Sähkömoottoreiden automaattisen käynnistyksen ja pysäytyksen ohjauksen periaatteet

Artikkeli käsittelee rele-kontaktorijärjestelmiä vaiheroottorilla ja tasavirtamoottoreilla varustettujen oikosulkumoottorien käynnistyksen, suunnan ja pysäytyksen automatisoimiseksi.

Harkitse käynnistysresistanssien kytkemisen kaavioita ja niitä ohjaavien kontaktorien KM3, KM4, KM5 koskettimia käynnistyksen yhteydessä kierretty roottorin induktiomoottori (AD kanssa f. R.) Ja Itsenäisesti viritetty DC-moottori DPT NV (kuva 1). Nämä kaaviot mahdollistavat dynaamisen jarrutuksen (Kuva 1, a) ja vastakkaisen jarrutuksen (Kuva 1, b).

Kun DPT NV- tai IM-reostaatti käynnistetään vaiheroottorilla, käynnistysreostaatin R1, R2, R3 vaiheiden vaihtoehtoinen sulkeminen (oikosulku) suoritetaan automaattisesti käyttämällä kontaktorien KM3, KM4, KM5 koskettimia, jotka voidaan ohjataan kolmella tavalla:

• laskemalla aikavälit dt1, dt2, dt3 (kuva 2), joille käytetään aikareleitä (ajanhallinta);

• valvomalla sähkömoottorin nopeutta tai EMF (nopeudensäädin).EMF-antureina käytetään jännitereleitä tai kontaktoreita, jotka on kytketty suoraan reostaattien kautta;

• virta-anturien käyttö (virtareleet säädettävissä paluuvirtaan, joka on yhtä suuri kuin Imin) antavat komentopulssin, kun ankkurin (roottorin) virta laskee käynnistysprosessin aikana arvoon Imin (virtaperiaatteen ohjaus).

Harkitse DC-moottorin (DCM) mekaanisia ominaisuuksia (kuva 1) (induktiomoottorille (IM), se on sama, jos käytät mekaanisen ominaiskäyrän toiminta-osaa) käynnistyksen ja pysäytyksen aikana sekä käyrät nopeudesta, vääntömomentista (virta) ajan funktiona.

Riisi. 1. Kaaviot vaiheroottorilla varustetun oikosulkumoottorin (a) ja itsenäisellä virityksellä varustetun tasavirtamoottorin käynnistysresistanssien kytkemiseksi päälle (b)

Riisi. 2. Käynnistys- ja pysäytysominaisuudet (a) ja DPT-riippuvuudet (b)

Sähkömoottorin käynnistys (koskettimet KM1 ovat kiinni (kuva 1)).

Kun jännite kytketään, moottorin virta (vääntömomentti) on yhtä suuri kuin I1 (M1) (piste A) ja moottori kiihtyy käynnistysvastuksella (R1 + R2 + R3).

Kiihdytyksen edetessä virta pienenee ja virralla I2 (piste B) R1 oikosuljetaan, virta kasvaa arvoon I1 (piste C) ja niin edelleen.

Pisteessä F, virralla I2, käynnistysreostaatin viimeinen vaihe oikosuljetaan ja sähkömoottori saavuttaa luonnollisen ominaiskäyrän (piste G). Kiihtyvyys tapahtuu (pisteeseen H), joka vastaa virtaa Ic (kuormasta riippuvainen). Jos R1 ei ole oikosulussa kohdassa B, niin moottori kiihtyy pisteeseen B' ja sen nopeus on vakio.

Dynaaminen jarrutus (avoin KM1, kiinni KM7) kunnes sähkömoottori menee pisteeseen K, joka vastaa momenttia (virtaa) ja sen arvo riippuu resistanssista Rtd.

Jarrutus vastustamalla (KM1 auki, KM2 kiinni), kun sähkömoottori menee pisteeseen L ja alkaa hidastaa hyvin nopeasti vastuksen kanssa (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Tämän ominaisuuden jyrkkyys ja siten arvo on sama (rinnakkainen) kuin alkuperäinen ominaiskäyrä vastuksen kanssa (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Pisteessä N vaaditaan oikosulku Rtp, sähkömoottori menee pisteeseen P ja kiihtyy vastakkaiseen suuntaan. Jos Rtp ei ole oikosulussa pisteessä N, niin moottori kiihtyy pisteeseen N' ja käy tällä nopeudella.

Automaattiset ohjausjärjestelmät DPT:n käynnistämiseksi

Ohjaus ajan funktiona (kuva 3) EP-piireissä aikareleinä käytetään useimmiten sähkömagneettisia aikareleitä. Ne on asetettu ottamaan huomioon esiasetetut aikaviiveet dt1, dt2,…. Jokaisessa aikareleessä on oltava vastaava tehokontaktori.

Riisi. 3. Kaavio DPT:n automaattisesta käynnistymisestä ajan funktiona

Ohjaus nopeuden funktiona (käytetään useimmiten dynaamiseen jarrutukseen ja vastakkaiseen jarrutukseen) Tämä ohjausautomaation periaate sisältää releiden käytön, jotka ohjaavat suoraan tai epäsuorasti sähkömoottorin nopeutta: tasavirtamoottoreissa mitataan ankkuri emf, asynkronisissa ja synkronisissa sähkömoottoreissa mitataan EMF tai virran taajuus.

Suoraan nopeutta mittaavien laitteiden käyttö (nopeudensäätörele (RCC) monimutkaisessa laitteessa) vaikeuttaa asennus- ja ohjauspiiriä.RKS:ää käytetään useammin jarrujen ohjaukseen sähkömoottorin irrottamiseksi verkosta lähellä nollaa. Epäsuoria menetelmiä käytetään useammin.

Vakiomagneettivuolla DPT:n ankkuri emf on suoraan verrannollinen nopeuteen. Siksi jännitereleen kela voidaan kytkeä suoraan ankkuriliittimiin. Ankkurin navan jännite Uy eroaa kuitenkin Eyasta ankkurikäämin yli menevän jännitehäviön suuruuden suhteen.

Tässä tapauksessa kaksi vaihtoehtoa on mahdollista:

• jännitereleiden KV käyttö, jotka voidaan säätää erilaisiin käyttöjännitteisiin (kuva 4, a);
• käyttämällä käynnistysvastusten kautta kytkettyjä KM-kontaktoreita (kuva 4, b). KV1, KV2 releen sulkukoskettimet syöttävät syöttöjännitteen tehokontaktorien KM2, KM3 keloihin.

Riisi. 4. Syöttöpiirit DPT:n kytkemiseen käyttämällä jännitereleitä (a) ja kontaktoreita (b) DCS:nä

Riisi. 5. Sähköpiiri (a) ja ohjauspiiri (b) DPT nopeudesta riippuvaisella käynnistysautomaatiolla. Katkoviivat osoittavat piirin, kun jännitereleitä KV1, KV2 käytetään jännitteen mittaamiseen.

Ohjaus nykyisessä toiminnossa. Tämä ohjausperiaate toteutetaan alivirtareleillä, jotka kytkevät tehokontaktorit päälle, kun virta saavuttaa arvon I1 (kuva 6, b). Sitä käytetään useimmiten käynnistykseen suurempaan nopeuteen magneettivuon heikkenemisen yhteydessä.

Riisi. 6. Kytkentäkaavio (a) ja Ф, Ia = f (t) (b) riippuvuus tasavirtamoottoria käynnistettäessä virrasta riippuen

Kun käynnistysvirta (Rp2 on oikosulussa), KA-rele vetää ja teho syötetään käämiin KM4 KA-koskettimen kautta.Kun ankkurivirta pienenee käänteisvirraksi, kontaktori KM4 sulkeutuu ja magneettivuo pienenee (Rreg viedään LOB-kenttäkäämityspiiriin). Tässä tapauksessa ankkurivirta alkaa kasvaa (ankkurivirran muutosnopeus on suurempi kuin magneettivuon muutosnopeus).

Kun Iya = Iav saavutetaan pisteessä t1, releet KA ja KM4 aktivoituvat ja Rreg manipuloidaan. Vuon lisääminen ja Ia:n pienentäminen alkaa aikaan t2, kun avaruusalus ja KM4 sammuvat. Kaikilla näillä kommutaatioilla M> Ms ja sähkömoottori kiihtyvät. Käynnistysprosessi päättyy, kun magneettivuon suuruus lähestyy asetettua arvoa, joka määräytyy vastuksen Rreg lisäämisellä virityskäämin piiriin ja kun seuraavan KA, KM4 irrotuksen yhteydessä ankkurin virta ei saavuta Iav ( kohta ti). Tätä ohjausperiaatetta kutsutaan tärinäksi.

DPT-jarrujen ohjausautomaatio

Tässä tapauksessa pätevät samat periaatteet kuin käynnistysautomaatiossa. Näiden piirien tarkoituksena on irrottaa sähkömoottori verkosta nopeudella, joka on yhtä suuri tai lähellä nollaa. Se on helpoimmin ratkaistavissa dynaamisella jarrutuksella ajan tai nopeuden periaatteita käyttäen (kuva 7).

Riisi. 7. Sähköinen piiri (a) ja ohjauspiiri (b) dynaaminen jarrutus

Käynnistettäessä painamme SB2 ja jännite syötetään kelaan KM1, kun taas: painiketta SB2 (KM1.2) manipuloidaan, jännite syötetään moottorin ankkuriin (KM1.1), syöttöpiiriin KV ( KM1.3 ) avautuu.

Pysähdyttäessä painamme SB1, kun ankkuri on irrotettu verkosta, KM1.3 sulkeutuu ja KV-rele aktivoituu (koska sammutushetkellä se on suunnilleen yhtä suuri kuin Uc ja laskee nopeuden pienentyessä). Jännite syötetään käämiin KM2 ja RT on kytketty moottorin ankkuriin. Kun kulmanopeus on lähellä nollaa, KV-releen ankkuri katoaa, KM2 jännitteettömäksi ja RT kytkeytyy pois päältä. Tämän piirin KV-releellä tulee olla pienin mahdollinen takaisinkytkentäkerroin, koska vain silloin on mahdollista saavuttaa jarrutus miniminopeuteen.

Kun moottoria käännetään, käytetään vastakytkettävää jarrutusta ja ohjauspiirin tehtävänä on ottaa käyttöön lisävastusporras, kun peruutuskomento annetaan, ja ohittaa se, kun moottorin nopeus on lähellä nollaa. Useimmiten näihin tarkoituksiin käytetään ohjausta nopeuden funktiona (kuva 8).

Riisi. 8. Käänteisen DPT-jarrutuksen sähköpiiri (a), ohjauspiiri (b) ja jarrutusominaisuudet (c)

Harkitse piiriä ilman käynnistysautomaatiolohkoa. Anna sähkömoottorin käydä "eteenpäin" luonnollisesti (mukaan lukien KM1, kiihtyvyyttä ei oteta huomioon).

SB3-painikkeen painaminen sammuttaa KM1:n ja kytkee KM2:n päälle. Ankkurin jännitteen napaisuus on käänteinen. Koskettimet KM1 ja KM3 ovat auki, impedanssi on syötetty ankkuripiiriin. Näytölle tulee käynnistysvirta ja moottori siirtyy ominaisuuteen 2, jonka mukaan jarrutus tapahtuu. Lähellä nollaa releen KV1 ja kontaktorin KM3 pitäisi kytkeytyä päälle. Rpr-astetta manipuloidaan ja kiihtyvyys alkaa vastakkaiseen suuntaan ominaisuuden 3 mukaisesti.

Oikosulkumoottorin (IM) ohjauspiirien ominaisuudet

1. Induktionopeudensäätöreleitä (RKS) käytetään usein ohjaamaan jarrutusta (erityisesti peruutusta).

2. Kierretyllä roottorilla varustetussa IM:ssä käytetään KV-jännitereleitä, jotka laukaisevat roottorin EMF:n erilaiset arvot (kuva 9). Nämä releet kytketään päälle tasasuuntaajan kautta, jotta estetään roottorivirran taajuuden vaikutus itse releen kelojen induktiiviseen resistanssiin (muutoksilla XL-muutoksissa ja Iav, Uav), mikä vähentää paluukerrointa ja lisää. toiminnan luotettavuus.

Riisi. 9. Käänteinen verenpaineen pysäytysohjelma

Toimintaperiaate: sähkömoottorin roottorin suurella kulmanopeudella sen käämeissä indusoituva EMF on pieni, koska E2s = E2k · s ja jättämä s on mitätön (3–10%). KV-releen jännite ei riitä sen ankkurin vetämiseen. Taaksepäin (KM1 avautuu ja KM2 sulkeutuu) staattorin magneettikentän pyörimissuunta on päinvastainen. KV-rele toimii, avaa KMP- ja KMT-kontaktorien syöttöpiirin ja käynnistys-Rп- ja jarrutus-Rп-vastukset viedään roottoripiiriin. Lähellä nollaa KV-rele sammuu, KMT sulkeutuu ja moottori kiihtyy vastakkaiseen suuntaan.