Principper for automatisk start og stop kontrol af elektriske motorer

Artiklen omhandler relæ-kontaktor-ordninger til automatisering af start, revers og stop af induktionsmotorer med en faserotor og DC-motorer.

Overvej skemaerne til at tænde for startmodstandene og kontakterne på kontaktorerne KM3, KM4, KM5, der styrer dem, når du starter viklet rotor induktionsmotor (AD med f. R.) And Uafhængigt exciteret DC-motor DPT NV (fig. 1). Disse ordninger sørger for dynamisk bremsning (fig. 1, a) og modsat bremsning (fig. 1, b).

Ved start af en DPT NV eller IM rheostat med en faserotor udføres skiftevis lukning (kortslutning) af trinene i startreostaten R1, R2, R3 automatisk ved hjælp af kontaktorerne KM3, KM4, KM5, som kan styret af tre måder:

• ved at tælle tidsintervaller dt1, dt2, dt3 (fig. 2), for hvilke tidsrelæer bruges (tidsstyring);

• ved at overvåge elmotorens hastighed eller EMF (hastighedskontrol).Spændingsrelæer eller kontaktorer, der er direkte forbundet via reostater, bruges som EMF-sensorer;

• brugen af ​​strømsensorer (strømrelæer, der kan indstilles til en returstrøm svarende til Imin), der giver en kommandoimpuls, når anker-(rotor)strømmen falder under startprocessen til værdien af ​​Imin (styring af strømprincippet).

Overvej de mekaniske egenskaber af en jævnstrømsmotor (DCM) (fig. 1) (for en induktionsmotor (IM) er det det samme, hvis du bruger driftssektionen af ​​den mekaniske karakteristik) under start og stop, såvel som kurverne af hastighed, drejningsmoment (strøm) kontra tid.

Ris. 1. Skemaer til at tænde for startmodstandene for en induktionsmotor med en faserotor (a) og en jævnstrømsmotor med uafhængig excitation (b)

Ris. 2. Start- og stopkarakteristika (a) og DPT-afhængigheder (b)

Start af elmotoren (kontakt KM1 er lukket (fig. 1)).

Når der påføres spænding, er strømmen (drejningsmomentet) i motoren lig med I1 (M1) (punkt A), og motoren accelererer med startmodstand (R1 + R2 + R3).

Efterhånden som accelerationen skrider frem, falder strømmen og ved strøm I2 (punkt B) kortsluttes R1, strømmen stiger til værdien I1 (punkt C) og så videre.

I punkt F, ved strøm I2, kortsluttes det sidste trin af startreostaten, og elmotoren når sin naturlige karakteristik (punkt G). Acceleration sker til (punkt H), hvilket svarer til strøm Ic (belastningsafhængig). Hvis R1 ikke er kortsluttet ved punkt B, vil motoren accelerere til punkt B' og have konstant hastighed.

Dynamisk bremsning (åben KM1, lukket KM7) indtil elmotoren går til punkt K, som svarer til momentet (strømmen) og dens værdi afhænger af modstanden Rtd.

Bremsning ved opposition (KM1 åben, KM2 tæt), mens elmotoren går til punkt L og begynder at decelerere meget hurtigt med modstand (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Hældningen af ​​denne karakteristik, og dermed værdien, er den samme (parallel) som den oprindelige karakteristik med modstanden (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Ved punkt N kræves en kortslutning Rtp, elmotoren går til punkt P og accelererer i den modsatte retning. Hvis Rtp ikke er kortsluttet ved punkt N, vil motoren accelerere til punkt N' og køre med denne hastighed.

Automatiske kontrolskemaer til start af DPT

Styring som funktion af tid (fig. 3) Oftest anvendes elektromagnetiske tidsrelæer som tidsrelæer i EP-kredsløb. De er indstillet til at tage højde for de forudindstillede tidsforsinkelser dt1, dt2,…. Hvert tidsrelæ skal indeholde en tilsvarende effektkontaktor.

Ris. 3. Skematisk over automatisk start af DPT som funktion af tid

Styring som funktion af hastighed (oftest brugt til dynamisk bremsning og modsat bremsning) Dette princip for styreautomatisering involverer brugen af ​​relæer, der direkte eller indirekte styrer hastigheden af ​​den elektriske motor: for DC-motorer måles anker-emf, for asynkron og synkrone elektriske motorer, måles EMF eller strømfrekvensen.

Brugen af ​​enheder, der direkte måler hastigheden (hastighedskontrolrelæ (RCC) på en kompleks enhed), komplicerer installationen og styrekredsløbet.RKS bruges oftere til bremsestyring for at afbryde elmotoren fra nettet ved en hastighed tæt på nul. Indirekte metoder bruges oftere.

Ved konstant magnetisk flux er armaturets emk af DPT direkte proportional med hastigheden. Derfor kan spændingsrelæspolen tilsluttes direkte til ankerterminalerne. Imidlertid adskiller ankerterminalspændingen Uy sig fra Eya i størrelsen af ​​spændingsfaldet over ankerviklingen.

I dette tilfælde er to muligheder mulige:

• brugen af ​​spændingsrelæer KV, som kan justeres til forskellige aktiveringsspændinger (fig. 4, a);
• ved hjælp af KM-kontaktorer forbundet via startmodstande (fig. 4, b). Lukkekontakterne på KV1, KV2-relæet leverer spænding til spolerne på effektkontaktorerne KM2, KM3.

Ris. 4. Forsyningskredsløb for tilslutning af DPT ved hjælp af spændingsrelæer (a) og kontaktorer (b) som DCS

Ris. 5. Elektrisk kredsløb (a) og styrekredsløb (b) DPT med hastighedsafhængig opstartsautomatik. Stiplede linjer viser kredsløbet, når spændingsrelæer KV1, KV2 bruges til at måle spændingen.

Styring i den aktuelle funktion. Dette styreprincip implementeres ved hjælp af understrømsrelæer, som tænder for strømkontaktorerne, når strømmen når værdien I1 (fig. 6, b). Det bruges oftest til at starte op til øget hastighed med en svækkelse af den magnetiske flux.

Ris. 6. Tilslutningsdiagram (a) og afhængighed af Ф, Ia = f (t) (b) ved start af en jævnstrømsmotor afhængig af strømmen

Når startstrømmen (Rp2 er kortsluttet) aktiveres KA-relæet, og der tilføres strøm til spolen KM4 gennem KA-kontakten.Når ankerstrømmen falder til omvendt strøm, lukker kontaktoren KM4, og den magnetiske flux falder (Rreg indføres i LOB-feltviklingskredsløbet). I dette tilfælde begynder ankerstrømmen at stige (ændringshastigheden af ​​ankerstrømmen er højere end ændringshastigheden af ​​den magnetiske flux).

Når Iya = Iav nås ved punkt t1, aktiveres relæerne KA og KM4, og Rreg manipuleres. Processen med at øge fluxen og mindske Ia vil begynde ved tidspunktet t2, når rumfartøjet og KM4 slukker. Med alle disse kommutationer vil M> Ms og den elektriske motor accelerere. Startprocessen slutter, når størrelsen af ​​den magnetiske flux nærmer sig den indstillede værdi bestemt ved indførelsen af ​​modstanden Rreg i kredsløbet af excitationsspolen, og når ankerstrømmen ved næste frakobling af KA, KM4 ikke når Iav ( punkt ti). Dette kontrolprincip kaldes vibration.

DPT bremsestyring automatisering

I dette tilfælde gælder de samme principper som for opstartsautomatisering. Formålet med disse kredsløb er at afbryde den elektriske motor fra netværket med en hastighed lig med eller tæt på nul. Det løses nemmest med dynamisk bremsning ved at bruge principperne om tid eller hastighed (fig. 7).

Ris. 7. Elektrisk kredsløb (a) og styrekredsløb (b) dynamisk bremsning

Ved start trykker vi på SB2, og spændingen tilføres spolen KM1, mens: knappen SB2 (KM1.2) manipuleres, spændingen påføres motorens anker (KM1.1), forsyningskredsløbet KV ( KM1.3 ) åbner.

Når vi stopper, trykker vi på SB1, mens ankeret er afbrudt fra netværket, KM1.3 lukker og KV-relæet aktiveres (da det i nedlukningsøjeblikket er omtrent lig med Uc og falder med et fald i hastigheden). Spænding tilføres til spole KM2 og RT er forbundet til motorens anker. Når vinkelhastigheden er tæt på nul, forsvinder ankeret på KV-relæet, KM2 afbrydes og RT slukkes. KV-relæet i dette kredsløb skal have den lavest mulige tilbagekoblingsfaktor, for først da er det muligt at opnå bremsning til minimumshastigheden.

Når motoren vendes, bruges modkoblingsbremsning, og styrekredsløbets opgave er at indføre et ekstra modstandstrin, når reverskommandoen gives, og omgå den, når motorhastigheden er tæt på nul. Oftest bruges styring til disse formål som en funktion af hastigheden (fig. 8).

Ris. 8. Elektrisk kredsløb (a), styrekredsløb (b) og bremsekarakteristika (c) for omvendt DPT-bremsning

Overvej et kredsløb uden en startautomatiseringsblok. Lad elmotoren køre «fremad» naturligt (inklusive KM1, acceleration tages ikke i betragtning).

Ved at trykke på SB3-knappen slukkes KM1 og KM2 tændes. Polariteten af ​​den spænding, der påføres ankeret, er omvendt. Kontakterne KM1 og KM3 er åbne, impedans indføres i ankerkredsløbet. En startstrøm fremkommer, og motoren bevæger sig til karakteristik 2, i henhold til hvilken bremsning finder sted. Ved en hastighed tæt på nul bør relæ KV1 og kontaktor KM3 tænde. Rpr-trinnet manipuleres, og accelerationen starter i den modsatte retning ifølge karakteristik 3.

Karakteristika for induktionsmotorstyrekredsløb (IM).

1. Induction Speed ​​​​Control (RKS) relæer bruges ofte til at styre bremsning (især bakgear).

2. Til IM med en viklet rotor anvendes KV-spændingsrelæer, som udløses af forskellige værdier af rotor-EMF (fig. 9). Disse relæer tændes gennem en ensretter for at udelukke indflydelsen af ​​rotorstrømmens frekvens på den induktive modstand af relæets spoler (med en ændring i XL-ændringer og Iav, Uav), hvilket reducerer returkoefficienten og øger driftsikkerheden.

Ris. 9. Omvendt blodtryksstopskema

Driftsprincip: ved en høj vinkelhastighed af rotoren på den elektriske motor er EMF induceret i dens viklinger lille, da E2s = E2k · s, og slip s er ubetydelig (3-10%). KV-relæspændingen er ikke tilstrækkelig til at trække dens anker. Omvendt (KM1 åbner og KM2 lukker) vendes omdrejningsretningen af ​​magnetfeltet i statoren. KV-relæet fungerer, åbner forsyningskredsløbet til KMP- og KMT-kontaktorerne, og start-Rп og bremse Rп-modstande indføres i rotorkredsløbet. Ved en hastighed tæt på nul slukker KV-relæet, KMT lukker, og motoren accelererer i den modsatte retning.