Меню

Разомкнутые схемы управления электропривода с двигателями переменного тока

Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

ads

Управлять асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором можно посредством контакторов. При использовании маломощных электродвигателей, для которых нет необходимости ограничивать пусковой ток, запуск производится при действующем напряжении.

Нереверсивная схема управления асинхронного двигателя.

Простейшая схема асинхронного двигателя

Рисунок 1 — Простейшая схема асинхронного двигателя

Для подачи напряжения на управляющую и силовую цепь используется автоматический выключатель QF. Пуск асинхронного двигателя осуществляется кнопкой SB1 «Пуск”, которая замыкает свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ. Который срабатывая замыкает основные контакты силовой цепи статора. Вследствие чего электродвигатель М подсоединяется к питанию. В то же время в управляющей сети происходит замыкание блокирующего контакта КМ который шунтирует кнопку SB1.

Чтобы отключить асинхронный двигатель с кз ротором, необходимо нажать клавишу SB2 «Стоп». При этом питающая сеть контактора КМ размыкается и подача напряжения на статор прекращается. После этого нужно выключают автомат QF.
Схема управления АД с кз предусматривает несколько защит:

  • от КЗ — посредством автоматического выключателя QF и плавкими предохранителями FU;
  • от перегрузок — посредством теплореле КК (при перегреве данные устройства отсоединяют контактор КМ, прекращая работу движка);
  • нулевая защита — посредством магнитного пускателя КМ (при низком напряжении или его полном отсутствии контактор КМ оказывается незапитанным, размыкается и электродвигатель выключается).

Для подключения электродвигателя после срабатывания защитного механизма требуется снова надавить клавишу SB1.

Реостатный пуск асинхронного двигателя с кз ротором.

Если невозможно запустить АД с кз ротором в стандартном режиме, используют запуск при сниженном напряжении. С этой целью в цепь статора добавляют сопротивление, реостат или используют автотрансформатор. Автоматический выключатель QF срабатывает и на управляющую и силовую цепь поступает напряжение. После нажатия кнопки SB1 пускатель КМ1 приходит в действие, подавая электроток в цепь статора с включенным сопротивлением. В то же время питание поступает и на реле времени КТ.

Схема управления асинхронного двигателя с симметричными сопротивлениями (реостатный пуск)

Рисунок 2 — Схема асинхронного двигателя с симметричными сопротивлениями (реостатный пуск)

Через определенный временной интервал, задаваемый реле КТ, происходит замыкание контакта КТ. В итоге пускатель КМ2 шунтирует (закорачивает) сопротивление статора. Процедура запуска электродвигателя завершается. Для его выключения необходимо нажать клавишу SB2 и выключить автомат QF.

Реверсивный пуск асинхронного двигателя

Схема реверсивный пуск асинхронного двигателя с кз ротором

Рисунок 3. Схема реверсивный пуск асинхронного двигателя с кз ротором.

Данная схема дает возможность производить запуск электродвигателя и изменять направленность его вращения. Для запуска необходимо включить автомат QF и нажать SB1 «Пуск», в результате чего ток поступает на магнитный пускатель КМ1, который запитывает статор. АД реверсируется последовательным нажатием кнопок «Стоп» SB3 (КМ1 выключается и двигатель останавливается) и «Реверс» SB2 (срабатывает КМ2 и асинхронный двигатель запускается в реверсивном направлении).

В данной схеме нажатием кнопки реверса меняется чередование фаз питающего напряжения на статоре двигателя, что будет вызывать смену направленности его вращения (реверсом). При помощи нормально замкнутых контактов КМ1 и КМ2 выполнена защита от ошибочного включения сразу двух магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Также действуют защиты, аналогичные описанным ранее. Отключить электродвигатель можно кнопкой SB3 и автоматом QF.

Источник

Разомкнутые системы управления электроприводами

►Одной из главных функций управления электроприводом являются пуск и отключение двигателя.

Электрическая схема управления асинхронным двигателем приведена на рис. 234. Пуск асинхронного короткозамкнутого двигателя М производится путем подключения обмотки статора к сети силовыми контактами контакторов KB или КН, катушки которых подключаются к двум фазам питающей сети при замыкании кнопок S1 или S2. Блокировочные замыкающие контакты KB и КН шунтируют кнопки S1, S2, что позволяет отпускать их после кратковременного нажатия. Двигатель отключается при нажатии на кнопку S3, размыкающий контакт которой разрывает цепь питания катушек контакторов.

► Использование контакторов для управления включением и отключением двигателя позволяет производить эти операции дистанционно и, кроме того, обеспечить защиту от перегрузок, коротких замыканий и снижения напряжения.

Тепловые реле РТ1 и РТ2 защищают двигатель от длительных перегрузок, превышающих номинальную нагрузку на 10—20%. При срабатывании одного из тепловых реле его размыкающий контакт РТ1 или РТ2 размыкается и разрывает цепь питания катушек контакторов KB, КН. Если напряжение снизится до значения, меньшего 0,8Uн, двигатель отключается от сети, так как магнитный поток, создаваемый катушкой контактора при таком напряжении, недостаточен для удержания якоря контактора во включенном состоянии. Плавкие предохранители F защищают силовую цепь от коротких замыканий. Два контактора KB и КН используются для реверсивного управления асинхронным двигателем, особенностью которого является необходимость введения в цепь управления блокирующих контактов KB и КН, исключающих короткое замыкание в силовой

Читайте также:  Получения тока 12 вольт

цепи, которое могло бы произойти при одновременном включении обоих контакторов.

Если необходимо затормозить двигатель после отключения его от сети, то применяют динамическое торможение. Для этого на обмотку статора посредством контактора КТ подают напряжение от сети постоянного тока (рис. 235, а) или от сети переменного тока через полупроводниковый выпрямитель. Управление динамическим торможением производится с помощью реле времени РВ, контакт которого в цепи катушки контактора торможения КТ открывается с выдержкой времени после отключения контактора КЛ. Реле времени настраивается таким образом, чтобы его выдержка была несколько больше времени торможения двигателя. Характеристика динамического торможения двигателя приведена на рис. 235, б.

Для быстрого торможения двигателя используется режим противовключения (рис. 236, а). Контактор КТ подключает обмотку статора к сети таким образом, что поле статора вращается в сторону, противоположную направлению вращения ротора, что приводит к процессу торможения противовключением. Процесс торможения контролируется с помощью реле контроля угловой скорости КС, подвижный элемент которого устанавливается на валу двигателя. Если двигатель вращается, то контакт реле КС замкнут. Характеристики при торможении асин

хронного двигателя противовключением приведены на рис. 236,6. При скорости двигателя, близкой к нулю, контакт реле КС раз мыкается, а контактор КТ отключает двигатель от сети.

Управление асинхронными двигателями с фазным ротором осуществляется путем переключения резисторов в цепи ротора (рис. 237). Пуск происходит в функции времени в две ступени, а торможение — противовключением. В силовой цепи схемы включены рубильник Q, контакты силового контактора КЛ, реверсирующих контакторов KB и КН и три катушки реле максимального тока КМ, имеющего контакт в цепи управления. В роторную цепь двигателя включены три ступени резисторов, ограничивающих ток при противовключении и пуске, которые шунтируются контактами КП, КУ1, КУ2.

Цепи управления асинхронным двигателем с фазным ротором обычно подключаются к сети постоянного тока рубильником Q1 через плавкие предохранители F.

В схеме управления используется релейно-контакторная аппаратура постоянного тока, более надежная в работе, чем аппаратура переменного тока, и допускающая большее число срабатываний в час.

Пуск двигателя с ограничением тока и регулирование частоты вращения осуществляется с помощью командоконтроллера S (рис. 237), который в нейтральном (нулевом) положении ру коятки размыкает цепи управления всех контакторов, кроме реле минимального напряжения KV. Реле KV включается только в нулевом положении командоконтроллера S и обеспечивает защиту при исчезновении напряжения в сети, т. е. не позволяет включить повторно двигатель при подаче напряжения, если командоконтроллер находится не в нулевом положении. Командоконтроллер S имеет по три рабочих положения при перемещении рукоятки вправо и влево. После замыкания контактов реле KV перемещение рукоятки командоконтроллера вправо или влево (замкнут путевой выключатель SB или SH) приводит к включению соответствующего контактора направления вращения KB или КН и линейного контактора КЛ.

Замыкание цепей командоконтроллера обозначено на схеме точками. Так, например, в нулевом положении замкнута цепь катушки реле KV, а цепи контактора КЛ замкнуты в трех положениях при ходе рукоятки командоконтроллера влево и в трех — вправо. При переводе рукоятки командоконтроллера сразу на третью ступень вправо или влево включается контактор противовключения КП, который шунтирует часть резисторов в цепи ротора двигателя. Затем с заданными выдержками времени, отсчитываемыми реле времени PBI и РВ2, обеспечивающими разгон двигателя до соответствующей скорости, включаются контакторы ускорения КУ1 и КУ2, которые шунтируют соответствующие резисторы в цепи ротора двигателя. При реверсе и торможении двигателя контактор КП остается разомкнутым и в цепь ротора вводится дополнительное сопротивление.

Читайте также:  Допустимый ток для поражения

На рис. 238 приведена схема управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения, обеспечивающая пуск в две ступени в функции времени, изменение направления вращения и динамическое торможение. После включения рубильника под напряжением оказывается только обмотка возбуждения ОВ двигателя. При нажатии на кнопку S1 включается контактор KB, контакты которого в силовой цепи обеспечивают подключение якоря двигателя М к питающей сети постоянного тока с полярностью, вызывающей вращение двигателя в направлении «Вперед». Размыкающий контакт KB в цепи катушки контактора КН при этом размыкается, исключая тем самым возможность включения контактора КН. Замыкающий контакт KB блокирует кнопку S1. Пуск двигателя происходит с полностью введенными резисторами в цепи якоря. Особенностью управления пуском двигателя постоянного тока в функции времени является включение реле времени параллельно пусковым резисторам.

При включении двигателя вследствие наличия падения напряжения на пусковых резисторах реле времени РВ2 мгновенно включается и размыкает свои контакты в цепи контактора ускорения КУ2. Также включается и размыкает свои контакты в цепи контактора КБ реле РВ1, которое с этого момента начинает отсчет выдержки времени. После замыкания контактов реле РВ1 в цепи контактора ускорения КУ1 шунтируется первая ступень пускового резистора контактами контактора КУ1 и при этом закорачивается обмотка реле РВ2, что приводит к медленному спаданию магнитного потока реле и замедлению замыкания его контактов в цепи контактора КУ2. По истечении выдержки времени, обеспечиваемой реле РВ2, контакты контактора КУ2 замыкают вторую ступень пускового резистора. Двигатель выходит на естественную характеристику.

Аналогичным образом происходит работа схемы при пуске двигателя в обратном направлении при нажатии на кнопку 52. Изменение направления вращения двигателя в рассматриваемой схеме возможно только после торможения двигателя, осуществляемого нажатием на кнопку S3. При этом замыкаются контакты KB и КН в цепи контактора торможения КТ и он включается, так как контакты реле динамического торможения КДТ к этому моменту также замкнуты. Напряжение срабатывания реле КДТ устанавливают равным немногим более половины напряжения питания, что приводит к замыканию его контактов еще в процессе пуска. Включение контактора КТ обеспечивает замыкание якоря двигателя на резистор R, что соответствует генераторному режиму работы двигателя с преобразованием кинетической энергии, накопленной якорем, в тепловую, выделяемую в резисторе. Происходит быстрое торможение двигателя, которое заканчивается, когда эдс якоря становится меньше напряжения отпускания реле КДТ, контакты которого размыкают цепь катушки контактора КТ и отключают резистор R.

Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 76 ; Нарушение авторских прав

Источник

Замкнутые и разомкнутые системы управления электроприводами

Рассмотрим пример данных систем на примере системы управления машиной постоянного тока, работающей по системе тиристорный преобразователь – двигатель (ТП-Д).

В таких системах выходное напряжение на двигателе регулируется с помощью угла открывания тиристора. Разомкнутая система:

Разомкнутая система управления электроприводом

При использовании разомкнутой системой управления напряжение Uу регулируется с помощью потенциометра или другого устройства. При разомкнутом управлении выходное напряжение Uя не отслеживается и считается что оно пропорционально заданному Uу.

При использовании замкнутых систем управления Uу будет представлять из себя разность между сигналом задания и сигналом, пропорциональным регулируемой координате. При регулировании тока:

Замкнутая система управления электроприводом

Здесь формирование сигнала управления Uу будет представлять собой разницу между реальным током якоря и заданием по току, приходящему из вне.

Ниже показана аналоговая схема управления, которая может быть применена как в разомкнутой, так и в замкнутой системе управления:

Система аналогового управления установкой ТП-Д

Положение перекидного переключателя ПП определит тип – разомкнутая или замкнутая. В первом случае напряжение Uу будет зависеть от напряжения задания, которое снимается с потенциометра П1 и преобразуется операционными усилителями ОУ1 и ОУ2. В замкнутой же напряжение с потенциометра П1 будет представлять сигнал задания по току Iз.т. Сигнал Iя – это напряжение, которое пропорционально якорному току, как вы поняли электродвигателя постоянного тока.

Читайте также:  Устройство ввода тока в линию

На ОУ3(операционном усилителе) фильтр нужен для сглаживания пульсации тока. Регулятор пропорционально-интегральный (ПИ регулятор) обеспечит необходимое быстродействия системы, а также нужные коэффициенты усиления. Что бы ограничить сигнал, который поступает на ОУ2, заданным максимальным значением используют стабилитрон VD1. Параметры номинальные схемы, указанной выше, являются частным случаем и не являются обязательными для применения в других электроприводах. Свойства электропривода в значительной степени будут зависеть от выбранных проектировщиком постоянных времени узлов и, соответственно, коэффициентов усиления.

Источник



Разомкнутые схемы управления электропривода

К разомкнутым относятся схемы в которых для управления ЭП не используются обратные связи по его координатам или технологическим параметрам приводимых в движение рабочей машины или производственного механизма. Эти схемы, отличаясь простотой своей реализации, широко используются там, где не требуется высокое качество управления движением ЭП, в частности для пуска, реверса и торможения двигателей.

Разомкнутые схемы, осуществляя управление ЭП, обеспечива­ют и защиту ЭП, питающей сети и технологического оборудования при возникновении различных ненормальных режимов —коротких замыканий, перегрузке двигателей исчезновении питающего напряжения или обрыве фазы питающей сети и т.д. Для этого они содержат соответствующие аппараты и устройства, находящиеся во взаимодействии с устройствами управления двигателями. В разо­мкнутых схемах управления главным образом используется релейно-контакторная аппаратура, в состав которой входят командные маломощные аппараты, силовые коммутационные аппараты с руч­ным и дистанционным управлением, реле управления и зашиты.

Электрические аппараты ручного управления

К аппаратам ручного управления, относятся ко­мандные маломощные устройства—кнопки и ключи управления, командо-аппараты и силовые коммутаци­онные аппараты—рубильники, пакетные выключа­тели и силовые контроллеры.

Кнопки управления.

Эти аппараты предназначены для подачи оператором управляющего воздействия на ЭП. Они различаются по величине — нормальные и малогабаритные, по числу замыкающих и раз­мыкающих контактов, по форме толкателя. Две, три или более кнопок, смонтированных в одном корпусе, образуют кнопочную станцию. Одноцепные кнопки управления выпускают с замыкающим и раз­мыкающим контактами (рис. 10.1, а). Двухцепные кнопки имеют обе пары показанных контактов с единым приводом. Особенностью кнопок управления, является их способность воз­вращаться в исходное (нормальное) положение (са­мовозврат) после снятия воздействия. Промышлен­ностью выпускаются кнопки серий КУ. 120 и КЕ, предназначенные для работы в цепях переменного тока с напряжением до 500 В и постоянного тока с напряжением до 220 В и токами до 4 А.

Рубильники. Простейший силовой коммутацион­ный аппарат, который в основном предназначается для неавтоматического нечастого замыкания и раз мыкания силовых электрических цепей двигателей постоянного и переменного тока напряжением до 500 В и током до 5000 А. Они различаются по величине коммутируемого тока, количеству полюсов (коммутируемых цепей), виду привода рукоятки и чи­слу ее положений (два или три). Рубильники серий’ Р и РА выпускаются на токи 100—600 А, напряжения 220—660 В и имеют 1—3 полюса.

Пакетные выключатели. Разновидность рубиль­ников, характеризующаяся тем, что их контактная система набирается из отдельных пакетов по числу полюсов (коммутируемых цепей). Пакет состоит из изолятора, в пазах которого находятся неподвижный контакт с винтовыми зажимами для подключения проводов и пружинный подвижный контакт с устрой­ством искрогашения.

Контроллеры. Многопозиционные электрические аппараты с ручным или ножным приводом для непосредственной коммутации силовых цепей двига­телей постоянного и переменного тока. В ЭП используются контроллеры двух видов:кулачковые и магннитные, нашедшие основное применение в ЭП крановых механизмов.

Кулачковые контроллеры характеризуются тем, что размыкание и замыкание их контактов обеспечивается смонтированными на барабане кулач­ками, поворот которых осуществляется с помощью рукоятки, маховичка или педали. За счет профили­рования кулачков обеспечивается необходимая по­следовательность коммутации контактных элементов.

В крановом ЭП используются кулачковые ко­нтроллеры серий ККТ-60А для управления АД напряжением до 380 В и KB 100 для управления ДПТ напряжением до 440 В. Они имеют до 12 силовых контактов на номинальные токи до 63 А, а также маломощные контакты для коммутации цепей управления. Число позиций рукоятки (ма­ховика)— до 6 в каждую сторону от среднего (нулевого) положения.

Источник