Принципиальные схемы управления электроприводом

Опубликовано admin Июл 30, 2011 в Оборудование для сортировки пиломатериалов

Схема управления с помощью магнитного пускателя переменного тока. При нажатии на кнопку «Пуск» ток начинает проходить через обмотку контактора, в результате чего замыкаются его главные контакты и на зажимы статора двигателя подается напряжение. Ротор двигателя начинает вращаться. Одновременно с главными замыкается вспомогательный контакт, шунтируя кнопку «Пуск», которую теперь можно отпустить. Контакт разрывает цепь питания сигнальной лампы, включенной через понижающий трансформатор напряжения. В аварийной ситуации, например при перегрузке двигателя, срабатывает тепловое реле; контакты, включенные последовательно с обмоткой контактора, размыкаются, обмотка обесточивается, контактор размыкает свои главные контакты. Двигатель останавливается. При этом загорается красная сигнальная лампа, сигнализирующая об аварийной остановке двигателя. Разомкнувшийся контакт обеспечивает нулевую защиту двигателя (исключает самопроизвольный пуск охладившегося двигателя без нажатия кнопки «Пуск»), То же самое происходит при коротком замыкании в схеме управления, когда срабатывают плавкие предохранители.

Автомат разрывает цепь питания двигателя при коротком замыкании в силовой части схемы. При этом загорается сигнальная лампа, так как подключение схемы управления к сети сделано за автоматом. При нормальной остановке двигателя кнопкой «Стоп», имеющей две пары размыкающих контактов, сигнальная лампа не загорается.

Из монтажной схемы видно, к каким клеммам присоединить вспомогательные контакты внутри магнитного пускателя, к каким клеммам клеммной колодки (клеммника) подключить находящиеся на пульте управления кнопочную станцию и сигнальную лампу, чтобы это электрическое устройство работало так, как предусмотрено принципиальной схе­мой. Рассмотренная схема управления приводом имеет самое широкое применение. Ее используют для управления приводами гидронасосов, круглых пил, конвейеров.

Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью магнитной станции П-1803. Такие двигатели применяют для привода рубительных машин, перерабатывающих отходы лесопильного производства на технологическую щепу. Обмотка статора двигателя подключается к сети масляным выключателем ротор разгоняется до не­большой скорости, так как в его цепь включен пусковой резистор с большим сопротивлением. Одновременно замыкается вспомогательный контакт масляного выключателя и пода­ется питание на обмотку реле ускорения, которое замыкает свой контакт, подавая питание на обмотку первого контактора ускорения. Контактор шунтирует первую ступень пускового резистора и замыкает с выдержкой времени свой вспомогательный контакт, включая обмотку контактора. Этот контактор шунтирует вторую ступень пускового резистора и своим вспомогательным контактом с выдержкой времени включает обмотку третьего контактора, который шунтирует последнюю ступень пускового резистора. Одновременно контактор своим замыкающим вспомогательным контактом осуществляет самоблокировку, а размыканием другого вспомогательного контакта отключает катушки.

Для изменения направления вращения двигателя, р еверсирования, необходимо поменять местами два линейных провода, соединяющих трехфазную сеть со статором двигателя. При таком переключении порядок чередования токов в фазах изменяется на обратный, что вызывает изменение направления вращения поля и ротора. Принципиальная схема, обеспечивающая реверсирование двигателя. Реализация этой схемы связана с введением блокировок, исключающих одновременное включение контакторов (вперед, назад). При нажатии кнопки «Вперед» питание подается на катушку контактора. Его контакты в силовой цепи ЭД замыкаются, двигатель начинает вращаться в заданную сторону. Одновременно замыкается блокировочный контакт, блокирующий кнопку «Вперед», и размыкается контакт в цепи катушки. Контакт является блокировочным, он предотвращает одновременное включение обоих контакторов, при котором может произойти короткое замыкание в силовой цепи. Кроме того, механическую блокировку обеспечивают кнопками, имеющими по две пары контактов. При нажатии такой кнопки одна пара контактов замыкает цепь соответствующей катушки контактора, другая размыкает цепь катушки контактора, обеспечивающего противоположное вращение. При нажатии на кнопку «Назад» размыкается цепь катушки и замыкаются цепь катушки и силовые контакты. Двигатель начинает вращаться в противоположную сторону. В случае перегрузки двигателя размыкается цепь катушек контактами тепловых реле и загорается сигнальная лампа, свидетельствующая об аварийной остановке двигателя. Схема обеспечивает нулевую защиту. При нормальной остановке двигателя нажатием на кнопку «Стоп» сигнальная лампа не загорается. Схемы, обеспечивающие реверсирование электродвигателя, применяют для управления приводами, накопительных, загрузочных, разгрузочных и других конвейеров.

Для торможения ЭД применяют механические тормоза с электроуправлением. При выключении двигателя автоматически включается механический тормоз, создающий тормозной момент.

При реверсировании двигателя на ходу вначале происходит торможение от данной скорости до нулевой, а затем разгон в другом направлении. Это обстоятельство используют для торможения двигателей так называемым противовключением. Торможение противовключением применяют в тех случаях, когда необходима быстрая остановка. Так как противовключение на ходу сопровождается резким увеличением тока в обмотках статора и ротора, ему должно предшествовать введение в цепь ротора дополнительного сопротивления.

Генераторное торможение имеет место при переключении многоскоростного двигателя на ходу с большей скорости на меньшую, т. е. при переключении двигателя с меньшего числа полюсов на большее. Если двигатель в конце торможения должен быть остановлен, к концу торможения переходят на механический тормоз.

При динамическом торможении обмотки статора двигателя отключают от трехфазной сети и включают в сеть постоянного или однофазного переменного тока. Обмотки статора, питаемые постоянным током, создают неподвижное магнитное поле, которое заставляет ротор быстро останавливаться.

Частоту вращения асинхронного двигателя можно регулировать изменением частоты тока питающей сети, числа пар полюсов статорной обмотки, введением в цепь ротора сопротивления, вызывающего увеличение скольжения. Третий способ применим лишь к двигателям с фазным ротором.

Способ регулирования частоты вращения изменением частоты тока требует установки специальных генераторов переменной частоты. Генератор приводится регулируемым двигателем постоянного тока. При изменении его скорости изменяется частота переменного трехфазного тока генератора и, следовательно, частота вращения двигателей, получающих питание от этого генератора. Наиболее перспективным способом изменения частоты питающего тока является применение статических преобразователей частоты, тиристорных преобразователей. В этом случае можно получить очень широкое и плавное регулирование частоты вращения. Чаще всего скорость регулируют изменением числа пар полюсов. При нажатии кнопки «Первая скорость» включается контактор, и питание на обмотку статора подается при соединении ее треугольником. Это соответствует наименьшему числу полюсов, т. е. наибольшей скорости. При нажатии кнопки «Вторая скорость» и замыкании контактов питание подается к средним точкам сторон треугольника, а его вершины замыкаются накоротко. Образуется двойная звезда с двумя параллельными ветвями в каждой фазе. Это соответствует наибольшему числу полюсов, т. е. наименьшей скорости.

Иногда возникает необходимость включать ЭД в заданной последовательности, например механизм подачи станка может быть включен только после включения механизма резания, при последовательном соединении транспортеров и т. д. Схема блокировки двух ЭД, обеспечивающая заданную последовательность пуска и остановки. В цепи магнитного пускателя включен контакт, принадлежащий контактору, управляющему двигателем. Это исключает пуск двигателя раньше, чем будет запущен двигатель. Если двигатель останавливается, автоматически выключается двигатель. Блокировки применяют также при установке ограждений в опасных зонах оборудования. При снятии ограждений конечный выключатель разрывает цепь питания контактора, что исключает запуск механизма.