Principy automatického řízení startu a stopu elektromotorů

Článek se zabývá schématy relé-stykačů pro automatizaci rozběhu, zpětného chodu a zastavení indukčních motorů s fázovým rotorem a stejnosměrných motorů.

Zvažte schémata pro zapnutí spouštěcích odporů a kontaktů stykačů KM3, KM4, KM5, které je ovládají, při spouštění indukční motor s vinutým rotorem (AD s f. R.) A Nezávisle buzený DC motor DPT NV (obr. 1). Tato schémata umožňují dynamické brzdění (obr. 1, a) a opačné brzdění (obr. 1, b).

Při spouštění reostatu DPT NV nebo IM s fázovým rotorem se střídavé sepnutí (zkrat) stupňů spouštěcího reostatu R1, R2, R3 provádí automaticky pomocí kontaktů stykačů KM3, KM4, KM5, které lze ovládat třemi způsoby:

• počítáním časových intervalů dt1, dt2, dt3 (obr. 2), pro které se používají časová relé (time management);

• sledováním otáček elektromotoru popř EMF (kontrola rychlosti).Jako snímače EMF se používají napěťová relé nebo stykače přímo připojené přes reostaty;

• použití proudových snímačů (proudové relé nastavitelné pro zpětný proud rovný Imin) vydávající povelový impuls při poklesu proudu kotvy (rotoru) během procesu spouštění na hodnotu Imin (řízení principu proudu).

Zvažte mechanické vlastnosti stejnosměrného motoru (DCM) (obr. 1) (u indukčního motoru (IM) je to stejné, pokud použijete provozní část mechanické charakteristiky) při spouštění a zastavování, stejně jako křivky rychlosti, momentu (proud) v závislosti na čase.

Rýže. 1. Schémata zapínání startovacích odporů asynchronního motoru s fázovým rotorem (a) a stejnosměrného motoru s nezávislým buzením (b)

Rýže. 2. Charakteristiky spuštění a zastavení (a) a závislosti DPT (b)

Spuštění elektromotoru (kontakty KM1 jsou sepnuté (obr. 1)).

Při přivedení napětí je proud (moment) v motoru roven I1 (M1) (bod A) a motor zrychluje se startovacím odporem (R1 + R2 + R3).

S postupujícím zrychlováním proud klesá a při proudu I2 (bod B) je R1 zkratován, proud se zvyšuje na hodnotu I1 (bod C) a tak dále.

V bodě F se při proudu I2 zkratuje poslední stupeň spouštěcího reostatu a elektromotor dosáhne své přirozené charakteristiky (bod G). Zrychlení nastane do (bod H), který odpovídá proudu Ic (závislý na zatížení). Pokud R1 není zkratovaný v bodě B, pak motor zrychlí do bodu B' a bude mít konstantní rychlost.

Dynamické brzdění (otevřeno KM1, zavřeno KM7) dokud elektromotor nepřejde do bodu K, který odpovídá momentu (proudu) a jeho hodnota závisí na odporu Rtd.

Brzdění protisměrem (KM1 otevřeno, KM2 zavřeno), zatímco elektromotor jede do bodu L a začne velmi rychle zpomalovat s odporem (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Strmost této charakteristiky, a tedy i hodnota, je stejná (paralelní) jako počáteční charakteristika s odporem (R1 + R2 + R3 + Rtp).

V bodě N je nutný zkrat Rtp, elektromotor přejde do bodu P a zrychlí v opačném směru. Pokud Rtp není zkratován v bodě N, pak motor zrychlí do bodu N' a poběží touto rychlostí.

Automatická řídicí schémata pro spouštění DPT

Řízení jako funkce času (obr. 3) Nejčastěji se jako časová relé v obvodech EP používají elektromagnetická časová relé. Jsou nastaveny tak, aby zohledňovaly přednastavená časová zpoždění dt1, dt2,…. Každé časové relé musí obsahovat odpovídající výkonový stykač.

Rýže. 3. Schéma automatického spuštění DPT jako funkce času

Řízení jako funkce rychlosti (nejčastěji se používá pro dynamické brzdění a opačné brzdění) Tento princip automatizace řízení zahrnuje použití relé, která přímo nebo nepřímo řídí otáčky elektromotoru: u stejnosměrných motorů se měří emf kotvy, u asynchronních a synchronních elektromotorů se měří EMF neboli aktuální frekvence.

Použití zařízení, která přímo měří rychlost (relé řízení rychlosti (RCC) na složitém zařízení) komplikuje instalaci a řídicí obvod.RKS se častěji používá pro ovládání brzdění pro odpojení elektromotoru od sítě při rychlosti blízké nule. Častěji se používají metody nepřímé.

Při konstantním magnetickém toku je emf kotvy DPT přímo úměrné rychlosti. Cívku napěťového relé lze tedy připojit přímo ke svorkám kotvy. Svorkové napětí kotvy Uy se však od Eya liší velikostí úbytku napětí na vinutí kotvy.

V tomto případě jsou možné dvě možnosti:

• použití napěťových relé KV, které lze nastavit na různá ovládací napětí (obr. 4, a);
• pomocí stykačů KM připojených přes rozběhové odpory (obr. 4, b). Spínací kontakty relé KV1, KV2 přivádějí napětí do cívek výkonových stykačů KM2, KM3.

Rýže. 4. Napájecí obvody pro připojení DPT pomocí napěťových relé (a) a stykačů (b) jako DCS

Rýže. 5. Elektrický obvod (a) a řídicí obvod (b) DPT s automatikou spouštění v závislosti na rychlosti. Čárkované čáry znázorňují obvod, kdy jsou k měření napětí použita napěťová relé KV1, KV2.

Ovládání v aktuální funkci. Tento princip ovládání je realizován pomocí podproudových relé, která sepnou výkonové stykače, když proud dosáhne hodnoty I1 (obr. 6, b). Nejčastěji se používá pro rozjezd do zvýšených otáček s oslabením magnetického toku.

Rýže. 6. Schéma zapojení (a) a závislost Ф, Ia = f (t) (b) při spouštění stejnosměrného motoru v závislosti na proudu

Při zapínacím proudu (zkrat Rp2) je relé KA sepnuto a cívka KM4 je napájena přes kontakt KA.Při poklesu proudu kotvy na proud zpětný se stykač KM4 sepne a magnetický tok se sníží (do obvodu budícího vinutí LOB je zaveden Rreg). V tomto případě se začne zvyšovat proud kotvou (rychlost změny proudu kotvy je vyšší než rychlost změny magnetického toku).

Když je v bodě t1 dosaženo Iya = Iav, aktivují se relé KA a KM4 a manipuluje se s Rreg. Proces zvyšování toku a snižování Ia začne v čase t2, kdy se kosmická loď a KM4 vypnou. Se všemi těmito komutacemi se M> Ms a elektromotor zrychlí. Startovací proces končí, když se velikost magnetického toku přiblíží nastavené hodnotě určené zavedením odporu Rreg do obvodu budicí cívky a když při dalším odpojení KA, KM4 nedosáhne proud kotvou Iav ( bod ti). Tento princip ovládání se nazývá vibrace.

Automatizace ovládání brzd DPT

V tomto případě platí stejné zásady jako pro automatizaci spouštění. Účelem těchto obvodů je odpojit elektromotor od sítě při rychlosti rovné nebo blízké nule. Nejsnáze se to řeší dynamickým brzděním, s využitím principů času nebo rychlosti (obr. 7).

Rýže. 7. Elektrický obvod (a) a ovládací obvod (b) dynamické brzdění

Při startování stiskneme SB2 a napětí je přivedeno na cívku KM1, přičemž: manipuluje se s tlačítkem SB2 (KM1.2), napětí se přivádí na kotvu motoru (KM1.1), napájecí obvod KV ( Otevře se KM1.3).

Při zastavení stiskneme SB1 při odpojení kotvy od sítě, KM1.3 se sepne a sepne KV relé (protože v okamžiku vypnutí je přibližně rovno Uc a klesá s poklesem rychlosti). Napětí je přivedeno do cívky KM2 a RT je připojeno ke kotvě motoru. Když se úhlová rychlost blíží nule, kotva KV relé zmizí, KM2 je bez napětí a RT je vypnuto. Relé KV v tomto obvodu musí mít co nejnižší činitel zpětné vazby, protože jen tak je možné dosáhnout brzdění na minimální rychlost.

Když je motor obrácený, používá se brzdění protispínáním a úkolem řídicího obvodu je zavést další odporový stupeň, když je dán příkaz zpětného chodu, a obejít jej, když se otáčky motoru blíží nule. Nejčastěji se pro tyto účely využívá regulace v závislosti na rychlosti (obr. 8).

Rýže. 8. Elektrický obvod (a), ovládací obvod (b) a brzdná charakteristika (c) zpětného brzdění DPT

Uvažujme obvod bez spouštěcího automatizačního bloku. Nechte elektromotor přirozeně běžet «vpřed» (včetně KM1, zrychlení se nebere v úvahu).

Stisknutí tlačítka SB3 vypne KM1 a zapne KM2. Polarita napětí aplikovaného na kotvu je obrácená. Kontakty KM1 a KM3 jsou rozepnuté, impedance je zavedena do obvodu kotvy. Objeví se náběhový proud a motor přejde na charakteristiku 2, podle které probíhá brzdění. Při rychlosti blízké nule by se měly sepnout relé KV1 a stykač KM3. Stupeň Rpr je manipulován a zrychlení začíná v opačném směru podle charakteristiky 3.

Charakteristika řídicích obvodů indukčního motoru (IM).

1. Relé Induction Speed ​​​​Control (RKS) se často používají k ovládání brzdění (zejména zpětného chodu).

2. Pro IM s vinutým rotorem se používají napěťová relé KV, která jsou spouštěna různými hodnotami EMF rotoru (obr. 9). Tato relé se zapínají přes usměrňovač, aby se vyloučil vliv frekvence rotorového proudu na indukční odpor cívek samotného relé (se změnou XL a Iav, Uav), snížením koeficientu návratnosti a zvýšením spolehlivost provozu.

Rýže. 9. Schéma zpětného zastavení krevního tlaku

Princip činnosti: při vysoké úhlové rychlosti rotoru elektromotoru je EMF indukovaná v jeho vinutích malá, protože E2s = E2k · s, a skluz s je zanedbatelný (3–10 %). Napětí relé KV není dostatečné k vytažení jeho kotvy. V opačném směru (KM1 se otevírá a KM2 zavírá) je směr otáčení magnetického pole ve statoru obrácen. Relé KV sepne, otevře napájecí obvod stykačů KMP a KMT a do obvodu rotoru se zavedou spouštěcí odpory Rп a brzdné Rп. Při rychlosti blízké nule se KV relé vypne, KMT sepne a motor zrychlí v opačném směru.