Вериги за управление на двигателя като функция на скоростта

При управление на двигателя скоростта се следи като функция от скоростта на ротора на двигателя, за да се повлияе на съответните управляващи елементи в зависимост от промяната му.

Релета за управление на скоростта или малки измервателни електрически генератори могат да се използват в схемите за управление на стартирането на двигателя. Те обаче се използват изключително рядко за тези цели поради сложността на дизайна, високата цена и недостатъчната надеждност. Следователно оборотите на двигателя се контролират чрез непреки методи. При асинхронните и синхронните двигатели честотата на въртене се контролира чрез ЕРС и честотата на тока в ротора, а в двигателите с постоянен ток — чрез ЕРС на котвата.

На фиг. 1, а и б показват схеми за автоматично стартиране на DC двигател с паралелно възбуждане в зависимост от честотата на въртене и в зависимост от ЕМП и напрежението на котвата от времето на стартиране. Контролът на честотата на въртене се осъществява чрез измерване на ЕМП на двигателя, което варира пропорционално на честотата на въртене.

Ориз. 1. Управляващи вериги като функция на скоростта: a и b — верига и диаграма на стартиране на DC двигател с паралелно възбуждане

Тъй като ЕМП е пропорционална на оборотите на двигателя, автоматичното въвеждане на отделни етапи на пусковия реостат се извършва при определена величина на задействащото напрежение на ускорителните контактори KM1, KM2 и KMZ, всеки от които е настроен на определено прибиране стойност. Чрез натискане на стартера бутони SB2 включва контактора на линията KM. Всички съпротивления R1, R2, R3 ще бъдат свързани последователно с намотката на котвата и ще ограничат тока.

При определена скорост n1 напрежението Uy1 на бобината на контактора К1 е

където Ето Това е коефициентът на машината.

Когато Uy1 ще бъде равно на напрежението на изтегляне, контакторът KM1 ще заработи и ще предизвика късо съединение на съпротивлението R1. По -нататъшно увеличаване на скоростта на въртене до завъртането на n2 и n3 ще доведе до увеличаване на напрежението върху бобините на контакторите K2 и късо съединение до стойности

В този случай контакторите K2 и късото съединение ще работят последователно и късо съединение на съпротивленията R2 и R3. След късо съединение на съпротивлението R3, процесът на стартиране ще приключи и двигателят може да работи дълго време.

ЕМП в роторната верига на асинхронния двигател е пропорционална на приплъзването, т.е.E2s = E2s. Тук E2 е ЕРС на неподвижен ротор.

Колкото по -ниско е приплъзването, толкова по -ниска е ЕМП, тоест по -висока е скоростта на ротора на двигателя. За да се контролира стартирането на променливотокови двигатели с намотан ротор, се използват релета, които контролират стойността на ЕМП във веригата на ротора. Съответните устройства (релета, контактори), които съпротивленията при стартиране на късо съединение се настройват към тези напрежения.

За управление на асинхронни двигатели с намотан ротор и синхронни двигатели, честотният метод може да се използва и като функция на скоростта. Този метод се основава на известната зависимост на честотата на тока на ротора f2 от честотата на въртене на статорното поле н0 и ротора н2, т.е.

Тъй като всяка скорост на ротора съответства на определена стойност f2, реле, настроено на тази честота и включено във веригата на ротора на двигателя, ще действа върху веригата на бобината на контактора. Контакторът ще причини късо съединение на етапите на съпротивление при дадена скорост.

Спирането чрез противоположни двигатели се извършва в зависимост от скоростта реле за контрол на скоростта SR. На фиг.2, а, б показват примери за спиране на асинхронни двигатели чрез противопоставяне.

Ориз. 2. Схеми на спиране на асинхронни двигатели чрез опозиция: а — нереверсивни; б — обратими

Нека разгледаме как работят тези схеми.

Натискането на бутона SB2 включва бобината на контактора KM (виж фиг. 2, а), която затваря захранващите контакти и блокира бутона SB2. В същото време контактът на отварящия блок KM в веригата на бобината на спирачния контактор KM1 и релето за управление на скоростта SR ги изключва от мрежата. Когато роторът на двигателя развие определена скорост, SR контактът ще се затвори, но това вече няма да доведе до работа на контактора KM1. Двигателят продължава да работи нормално.

Спирането на двигателя със спирачка с контра-превключване се извършва чрез натискане на бутона SB. В същото време намотката на контактора KM се обезврежда, а основните му контакти изчезват и изключват двигателя от мрежата. Контактът за отваряне на КМ във веригата на спирачния контактор на KM1 ще се затвори. Тъй като в този момент контактът на релето за управление на скоростта SR е затворен, основните контакти на спирачния контактор незабавно се включват и намотката на статора се превключва на обръщане, магнитното поле ще започне да се върти в обратна посока, т.е. въртенето на ротора и двигателят ще се спира чрез контрапревключване. Скоростта на ротора намалява и при определена малка стойност неговите контакти на релето за управление на скоростта на RKS ще се отворят и ще изключат двигателя от мрежата.

В случай на обратно управление с противоположно спиране (фиг. 2, б), двигателят се стартира напред чрез натискане на бутона SB1, който чрез затваряне на веригата на бобината на контактора KM1 гарантира, че двигателят е свързан към мрежата. Роторът на двигателя ще започне да се върти и когато достигне определена скорост, затварящият контакт SR1 на релето за управление на скоростта ще се затвори и отварящият контакт SR2 ще се отвори.

Включването на бобината на контактора KM2 няма да се случи, тъй като контактът за отваряне на контактора KM1 прекъсна веригата му. В това положение двигателят ще продължи да работи, докато не се натисне бутона SB. Когато бутонът SB е натиснат, веригата на намотката KM1 се изключва. Това ще затвори прекъсващия контакт KM1 и веригата на бобината на контактора KM2 ще получи захранване.

Намотката на статора на двигателя ще се включи за обръщане. Тъй като роторът продължава да се върти в същата посока по инерция, възниква опозиционно спиране. Когато скоростта намалее до определена малка стойност, релето за управление на скоростта отваря своя контакт SR1, контакторът KM2 ще се изключи и ще изключи двигателя от мрежата.

За да стартирате двигателя в обратна посока, натиснете бутона SB2. Целият процес ще бъде подобен на описания. Сега ролята на спирачния контактор се играе от контактора KM1, а контактите SR2 на релето за управление на скоростта ще контролират процеса на спиране.

Автоматичното стартиране на синхронен двигател е свързано с добре известни трудности, тъй като в този случай е необходимо не само да се ограничи стартовия ток, но и да се синхронизира машината с мрежата.

Контролната верига за синхронен двигател с ниска мощност е показана на фиг. 3. Ограничението на пусковия ток се осигурява от активни съпротивления, включени в намотката на статора. Преди да стартирате двигателя, включете автоматичните входни превключватели QF и QF1 на мрежите за променлив и постоянен ток, които осигуряват максимална и термична защита. Чрез натискане на бутона за стартиране SB2, бобината на контактора KM се включва, а намотката на статора на синхронния двигател през основните контакти на KM се свързва към мрежата чрез пусковите резистори Rn. Намотката е самозаключваща се и нейният контакт в DC веригата включва заключващото реле KV, чийто затварящ контакт, затваряйки, подготвя намотките на контакторите K1 и K2 за включване.

Честотните релета KF1 и KF2 във веригата за възбуждане на LM ротора работят в зависимост от оборотите на двигателя.При стартиране, когато приплъзването на ротора е най -голямо, прекъсващите контакти на релетата KF1 и KF2 се отварят. Отварянето на бобините става преди релето за блокиране на KV да се включи и намотката K1 няма да получи захранване. Контактите на релето KF1 и KF2 ще се затворят отново, когато оборотите на двигателя достигнат приблизително 60-95% синхронно в съответствие с регулацията на релето.

След затваряне на контактите на релето KF1, бобината на контактора K1 ще се включи, контактите му в главната верига ще предизвикат късо съединение на стартовите резистори Rp и статорът ще се включи към пълно мрежово напрежение. Когато отворените контакти на релето KF2 са затворени, се създава верига за захранване на бобината на контактора K2, независимо от контактора K1, неговият контакт се отваря със скорост приблизително 60% от синхронната скорост.

Контакторът K2 има две намотки: едната основна, дърпаща KM1 и втората намотка KM2, предназначена да освободи ключалката, която е снабдена с контактора. След включване на бобината за прибиране KM1, затварящите контакти K2 се затварят във веригата за възбуждане, а отварящите контакти K2 се отварят, като изключват намотката на ротора от разрядните резистори R1 и R2 и свързват ротора към мрежата с постоянен ток.

Ориз. 3. Схема за управление на синхронния двигател

Контактите на контактора K2 работят в следния ред. N / O контакт K2 се отваря в захранващата верига на захващащата бобина, но блокиращото действие поддържа контактора под напрежение. Затварящите контакти K2 се затварят в захранващата верига на двете намотки и във веригата на намотката KM2, подготвяйки веригата за последващо включване. Намотката K2 ще бъде изключена веднага щом механизмът на заключване се освободи от намотката KM2. Двигателят се изключва от мрежата чрез натискане на бутона SB1. Намотката K1 освобождава своя контакт за отваряне във веригата на намотката KM2, която освобождава ключалката и изключва намотката KM1, след което веригата се връща в първоначалното си положение.