Moottorin ohjauspiirit ajan funktiona

Tämän tyyppistä ohjausta käytetään, kun kaikki sähkömoottorin sähköpiirin kytkennät tapahtuvat tiettyinä hetkinä, esimerkiksi automatisoitaessa sähkömoottorien käynnistysprosessia valvomatta nopeutta tai virtaa. Intervallien kesto määräytyy ja sitä voidaan säätää aikareleen asetuksilla.

Ajanohjaus sai alan suurimman leviämisen johtuen massatuotannon sähkömagneettisten ja elektronisten aikareleiden yksinkertaisuudesta ja luotettavuudesta.

Joten, kuvasta 1, a ja b, voidaan nähdä, että sulkemalla linjakontaktorin kosketin K, reostaatin koko resistanssi sisällytetään ankkuripiiriin, yhtä suuri kuin R1 + R2 + R3, ja mukaan lukien käynnistysvastusosat voi esiintyä tietyin aikavälein t1, t2 ja t3 tietyillä moottorin nopeuksilla n1, n2, n3 ja kun käynnistysvirta putoaa asetettuun arvoon I2. Aikavälit valitaan siten, että jokaisessa seuraavassa vastuksen oikosulkussa moottorin virta ei ylitä sallittua I1.

Kun moottori kiihtyy arvosta n = 0 arvoon n1, virta pienenee arvoon I2 takaosan sähkömotorisen voiman lisääntymisen seurauksena. Aikavälin t1 jälkeen kosketin K1 sulkeutuu, vaihtoresistanssi R1, mikä johtaa reostaatin vastuksen laskuun R2 + R3: een, uuteen virran nousuun I1: een jne. Käynnistyksen lopussa moottori kiihtyy nimellisnopeuteen, käynnistysreostaatti poistetaan kokonaan.

Riisi. 1. Moottorin ohjauspiirit ajan funktiona: a — DC-moottorin käynnistysreostaatti, b — käynnistyskaavio

Tarkastellaan joitain moottorin ohjauspiirejä ajan funktiona.

Kierretyllä roottorilla varustetun oikosulkumoottorin ajasta riippuvaisessa ohjauksessa (kuva 2) käynnistysreostaatin yksittäisten vaiheiden oikosulkemiseen tarvittava aikaviive saadaan aikaan heiluriaikareleillä, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin askeleet. Kaava toimii seuraavasti.

Riisi. 2. Ohjauspiiri kelatun roottorin oikosulkumoottorin ajan funktiona

Kun napsautat -painiketta SB1 saa virran KM-linjan kontaktorin kelaan, joka yhdistää moottorin staattorin verkkoon. Samanaikaisesti ulostuloreostaatti otetaan kokonaan käyttöön. Yhdessä kontaktorin kanssa kytketään päälle aikarele KT1, joka tietyn ajan kuluttua sulkee koskettimen kontaktorin KM1 käämin piirissä.

Kontaktori käyttää ja sulkee reostaatin ensimmäisen osan käynnistääkseen roottorin. Samanaikaisesti käynnistyy aikarele KT2, joka sulkee koskettimet viiveellä ja käynnistää kelan KM2 ja aikareleen KTZ. Kontaktorin KM2 koskettimet oikosuluvat käynnistysreostaatin toisen portaan KM2.Lisäksi aikaviiveellä KTZ-releen kosketin laukeaa, jolloin KMZ-käämitys kytkeytyy päälle, mikä aiheuttaa oikosulun KMZ-käynnistysreostaatin viimeiseen vaiheeseen ja moottori jatkaa toimintaansa tulevaisuudessa, kuten oravan roottori.

Moottori pysäytetään painamalla SB-painiketta, ja ylikuormituksen sattuessa moottori sammutetaan vapauttamalla QF-kytkin. Tämä sammuttaa linjakontaktorin, sen apukoskettimen KM ja kaikki kiihdytyskontaktorit ja ei-aikaviivereleet. Ketju on valmis seuraavaa sykliä varten.

Voit käynnistää suuremmalla teholla oikosulkumoottorin joutokäyntinopeuden staattorikäämityksen vaihtamisella tähdestä kolmioon käyttämällä kuvan 1 kaaviota. 3. Kytkentä tässä piirissä tapahtuu automaattisesti ajan funktiona Painamalla painiketta SB2 staattorikäämi kytketään verkkoon kontaktorilla KM. Samalla aikarele KT ja kela KY kytketään verkkoon, joka yhdistää staattorin käämin tähteen tehopiirin kolmella koskettimella.

Riisi. 3. Ohjauspiiri oikosulkumoottorin ajan funktiona vaihtamalla Y:stä arvoon Δ

Moottori käynnistyy ja kiihtyy alennetulla jännitteellä. Ennalta määrätyn ajan kuluttua KT-rele katkaisee KY-kontaktorin ja kytkee päälle KΔ-kontaktorin kelan, joka yhdistää staattorin käämin kolmioon. Koska käämin K∆ piirissä on apukosketin KY, kontaktorin K∆ sulkeminen ei voi tapahtua ennen kontaktorin KMY sulkeutumista.

Moninopeuksisten oikosulkumoottorien vaiheittainen käynnistys on taloudellisempaa ja tapahtuu ajan funktiona.Tarkastellaan esimerkkiä kaksinopeuksisen, yhdellä käämityksellä varustetun moottorin vaiheittaisesta käynnistyksestä (kuva 4). Staattorin käämitys siirtyy kolmiosta kaksoistähteen kaksinkertaisella nopeudella.

Riisi. 4. Ohjauspiiri oikosulkumoottorin askel-aloitusajan funktiona

Moottori kytketään päälle kontaktorilla KM ensimmäiselle nopeusportaalle ja kontaktorilla KM2 ja KM1 toiseen. Moottorin käynnistämiseksi ensimmäiselle nopeudelle painamalla painiketta SB2 kytketään päälle kontaktorin KM käämi ja sen tehokoskettimet KM pääpiirissä. Kolmiokytketty staattorikäämitys on kytketty verkkoon. Aikareleen KT kela vetää ja sen sulkukosketin (käämin KM piirissä) on kiinni.

Moottorin vaiheittainen käynnistys toisella pyörimisnopeudella suoritetaan välireleellä K, jonka piiri on suljettu käynnistyspainikkeella SB3. K-sulkukoskettimet ohittavat kaksi käynnistyspainiketta ja K-sulkukosketin vapauttaa KT-aikareleen. Käämin KM piirissä oleva sulkukosketin KT sammuu paluuviiveellä, minkä vuoksi kela KM ensimmäisen käynnistysjakson aikana osoittautuu kiinni ja moottori käynnistyy ensimmäisellä nopeudella.

KM-lohkon kosketin käämin KM2 ja KM1 piirissä avautuu. Nämä kelat on myös irrotettu avoimesta koskettimesta KT, joka viivästyy paluussa. Tietyn ajan kuluttua sulkukosketin KT sammuttaa kelan KM ja sen avauskosketin kytkee päälle toisen pyörimisnopeuden KM1 ja KM2 kontaktorien käämit. Niiden pääkoskettimet syöttöpiirissä kytkevät staattorin käämityksen kaksoistähteen ja kytkevät sen verkkovirtaan.

Siksi moottori kiihdyttää ensin ensimmäiselle vaihteelle ja vaihtaa sitten automaattisesti toiselle vaihteelle. Huomaa, että staattorikäämin alustava kytkentä kaksoistähteen ja sen myöhempi sisällyttäminen verkkoon suoritetaan ensin kytkemällä päälle kaksi virtalähteen KM2 sulkukosketinta ja sitten kolme sulkevaa pääkosketinta KM1. Tällainen kytkentäsekvenssi saadaan aikaan sillä, että käämi KM1 on kytketty jännitteeseen sulkulohkon KM2 koskettimen kautta. Moottori pysäytetään painamalla «Stop»-painiketta, joka on merkitty kaavioon kirjaimella SB1.

Kuvassa Kuva 5 esittää kaavion rinnakkaisherätetyn tasavirtamoottorin automaattisesta käynnistyksestä ajan funktiona. Sulkemalla QF-katkaisija, moottori valmistetaan käynnistystä varten. Virta kulkee piirin läpi, joka koostuu aikareleen KT1 käämistä, moottorin M ankkurista ja käynnistysreostaatin R1 + R2 kahdesta porrasta.

Riisi. 5. Ohjauspiiri viritetyn tasavirtamoottorin ajan funktiona

Releen KT1 käämin suuresta resistanssista johtuen tämän piirin virta on hyvin pieni eikä sillä ole vaikutusta moottoriin, mutta itse rele laukeaa ja sen avoin kosketin kontaktorin KM1 piirissä avautuu. Toisen aikareleen KT2 kelassa, joka on kytketty rinnan vastuksen R1 kanssa, haarautuu niin pieni virta, ettei sitä voida kytkeä päälle. Myös moottorin LM-kenttäkäämitys kytkeytyy päälle.

Moottori käynnistetään painamalla SB2-painiketta ja samalla kytketään päälle kontaktori KM ja sen kosketin moottorin ankkuripiirissä. Suuri käynnistysvirta on rajoitettu kahdella reostaattiportaalla R1 ja R2.Osa tästä virrasta haaroittuu KT2-releen käämiin ja aktivoituna se avaa KT2-koskettimensa KM2-kontaktoripiirissä. Samanaikaisesti ankkuripiirin M sulkeutumisen kanssa kontaktorin KM työkosketin oikosuluttaa releen KT1 käämin.

Tietyn ajan kuluttua, kun rele palaa, KT1 sulkee KT1-koskettimensa KM1-kontaktoripiirissä. Tämä kontaktori työkoskettimellaan KM1 oikosulkee käynnistysreostaatin ensimmäisen portaan R1 ja aikareleen KT2 käämin. Paluuviiveellä sen työkoskettimet KT2 kytkevät päälle kontaktorin KM2, joka työkoskettimillaan KM2 oikosulkee käynnistysreostaatin toisen portaan R2. Tämä päättää moottorin käynnistyksen.

Kun SB1-painiketta painetaan, KM-kontaktori laukeaa ja katkaisee pääkoskettimen ankkuripiirissä. Ankkuri pysyy jännitteisenä, mutta käy ilmi, että se on kytketty sarjaan relekäämin KT1 kanssa, minkä vuoksi sen läpi kulkee pieni virta. Rele KT1 toimii, avaa koskettimensa kontaktorien KM1 ja KM2 piirissä, ne sammuvat ja avaavat koskettimet, oikosulkuresistanssit R1 ja R2. Moottori pysähtyy, mutta sen kenttäkäämi pysyy kytkettynä verkkoon ja näin moottori on valmis seuraavaa käynnistystä varten. Moottorin täydellinen sammutus tehdään sammuttamalla automaattinen tulokytkin BB.

Myös moottoreiden dynaaminen jarrutus suoritetaan ajan funktiona. Dynaamisessa jarrutuksessa, esimerkiksi oikosulkumoottorissa, staattorin käämitys irrotetaan vaihtovirtaverkosta ja kytketään jonkin taulukossa 1 esitetyn kaavion mukaisesti tasavirtalähteeseen.Metsä- ja puunjalostusteollisuudessa tasavirta saadaan erityisistä puolijohteen tasasuuntaajista. Tässä tapauksessa ei tarvita erityistä tasavirtalähdettä.

Kun staattorin käämitys kytketään päälle jonkin kaavion mukaisesti (katso taulukko 1), tasasuuntaajan käämiin syntyy kiinteä magneettikenttä. Kiinteässä kentässä moottorin roottori jatkaa pyörimistään inertialla. Tässä tapauksessa moottorin roottoriin muodostuu vaihtuva EMF ja virta, joka herättää vaihtuvan magneettikentän. Roottorin muuttuva magneettikenttä vuorovaikutuksessa staattorin kiinteän kentän kanssa muodostaa jarrutusmomentin. Tällöin roottorin ja käyttövoiman varastoitunut kineettinen energia muunnetaan roottoripiireissä sähköenergiaksi ja jälkimmäinen lämmöksi.

Lämpöenergiaa johdetaan roottoripiiristä ympäristöön. Roottorissa syntyvä lämpö lämmittää moottorin. Vapautuvan lämmön määrä riippuu staattorikäämin virrasta, kun se syötetään tasavirralla. Riippuen staattorin käämityksen kytkemisestä päälle, kun siihen syötetään tasavirta, virran suhde staattorin vaihevirtaan on erilainen. Näiden virtojen suhteet eri kytkentämalleille on esitetty taulukossa. 1

Induktiomoottorin dynaaminen jarrutuspiiri on esitetty kuvassa. 6.

Riisi. 6. Induktiomoottorin dynaamisen jarrutuksen kaavio

Painamalla käynnistyspainiketta SB1 KM-linjakontaktori kytkee moottorin vaihtovirtaverkkoon, sen sulkeutuva kosketin kytkee KM-käämin omavoimaiseksi.Avauskosketin KM katkaisee jarrukontaktorin KM1 syöttöpiirin ja aikareleen KT. Kun SB-painiketta painetaan, KM-linjakontaktori on jännitteettömänä ja KM1-kontaktorin kelapiiri vetää.

Kontaktori KM1 sisältää kontaktinsa KM1 muuntajan T ja tasasuuntaajan V piirissä, minkä seurauksena staattorin käämitykseen syötetään tasavirtaa. Linjakontaktorin satunnaisen itsenäisen kytkeytymisen estämiseksi lohkon KM1 avauskosketin kytketään sarjaan sen käämin KM kanssa. Samanaikaisesti jarrukontaktorin kanssa kytketään päälle aikarele KT, joka on konfiguroitu niin, että sen avoin kosketin KT sammuta kela KM1 ja aikarele tietyn ajan kuluttua. Aikareleen asetus KT valitaan siten, että releen laukaisuaika tkt on yhtä suuri kuin moottorin hidastusajan tT ja oikean kontaktorin KM1 laukaisuajan summa.