"ttm

рабатывает реле времени КТ1, шунтируя в цепи реле контроля на­пряжения KV4 своим контактом контакт реле обрыва цепи обмот­ки возбуждения КА. Если при этом реле максимального тока КА1 и КА2 находятся в нормальном (невключенном) положении, то сра­батывает реле KV4, подготавливая питание схемы управления че­рез свой замыкающий контакт. Если в процессе работы произой­дет недопустимое снижение напряжения питания или тока возбуж­дения двигателя или ток в якоре превысит допустимый уровень, реле KV4 отключится, схема управления лишится питания и ДПТ будет отключен от сети. Таким образом, реле KV4 выполняет роль ис­полнительного элемента трех защит.

Для обеспечения разбега двигателя до максимальной скорос­ти рукоятку командоконтроллера SA необходимо переместить в крайнее третье положение, что приведет к срабатыванию кон­тактора КМ и подключению якоря М к источнику питания, пос­ле чего он начнет свой разбег с полным сопротивлением пуско­вого резистора в цепи якоря. Реле времени КТ1, потеряв питание вследствие размыкания контакта КМ, начнет отсчет выдержки

времени работы на первой ступени, а реле времени КТ2 и КТЗ, сработав от падения напряжения на резисторах R_д1 и R_д2, разомк­нут свои контакты в цепях контакторов ускорения КМ2 и КМЗ. Одновременно с этим включаются «экономический» контактор КМ6 и контактор управления возбуждением КМ5, в результате чего шунтируется резистор R_в и пуск ДПТ происходит при полном магнитном потоке.

Через определенное время замкнется размыкающий контакт КТ1, контактор КМ1 включится, зашунтирует первую ступень пусково­го резистора R_д1 и одновременно катушку реле времени КТ2. Пос­леднее, отсчитав свою выдержку времени, включит контактор КМ2, который зашунтирует вторую ступень пускового резистора R_д2 и катушку реле КТЗ. Это реле, также отсчитав свою выдержку време­ни, вызовет срабатывание контактора КМЗ и шунтирование после­дней ступени пускового резистора, после чего ДПТ выйдет на свою естественную характеристику.

После шунтирования третьей ступени пускового резистора на­чинается ослабление магнитного потока, которое подготавлива­ется включением реле КVЗ после срабатывания контактора КМЗ. В процессе ослабления тока возбуждения с помощью реле управле­ния КV1 обеспечивается контроль затоком якоря. При бросках тока реле КV1 обеспечивает включение или отключение контактора КМ5, усиливая или ослабляя при этом ток возбуждения так, чтобы ток в якорной цепи не выходил за допустимые пределы. При размыка­нии контакта КМ5 часть тока возбуждения замыкается через диод УВ и разрядный резистор R_р.

Торможение двигателя осуществляется перестановкой рукоятки командоконтроллера 5А в нулевое положение, что приводит к вык­лючению контактора КМ и отключению якоря М от источника пи­тания. Поскольку в процессе пуска двигателя реле динамического торможения КV2 включается, замыкание размыкающего контакта КМ в цепи контактора торможения КМ4 вызовет его включение. Резистор R_дт окажется подключенным к якорю М двигателя, кото­рый перейдет в режим динамического торможения. При малых ско­ростях ДПТ, когда его ЭДС станет ниже напряжения отпускания (удержания) реле КУ2, оно отключится, выключит контактор КМ4, и процесс торможения закончится. Отметим, что динамическое тор­можение происходит при полном магнитном потоке.

Для снижения скорости двигателя рукоятку командоконтролле­ра Б А необходимо перевести в положение 1 или 2. При этом в поло­жении 1 двигатель будет работать по искусственной характеристи­ке, соответствующей наличию в цепи якоря резисторов R_д2и R_д3, а в положении 2 - по характеристике, обусловленной наличием резис- тора R_д2

5. Типовые узлы и схемы управления электроприводов с асинхронными двигателями

Типовые схемы релейно-контакторного управления АД строят­ся по тем же принципам, что и схемы ДПТ.

Типовые схемы управления асинхронным двигателем с коротко- замкнутым ротором. Двигатели этого типа малой и средней мощ­ности обычно запускаются прямым подключением к сети без огра­ничения пусковых токов. В этих случаях они управляются с помо­щью магнитных пускателей, которые одновременно обеспечивают и некоторые виды их защиты.

Схема управления асинхронным двигателем с использованием маг­нитного пускателя (рис. 10.31) включает в себя магнитный пуска­тель, состоящий из контактора КМ и двух встроенных в него теп­ловых реле защиты КК. Такая схема обеспечивает прямой (без ог­раничения тока и момента) пуск АД, отключение его от сети, а так­же защиту от коротких замыканий (предохранители РА) и перегруз­ки (тепловые реле КК).

Для пуска двигателя замыкается выключатель OР и нажимается кнопка пуска SВ7. При этом получает питание катушка контакто­ра КМ, который, включившись, своими главными силовыми кон­тактами в цепи статора подключает двигатель к источнику пита­ния, а вспомогательным контактом шунтирует кнопку SВ1. Проис­ходит разбег асинхронного двигателя по его естественной характе­ристике. При нажатии кнопки остановки SВ2 контактор КМ теря­ет питание и отключает АД от сети. Начинается процесс торможе­ния асинхронного двигателя выбегом под действием момента на­грузки на его валу.

Реверсивная схема управления асинхронным двигателем. Основ­ным элементом этой схемы является реверсивный магнитный пуска­тель, который включает в себя два линейных контактора КМ1 и КМ2 и два тепловых реле защиты КК (рис. 10.32). Такая схема обеспечи­вает прямой пуск и реверс асинх­ронного двигателя, а также тормо­жение АД противовключением при ручном (неавтоматическом) управ­лении.

В этой схеме предусмотрена так­же защита от перегрузок АД (реле КК) и коротких замыканий в цепях статора (автоматический выключа­

тель и управления (предохранители РА). Кроме того, в ней обес­печивается и нулевая защита от исчезновения (снижения) напряже­ния сети (контакторы КМ1 и КМ2).

Рис. 10.32

Пуск двигателя в условных направлениях «Вперед» или «На­зад» осуществляется нажатием соответственно кнопок, что приводит к срабатыванию контакторов КМ1 или КМ2 и подключению АД к сети (при включенном автоматическом вы­ключателе).

Для обеспечения реверса или торможения двигателя сначала нажимается кнопка, что приводит к отключению включенного до тех пор контактора (например, КМ1), а затем - кнопка, что приводит к включению контактора КМ2 и подаче на АД напряже­ния питания с другим чередованием фаз. После этого магнитное поле двигателя изменяет свое направление вращения и начинается процесс реверса, состоящий из двух этапов - торможения противо- включением и разбега в противоположную сторону.

В случае необходимости только затормозить двигатель при дос­тижении им нулевой скорости следует вновь нажать кнопку, что приведет к отключению его от сети и возвращению схемы в ис­ходное положение. Если же кнопку не нажимать, последует разбег АД в другую сторону, т.е. его реверс.

Во избежание короткого замыкания в цепи статора, которое может возникнуть в результате одновременного ошибочного на­жатия кнопок, в реверсивных магнитных пускателях иногда предусматривается специальная механическая блокиров­ка. Она представляет собой рычажную систему, которая предотв­ращает одновременное включение двух контакторов. В дополне­ние к механической в такой схеме используется типовая электри­ческая блокировка, применяемая в реверсивных схемах упра­

вления, которая заключается в перекрестном включении размы­кающих контактов аппарата КМ1 в цепь катушки аппарата КМ2 и наоборот.

Отметим, что повышению надежности работы ЭП и удобства его в эксплуатации способствует использование в схеме управле­ния воздушного автоматического выключателя ОР, который исклю­чает возможность работы привода при обрыве одной фазы и при однофазном коротком замыкании, как это может иметь место при использовании предохранителей.

Схема управления двухскоростным асинхронным двигателем (рис. 10.33) обеспечивает получение двух его скоростей соеди­нением секций (полуобмоток) обмотки статора в треугольник или двойную звезду и реверсирование. Защита ЭП в этом слу­чае осуществляется тепловыми реле КК1 и КК2 и предохрани­телями Л4.

Рис. 10.33

Для обеспечения пуска АД и вращения его с малой скорос­тью необходимо нажать кнопку SB4, после чего сработают кон­тактор КМ2 и блокировочное реле KV. При этом статор двига­теля включится по схеме треугольника, а реле KV замкнув свои контакты в цепях катушек аппаратов КМЗ и КМ4, подготовит подключение его к источнику питания. Нажатие кнопок SB1 или SB2 определит соответственно направление пуска вперед или назад.

Разгон двигателя до высокой скорости осуществляется при на­жатии кнопки SB5, которая отключит контактор КМ2 и включит контактор КМ1, т.е. обеспечит переключение секций обмоток ста­тора со схемы треугольника на схему двойной звезды.

Остановка АД производится нажатием кнопки SВЗ, которая от­ключит все контакторы и сам двигатель от сети.

Применение в данной схеме двухцепных кнопок управления не допускает одновременного включения контакторов КМ1 и КМ2, КМЗ и КМ4. Этой же цели служит перекрестное включение размы­кающих блок-контактов контакторов КМ1 и КМ2, КМЗ и КМ4 в цепи их катушек.

Типовая схема управления асинхронным двигателем, обеспечива­ющая его прямой пуск и динамическое торможение в функции време­ни (рис. 10.34). Пуск двигателя в этом случае осуществляется нажа­тием кнопки 5В7, после чего срабатывает линейный контактор КМ, подключающий двигатель к источнику питания. Одновременное замыкание контакта КМ в цепи реле времени КТ вызовет срабаты­вание последнего и замыкание его контакта в цепи контактора тор­можения КМ1, который тем не менее не сработает, так как в этой цепи разомкнулся размыкающий контакт КМ.

Для остановки АД необходимо нажать кнопку БВЗ. Тогда кон­тактор КМ отключится и, разомкнув свои контакты в цепи стато­ра, отключит двигатель от сети переменного тока. Одновременно с этим замкнется контакт КМ в цепи аппарата КМ1 и разомкнется контакт КМ в цепи реле КТ, что приведет к включению контактора торможения КМ1, подаче в обмотки статора постоянного тока от выпрямителя V через резистор R_т и переводу двигателя в режим ди­намического торможения.

Реле времени КТ, потеряв питание, начнет отсчет выдержки вре­мени. Через некоторый интервал времени, соответствующий вре­мени останова двигателя, реле КТ разомкнет свой контакт в цепи контактора КМ1, тот отключится и прекратит подачу постоянного тока в цепь статора. Схема вернется в исходное положение.

Интенсивность динамического торможения регулируется резис­тором R_т, с помощью которого устанавливается необходимый по­стоянный ток в статоре двигателя.

Для исключения возможности одновременного подключения ста­тора к источникам переменного и постоянного токов в данной схе­ме используется типовая блокировка с помощью размыкающих кон­тактов КМ и КМ1, включенных перекрестно в цепи катушек этих аппаратов.

Типовые схемы управления асинхронным двигателем с фазным ротором, которые рассчитываются в основном на среднюю и боль­шую мощности, должны предусматривать ограничение токов при пуске, реверсе и торможении с помощью добавочных резисторов в цепи ротора. В некоторых случаях резисторы в цепь ротора вклю­чаются с целью увеличения пускового момента двигателя.

Схема пуска асинхронного двигателя в одну ступень в функции вре­мени и торможения противовключением в функции ЭДС (рис. 10.35) работает следующим образом. После подачи напряжения происхо­дит включение реле времени КТ, которое своим размыкающим кон­тактом разрывает цепь питания контактора КМЗ, предотвращая тем самым его включение и преждевременное закорачивание пусковых резисторов в цепи ротора.

При нажатии кнопки SВ1 включается контактор КМ1, статор под­соединяется к сети, электромагнитный тормоз УВ растормаживает-

А В С

ся и начинается разбег двигателя. Включение контактора КМ1 одно­временно приводит к срабатыванию контактора КМ4, который сво­ими контактами шунтирует ненужный при пуске резистор противо- включения R_д2, а также разрывает цепь катушки реле времени КТ, Последнее, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени, пос­ле чего замыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМЗ, ко­торый, срабатывая, шунтирует пусковой резистор R_д1 в цепи ротора, и АД выходит на свою естественную характеристику.

Управление торможением в схеме обеспечивает реле торможе­ния KV, контролирующее уровень ЭДС (скорости) ротора. С помо­щью резистора R_p оно регулируется таким образом, чтобы при пус­ке наводимая в роторе ЭДС была бы недостаточна для включения, а в режиме противовключения достаточна.

Для осуществления торможения двигателя необходимо нажать сдвоенную кнопку SB2, размыкающий контакт которой, разорвав цепь питания катушки контактора КМ1, отключит АД от сети, при этом разорвется цепь питания контактора КМ4 и замкнется цепь питания реле КТ, т.е. контакторы КМЗ и КМ4 отключаются, а в цепь ротора АД вводятся сопротивления R_r1 и R_д1

Нажатие кнопки SB2 одновременно приводит к замыканию цепи питания катушки контактора КМ2, который, включившись, вновь подключает двигатель к сети, но уже с другим чередованием фаз сетевого напряжения на статоре, т.е. АД переходит в режим тормо-. жения противовключением. При этом реле KVсрабатывает и после отпускания кнопки SB2 будет обеспечивать питание контактора КМ2 через свой и его замыкающие контакты.

В конце торможения, когда скорость будет близка к нулю и ЭДС ротора уменьшится, реле KV отключится и своим размыкающим контактом разорвет цепь питания катушки контактора КМ2. Пос­ледний, потеряв питание, отключит двигатель от сети, и схема при­дет в исходное положение. При этом тормоз YB, также потеряв пи­тание, обеспечит фиксацию (торможение) вала АД.

Схема пуска асинхронного двигателя в одну ступень в функции тока и динамического торможения в функции скорости (рис. 10.36) включает в себя контакторы КМ1, КМ2 и КМЗ, реле тока КА, реле контроля скорости SR, промежуточное реле KV, понижающий трансформатор для динамического торможения Г, выпрямитель VD. Максимальная токовая защита осуществляется предохрани­телями FA1 и FA2, а защита от перегрузки - тепловыми реле КК1 и КК2.

Схема работает следующим образом. После подачи с помощью автоматического выключателя QF напряжения для пуска двигате­ля нажимается кнопка SB1, т. е. включается контактор КМ1, сило­выми контактами которого статор двигателя подключается к сети.

Рис. 10.36

Бросок тока в цепи ротора вызывает включение реле тока КА и раз­мыкание цепи контактора ускорения КМ2, т.е. разбег двигателя начнется с пусковым резистором 7?^ в цепи ротора.

Включение контактора КМ1 приводит также к шунтированию кнопки БВ1, размыканию цепи катушки контактора торможения КМЗ и включению промежуточного реле напряжения КУ, что тем не менее не вызывает включения контактора КМ2, так как до этого в этой цепи разомкнулся контакт реле КА.

По мере увеличения скорости двигателя уменьшаются ЭДС и ток в роторе. При значении тока в роторе, равном току отпускания реле КА, оно отключится и своим размыкающим контактом замк­нет цепь питания контактора КМ2, который, включившись, зашунтирует пусковой резистор R_2д, после чего АД выйдет на свою есте­ственную характеристику.

Вращение двигателя вызовет замыкание контакта реле скорости в цепи контактора КМЗ, однако он не сработает, так как до это­го в его цепи разомкнулся контакт контактора КМ1.

Для перевода двигателя в тормозной режим необходимо нажать кнопку SВ2. При этом контактор КМ1 потеряет питание и отклю­чит АД от сети переменного тока. После замыкания контактов кон­тактора КМ1 включается контактор торможения КМЗ, который, замыкая цепь питания обмотки статора от выпрямителя КО, под­ключенного к трансформатору Т, осуществляет перевод АД в ре­жим динамического торможения. Одновременно потеряют питание аппараты КУ и КМ2, что обеспечит ввод в цепь ротора резистора R_2д, и двигатель начнет тормозиться.

При скорости двигателя близкой к нулю реле контроля скорос­ти разомкнет свой контакт в цепи катушки контактора КМЗ, который отключится и прекратит торможение. Схема вернется в исходное положение и будет готова к последующей работе.

Принцип действия схемы не изменится, если катушку реле тока КА включить в фазу статора, а не ротора.

Панель типа ПДУ6220 (рис. 10.37) входит в состав нормализо­ванной серии панелей управления АД с фазным и короткозамкну­тым ротором и обеспечивает их пуск в две ступени и динамическое торможение в функции времени.

При подаче на схему напряжения постоянного тока 220 В и на­пряжения переменного тока 380 В рубильниками Ql, Q2 и автома­том QF включается реле времени КТ1, подготавливая двигатель к пуску с полным пусковым резистором в цепи ротора. Одновремен­но, если рукоятка командоконтроллера находится в нулевой (сред­ней) позиции и максимально-токовые реле FAL..FA3 не включены, срабатывает реле защиты KV от понижения питающего напряже­ния, подготавливая схему к работе.

Пуск двигателя осуществляется по одной из искусственных или естественной характеристике, для чего рукоятка SA соответствен­но устанавливается в положения 7, 2 или 3. При этом включаются линейный контактор КМ1, подключающий АД к сети, контактор управления тормозом КМ5, подключающий к сети катушку SА элек­тромагнитного тормоза, который при этом растормаживает двига­тель, и реле времени КТЗ, управляющее процессом динамического торможения. При переводе рукоятки 8А в положение 2 или 3 вклю­чаются также контакторы ускорения КМЗ и КМ4 и двигатель начи­нает разгоняться.

Торможение двигателя происходит при переводе рукоятки 5А в нулевое (среднее) положение. При этом отключаются контакторы КМ2 и КМ5 и включается контактор динамического торможения КМ4, который подключает АД к источнику постоянного тока. В результате происходит процесс комбинированного (механическо­го и динамического) торможения двигателя, который заканчивает­ся после отсчета реле КТЗ выдержки времени, соответствующей вре­мени торможения.