Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Типовые схемы автоматического управления электроприводами

Типовые схемы автоматического управления электроприводами.

Управление пуском, реверсом и торможением асинхронных двигателей в большинстве случаев осуществляется в функции времени, скорости, тока или пути. Ниже приводится ряд типовых схем управления электроприводами с АД.

Схема управления нереверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем. Пуск двигателей малой и средней мощности обычно осуществляется прямым подключением обмоток статора к сети без ограничения токов. Для этой цели используются магнитные пускатели, которые составляют основу схемы управления.

Нереверсивный магнитный пускатель (рис. 6.12) включает в себя электромагнитный контактор КМ с двумя встроенными в него тепловыми реле защиты КК, кнопки управления SB1 (Пуск) и SB2 (останов, стоп АД).

Рис. 6.12. Схема управления нереверсивным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

Схема обеспечивает прямой (без ограничения тока и момента) пуск АД, отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FA).

Для пуска АД замыкают выключатель QF и нажимают кнопку пуска SB1.

Электрический ток потечет от фазы С через нормально замкнутую кнопку останова SB2, кнопку SB1, катушку контактора КМ, нормально замкнутые контакторы тепловых реле КК к фазе В.

Катушка контактора КМ, получив питание, притянет якорь магнитной системы и замкнет главные контакты в силовой цепи обмоток статора и вспомогательный контакт, который зашунтирует кнопку пуска SB1 и ее не нужно держать во включенном положении. Произойдет разгон АД по его естественной механической характеристике.

Для отключения АД нажимается кнопка остановки SB2, она разрывает цепь питания катушки контактора КМ. Под действием пружины якорь контактора отпадает и разрывает все замкнутые до этого контакты. Двигатель теряет питание сети и начинается процесс торможения АД выбегом под действием статического момента сопротивления на валу.

Также произойдет остановка двигателя в случае срабатывания одного из тепловых реле. В этом случае разорвется цепь питания катушки контактора КМ контактами тепловых реле КК.

Тепловое реле, установленное только в одну фазу, может не осуществить своих защитных функций. Например, если во время работы АД обесточится обмотка статора именно этой фазы, то двигатель будет работать с перегрузкой обмоток двух других фаз, в которых не предусмотрена установка тепловых реле. Поэтому тепловые реле необходимо устанавливать минимум в двух фазах.

Схема управления реверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем. Основным элементом этой схемы является реверсивный магнитный пускатель, который включает в себя два электромагнитных контактора КМ1 и КМ2, два тепловых реле защиты КК (рис. 6.13) и кнопки управления SB.

Схема обеспечивает прямой пуск и реверс АД, а также торможение противовключением при ручном управлении.

Пуск двигателя в условном направлении “Вперед” осуществляется нажатием кнопки SB1 при включенном автоматическом выключателе QF. Катушка контактора КМ1 получит питание через размыкающую кнопку остановки SB3, замыкающую кнопку SB1, размыкающие контакты КМ2 (они будут замкнуты при обесточенном состоянии катушки КМ2), размыкающие контакты тепловых реле КК.

Контактор КМ1 своими силовыми контактами подключит обмотки статора к сети в следующем порядке: фазу А к выводу С1, фазу В к С2, фазу С к С3.

Торможение осуществляется кнопкой остановки SB3. Контактор КМ1 теряет питание, обесточивает обмотки статора, для осуществления реверса нажимают кнопку SB2. Это приводит к включению контактора КМ2 и подаче на обмотки статора АД напряжения источника питания с другим порядком чередования фаз: фаза А к выводу С3, фаза В к выводу С2, фаза С к выводу С1. Магнитное поле АД изменит свое направление вращения и начнется процесс реверса, который может состоять из двух этапов: торможения противовключением (если ротор вращается по инерции в направлении “Вперед”) и разбега в противоположную сторону.

Рис. 6.13. Схема управления реверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем

Если предположить, что при одновременном нажатии кнопок SB1 и SB2 замкнутся силовые контакты КМ1 и КМ2, то произойдет короткое замыкание токоподводящими проводами. Во избежание этого в схеме используется типовая электрическая блокировка. Она предусматривает перекрестное включение размыкающих контактов аппарата КМ1 в цепь катушки аппарата КМ2 и наоборот.

Кроме электрической блокировки может быть использована специальная механическая блокировка. Она представляет собой рычажную систему, которая предотвращает втягивание одного контактора, если включен другой.

Защиту от коротких замыканий обеспечивает автоматический выключатель QF. Его наличие исключает также возможность работы привода при обрыве одной фазы.

Схема управления пуском и динамическим торможением асинхронных двигателей. Эта схема предусматривает прямой пуск и динамическое торможение в функции времени. Динамическое торможение является одним из вариантов генераторного режима АД независимо от сети переменного тока. Для его осуществления обмотки статора АД отключают от сети переменного трехфазного тока и подключают к источнику постоянного тока (рис. 6.14). Цепь фазного ротора при этом может быть замкнута накоротко или на добавочные резисторы. Рис. 6.14. Схема управления пуском и динамическим торможением асинхронного двигателя

Постоянный ток протекает по всем обмоткам статора или по части их, создает постоянное во времени магнитное поле. В обмотках вращающегося по инерции ротора будет наводиться ЭДС и потечет ток, который создаст свое неподвижное в пространстве магнитное поле. Взаимодействие тока ротора с результирующим магнитным полем АД приведет к появлению тормозного момента и остановке ротора.

Преобразуемая при этом механическая энергия движущихся частей в электрическую рассеивается в виде тепла.

Читать еще:  Что такое универсальное масло для двигателя

Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1 (см. рис. 6.14).

После чего срабатывает линейный контактор КМ, подключающий обмотки статора к трехфазному источнику питания. Замыкающий блок-контакт КМ в цепи реле времени КТ вызовет его срабатывание. В результате чего контакты этого реле замкнутся в цепи контактора торможения КМ1, но этот контактор не сработает, так как перед этим произойдет размыкание блок-контакта КМ.

Нажатием кнопки SB3 производится остановка АД. Катушка линейного контактора теряет питание и контакты КМ в цепи обмоток статора размыкаются, отключая двигатель от сети переменного тока.

Одновременно с этим замыкается размыкающий блок-контакт КМ в цепи катушки контактора торможения КМ1; последний включается и подает в обмотки статора постоянный ток от выпрямителя V через резистор RT и замыкающий блок контакт КМ1. АД переходит в режим динамического торможения.

С потерей питания катушки КМ, также размыкается замыкающий блок-контакт КМ в цепи реле времени КТ. Это реле, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени. Через промежуток времени, соответствующий останову двигателя, реле КТ размыкает свои контакты в цепи катушки контактора КМ1. Обмотка статора отключается от источника постоянного тока и схема переходит в свое первоначальное состояние.

Задержкой срабатывания реле КТ и величиной регулируемого резистора Rт устанавливают время динамического торможения.

Типовые схемы управления приводами с двигателями переменного тока

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (к.з. ротором).Пуск асинхронных двигателей ск.з. рото­ром малой и средней мощности производится чаще всего путем непосредственного включения статора двигателя в сеть. Для управ­ления асинхронными двигателями как при местном, так ипри дис­танционном управлении преимущественно пользуются магнитны­ми пускателями или отдельными контакторами.

Схема управления асинхронным двигателем с к.з. ротором с помощью нереверсивного магнитного пускателя. Пуск двигателя начинается с включения автомата SF1, что приводит к под­ключению схемы к питающей сети. Далее нажимают кнопку S2, вследствие чего катушка контактора К получает питание, главные контакты в силовой цепи замыкаются и статор двигателя присоеди­няется к сети. Одновременно в цепи управления закрывается замы­кающий блок-контакт К, блокирующий кнопку S2.

Остановку двигателя осуществляют нажатием на кнопку 57. В слу­чае недопустимой перегрузки он останавливается, так как контакты тепловых реле FS и F4 в цепи управления размыкаются. Двигатель также автоматически отключается от сети, если напряжение, подводи­мое к схеме, снизится до величины менее 0,8 В. Защита двигателя от коротких замыканий осуществляется автоматом SF1. Для повторного включения двигателя необходимо вновь нажать на кнопку S2.

Схема управления асинхронным двигателем с к.з. ротором с реверсивным пускателем(рис. ). Реверсивный магнитный пус­катель состоит из двух контакторов, включаемых по очереди в зави­симости от необходимого направления вращения ротора двигателя; контакторы переключают две фазы на зажимах электродвигателя, чем и обеспечивают нужный режим работы.

Рис. . Принципиальная схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с реверсивным магнитным пускателем

Схема управления электродвигателем посредством реверсивно­го магнитного пускателя сложнее, чем схема с нереверсивным пус­кателем (см. рис. 91). Некоторая сложность схемы вызвана тем, что во избежание короткого замыкания исключается возможность одно­временного включения обоих контакторов кнопками управления.

После включения автомата SF1 цепь управления получает пита­ние. При нажатии на кнопку SB катушка контактора В получает пи­тание и замыкающие главные контакты В в силовой цепи присоеди­няют двигатель к сети.

Для включения двигателя на противоположное направление враще­ния необходимо нажать кнопку SB, а затем кнопку SH, что приводит к отключению контактора SB и включению контактора SH с главными контактами SH в силовой цепи. Как видно из схемы, две фазы на стато­ре двигателя переключаются, что необходимо для его реверсирования.

Во избежание короткого замыкания в статорной цепи вследствие ошибочного одновременного нажатия на обе кнопки SB и Ж ревер­сивные магнитные пускатели снабжены механической блокировкой, осуществляемой рычажной системой (на схеме не показана), пре­пятствующей втягиванию одного контактора, если включен другой. Для большей надежности кроме механической блокировки в схеме предусмотрена электрическая блокировка с помощью размыкающих блок-контактов В и Я, что также исключает возможность одновре­менного включения контакторов SB и SH. Как видно из схемы, защи­та двигателя осуществляется автоматом SF1 и тепловыми реле F3 и F4. Двигатель также защищен от чрезмерного снижения напряже­ния в питающей сети контакторами SB и SH.

Схемы управления реверсом электродвигателей различных типов

В зависимости от вида питающего тока электрические двигатели промышленного назначения можно разделить на две большие группы: электрические машины постоянного и переменного тока. Соответственно схемы реверса для различных типов электродвигателей реализованы по-разному. Рассмотрим наиболее распространенные схемы реверсирования разных видов электрических двигателей.

Для смены направления вращения вала в электрических машинах постоянного тока необходимо изменить полярность напряжения на обмотке возбуждения или якоре электродвигателя. На практике для реверсирования двигателей со смешанным параллельным и независимым возбуждением чаще применяют второй способ, так как при коммутации цепи обмотки ток в ней многократно возрастает, что увеличивает вероятность ее перегрева.

В данной схеме управления двигателем постоянного тока с параллельным возбуждением реверс реализован при помощи магнитных пускателей. При нажатии кнопки Sв на катушку пускателя KM 1 подается напряжение, нормально разомкнутые контакты К 1 замыкаются, нормально замкнутые размыкаются, ток проходит по цепи ”плюс” питающей сети – силовой нормально разомкнутый контакт K 1 – якорь электродвигателя – нормально замкнутый контакт K2 –“минус” питающей сети.
При нажатии кнопки Sс цепь питания катушки КМ 1 разрывается, контакт К1 в силовой цепи размыкается, двигатель останавливается. При нажатии кнопки Sн ток протекает по цепи “плюс” питающей сети – силовой контакт К2 – якорь двигателя – нормально замкнутый контакт К 1 – минус питающий сети. Таким образом, изменяется направление тока в цепи якоря, он вращается в обратную сторону.
В схемах управления и реверса двигателей постоянного тока широко распространены бесконтактные коммутирующие устройства, тиристорные и транзисторные ключи, смонтированные в составе широтноимпульсных преобразователей.

Читать еще:  Что такое драйвер двигателя постоянного тока

При подаче питающего напряжения на трехфазный выпрямитель постоянный ток с него подается на транзисторы Т 1 и Т 2, которые открываются и закрываются управляющими сигналами U 1 и U 2. Обмотка возбуждения и якорь двигателя подключены между транзисторами и нулевым проводником питающей сети. Подачей напряжения U 3 на катушку реле отключается динамическое торможение электродвигателя. При подаче управляющего напряжения U 1 на транзистор T 1 осуществляется пуск двигателя. Подачей отпирающего сигнала U 2 осуществляется реверс.

Наиболее распространенными типами электрических машин переменного тока являются однофазные и трехфазные электродвигатели. Изменение направления вращения вала последних достигается реверсом магнитного поля статора. Для этого необходимо изменить порядок подключения 2-х фаз питания статорной обмотки.
Реверсивные магнитные пускатели получили наибольшее распространение, эта схема проста и надежна. Элементы схемы дешевы, при поломке их легко купить и заменить.

При замыкании контакта Sв на катушку KM 1 подается питание, в силовой части схемы замыкаются КМ1, двигатель запускается. При нажатии кнопки Sc цепь, питающая катушки пускателей разрывается, контакты в силовой цепи размыкаются, двигатель останавливается. Для реверса двигателя необходимо нажать кнопку Sн. Цепь питания пускателя KМ 2 замыкается, его контакты KМ 2 в силовой цепи двигателя замыкаются, порядок фаз меняется. Двигатель вращается в обратном направлении.
Реверс однофазных двигателей переменного тока реализуется изменением направления тока пусковой или рабочей обмотки.

Для пуска двигателя включается тумблер Sa 1. Ток протекает по цепи: силовой диод VD 1 – пусковой конденсатор C 1, а так же параллельно подключенные резистор R 1 и рабочий конденсатор C 2 – обмотка двигателя. Изменение направления тока, питающего обмотку, достигается переключением тумблера Sa 2. Ток поступает на пусковой конденсатор C 4, резистор R 2, рабочий конденсатор C 3 и обмотку. Двигатель вращается в обратную сторону.
В многофункциональных устройствах управления электродвигателями переменного тока на базе частотных и широтноимпульсных преобразователей для реверса используют бесконтактные коммутирующие элементы: симисторы, транзисторы. Однако, принцип реверса остается таким же: изменение порядка подключения фаз для трехфазных двигателей и изменение направления тока в обмотках для однофазных.

Отправить заявку или сообщение Вы можете через форму обратной связи, или позвонить +7 (495) 545-44-32.

Принципиальная схема реверсивного пуска двигателя

Реверсивный пуск двигателя необходим для того, чтобы обусловить вращение в обе стороны. Принцип встречается во многих устройствах: сверлильные, токарные, фрезерные станки. А кран-балки? Там все приводы работают в реверсивном режиме для обеспечения возможности хода моста вперед-назад, тельфера влево-вправо, лебедки вверх–вниз. И это далеко не все, где применяется такой режим работы. Именно о схеме реверсивного пуска двигателя можно прочитать в статье ниже.

Чем обусловлено реверсивное включение трехфазного двигателя

Для начала разберемся поверхностно, чем обусловлен реверс? Он обусловлен сменой 2-х проводов местами, как правило, в клейменной коробке двигателя.

На фото: образец клейменной коробки с подключением «звезда».

На рисунке выше мы видим, что начала обмоток (С1, С3, С5) свободны для включения в сеть. Концы обмоток (С2, С4, С6) соединены вместе.

На фото: подключение с прямым включением двигателя в сеть.

На рисунке цветными кругами обозначены контакты для подключения фаз. Желтым цветом обозначена фаза А, и подведена она к контакту С1, зеленым — фаза В (С3), желтым — фаза С (С5).

Соблюдая вышесказанные условия, мы сменим любые 2 фазы местами и подключим следующим образом. Фаза А остается на своем месте, контакте С1, фаза В ставится на контакт С5, а фаза С ставится на контакт С3.

На фото: подключение «звезда» с реверсивным включением.

Таким образом, выходит, что нам необходимо 2 пускателя. Один пускатель необходим для обеспечения прямого включения, а второй — для реверсивного включения.

Определение режима работы

Теперь определимся, как будет работать двигатель: постоянно включен и отключается при нажатии кнопки «стоп». Как, к примеру, в сверлильном, токарном, фрезерном станках. Или же нам нужно, чтобы он работал при удерживании кнопки «пуск-вправо» или «пуск-влево», как, к примеру, в лебедках, электротележках, кран-балках.

Для первого случая необходимо составить схему реверсивного пуска асинхронного двигателя таким образом, чтоб осуществлялось самошунтирование пускателя, а также защитить от случайного включения второго пускателя.

Схема реверсивного включения с блокировкой, и защитой

Описание работы вышеуказанной схемы

Разберем работу принципиальной схемы реверсивного пуска двигателя. Ток поступает от фазы С на нормально замкнутую общую кнопку КнС, кнопка «стоп». После чего проходит через общее реле тока, которое защитит двигатель от перегрузок. Затем при нажатии КнП «право» ток проходит через нормально замкнутый контакт пускателя КМ2. Поступая на катушку пускателя КМ1, сердечник втягивается, замыкая силовые контакты, разрывая питание на пускатель КМ2.

Так необходимо делать для того, чтобы разорвать питание второго пускателя и защитить цепи от короткого замыкания. Ведь реверс обеспечен тем, что 2 любые фазы меняются местами. Таким образом, если при включенном КМ1 нажать кнопку КнП «лево», пуск не произойдет. Самошунтирование обеспечено вспомогательным контактом, изображенным под КнП «право». Когда пускатель включен, замкнут и этот контакт, обеспечивая питание на катушку пускателя.

Читать еще:  Шум при запуске двигателя на холодную ауди

Для того чтобы остановить двигатель, необходимо нажать КнС («стоп»), вследствие чего катушка пускателя потеряет питание и придет в нормальное состояние. Теперь, когда КМ1 пришел в нормальное состояние, он замкнул нормально замкнутую группу вспомогательных контактов, благодаря чему катушка пускателя КМ2 снова может получать питание, и стало возможно запустить вращение в противоположную сторону. Для этого нажмем КнП «лево», тем самым включая пускатель КМ2. Получая питание, катушка втягивает сердечник и замыкает силовые контакты, включая питание на двигатель, сменив 2 фазы местами.

Разбирая работу данной схемы реверсивного пуска двигателя, можно заметить что шунтирование обеспечено нормально разомкнутым вспомогательным контактом, изображенным под кнопкой КнП «лево», и оно разрывает питание на пускатель КМ1, делая невозможным его включение.

Выше была рассмотрена схема для трехфазного привода. В самом начале схемы сразу после КнС можно увидеть нормально замкнутый контакт от реле тока. В случае потребления двигателем чрезмерного тока, реле срабатывает, разрывая питание на всю цепь управления. Все, что работает в цепи управления, потеряет питание, это и спасет двигатель от выхода из строя.

Подробнее о взаимоблокировке

Электрическая схема реверсивного пуска асинхронного двигателя требует наличия взаимоблокировки. Стоит понимать, что для смены направления вращения асинхронного двигателя нужно сменить любые 2 фазы местами. Для этого входы пускателей соединяются прямо, а выход соединяется накрест любые 2 фазы. В случае включения обоих пускателей одновременно произойдет короткое замыкание, которое, скорее всего, спалит силовые контактные группы на пускателях.

Для того чтобы избежать короткого замыкания при монтаже реверсивного пуска двигателя, нужно исключить одновременную работу обоих пускателей. Именно поэтому необходимо применять схему взаимоблокировки. При включенном первом пускателе разрывается питание на второй пускатель, чем и исключается его случайное включение, к примеру, одновременно нажаты обе кнопки «пуск».

Если так вышло, что при нажатии кнопки, которая должна включить «вращение вправо», а двигатель вращается влево, и, наоборот, при нажатии «вращение влево» двигатель вращается вправо, не стоит собирать заново всю схему. Просто поменяйте местами на вводе 2 провода — вот и все, проблема решена.

Может случиться так, что на вводе это сделать невозможно по каким-либо обстоятельствам. В таком случае смените местами 2 провода в клейменной коробке на двигателе. И снова проблема решена. Кнопка, отвечающая за вращение вправо, запустит вращение вправо, а кнопка, отвечающая за вращение влево, запустит вращение влево.

Монтажная схема реверсивного пуска двигателя асинхронного (однофазного)

Выше показана схема реверсивного подключения однофазного двигателя. Данная схема реверсивного пуска двигателя намного проще предыдущей. Здесь используется 3-позиционный выключатель.

Описание схемы реверсивного подключения однофазного двигателя

В позиции 1 сетевое напряжение передается на левую ножку конденсатора, благодаря чему двигатель вращается, условно говоря, влево. В положении 2 питание поступает на правую ножку конденсатора, благодаря чему двигатель вращается, условно выражаясь, вправо. В среднем положении двигатель остановлен.

РТ здесь устроено намного проще. Как видим, и здесь исключено одновременное включение 3-позиционным выключателем. Для тех, кого интересует вопрос, а что же, все-таки, произойдет при одновременном включении, ответим просто: двигатель выйдет из строя.

Схема реверсивного включения без самошунтирования

Подробнее о схеме управления пуском реверсивного асинхронного двигателя мы расскажем вам так. При нажатии кнопки КнП «право» питание поступает через нормально замкнутый контакт КнП «лево», а благодаря механическому соединению разрывает питание пускателя КМ2, исключая возможность включения КМ2 при одновременном нажатии 2-х кнопок. Далее ток течет к нормально замкнутому контакту пускателя КМ2 на катушку пускателя КМ1, вследствие чего он срабатывает, включая питание на двигатель. Реверс включается КнП «лево», которая так же своими нормально замкнутыми контактами разрывает питание пускателя КМ1, а нормально разомкнутым включает питание пускателя КМ2. Тот, в свою очередь, включает питание на двигатель, но со сменой 2-х фаз местами.

Обратим внимание на схему управления. А точнее, на взаимоблокировку. Она здесь устроена немного по-другому. Питание одного пускателя, мало того что заблокировано нормально замкнутым контактом противоположного пускателя, так еще и блокируется нажатием кнопки. Это сделано для того, чтоб при одновременном нажатии 2-х кнопок за те доли секунды, пока пускатель не разорвет питание второго пускателя, они не включились одновременно.

Для однофазного двигателя схема

При нажатии и удержании одной кнопки происходит разрыв питания на вторую кнопку, питание подходит к 1-й ножке конденсатора. При нажатии второй кнопки питание разрывается после первой кнопки и поступает на 2-ю ножку конденсатора. РТ все так же защищает двигатель от перегрузок.

Заключение

В заключение можно отметить, что, где бы вы ни применяли подобные схемы, обращайте внимание на взаимоблокировку. Это та необходимая мера, которая защитит оборудование от поломки. Кроме того, нужно правильно подбирать пускатели для трехфазных вариантов, и кнопки для однофазных вариантов. Ведь неправильно подобранное оборудование по мощности, току и напряжению, быстро придет в негодность, еще и может вывести из строя двигатель.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector