Принципи управљања аутоматским стартовањем и заустављањем електромотора

У чланку су обрађене релејно-контакторске шеме за аутоматизацију покретања, реверса и заустављања асинхроних мотора са фазним ротором и ДЦ мотора.

Размотрите шеме за укључивање стартних отпора и контакте контактора КМ3, КМ4, КМ5 који их контролишу при покретању индукциони мотор са намотаним ротором (АД са ф. Р.) И Независно побуђени ДЦ мотор ДПТ НВ (слика 1). Ове шеме обезбеђују динамичко кочење (слика 1, а) и супротно кочење (слика 1, б).

Приликом покретања ДПТ НВ или ИМ реостата са фазним ротором, наизменично затварање (кратки спој) фаза стартног реостата Р1, Р2, Р3 се врши аутоматски помоћу контаката контактора КМ3, КМ4, КМ5, који се могу контролише се на три начина:

• бројањем временских интервала дт1, дт2, дт3 (сл. 2), за које се користе временски релеји (управљање временом);

• праћењем брзине рада електромотора или ЕМФ (контрола брзине).Као ЕМФ сензори користе се напонски релеји или контактори директно повезани преко реостата;

• коришћење струјних сензора (струјни релеји подесиви за повратну струју једнаку Имин) давање командног импулса када се струја арматуре (ротора) смањи током процеса покретања до вредности Имин (контрола струјног принципа).

Размотрите механичке карактеристике ДЦ мотора (ДЦМ) (слика 1) (за индукциони мотор (ИМ) исто је ако користите радни део механичке карактеристике) током покретања и заустављања, као и криве брзина, обртни момент (струја) у односу на време.

Пиринач. 1. Шеме за укључивање стартних отпора индукционог мотора са фазним ротором (а) и ДЦ мотора са независном побудом (б)

Пиринач. 2. Карактеристике покретања и заустављања (а) и ДПТ зависности (б)

Покретање електромотора (контакти КМ1 су затворени (слика 1)).

Када се примени напон, струја (момент) у мотору је једнака И1 (М1) (тачка А) и мотор убрзава са стартним отпором (Р1 + Р2 + Р3).

Како убрзање напредује, струја се смањује и при струји И2 (тачка Б) Р1 је кратко спојен, струја расте до вредности И1 (тачка Ц) и тако даље.

У тачки Ф при струји И2 долази до кратког споја последњег степена стартног реостата и електромотор достиже своју природну карактеристику (тачка Г). До убрзања долази до (тачка Х) која одговара струји Иц (зависно од оптерећења). Ако Р1 није кратко спојен у тачки Б, онда ће мотор убрзати до тачке Б' и имати константну брзину.

Динамичко кочење (отворено КМ1, затворено КМ7) док електромотор не оде у тачку К, што одговара моменту (струји) и његова вредност зависи од отпора Ртд.

Кочење опозицијом (КМ1 отворен, КМ2 затворен) док електромотор иде у тачку Л и почиње да успорава веома брзо уз отпор (Р1 + Р2 + Р3 + Ртп).

Нагиб ове карактеристике, а самим тим и вредност, је исти (паралелан) као и почетна карактеристика са отпором (Р1 + Р2 + Р3 + Ртп).

У тачки Н потребан је кратак спој Ртп, електромотор иде у тачку П и убрзава у супротном смеру. Ако Ртп није кратко спојен у тачки Н, онда ће мотор убрзати до тачке Н' и радити том брзином.

Шеме аутоматске контроле за покретање ДПТ

Управљање у функцији времена (сл. 3) Најчешће се као временски релеји у ЕП колима користе електромагнетни временски релеји. Они су подешени да рачунају за унапред подешена временска кашњења дт1, дт2,…. Сваки временски релеј мора да садржи одговарајући контактор напајања.

Пиринач. 3. Шема аутоматског покретања ДПТ-а у функцији времена

Управљање у функцији брзине (најчешће се користи за динамичко кочење и супротно кочење) Овај принцип аутоматизације управљања подразумева употребу релеја који директно или индиректно контролишу брзину електромотора: код ДЦ мотора се мери емф арматуре, за асинхроне. и синхроних електромотора мери се ЕМФ или струјна фреквенција.

Употреба уређаја који директно мере брзину (релеј за контролу брзине (РЦЦ) на сложеном уређају) компликује инсталацијско и управљачко коло.РКС се чешће користи за контролу кочења да би се електромотор искључио из мреже при брзини близу нуле. Чешће се користе индиректне методе.

При константном магнетном флуксу, емф арматуре ДПТ-а је директно пропорционалан брзини. Због тога се намотај релеја напона може повезати директно на терминале арматуре. Међутим, напон терминала арматуре Уи се разликује од Еиа по величини пада напона на намотају арматуре.

У овом случају, могуће су две опције:

• употреба напонских релеја КВ, који се могу подесити на различите напоне активирања (слика 4, а);
• помоћу КМ контактора повезаних преко стартних отпорника (сл. 4, б). Затворни контакти релеја КВ1, КВ2 напона напајања на калемове енергетских контактора КМ2, КМ3.

Пиринач. 4. Напојни кругови за повезивање ДПТ-а помоћу напонских релеја (а) и контактора (б) као ДЦС

Пиринач. 5. Електрично коло (а) и управљачко коло (б) ДПТ са аутоматизацијом покретања зависном од брзине. Испрекидане линије показују коло када се напонски релеји КВ1, КВ2 користе за мерење напона.

Контрола у тренутној функцији. Овај принцип управљања се реализује помоћу релеја подструјне струје, који укључују струјне контакторе када струја достигне вредност И1 (слика 6, б). Најчешће се користи за покретање до повећане брзине уз слабљење магнетног флукса.

Пиринач. 6. Шема повезивања (а) и зависност Ф, Иа = ​​ф (т) (б) при покретању ДЦ мотора у зависности од струје.

Када је ударна струја (Рп2 је кратко спојена) КА релеј је под напоном и напајање се примењује на калем КМ4 преко КА контакта.Када се струја арматуре смањи на обрнуту струју, контактор КМ4 се затвара и магнетни флукс се смањује (Ррег се уводи у коло намотаја поља ЛОБ). У овом случају, струја арматуре почиње да расте (брзина промене струје арматуре је већа од брзине промене магнетног флукса).

Када се Ииа = Иав достигне у тачки т1, релеји КА и КМ4 се активирају и Ррег се манипулише. Процес повећања флукса и смањења Иа ће почети до времена т2 када се свемирска летелица и КМ4 искључе. Са свим овим комутацијама, М> Мс и електромотор ће убрзати. Процес покретања се завршава када се величина магнетног флукса приближи задатој вредности одређеној увођењем отпора Ррег у коло побудног намотаја и када при следећем искључењу КА, КМ4, струја арматуре не достигне Иав ( тачка ти). Овај принцип управљања назива се вибрација.

ДПТ аутоматизација управљања кочницама

У овом случају важе исти принципи као и за аутоматизацију покретања. Сврха ових кола је да искључе електромотор из мреже брзином једнаком или близу нуле. Најлакше се решава динамичким кочењем, користећи принципе времена или брзине (сл. 7).

Пиринач. 7. Електрично коло (а) и управљачко коло (б) динамичко кочење

Приликом покретања притиснемо СБ2 и напон се напаја на калем КМ1, док се: тастером СБ2 (КМ1.2) манипулише, напон се доводи на арматуру мотора (КМ1.1), струјно коло КВ ( КМ1.3 ) отвара.

Приликом заустављања притиснемо СБ1 док је арматура искључена из мреже, КМ1.3 се затвара и КВ релеј се активира (пошто је у тренутку гашења приближно једнак Уц и опада са смањењем брзине). Напон се доводи на калем КМ2 и РТ је повезан са арматуром мотора. Када је угаона брзина близу нуле, арматура КВ релеја нестаје, КМ2 се искључује и РТ се искључује. КВ релеј у овом колу мора имати најмањи могући фактор повратне спреге, јер је само тада могуће постићи кочење на минималну брзину.

Када је мотор обрнут, користи се кочење са контра-прекидањем и задатак контролног кола је да уведе додатни степен отпора када се даје команда уназад и да га заобиђе када је брзина мотора близу нуле. Најчешће се у ове сврхе користи контрола у функцији брзине (сл. 8).

Пиринач. 8. Електрично коло (а), управљачко коло (б) и карактеристике кочења (ц) ДПТ кочења уназад

Размотрите коло без блока за аутоматизацију покретања. Дозволите електромотору да природно ради «напред» (укључујући КМ1, убрзање се не узима у обзир).

Притиском на дугме СБ3 искључује се КМ1 и укључује КМ2. Поларитет напона примењеног на арматуру је обрнут. Контакти КМ1 и КМ3 су отворени, импеданса се уводи у коло арматуре. Појављује се ударна струја и мотор прелази на карактеристику 2, према којој се врши кочење. При брзини близу нуле, релеј КВ1 и контактор КМ3 треба да се укључе. Рпр степеном се манипулише и убрзање почиње у супротном смеру према карактеристици 3.

Карактеристике управљачких кола индукционог мотора (ИМ).

1. Релеји за контролу брзине индукције (РКС) се често користе за контролу кочења (посебно уназад).

2. За ИМ са намотаним ротором користе се КВ напонски релеји који се активирају различитим вредностима ЕМФ ротора (Сл. 9). Ови релеји се укључују преко исправљача да би се искључио утицај фреквенције струје ротора на индуктивни отпор намотаја самог релеја (са променом КСЛ промена и Иав, Уав), смањујући коефицијент поврата и повећавајући поузданост рада.

Пиринач. 9. Шема заустављања обрнутог крвног притиска

Принцип рада: при великој угаоној брзини ротора електромотора, ЕМФ индукована у његовим намотајима је мала, пошто је Е2с = Е2к · с, а клизање с је занемарљиво (3–10%). Напон КВ релеја није довољан да повуче његову арматуру. У обрнутом смеру (КМ1 се отвара, а КМ2 затвара), смер ротације магнетног поља у статору је обрнут. КВ релеј ради, отвара круг напајања контактора КМП и КМТ, а стартни Рп и кочни Рп отпори се уводе у коло ротора. При брзини близу нуле, КВ релеј се искључује, КМТ се затвара, а мотор убрзава у супротном смеру.