Аутоматска управљачка кола за покретање и заустављање ДЦ мотора

Покретање било ког мотора праћено је одређеним прекидачима у струјном и управљачком колу. У овом случају се користе релејно-контактни и бесконтактни уређаји. За ДЦ моторе за ограничење стартне струје стартни отпорници су укључени у роторско и арматурно коло мотора који се искључују када се мотори убрзавају у корацима. Када је покретање завршено, отпорници за покретање се потпуно заобилазе.

Процес кочења мотора се такође може аутоматизовати. Након команде за заустављање, уз помоћ релејно-контакторске опреме, изводе се потребни прекидачи у струјним круговима. Када се приближи брзини близу нуле, мотор се искључује из мреже. Током покретања, кораци се искључују у редовним интервалима или у зависности од других параметара. Ово мења струју и брзину мотора.

Контрола покретања мотора се врши као функција ЕМФ (или брзине), струје, времена и путање.

Типични подсклопови и кола за аутоматско управљање стартним ДЦ мотора

Покретање ДЦ мотора са паралелном или независном побудом врши се отпорником уведеним у коло арматуре. Отпорник је потребан да ограничи ударну струју. Како се мотор убрзава, стартни отпорник је степенаст. Када се старт заврши, отпорник ће бити потпуно премоштен и мотор ће се вратити на своје природне механичке карактеристике (слика 1). Приликом покретања, мотор убрзава према вештачкој карактеристици 1, затим 2, а након маневрисања отпорником - према природној карактеристици 3.

Пиринач. 1. Механичке и електромеханичке карактеристике ДЦ мотора са паралелном побудом (ω — угаона брзина ротације; И1 М1 — вршна струја и обртни момент мотора; И2 М2 — струја и уклопни момент)

Размотримо чвор стартног кола ДЦ мотора (ДЦМ) у функцији ЕМФ (слика 2).

Пиринач. 2. Чвор стартног кола ДЦТ паралелне побуде у функцији ЕМФ

ЕМФ (или брзина) функција се контролише помоћу релеја, напона и контактора. Напонски релеји су конфигурисани да раде на различитим вредностима емф арматуре. Када је контактор КМ1 укључен, напон КВ релеја у тренутку покретања није довољан за рад. Када се мотор убрза (због повећања емф мотора), активира се релеј КВ1, затим КВ2 (напони активирања релеја имају одговарајуће вредности); обухватају контакторе убрзања КМ2, КМЗ, а отпорници у колу арматуре су шантовани (склопна кола контактора нису приказана на дијаграму; ЛМ је побудни намотај).

Погледајмо шему за покретање ДЦ мотора у функцији ЕМФ (слика 3). Угаона брзина мотора се често фиксира индиректно, тј.мерење величина у вези са брзином. За ДЦ мотор, таква вредност је ЕМФ. Почетак се изводи на следећи начин. КФ прекидач се укључује, поље мотора је прикључено на напајање. КА релеј се активира и затвара свој контакт.

Преостали уређаји кола остају у свом првобитном положају. Да бисте покренули мотор, морате притисните дугме СБ1 «Старт», након чега се активира контактор КМ1 и повезује мотор са извором напајања. Контактор КМ1 је самонапајан.Мотор једносмерне струје се убрзава отпорником арматурног кола мотора Р.

Како се брзина мотора повећава, повећава се његова емф и напон у намотајима релеја КВ1 и КВ2. При брзини ω1 (види слику 1.) релеј КВ1 се активира. Затвара свој контакт у контакторском колу КМ2, који својим контактом искључује и кратко спаја први степен стартног отпорника. При брзини ω2 релеј КВ2 је под напоном. Својим контактом затвара струјни круг КМЗ контактора, који, када се активира, са контактом, кратко спаја други почетни степен стартног отпорника. Мотор достиже своје природне механичке карактеристике и прекида полетање.

Пиринач. 3. Шема покретања ДЦТ паралелне побуде у функцији ЕМФ

За исправан рад кола потребно је подесити напонски релеј КВ1 да ради на ЕМФ који одговара брзини ω1 и релеј КВ2 да ради на брзини ω2.

Да бисте зауставили мотор, притисните дугме Стоп СБ2. Да бисте искључили електрични круг, отворите КФ прекидач.

Функцијом струје управља струјни релеј. Узмите у обзир чвор стартног кола мотора једносмерне струје у функцији флукса. На дијаграму приказаном на сл.4, користе се прекострујни релеји, који се подижу на ударној струји И1 и испадају при минималној струји И2 (види слику 1). Интерно време одзива струјних релеја мора бити мање од времена одзива контактора.

Пиринач. 4. Чвор стартног кола паралелне побуде ДЦТ у зависности од струје

Убрзање мотора почиње када је отпорник потпуно уметнут у коло арматуре. Како се мотор убрзава, струја се смањује, са струјом И2, релеј КА1 нестаје и својим контактом затвара струјни круг контактора КМ2, који заобилази први контакт стартног отпорника са својим контактом. Слично томе, други почетни степен отпорника је кратко спојен (релеј КА2, контактор КМЗ). Електрични кругови контактора нису приказани на дијаграму. На крају покретања мотора, отпорник у колу арматуре ће бити премошћен.

Размотримо коло за покретање ДЦ мотора као функцију флукса (слика 5). Отпори корака отпорника се бирају тако да у тренутку када је мотор укључен и степенице се шантирају, струја И1 у колу арматуре и момент М1 не прелазе дозвољени ниво.

Покретање ДЦ мотора врши се укључивањем КФ прекидача и притиском на дугме «Старт» СБ1. У овом случају, контактор КМ1 се активира и затвара своје контакте. Улетна струја И1 пролази кроз струјни круг мотора, под чијим утицајем се активира прекострујни релеј КА1. Његов контакт се отвара и контактор КМ2 не прима струју.

Пиринач. 5. Шема покретања ДЦТ паралелне побуде у функцији струје

Када струја падне на минималну вредност И2, прекострујни релеј КА1 пада и затвара свој контакт.Контактор КМ2 се активира и преко свог главног контакта шантира прву секцију стартног отпорника и релеја КА1. Приликом пребацивања струја расте до вредности И1.

Када се струја поново повећа на вредност И1, контактор КМ1 се не укључује, јер је његов калем заобиђен контактом КМ2. Под утицајем струје И1, релеј КА2 се активира и отвара свој контакт. Када у процесу убрзања струја поново падне на вредност И2, релеј КА2 пада и контактор КМЗ се укључује. Старт је завршен, мотор ради са својим природним механичким карактеристикама.

За исправно функционисање кола потребно је да време одзива релеја КА1 и КА2 буде мање од времена одзива контактора. Да бисте зауставили мотор, притисните дугме «Стоп» СБ2 и искључите КФ прекидач да бисте искључили коло.

Контрола времена се остварује помоћу временског релеја и одговарајућих контактора који својим контактима кратко спајају степене отпорника.

Размотримо чвор стартног кола једносмерног мотора као функцију времена (слика 6).Временски релеј КТ се активира одмах када се напон појави у управљачком колу кроз контакт отварања КМ1. Након отварања контакта КМ1, временски релеј КТ губи напајање и затвара свој контакт са временским одлагањем. Контактор КМ2 након временског интервала једнаког временском кашњењу временског релеја прима снагу, затвара свој контакт и схунтује отпор у колу арматуре.

Пиринач. 6. Чвор стартног кола ДЦТ паралелне побуде као функција времена

Предности управљања у функцији времена укључују лакоћу управљања, стабилност процеса убрзања и успоравања, недостатак кашњења електромотора на средњим брзинама.

Размотримо коло за покретање паралелне побуде ДЦ мотора као функцију времена. На сл. 7 приказује дијаграм иреверзибилног покретања ДЦ паралелног покретачког мотора. Лансирање се одвија у две фазе. Коло користи дугмад СБ1 «Старт» и СБ2 «Стоп», контактори КМ1 ... КМЗ, електромагнетне временске релеје КТ1, КТ2. КФ прекидач се укључује. У овом случају, калем временског релеја КТ1 прима снагу и отвара свој контакт у кругу контактора КМ2. Мотор се покреће притиском на дугме «Старт» СБ1. Контактор КМ1 прима напајање и својим главним контактом повезује мотор са извором напајања са отпорником у колу арматуре.

Пиринач. 7. Шема неповратног покретања ДЦ мотора у функцији времена

Подструјни релеј КА служи за заштиту мотора од прекида побудног кола. Током нормалног рада, КА релеј се активира и његов контакт у кругу контактора КМ1 се затвара, припремајући контактор КМ1 за рад. Када је круг побуде прекинут, КА релеј се искључује, отвара свој контакт, затим се контактор КМ1 искључује и мотор се зауставља. Када се активира контактор КМ1, његов контакт за блокирање се затвара и отвара се контакт КМ1 у релејном колу КТ1, који се искључује и затвара свој контакт са временским закашњењем.

Након временског интервала једнаког временском кашњењу релеја КТ1, затвара се круг напајања убрзавајућег контактора КМ2, који се покреће и својим главним контактом кратко спаја један степен стартног отпорника. Истовремено, временски релеј КТ2 је под напоном. Мотор убрзава. Након временског интервала једнаког кашњењу КТ2 релеја, контакт КТ2 се затвара, активира се контактор за убрзање КМЗ и својим главним контактом контактира други степен стартног отпорника у колу арматуре. Старт је завршен и мотор се враћа на своје природне механичке карактеристике.

Типичне ДЦ јединице управљачког кола кочница

Системи аутоматског управљања ДЦ мотора користе динамичко кочење, супротно кочење и регенеративно кочење.

Код динамичког кочења потребно је затворити арматурни намотај мотора на додатни отпор и оставити побудни намотај под напоном. Ово кочење се може извршити као функција брзине и као функција времена.

Управљање у функцији брзине (ЕМФ) при динамичком кочењу може се вршити према шеми приказаној на сл. 8. Када је контактор КМ1 искључен, арматура мотора је искључена из мреже, али на њеним стезаљкама у тренутку искључења постоји напон. Напонски релеј КВ ради и затвара свој контакт у колу контактора КМ2, који својим контактом затвара арматуру мотора на отпорник Р.

При брзинама близу нуле, КВ релеј губи снагу. Даље успоравање од минималне брзине до потпуног заустављања настаје под дејством статичког момента отпора.Да би се повећала ефикасност кочења, могу се применити две или три фазе кочења.

Пиринач. 8. Чвор кола за аутоматско управљање динамичким кочењем у функцији ЕМФ: а — струјни круг; б — управљачко коло

Динамичка константна моторна независна побуда кочења у функцији времена врши се према шеми приказаној на сл. девет.

Пиринач. 9. Чвор ДЦТ кола динамичког кочења независне побуде у функцији времена

Када мотор ради, временски релеј КТ је укључен, али је коло кочионог контактора КМ2 отворено. Да бисте зауставили, морате притиснути дугме "Стоп" СБ2. Контактор КМ1 и временски релеј КТ губе струју; контактор КМ2 се активира јер се контакт КМ1 у колу контактора КМ2 затвара и контакт временског релеја КТ отвара са временским закашњењем.

За тајминг временског релеја, контактор КМ2 добија напајање, затвара свој контакт и повезује арматуру мотора са додатним отпорником Р. Изводи се динамичко заустављање мотора. На свом крају, КТ релеј, након неког времена, отвара свој контакт и искључује КМ2 контактор из мреже. Даље кочење до потпуног заустављања врши се под утицајем момента отпора Мс.

Код кочења уназад, ЕМФ мотора и мрежни напон делују у складу са тим. Да би се ограничила струја, отпорник се убацује у коло.

Управљање побудом ДЦ мотора

Намотај поља мотора има значајну индуктивност и ако се мотор брзо искључи, на њему се може појавити велики напон који ће изазвати квар изолације намотаја. Да бисте то спречили, можете користити чворове кола приказане на сл.10. Отпор гашења се укључује паралелно са побудним калемом кроз диоду (сл. 10, б). Због тога, након искључивања, струја кратко време пролази кроз отпор (слика 10, а).

Пиринач. 10. Чворови кола за укључивање отпора гашења: а — отпор гашења повезан је паралелно; б — отпор гашења се укључује преко диоде.

Заштита од прекида кола узбуде се врши помоћу подструјног релеја према шеми приказаној на сл. Једанаест.

Пиринач. 11. Заштита од прекида побудног кола: а — струјно побудно коло; б — управљачко коло

У случају прекида у побудном калему, релеј КА се искључује и искључује струјно коло контактора КМ.