Principer för automatisk start och stoppkontroll av elmotorer

Artikeln behandlar relä-kontaktorscheman för automatisering av start, reversering och stopp av induktionsmotorer med en fasrotor och DC-motorer.

Tänk på scheman för att slå på startmotstånden och kontakterna för kontaktorerna KM3, KM4, KM5 som styr dem, när du startar lindad rotorinduktionsmotor (AD med f. R.) And Oberoende exciterad DC-motor DPT NV (fig. 1). Dessa scheman tillhandahåller dynamisk bromsning (fig. 1, a) och motsatt bromsning (fig. 1, b).

Vid start av en DPT NV- eller IM-reostat med en fasrotor, sker omväxlande stängning (kortslutning) av stegen i startreostaten R1, R2, R3 automatiskt med kontakterna på kontaktorerna KM3, KM4, KM5, som kan styrs av tre sätt:

• genom att räkna tidsintervall dt1, dt2, dt3 (fig. 2), för vilka tidsreläer används (tidshantering);

• genom att övervaka elmotorns hastighet eller EMF (hastighets kontroll).Spänningsreläer eller kontaktorer direkt anslutna via reostater används som EMF-sensorer;

• användningen av strömsensorer (strömreläer justerbara för en returström lika med Imin) som ger en kommandopuls när ankarets (rotor) ström minskar under startprocessen till värdet av Imin (styrning av strömprincipen).

Tänk på de mekaniska egenskaperna hos en DC-motor (DCM) (Fig. 1) (för en induktionsmotor (IM), det är samma sak om du använder den mekaniska egenskapens driftssektion) under start och stopp, såväl som kurvorna hastighet, vridmoment (ström) kontra tid.

Ris. 1. Schema för att slå på startmotstånden för en induktionsmotor med en fasrotor (a) och en likströmsmotor med oberoende magnetisering (b)

Ris. 2. Start- och stoppegenskaper (a) och DPT-beroenden (b)

Start av elmotorn (kontakterna KM1 är slutna (Fig. 1)).

När spänning appliceras är strömmen (vridmomentet) i motorn lika med I1 (M1) (punkt A) och motorn accelererar med startmotstånd (R1 + R2 + R3).

När accelerationen fortskrider minskar strömmen och vid ström I2 (punkt B) kortsluts R1, strömmen ökar till värdet I1 (punkt C) och så vidare.

Vid punkt F, vid ström I2, kortsluts det sista steget i startreostaten och elmotorn når sin naturliga karaktäristik (punkt G). Acceleration sker till (punkt H) vilket motsvarar ström Ic (belastningsberoende). Om R1 inte är kortsluten vid punkt B, kommer motorn att accelerera till punkt B' och ha konstant hastighet.

Dynamisk bromsning (öppen KM1, stängd KM7) tills elmotorn går till punkt K, vilket motsvarar momentet (strömmen) och dess värde beror på motståndet Rtd.

Bromsning av motstånd (KM1 öppen, KM2 stäng) medan elmotorn går till punkt L och börjar bromsa mycket snabbt med motstånd (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Lutningen för denna egenskap, och därmed värdet, är densamma (parallell) som den initiala karakteristiken med motståndet (R1 + R2 + R3 + Rtp).

Vid punkt N krävs en kortslutning Rtp, elmotorn går till punkt P och accelererar i motsatt riktning. Om Rtp inte kortsluts vid punkt N, kommer motorn att accelerera till punkt N' och köra med den hastigheten.

Automatiska styrscheman för att starta DPT

Styrning som funktion av tid (Fig. 3) Oftast används elektromagnetiska tidsreläer som tidsreläer i EP-kretsar. De är inställda för att ta hänsyn till de förinställda tidsfördröjningarna dt1, dt2,…. Varje tidrelä måste ha en motsvarande effektkontaktor.

Ris. 3. Schematisk beskrivning av automatisk start av DPT som funktion av tid

Styrning som funktion av hastighet (används oftast för dynamisk bromsning och motsatt bromsning) Denna princip för styrautomatisering innebär användning av reläer som direkt eller indirekt styr elmotorns hastighet: för likströmsmotorer mäts ankarets emk, för asynkron och synkrona elmotorer mäts EMF eller strömfrekvensen.

Användningen av enheter som direkt mäter hastighet (hastighetskontrollrelä (RCC) på en komplex enhet) komplicerar installationen och styrkretsen.RKS används oftare för bromsstyrning för att koppla bort elmotorn från nätet med en hastighet nära noll. Indirekta metoder används oftare.

Vid konstant magnetiskt flöde är ankarets emk hos DPT direkt proportionell mot hastigheten. Därför kan spänningsreläspolen anslutas direkt till ankarklämmorna. Emellertid skiljer sig ankarterminalspänningen Uy från Eya i storleken på spänningsfallet över ankarlindningen.

I det här fallet är två alternativ möjliga:

• användningen av spänningsreläer KV, som kan justeras till olika aktiveringsspänningar (fig. 4, a);
• med hjälp av KM-kontaktorer anslutna via startmotstånd (fig. 4, b). Slutkontakterna för KV1, KV2-reläet matar spänning till spolarna på effektkontaktorerna KM2, KM3.

Ris. 4. Matningskretsar för anslutning av DPT med spänningsreläer (a) och kontaktorer (b) som DCS

Ris. 5. Elektrisk krets (a) och styrkrets (b) DPT med hastighetsberoende startautomatik. Streckade linjer visar kretsen när spänningsreläer KV1, KV2 används för att mäta spänningen.

Styrning i aktuell funktion. Denna styrprincip implementeras med hjälp av underströmsreläer, som slår på effektkontaktorerna när strömmen når värdet I1 (fig. 6, b). Den används oftast för att starta upp till ökad hastighet med en försvagning av det magnetiska flödet.

Ris. 6. Anslutningsschema (a) och beroende av Ф, Ia = f (t) (b) vid start av en DC-motor beroende på strömmen

När startströmmen (Rp2 är kortsluten) aktiveras KA-reläet och ström tillförs spolen KM4 genom KA-kontakten.När ankarströmmen minskar till omvänd ström stänger kontaktorn KM4 och det magnetiska flödet minskar (Rreg införs i LOB-fältlindningskretsen). I det här fallet börjar ankarströmmen att öka (förändringshastigheten för ankarströmmen är högre än förändringshastigheten för det magnetiska flödet).

När Iya = Iav nås vid punkt t1, aktiveras reläerna KA och KM4 och Rreg manipuleras. Processen att öka flödet och minska Ia kommer att börja vid tidpunkten t2 när rymdfarkosten och KM4 stängs av. Med alla dessa kommutationer kommer M> Ms och elmotorn att accelerera. Startprocessen slutar när magnituden på det magnetiska flödet närmar sig det inställda värdet som bestäms av införandet av resistansen Rreg i kretsen av excitationsspolen och när, vid nästa frånkoppling av KA, KM4, ankarströmmen inte når Iav ( punkt ti). Denna styrprincip kallas vibration.

DPT bromsstyrningsautomation

I detta fall gäller samma principer som för startautomatisering. Syftet med dessa kretsar är att koppla bort elmotorn från nätverket med en hastighet lika med eller nära noll. Det löses enklast med dynamisk bromsning, med hjälp av principerna om tid eller hastighet (Fig. 7).

Ris. 7. Elektrisk krets (a) och styrkrets (b) dynamisk bromsning

Vid start trycker vi på SB2 och spänningen tillförs spolen KM1, medan: knappen SB2 (KM1.2) manipuleras, spänningen appliceras på motorns ankare (KM1.1), matningskretsen KV ( KM1.3 ) öppnas.

Vid stopp trycker vi på SB1 medan ankaret är bortkopplat från nätverket, KM1.3 stänger och KV-reläet aktiveras (eftersom det vid avstängningsögonblicket är ungefär lika med Uc och minskar med en minskning av hastigheten). Spänning tillförs spolen KM2 och RT ansluts till motorns ankare. När vinkelhastigheten är nära noll försvinner KV-reläets ankare, KM2 strömlös och RT stängs av. KV-reläet i denna krets måste ha lägsta möjliga återkopplingsfaktor, för först då är det möjligt att uppnå bromsning till lägsta hastighet.

När motorn reverseras används motströmsbromsning och styrkretsens uppgift är att införa ytterligare ett motståndssteg när reverskommandot ges och förbigå det när motorvarvtalet är nära noll. Oftast, för dessa ändamål, används styrning som en funktion av hastighet (fig. 8).

Ris. 8. Elektrisk krets (a), styrkrets (b) och bromsegenskaper (c) för back DPT-bromsning

Tänk på en krets utan ett startautomationsblock. Låt elmotorn gå «framåt» naturligt (inklusive KM1, acceleration beaktas inte).

Genom att trycka på SB3-knappen stänger du av KM1 och slår på KM2. Polariteten för spänningen som appliceras på ankaret är omvänd. Kontakterna KM1 och KM3 är öppna, impedans införs i ankarkretsen. En startström uppträder och motorn går till karakteristik 2, enligt vilken bromsning sker. Vid en hastighet nära noll ska relä KV1 och kontaktor KM3 slås på. Rpr-steget manipuleras och accelerationen startar i motsatt riktning enligt karakteristik 3.

Egenskaper för induktionsmotorstyrkretsar (IM).

1. Induction Speed ​​​​Control (RKS) reläer används ofta för att styra bromsning (särskilt back).

2. För IM med en lindad rotor används KV-spänningsreläer, som utlöses av olika värden på rotorns EMF (Fig. 9). Dessa reläer slås på genom en likriktare för att utesluta påverkan av rotorströmmens frekvens på det induktiva motståndet hos själva reläets spolar (med en förändring i XL-ändringar och Iav, Uav), vilket minskar returkoefficienten och ökar driftsäkerheten.

Ris. 9. Omvänd blodtrycksstoppschema

Funktionsprincip: vid hög vinkelhastighet för elmotorns rotor är EMF som induceras i dess lindningar liten, eftersom E2s = E2k · s, och slirningen s är försumbar (3–10%). KV-reläspänningen är inte tillräcklig för att dra dess armatur. Omvänt (KM1 öppnar och KM2 stänger) är rotationsriktningen för magnetfältet i statorn omvänd. KV-reläet fungerar, öppnar matningskretsen för KMP- och KMT-kontaktorerna, och startmotståndet Rп och broms Rп införs i rotorkretsen. Vid en hastighet nära noll stängs KV-reläet av, KMT stänger och motorn accelererar i motsatt riktning.