Схеми релейно-контакторного керування електродвигунами

Розглянемо схему керування пуском трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором за допомогою нереверсивного контакту Л (рис.3.3.2). При натисканні кнопки “Пуск” замикається ланцюг живлення обмотки контакту Л, що спрацьовує і своїми силовими контактами Л підключає до мережі обмотку статора двигуна М. Одночасно замикаються контакти 3-5 цього контакту, шунтуючи кнопку “Пуск”, чим забезпечується живлення обмотки контакту Л незалежно від стану цієї кнопки.

Двигун відключається натисканням кнопки “Стоп”. При цьому розмикається ланцюг живлення обмотки контакту Л, що призводить до розмикання всіх його силових контактів Л, що відключають обмотку статора двигуна від мережі, і контактів Л, що шунтують кнопку“Пуск”. При відпусканні кнопки “Стоп” ланцюг обмотки контакту залишається розімкнутий

image002

Рис.3.3.2. Схема керування пуском трифазного асинхронного двигуна

У розглянутій схемі керування застосований захист двигуна від перевантажень за допомогою теплових реле Т1 і Т2. Теплове реле складається з нагрівального елементу, включеного послідовно з силовим контактом Л, біметалічної пластини і розмикаючих контактів, включених послідовно в ланцюг живлення обмотки лінійного контактора Л. Якщо двигун перенавантажений і споживаний ним струм перевищує допустиме значення, то теплота, яка виділяється нагрівальним елементом викликає такий вигин біметалічної пластини, при якій розмикаються контакти реле в ланцюзі живлення обмотки лінійного контакту Л і двигун відключається від мережі.

На рис.3.3.3 показана схема керування трифазним асинхронним двигуном у функції часу. При натисканні на кнопку “Пуск” замикається ланцюг живлення обмотки лінійного контактору Л, що спрацьовує і своїми силовими контактами Л підключає двигун М до джерела змінного струму й обмотку реле динамічного гальмування РДГ до джерела постійного струму. При включенні контакту Л розмикаються його контакти 1-9 у ланцюзі контакту гальмування Г і замикаються контакти 3-5, шунтуючи кнопку “Пуск”. При спрацьовуванні реле РДГ замикаються контакти 9-11 у ланцюзі контакту гальмування Г, але цей контакт не спрацьовує, тому що ланцюг його обмотки залишається розімкнутий контактами 1-9.

Для зупинки двигуна натискають кнопку “Стоп”. При цьому припиняється живлення обмотки контакту Л і двигун відключається від мережі. Одночасно замикаються контакти 1-9 у ланцюзі контакту Г, що спрацьовує і своїми контактами Г підключає обмотку статора двигуна до джерела постійного струму, що і призводить до динамічного гальмування двигуна. Одночасно розмикаються контакти 5-7, що виключає випадкове включення контакту Л. Резистор rт призначений для обмеження постійного струму в обмотці статора. Проте протікання струму в обмотці статора недовготривале, тому що при відключенні контакту Л розмикаються його контакти в ланцюзі живлення обмотки реле РДГ, що веде до розмикання з деякою тимчасовою затримкою контактів РДГ (9-II) у ланцюзі живлення обмотки контакту гальмування Г. У результаті обмотка статора двигуна відключається від мережі постійного струму через якийсь час після відключення двигуна від трифазної мережі. Витримка часу на розмикання контактів реле РДГ встановлюється дослідним шляхом, з врахуванням часу, необхідного на гальмування двигуна.

image004

Рис.3.3.3. Схема нереверсивного управління трифазним асинхронним двигуном з динамічним гальмуванням

Розглянемо схему реверсивного керування трифазним асинхронним двигуном з гальмуванням противключенням у функції швидкості (рис.3.3.4, а). Підключення двигуна до трифазної мережі можливе через дві групи силових контактів: контакти В, при замиканні яких ротор двигуна обертається в одному напрямку (“Вперед”), контакти Н, при включенні яких ротор обертається в іншому напрямку (“Назад”). Схема містить реле швидкості PШ, механічно з’єднане з валом двигуна М. Контакти цього реле РШН і РШВ включені в електричну схему керування двигуном. Реле швидкості PШ працює наступним чином. Постійний магніт 1 (рис.3.3.4,б), вал якого сполучений з валом двигуна М, обертається всередині короткозамкненої обмотки 2 і наводить у її стержнях струми. Взаємодіючи з магнітним полем постійного магніту, ці струми створюють електромагнітний момент, під дією якого короткозамкнена обмотка повертається й упором 6 діє на контакти 5 або 7, викликаючи їх замикання з контактами 4 або 8 (у залежності від напрямку обертання ротора двигуна).

image006

Рис.3.3.4. Схема реверсивного керування трифазним асинхронним двигуном з короткозамкненим ротором з гальмуванням противключенням у функції швидкості (а)

і пристрій реле швидкості( б)

Для включення двигуна на обертання “Вперед” (див.рис.3.3.4, а) натискають подвоєну кнопку Вп. При цьому контакти 3-5 замикають ланцюг котушки контактоpa У й одночасно розмикаються контакти 3-13, що виключає можливість випадкового замикання ланцюга котушки контакту Н, що призвело б до короткого замикання в силовій частині схеми двигуна. При спрацьовуванні лінійного контакту У замикаються контакти 3-5, що шунтують кнопку Вп, і включаються силові контакти У, що приєднують обмотку статора двигуна до мережі. Одночасно розмикаються контакти 15-17, що виключають можливість включення контакту Н, і замикаються контакти В (1-19). Після пуску двигуна М спрацьовує реле швидкості PШ і його середній контакт 11 замикається з крайнім контактом РШВ. Для зупинки двигуна натискають кнопку “Стоп”. При цьому замикаються контакти 1-21, що підключають обмотку реле гальмування РГ, при спрацьовуванні якого розмикаються його контакти 1-3, що відключають котушку контактора В, замикаються контакти 19-21 і 1-11 у ланцюзі контактів реле швидкості PШ (11-15). Обертання ротора двигуна викликає спрацьовування реле швидкості PШ, і контакти 11-15 замикаються. Відключення контактора В викликає замикання контактів 15-17, що веде до спрацьовування лінійного контактора Н. У результаті силові контакти В в ланцюзі статора двигуна М розмикаються, а силові контакти Н замикаються і починається гальмування ротора двигуна противключенням. При зменшенні частоти обертання ротора до значення, рівного 5-10% від номінального, момент на роторі реле зменшується настільки, що замкнута пара контактів 11-15 під дією пружини (див. рис. 3.3.4, 6) розмикається і процес гальмування припиняється, що виключає можливість виникнення реверсу при гальмуванні противключенням. Частоту обертання ротора, при якій відбувається розмикання контактів реле, можна регулювати ступенем стискання пружин регулювальними гвинтами 3 і 9. Одночасно з відключенням контактора Н і зупинкою живлення двигуна М розмикаються контакти 1-19, що відключають реле гальмування РГ, і замикаються контакти 7-9 у ланцюзі живлення обмотки контакту В. Контакти РГ (1-3) замикаються, а контакти РГ (1-11) розмикаються. У результаті схема стає готовою до наступного пуску двигуна.

Якщо після пуску двигуна в напрямку обертання “Вперед” необхідно виконати реверсування, тобто змінити напрямок обертання ротора, то кнопку“Стоп” натискати не потрібно, а потрібно натиснути кнопку Нз (“Назад”). При цьому розмикаються контакти 5-7, що відключають контакт У, і замикаються контакти13-15, що підключають обмотку контакту Н до джерела живлення, розмикаються контакти 7-9 і В (1-19 ) і замикаються контакти Н (1-19 ) і 13-15. Силові контакти В розімкнуться, а силові контакти Н замкнуться. У результаті ротор двигуна змінить напрямок обертання. Контакт 11 реле швидкості PC розімкнеться з контактом РШВ і замкнеться з контактом РШН. Для відключення і гальмування двигуна, як і в попередньому випадку, достатньо натиснути кнопку “Стоп”.

Розглянемо схему нереверсивного керування пуском у функції часу двигуна постійного струму паралельного збудження динамічним гальмуванням (рис.3.3.5). Пуск двигуна М у функції часу здійснюється за допомогою реле прискорення РП1 і РП2. При короткочасному натисканні кнопки “Пуск” замикається ланцюг живлення обмотки контакту Л, при спрацьовуванні якого замикаються контакти 3-5, розмикаються контакти Л у ланцюзі терморезистора rT, замикаються контакти 7-2, що включають реле прискорення РП1, і замикаються силові контакти Л, що підключають до мережі постійного струму двигун М. При цьому починається пуск двигуна, у ланцюг обмотки якоря якого включені елементи пускового резистора r1+r2 (перший рівень пуску). Реле прискорення РП1 із витримкою часу сповільнення замикає своїми контактами 9-7 ланцюг живлення обмотки контакту прискорення П1, при спрацьовуванні якого контакти П1 шунтують елемент пускового резистора r1. У результаті розгон двигуна продовжується з елементом пускового резистора r2 в ланцюзі якоря (другий рівень пуску). Одночасно замикаються контакти 11-7, що підключають обмотку реле прискорення РП2, яка спрацьовує і з заданою витримкою часу своїми контактами 13-7 підключає обмотку контактора прискорення П2 до джерела. Контакт спрацьовує і своїми контактами П2 шунтує елемент пускового резистора r2, двигун буде включеним на повну напругу мережі. На цьому процес пуску закінчується.

image008

Рис.3.3.5. Схема нереверсивного керування пуском двигуна постійного струму у функції

часу з динамічним гальмуванням

Для відключення двигуна необхідно короткочасно натиснути кнопку “Стоп”. При цьому розімкнеться ланцюг живлення обмотки контактора Л, що своїми контактами відключить якір двигуна і ланцюга обмоток всіх прискорюючих реле і контакторів від джерела живлення. Отже, розімкнуться контакти П1 і П2, що шунтують елементи пускового резистора r1+r2, і схема буде підготовлена до наступного пуску двигуна. Одночасно замкнуться контакти Л у ланцюзі резистора rT і двигун перейде в режим динамічного гальмування.

Всі операції, пов’язані з включенням і відключенням різноманітних елементів у розглянутих схемах, виконуються автоматично, тобто без участі людини. Тільки команди “Пуск” і “Стоп” у цих схемах виконуються людиною. Тому вказані схеми керування вважають напівавтоматичними. Проте будь-яка з цих схем, будучи включеною в систему автоматичного керування, стає автоматичною і всі команди на включення, реверс і зупинку двигуна будуть виконуватися керуючим електричним сигналом, що надходить на обмотку реле, контакти якого використовуються замість керуючих кнопок.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики”

Оставьте комментарий к статье