Вериги за управление на двигателя като функция на времето

Този тип управление се използва, когато цялото превключване в електрическата верига на електродвигателя се извършва в определени моменти от времето, например при автоматизиране на процеса на стартиране на електродвигатели без наблюдение на скоростта или тока. Продължителността на интервалите се определя и може да се регулира от настройките на релето за време.

Контрол на времето получи най-голямо разпространение в индустрията поради простотата и надеждността на масовото производство електромагнитни и електронни релета за време.

И така, от фиг. 1, a и b, може да се види, че чрез затваряне на контакта K на линейния контактор, цялото съпротивление на реостата се включва във веригата на котвата, равно на R1 + R2 + R3, и включването на пусковото съпротивление участъци могат да възникнат на определени интервали от време t1, t2 и t3 при определени обороти на двигателя n1, n2, n3 и когато пусковият ток спадне до зададената стойност I2. Времевите интервали са избрани така, че при всяко следващо късо съединение на съпротивлението токът на двигателя да не надвишава допустимия I1.

Когато двигателят ускорява от n = 0 до n1, токът намалява до I2 в резултат на увеличаване на задната електромоторна сила. След интервал от време t1, контакт K1 се затваря, маневрирайки съпротивлението R1, което води до намаляване на съпротивлението на реостата към R2 + R3, ново увеличаване на тока до I1 и т.н. В края на старта двигателят ускорява до номиналната скорост, стартовият реостат е напълно отстранен.

Ориз. 1. Вериги за управление на двигателя като функция на времето: а — стартиращ реостат на двигател с постоянен ток, б — начална диаграма

Помислете за някои вериги за управление на двигателя като функция на времето.

При управление на асинхронен двигател с навит ротор в зависимост от времето (фиг. 2), забавянето във времето, необходимо за късо съединение на отделни стъпки на пусковия реостат, се осигурява от махалови релета за време, чийто брой е равен на броя на стъпки. Схемата работи по следния начин.

Ориз. 2. Контролна верига като функция от времето на асинхронен двигател с навит ротор

Когато кликнете върху бутон SB1 получава захранване към бобината на контактора на линията KM, който свързва статора на двигателя към мрежата. В същото време изходният реостат е напълно въведен. Заедно с контактора се включва релето за време KT1, което след определен интервал от време затваря контакта във веригата на бобината на контактора KM1.

Контакторът работи и затваря първата секция на реостата за стартиране на ротора. В същото време се включва релето за време KT2, което затваря контактите си с забавяне и включва намотката KM2 и релето за време KTZ. Контактите на контактора KM2 късо съединение втората степен KM2 на пусковия реостат. Освен това, с забавяне на времето, контактът на релето KTZ се задейства, като се включва намотката KMZ, която прави късо съединение на последния етап на реостата за стартиране на KMZ, и двигателят продължава да работи в бъдеще, както при ротор с катерица .

Двигателят се спира чрез натискане на бутона SB, а в случай на претоварване, двигателят се изключва чрез освобождаването на прекъсвача на QF. Това изключва линейния контактор, неговия спомагателен контакт KM и всички контактори за ускорение и времеви релета без забавяне на времето. Веригата е готова за следващия цикъл.

За стартиране на празен ход на асинхронен двигател с повишена мощност с превключване на намотката на статора от звезда към триъгълник, можете да използвате схемата на фиг. 3. Превключването в тази верига се извършва автоматично като функция на времето.Чрез натискане на бутона SB2 намотката на статора се включва към мрежата от контактора KM. В същото време релето за време KT и бобината KY са свързани към мрежата, която свързва намотката на статора със звезда, използвайки три контакта в силовата верига.

Ориз. 3. Контролна верига като функция на времето на асинхронен двигател чрез превключване от Y на Δ

Двигателят стартира и ускорява при намалено напрежение. След предварително определен интервал от време, KT релето изключва KY контактора и включва бобината на KΔ контактора, свързваща намотката на статора с делта. Тъй като във веригата на намотката K∆ има спомагателен контакт KY, включването на контактора K∆ не може да се случи, преди контакторът KMY да се изключи.

Поетапното стартиране на многоскоростни асинхронни двигатели е по-икономично и се извършва като функция на времето. Нека разгледаме пример за поетапно стартиране на двускоростен двигател с една намотка (фиг. 4). Намотката на статора преминава от триъгълник към двойна звезда с двойна скорост.

Ориз. 4. Контролна верига като функция от времето на стъпковото стартиране на асинхронния двигател

Двигателят се включва от контактора KM към първия етап на скорост, а от контакторите KM2 и KM1 към втория. За да включите двигателя до първата скорост, натискането на бутона SB2 включва намотката на контактора KM и неговите силови контакти KM в главната верига. Намотката на статора, свързана с делта, е включена в мрежата. Намотката на релето за време KT е захранена, а затварящият й контакт (във веригата на намотката KM) е затворен.

Поетапно стартиране на двигателя при втората скорост на въртене се извършва с помощта на междинно реле K, чиято верига се затваря от бутона за стартиране SB3. K затварящите контакти заобикалят двата бутона за стартиране, а K отварящият контакт изключва релето за време KT. Затварящият контакт KT във веригата на бобината KM се изключва с забавяне при връщане, поради което намотката KM в първия период на стартиране се оказва затворена и двигателят се включва при първата скорост.

Контактът на блока KM в веригата на намотката KM2 и KM1 се отваря. Тези бобини също са изключени от отворения контакт KT, който се забавя при връщане. След определен период от време затварящият контакт KT ще изключи намотката KM, а контактът му за отваряне ще включи бобините на контакторите на втората скорост на въртене KM1 и KM2. Основните им контакти в захранващата верига ще превключат намотката на статора към двойна звезда и ще я свържат към мрежата.

Следователно двигателят първо ускорява до първата скорост и след това автоматично превключва на втората скорост. Обърнете внимание, че предварителното свързване на намотката на статора към двойна звезда и последващото му включване в мрежата се извършва първо чрез включване на два затварящи контакта за захранване KM2, а след това три затварящи главни контакта KM1. Такава последователност на превключване се постига чрез факта, че бобината KM1 се включва към напрежение чрез контакта на затварящия блок KM2. Двигателят се спира чрез натискане на бутона «Стоп», обозначен на диаграмата с буквата SB1.

На фиг. 5 показва диаграма на автоматичното стартиране на DC двигател с паралелно възбуждане като функция на времето. Чрез затваряне на прекъсвача QF двигателят се подготвя за стартиране. Токът протича през веригата, състояща се от намотката на релето за време KT1, котвата на двигателя M и два етапа на стартовия реостат R1 + R2.

Ориз. 5. Контролна верига като функция от времето на постоянен двигател с постоянен ток с възбуждане

Поради високото съпротивление на бобината на релето KT1, токът в тази верига е много малък и няма ефект върху двигателя, но самото реле се задейства и отвореният му контакт във веригата на контактора KM1 се отваря. Във намотката на второто реле за време KT2, свързано паралелно със съпротивлението R1, се разклонява толкова малък ток, че не може да се включи. Намотката на LM полето на двигателя също се включва.

Двигателят се стартира чрез натискане на бутона SB2.В същото време контакторът KM и неговият контакт във веригата на котвата на двигателя се включват. Големият стартов ток е ограничен от два етапа на реостата R1 и R2. Част от този ток се разклонява в бобината на релето KT2 и при задействане той отваря своя KT2 контакт във веригата на контактора KM2. Едновременно със затварянето на котвата верига М, работният контакт на контактора КМ късо намотката на релето KT1.

След определен интервал от време, когато релето се върне, KT1 ще затвори своя KT1 контакт във веригата на контактора KM1. Този контактор с работния си контакт KM1 ще причини късо съединение на първия етап R1 на стартовия реостат и намотката на релето за време KT2. При забавяне при връщане, работните му контакти KT2 ще включат контактора KM2, който със своите работни контакти KM2 ще причини късо съединение на втория етап R2 на пусковия реостат. Това завършва стартирането на двигателя.

Когато бутонът SB1 е натиснат, контакторът KM ще се изключи и ще изключи основния си контакт във веригата на котвата. Арматурата остава под напрежение, но се оказва, че е свързана последователно с релейната намотка KT1, поради което през нея преминава малък ток. Реле KT1 ще работи, ще отвори контакта си във веригата на контактори KM1 и KM2, те ще се изключат и ще отворят контактите си, съпротивления на късо съединение R1 и R2. Двигателят ще спре, но полевата му намотка остава свързана към електрическата мрежа и по този начин двигателят е подготвен за следващия старт. Пълното изключване на двигателя се извършва чрез изключване на автоматичния превключвател за вход BB.

Динамичното спиране на двигателите също се извършва като функция на времето. За динамично спиране, например, асинхронен двигател, намотката на статора е изключена от мрежата за променлив ток и съгласно една от схемите, показани в таблица 1, е свързана към източник на постоянен ток. В горското и дървообработващата промишленост постоянен ток се получава от специални полупроводникови токоизправители. В този случай няма нужда от специален източник на постоянен ток.

Когато намотката на статора е включена съгласно една от схемите (виж Таблица 1), в намотката към токоизправителя се създава неподвижно в пространството магнитно поле. В неподвижно поле роторът на двигателя продължава да се върти по инерция. В този случай в ротора на двигателя ще се създаде променлив ЕМП и ток, който ще възбуди променливо магнитно поле. Променливото магнитно поле на ротора при взаимодействие с неподвижното поле на статора създава спирачен момент. В този случай съхранената кинетична енергия от ротора и задвижването се превръща в електрическа енергия в роторните вериги, а последната в топлина.

Топлинната енергия се разсейва от веригата на ротора към околната среда. Топлината, генерирана в ротора, ще загрее двигателя. Количеството отделена топлина зависи от тока в намотката на статора, когато той се захранва с постоянен ток. В зависимост от приетата схема за включване на намотката на статора, когато тя се захранва с постоянен ток, съотношението ток към фазов ток на статора ще бъде различно. Съотношенията на тези токове за различни схеми на превключване са показани в таблица. 1

Динамичната спирачна верига на асинхронен двигател е показана на фиг. 6.

Ориз. 6. Схема на динамично спиране на асинхронен двигател

Чрез натискане на бутона за стартиране SB1 контакторът на линията KM включва двигателя в мрежата за променлив ток, неговият контакт за затварящ блок превключва бобината KM на самозахранване. Контактът за отваряне на KM изключва захранващата верига на спирачния контактор KM1 и релето за време KT. При натискане на бутона SB контакторът на линията KM се изключва и веригата на бобината на контактора KM1 ще получи захранване.

Контакторът KM1 включва своите контакти KM1 във веригата на трансформатора Т и токоизправителя V, в резултат на което намотката на статора ще бъде захранвана с постоянен ток. За да се предотврати произволно самостоятелно превключване на линейния контактор, контактът за отваряне на блока KM1 е свързан последователно с неговата бобина KM.Едновременно със спирачния контактор се включва релето за време KT, което е конфигурирано така, че неговият отворен контакт KT ще изключи намотката KM1 и релето за време след определен интервал от време. Настройката на релето за време KT е избрана така, че времето за задействане на релето tkt е равно на сумата от времето за забавяне на двигателя tT и правилното време за изключване на контактора KM1.