta K linijskega kontaktorja celoten upor reostata vključi v armaturno vezje, enako R1 + R2 + R3, in vključitev odsekov začetnega upora se lahko pojavi v določenih časovnih intervalih t1, t2 in t3 pri določenih vrtljajih motorja n1, n2, n3 in ko zagonski tok pade na nastavljeno vrednost I2. Časovni intervali so izbrani tako, da pri vsakem naslednjem kratkem stiku upora tok motorja ne preseže dovoljenega I1.

Ko motor pospeši od n = 0 do n1, se tok zmanjša na I2 zaradi povečanja zadnje elektromotorne sile. Po časovnem intervalu t1 se kontakt K1 zapre, ranžirni upor R1, kar povzroči zmanjšanje upora reostata na R2 + R3, novo povečanje toka na I1 itd. Na koncu zagona se motor pospeši do nazivne hitrosti, zagonski reostat je popolnoma odstranjen.

riž. 1. Krmilna vezja motorja v odvisnosti od časa: a — reostat za zagon enosmernega motorja, b — diagram zagona

Razmislite o nekaterih krmilnih vezjih motorja kot funkciji časa.

Pri časovno odvisnem krmiljenju indukcijskega motorja z navitim rotorjem (slika 2) se časovni zamik, potreben za kratek stik posameznih korakov zagonskega reostata, zagotavlja z nihajnimi časovnimi releji, katerih število je enako številu koraki. Shema deluje na naslednji način.

riž. 2. Krmilno vezje v odvisnosti od časa indukcijskega motorja z navitim rotorjem

Ko kliknete na gumb SB1 prejema napajanje kontaktorske tuljave na liniji KM, ki povezuje stator motorja z omrežjem. Hkrati je v celoti uveden izhodni reostat. Skupaj s kontaktorjem se vklopi časovni rele KT1, ki po določenem časovnem intervalu zapre kontakt v tokokrogu tuljave kontaktorja KM1.

Kontaktor deluje in zapre prvi del reostata za zagon rotorja. Istočasno se vklopi časovni rele KT2, ki z zamikom zapre svoje kontakte in vklopi tuljavo KM2 in časovni rele KTZ. Kontakti kontaktorja KM2 kratko sklenejo drugo stopnjo KM2 zagonskega reostata.Poleg tega se s časovno zakasnitvijo sproži kontakt releja KTZ, ki vklopi navitje KMZ, zaradi česar pride do kratkega stika zadnje stopnje zagonskega reostata KMZ, motor pa nadaljuje z delom v prihodnosti, kot pri veveričji rotor.

Motor se zaustavi s pritiskom na tipko SB, v primeru preobremenitve pa se motor izklopi s sprostitvijo stikala QF. To izklopi omrežni kontaktor, njegov pomožni kontakt KM in vse pospeševalne kontaktorje ter časovne releje brez časovne zakasnitve. Veriga je pripravljena za naslednji cikel.

Za zagon prostega teka indukcijskega motorja s povečano močjo s preklopom statorskega navitja iz zvezde v trikotnik lahko uporabite diagram na sl. 3. Preklapljanje v tem vezju poteka samodejno v odvisnosti od časa.S pritiskom na tipko SB2 se navitje statorja preko kontaktorja KM poveže z omrežjem. Istočasno sta časovni rele KT in tuljava KY priključena na omrežje, ki s tremi kontakti v napajalnem tokokrogu poveže navitje statorja z zvezdo.

riž. 3. Krmilno vezje v odvisnosti od časa indukcijskega motorja s preklopom iz Y v Δ

Motor se zažene in pospeši pri znižani napetosti. Po vnaprej določenem časovnem intervalu rele KT izklopi kontaktor KY in vklopi tuljavo kontaktorja KΔ, ki povezuje navitje statorja z trikotnikom. Ker je v tokokrogu tuljave K∆ pomožni kontakt KY, do zapiranja kontaktorja K∆ ne more priti pred zapiranjem kontaktorja KMY.

Stopenjski zagon indukcijskih motorjev z več hitrostmi je bolj ekonomičen in poteka v odvisnosti od časa.Oglejmo si primer postopnega zagona dvostopenjskega motorja z enim navitjem (slika 4). Navitje statorja gre od trikotnika do dvojne zvezde z dvojno hitrostjo.

riž. 4. Krmilno vezje kot funkcija koračnega zagonskega časa indukcijskega motorja

Motor se vklopi s kontaktorjem KM na prvo stopnjo hitrosti, s kontaktorjema KM2 in KM1 pa na drugo. Za vklop motorja na prvo hitrost s pritiskom na gumb SB2 vklopite tuljavo kontaktorja KM in njegove napajalne kontakte KM v glavnem tokokrogu. Statorsko navitje, povezano v trikotniku, je priključeno na omrežje. Tuljava časovnega releja KT je pod napetostjo in njen zapiralni kontakt (v tokokrogu tuljave KM) je zaprt.

Postopni zagon motorja pri drugi hitrosti vrtenja se izvede s pomočjo vmesnega releja K, katerega vezje je zaprto s tipko za zagon SB3. Zapiralni kontakti K zaobidejo dva gumba za zagon in odpiralni kontakt K izklopi časovni rele KT. Zapiralni kontakt KT v tokokrogu tuljave KM se izklopi s povratno zakasnitvijo, zaradi česar se tuljava KM v prvem obdobju zagona izkaže za zaprto in motor se vklopi pri prvi hitrosti.

Odpre se kontakt bloka KM v tokokrogu tuljave KM2 in KM1. Te tuljave so tudi odklopljene od odprtega kontakta KT, ki je pri povratku zakasnjen. Po določenem času bo zapiralni kontakt KT izklopil tuljavo KM, njegov odpiralni kontakt pa bo vklopil tuljave kontaktorjev druge hitrosti vrtenja KM1 in KM2. Njihovi glavni kontakti v napajalnem krogu bodo preklopili navitje statorja v dvojno zvezdo in ga priključili na električno omrežje.

Zato motor najprej pospeši v prvo prestavo in nato samodejno preklopi v drugo prestavo. Upoštevajte, da se predhodna povezava statorskega navitja z dvojno zvezdo in njegova kasnejša vključitev v omrežje izvedeta najprej z vklopom dveh zapiralnih kontaktov napajalnika KM2 in nato treh zapiralnih glavnih kontaktov KM1. Takšno preklopno zaporedje dosežemo s tem, da je tuljava KM1 priključena na napetost preko kontakta zapiralne enote KM2. Motor ustavite s pritiskom na gumb «Stop», ki je na diagramu označen s črko SB1.

Na sl. 5 prikazuje diagram samodejnega zagona vzporedno vzbujenega enosmernega motorja v odvisnosti od časa. Z vklopom odklopnika QF je motor pripravljen za zagon. Tok teče skozi vezje, sestavljeno iz navitja časovnega releja KT1, armature motorja M in dveh stopenj zagonskega reostata R1 + R2.

riž. 5. Krmilno vezje v odvisnosti od časa vzbujenega enosmernega motorja

Zaradi velikega upora tuljave releja KT1 je tok v tem vezju zelo majhen in nima vpliva na motor, vendar se sproži sam rele in odpre se njegov odprt kontakt v vezju kontaktorja KM1. V tuljavi drugega časovnega releja KT2, priključenega vzporedno z uporom R1, je tako majhen tok razvejan, da ga ni mogoče vklopiti. Vklopi se tudi navitje LM motorja.

Motor se zažene s pritiskom na tipko SB2, hkrati se vklopi kontaktor KM in njegov kontakt v armaturnem krogu motorja. Velik začetni tok je omejen z dvema reostatskima stopnjama R1 in R2.Del tega toka se razveja v tuljavo releja KT2 in ob sprožitvi odpre svoj kontakt KT2 v krogu kontaktorja KM2. Hkrati z zapiranjem armaturnega tokokroga M delovni kontakt kontaktorja KM kratko sklene tuljavo releja KT1.

Po določenem časovnem intervalu, ko se rele vrne, bo KT1 zaprl svoj kontakt KT1 v krogu kontaktorja KM1. Ta kontaktor s svojim delovnim kontaktom KM1 bo kratko sklenil prvo stopnjo R1 zagonskega reostata in navitje časovnega releja KT2. S povratno zakasnitvijo bodo njegovi delovni kontakti KT2 vklopili kontaktor KM2, ki bo s svojimi delovnimi kontakti KM2 kratko sklenil drugo stopnjo R2 zagonskega reostata. S tem je zagon motorja končan.

Ko pritisnete gumb SB1, se bo kontaktor KM sprožil in odklopil svoj glavni kontakt v tokokrogu armature. Armatura ostane pod napetostjo, vendar se izkaže, da je zaporedno povezana z relejno tuljavo KT1, zaradi česar skozi njo teče majhen tok. Rele KT1 bo deloval, odprl svoj kontakt v tokokrogu kontaktorjev KM1 in KM2, izklopil bo in odprl svoje kontakte, kratkostične upore R1 in R2. Motor se bo ustavil, njegovo navitje pa ostane priključeno na električno omrežje in tako je motor pripravljen za naslednji zagon. Popolna zaustavitev motorja se izvede z izklopom avtomatskega vhodnega stikala BB.

Dinamično zaviranje motorjev se izvaja tudi v odvisnosti od časa. Za dinamično zaviranje, na primer indukcijski motor, je navitje statorja odklopljeno od omrežja izmeničnega toka in je v skladu z eno od shem, prikazanih v tabeli 1, priključeno na vir enosmernega toka.V gozdarstvu in lesnopredelovalni industriji enosmerni tok pridobivamo s posebnimi polprevodniškimi usmerniki. V tem primeru ni potrebe po posebnem viru enosmernega toka.

Ko je navitje statorja vklopljeno po eni od shem (glej tabelo 1), se v navitju do usmernika ustvari stacionarno magnetno polje. V mirujočem polju se rotor motorja še naprej vrti po vztrajnosti. V tem primeru se bo v rotorju motorja ustvaril izmenični EMF in tok, ki bo vzbujal izmenično magnetno polje. Spreminjajoče se magnetno polje rotorja pri interakciji s stacionarnim poljem statorja ustvarja zavorni moment. Pri tem se shranjena kinetična energija iz rotorja in pogona v tokokrogih rotorja pretvori v električno energijo, le-ta pa v toploto.

Toplotna energija se razprši iz kroga rotorja v okolje. Toplota, ki nastane v rotorju, bo segrela motor. Količina sproščene toplote je odvisna od toka v navitju statorja, ko je napajan z enosmernim tokom. Odvisno od sheme, sprejete za vklop statorskega navitja, ko je napajan z enosmernim tokom, bo razmerje med tokom in faznim tokom statorja drugačno. Razmerja teh tokov za različne preklopne sheme so prikazana v tabeli. 1

Dinamični zavorni tokokrog indukcijskega motorja je prikazan na sl. 6.

riž. 6. Shema dinamičnega zaviranja indukcijskega motorja

S pritiskom na tipko za zagon SB1 linijski kontaktor KM vklopi motor v izmenično omrežje, njegov zapiralni blok kontakt preklopi tuljavo KM na lastno napajanje.Odpiralni kontakt KM odklopi napajalni tokokrog zavornega kontaktorja KM1 in časovnega releja KT. Ko pritisnete gumb SB, se kontaktor linije KM izklopi in tokokrog tuljave kontaktorja KM1 se pod napetostjo.

Kontaktor KM1 vključuje svoje kontakte KM1 v tokokrogu transformatorja T in usmernika V, zaradi česar bo navitje statorja napajano z enosmernim tokom. Da bi preprečili naključno neodvisno preklapljanje linijskega kontaktorja, je odpiralni kontakt bloka KM1 zaporedno povezan s tuljavo KM.Hkrati z zavornim kontaktorjem se vklopi časovni rele KT, ki je konfiguriran tako, da bo njegov odprti kontakt KT izklopite tuljavo KM1 in časovni rele po določenem časovnem intervalu. Nastavitev časovnega releja KT je izbrana tako, da je čas aktiviranja releja tkt enak vsoti časa pojemka motorja tT in pravilnega časa sprožitve kontaktorja KM1.