Как составить схему управления двигателем

Схема управления нереверсивным двигателем – «прямой пуск»

Данная схема состоит из следующих устройств:

• автоматический трехполюсный выключатель – QF1 (защита цепей питания двигателя ~380В);
• линейный контактор – КМ1;
• тепловое реле – КК1 (защита от перегрузки двигателя);
• предохранитель – FU1 (защита цепей управления ~220В);
• кнопки «СТОП» и «ПУСК» с самовозвратом – SB1 и SB2;
• сигнальные лампы — HL1 и HL2.

Принцип работы

При нажатии кнопки SB2 «ПУСК» подается напряжение на катушку контактора КМ1. Контактор срабатывает и своими силовыми контактами подключает к сети 380В асинхронный двигатель. При этом своими контактами 14-13 шунтирует кнопку SB2, делается это для того, чтобы катушка контактора была постоянно под напряжением и он не отключался при отпускании кнопки SB2.

Отключение двигателя происходит нажатием кнопки SB1 «СТОП». Для защиты от перегрузки двигателя применяется тепловое реле КК1, в случае перегрузки двигателя, контакты 96-95 реле КК1 размыкаются снимая напряжение с катушки контактора КМ1.

Схема реверсивного управления двигателем

Отличие данной схемы от предыдущей схемы в том, что изменяя порядок чередования фаз на статоре двигателя, мы изменяем направление вращения ротора двигателя «Вправо» — «Влево». При нажатии кнопки SB2 «Открыть» (в данном примере схема используется для управления реверсивной задвижкой) срабатывает контактор КМ1 и ротор двигателя вращается в одну сторону при этом задвижка открывается. В этом случае порядок чередования – А, В, С.

Что бы ротор двигателя вращался в другую сторону, нужно сначала нажать кнопку SB1 «СТОП» и лишь потом нажать кнопку SB3 «Закрыть», в результате сработает контактор КМ2 и ротор двигателя вращается в обратную сторону при этом задвижка закрывается. Порядок чередования фаз – С, В, А.

Во избежание короткого замыкания при одновременном нажатии кнопок SB2 и SB3 используются нормально-закрытые контакты 22-21 контакторов КМ1 и КМ2 и таким образом исключается возможность включения одного контактора пока не обесточится другой.

Схема управления двигателем «звезда-треугольник»

Данная схема применяется когда нужно уменьшить пусковой ток двигателя, в основном она используется для двигателей большой мощности.

В момент пуска, обмотки статора двигателя соединены в «звезду», после того как двигатель разогнался, происходит переключение обмоток статора со «звезды» на «треугольник».

Подробно об изменении мощности при схеме соединении двигателя звезда-треугольник рассмотрено в статье: «Расчет мощности двигателя при схеме соединения звезда-треугольник».

Принцип работы

При нажатии кнопки SB2 «ПУСК» подается напряжение на катушку реле времени КТ1, контактора КМ1 и промежуточного реле KL1. Реле KL1 добавлено в схему в связи с тем, что у реле времени есть только одна группа блок-контактов, если же у Вашего реле времени есть дополнительная группа блок-контактов, реле KL1 – не используется. Не много забегая вперед, в архиве вы сможете найти схему управления двигателем «звезда-треугольник» без промежуточного реле KL1.

После того как сработало реле KL1 мгновенно замыкаются его контакты 11-14 и через нормально закрытые контакты 22-21 контактора КМ2 срабатывает контактор КМ3. При этом контакты 21-22 реле KL1 размыкаются, тем самым выполняется блокировка от одновременного включения контакторов КМ3 и КМ2.

Когда контактор КМ3 сработал, он своими силовыми контактами соединяет обмотку статора двигателя «звездой».

После того как двигатель разогнался при пониженном напряжении, контакты реле времени КТ1 11-12 разомкнутся, тем самым сняв напряжение с катушки реле KL1, в это время контакты реле KL1 11-14 размыкают цепь включения контактора КМ3, а в цепи включения контактора КМ2 замыкаются, и если контакты 21-22 контактора КМ3 замкнуты, то включается контактор КМ2.

После этого контактор КМ2 своими силовыми контактами соединяет обмотку статора двигателя «треугольником».

На этом процесс подключения двигателя к сети ~380 В – заканчивается.

Условные обозначения на схемах

Магнитный пускатель (далее — пускатель) — коммутационный аппарат предназначенный для пуска и остановки двигателя. Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь.

У магнитного пускателя есть силовые контакты предназначенные для коммутации цепей под нагрузкой и блок-контакты которые используются в цепях управления.

Контакты делятся на нормально-разомкнутые — контакты которые в своем нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находятся в разомкнутом состоянии и нормально-замкнутые — которые в своем нормальном положении находятся в замкнутом состоянии.

В новых магнитных пускателях имеется три силовых контакта и один нормально-разомкнутый блок-контакт. При необходимости наличия большего количества блок-контактов (например при сборке реверсивной схемы пуска электродвигателя ), на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными блок-контактами (блок контактов) которая, как правило, имеет четыре дополнительных блок-контакта (к примеру два нармально-замкнутых и два нормально-разомкнутых).

Кнопки для управления электродвигателем входят в состав кнопочных постов, кнопочные посты могут быть однокнопочные, двухкнопочные, трехкнопочные и т.д.

Каждая кнопка кнопочного поста имеет по два контакта — один из них нормально-разомкнутый, а второй нормально-замкнутый, т.е. каждая из кнопок может использоваться как в качестве кнопки «Пуск» так и в качестве кнопки «Стоп».

Схема прямого включения электродвигателя

Данная схема является самой простой схемой подключения электродвигателя, в ней отсутствует цепь управления, а включение и отключение электродвигателя осуществляется автоматическим выключателем.

Главными достоинствами данной схемы является дешевизна и простота сборки, к недостаткам же данной схемы можно отнести то, что автоматические выключатели не предназначены для частого коммутирования цепей это, в сочетании с пусковыми токами, приводит к значительному сокращению срока службы автомата, кроме того в данной схеме отсутствует возможность устройства дополнительной защиты электродвигателя.

Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель

Эту схему так же часто называют схемой простого пуска электродвигателя, в ней, в отличии от предыдущей, кроме силовой цепи появляется так же цепь управления.

При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1, при отпускании кнопки SB-2  ее контакт снова размыкается, однако катушка магнитного пускателя при этом не обесточивается, т.к. ее питание теперь будет осуществляться через блок-контак KM-1.1 (т.е. блок-контак KM-1.1 шунтирует кнопку SB-2). Нажатие на кнопку SB-1 (кнопка «СТОП») приводит к разрыву цепи управления, обесточиванию катушки магнитного пускателя, что приводит к размыканию контактов магнитного пускателя и как следствие, к остановке электродвигателя.

Нереверсивная схема управления асинхронного двигателя

Рисунок 1 — Простейшая схема асинхронного двигателя

Для подачи напряжения на управляющую и силовую цепь используется автоматический выключатель QF. Пуск асинхронного двигателя осуществляется кнопкой SB1 «Пуск”, которая замыкает свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ. Который срабатывая замыкает основные контакты силовой цепи статора. Вследствие чего электродвигатель М подсоединяется к питанию. В то же время в управляющей сети происходит замыкание блокирующего контакта КМ который шунтирует кнопку SB1.

Чтобы отключить асинхронный двигатель с кз ротором, необходимо нажать клавишу SB2 «Стоп». При этом питающая сеть контактора КМ размыкается и подача напряжения на статор прекращается. После этого нужно выключают автомат QF.

Схема управления АД с кз предусматривает несколько защит:

• от КЗ — посредством автоматического выключателя QF и плавкими предохранителями FU;
• от перегрузок — посредством теплореле КК (при перегреве данные устройства отсоединяют контактор КМ, прекращая работу движка);
• нулевая защита — посредством магнитного пускателя КМ (при низком напряжении или его полном отсутствии контактор КМ оказывается незапитанным, размыкается и электродвигатель выключается).

Для подключения электродвигателя после срабатывания защитного механизма требуется снова надавить клавишу SB1.

Реостатный пуск асинхронного двигателя с кз ротором.

Если невозможно запустить АД с кз ротором в стандартном режиме, используют запуск при сниженном напряжении. С этой целью в цепь статора добавляют сопротивление, реостат или используют автотрансформатор. Автоматический выключатель QF срабатывает и на управляющую и силовую цепь поступает напряжение. После нажатия кнопки SB1 пускатель КМ1 приходит в действие, подавая электроток в цепь статора с включенным сопротивлением. В то же время питание поступает и на реле времени КТ.

Рисунок 2 — Схема асинхронного двигателя с симметричными сопротивлениями (реостатный пуск)

Через определенный временной интервал, задаваемый реле КТ, происходит замыкание контакта КТ. В итоге пускатель КМ2 шунтирует (закорачивает) сопротивление статора. Процедура запуска электродвигателя завершается. Для его выключения необходимо нажать клавишу SB2 и выключить автомат QF.

Реверсивный пуск асинхронного двигателя

Рисунок 3. Схема реверсивный пуск асинхронного двигателя с кз ротором.

Данная схема дает возможность производить запуск электродвигателя и изменять направленность его вращения. Для запуска необходимо включить автомат QF и нажать SB1 «Пуск», в результате чего ток поступает на магнитный пускатель КМ1, который запитывает статор. АД реверсируется последовательным нажатием кнопок «Стоп» SB3 (КМ1 выключается и двигатель останавливается) и «Реверс» SB2 (срабатывает КМ2 и асинхронный двигатель запускается в реверсивном направлении).

В данной схеме нажатием кнопки реверса меняется чередование фаз питающего напряжения на статоре двигателя, что будет вызывать смену направленности его вращения (реверсом). При помощи нормально замкнутых контактов КМ1 и КМ2 выполнена защита от ошибочного включения сразу двух магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Также действуют защиты, аналогичные описанным ранее. Отключить электродвигатель можно кнопкой SB3 и автоматом QF.

Что такое асинхронный двигатель?

Прежде чем переходить к модели, алгоритмам и системам управления электроприводом, нужно точно знать, что он собой представляет. Это позволяет выявить в его цепи такие моменты, которые можно будет использовать для организации плавного изменения ключевых характеристик (частота/скорость вращения, напряжение). Соответственно, можно определить параметры контроллера, разработать технологические карты для его размещения в шкафу и обслуживания.

Работа любого асинхронного двигателя базируется на возбуждении на контактных обмотках магнитного поля при подаче электричества от шкафа управления. Оно возникает на статоре – неподвижной части двигателя, которая состоит из кольцевого сердечника (магнитопровода), собранного из отдельных металлических пластин. Каждая из них имеет концентрические пазы на внутренней стороне кольца, которые при совмещении образуют продольные пазы. Они служат для намотки проволоки, составляющей основу статорной обмотки.

Также асинхронный двигатель имеет подвижную часть – ротор, совмещенный с приводным валом. Он также имеет пластинчатый сердечник с пазами, но уже на внешней стороне. Вместо проволоки используются медные прутки, которые по краям замыкаются пластинами (такой вариант двигателя называется с короткозамкнутым ротором).

За счет того, что частоты вращения магнитных полей статора и ротора отличаются, в обмотках последнего за счет индукции наводится электрический ток. Он, в свою очередь, побуждает электромагнитную силу, приводящую ротор в движение (вращение). Разница частот обычно называется скольжением. Его величина составляет порядка 2…10%.

Как можно управлять скоростью вращения двигателя

Очевидно, что двигатель в обычном режиме работы от сети (электрического шкафа) имеет стандартную скорость/частоту вращения. Это ограничивает прямое его использование, вынуждая применять различные редукторные механизмы для понижения частоты до требуемой. Но даже тогда нет возможности динамично менять обороты, а вместе с ними, мощность, подачу, поскольку все равно остаются фиксированными частоты на выходе из двигателя и редуктора. Для расширения существующих рамок используют разные способы управления (частотные, импульсные, фазные и т. д), которые можно разделить на две большие группы:

1. Скалярное. Как правило, используется на приводных двигателях компрессорных, вентиляторных, насосных и прочих механизмов, где требуется контроль скорости вращения или любого другого параметра, связанного с датчиками,
2. Векторное. Это усовершенствованная концепция, которая предполагает раздельный, независимый контроль, изменение момента и магнитного потока. Токосцепление ротора поддерживается на постоянном уровне, что позволяет сохранить максимальный показатель момента.

Управление асинхронным двигателем

Отличие скалярного от векторного управления как раз заключается в возможности осуществления контроля возбуждения (потока). Фактически, он представляется как двигатель постоянного тока, имеющий независимые друг от друга обмотки. Такой подход позволяет создать подобную математическую модель системы работы контроллера.

Формы и схема векторного управления

Все существующие на сегодня системы векторного управления работой двигателей можно разделить на две группы:

1. Датчиковые. Блок управления работой двигателя имеет с ним обратную связь по скорости, с помощью расположения на валу соответствующих датчиков,
2. Бездатчиковые. Это системы, которые работают без датчиков скорости на основном валу.

Датчиковые системы являются более сложными, так как точность контроля составляет 1:10000. Бездатчиковые системы работают на уровне не более 1:100. Все частотники с учетом уровня создаваемых помех устанавливаются в центральных или отдельных шкафах. Если представить все выше сказанное как наглядную схему, то получится нечто следующее.

Здесь можно видеть такие ключевые компоненты системы управления, как:

• АД – собственно, асинхронный двигатель (объект контроля),
• БРП – логический блок регуляторов для переменных уравнения,
• БВП – логический блок, отвечающий за вычисления по переменным,
• БЗП – блок, задающий значения переменных,
• ДС – датчик скорости на валу двигателя,
• АИН ШИМ – блок амплитудно-импульсной/широтно-импульсной модуляции.

То, что на схеме отображено в виде блоков, на практике является всего лишь параметрическими элементами цепи управления, которая реализуется на микроконтроллере. Соответственно, сам контроллер и сопутствующие исполнительные механизмы монтируются в электрический шкаф. Для правильного монтажа разрабатывается технологическая карта.

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

• нереверсивного пуска: пуск и остановка;
• реверсивного пуска: пуск, остановка и реверс.

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя

В задачах, где не требуется регулировка скорости электродвигателя во время работы для уменьшения пусковых токов используется устройство плавного пуска.

Устройство плавного пуска защищает асинхронный электродвигатель от повреждений вызванных резким увеличением потребляемой энергии во время пуска путем ограничения пусковых токов. Устройство плавного пуска позволяет обеспечить плавный разгон и торможение асинхронного электродвигателя.

Устройство плавного пуска дешевле и компактнее частотного преобразователе. Применяется там, где регулировка скорости вращения и момента требуется только при запуске.

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

Использование частотного преобразователя позволяет:
• уменьшить энергопротребление электродвигателя;
• управлять скоростью вращения электродвигателя (плавный запуск и остановка, регулировка скорости во время работы);
• избежать перегрузок электродвигателя и тем самым увеличить его срок службы.

Функциональная схема частотно-регулируемого привода. В зависимости от функционала частотные преобразователи реализуют следующие методы регулирования асинхронным электродвигателем:

• скалярное управление;
• векторное управление.

Скалярное управление является простым и дешевым в реализации, но имеет следующие недостатки — медленный отклик на изменение нагрузки и небольшой диапазон регулирования. Поэтому скалярное управление обычно используется в задачах, где нагрузка либо постоянна, либо изменяется по известному закону (например, управление вентиляторами).

Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом. Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

По способу получения информации о положении потокосцепления ротора электродвигателя выделяют:
• полеориентированное управление по датчику;
• полеориентированное управление без датчика: положение потокосцепления ротора вычисляется математически на основе той информации, которая имеется в частотном преобразователе (напряжение питания, напряжения и токи статора, сопротивление и индуктивность обмоток статора и ротора, количество пар полюсов двигателя).

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

Видеообзор

Дисциплина:
ПП.03.05
«Системы
управления автоматизированного

электропривода»

Блок
модулей 2
(ПП.03.05.01)
«Системы
автоматизированного управления

электроприводом»

Модуль
2.1 (3
ПФ.С.11.ЗР.З.01.01)
«Разомкнутые
системы автоматизированного

управления
электроприводом»

Лекция
№ 6

«Типовые
схемы автоматического управления
асинхронным двигателем с

короткозамкнутым
ротором и с фазным ротором»

План:

короткозамкнутым
ротором.

2. Типовые схемы автоматического управления асинхронным двигателем с

фазным
ротором.

Пункт
1 —
Типовые
схемы автоматического управления
асинхронным

двигателем
с короткозамкнутым ротором.

Управление
асинхронными двигателями с короткозамкнутым
ротором можно производить с помощью
магнитных пускателей или
контакторов. При
применении двигателей малой мощности,
не требующих ограничения пусковых
токов, пуск осуществляется — включением
их на полное напряжение сети. Простейшая
схема управления двигателем представлена
на рис. 1.

Рисунок
1 – Схема управления АД с короткозамкнутым
ротором с нереверсивным

магнитным
пускателем

Для
пуска схемы включается автоматический
выключатель и тем самым подается
напряжение на силовую цепь схемы и цепь
управления. При нажатии кнопки SВ1
«Пуск» замыкается цепь питания катушки
контактора КМ, вследствие чего его
главные контакты в силовой цепи также
замыкаются, присоединяя ста­тор
электродвигателя М к питающей сети.
Одновременно в цепи управления замыкается
блокировочный контакт КМ, что создает
цепь питания катушки КМ (независимо от
положения контакта кнопки). Отключение
электродвигателя осуществляется
нажати­ем кнопки SВ2
«Стоп». При этом разрывается цепь питания
кон­тактора КМ, что приводит к размыканию
всех его контактов, двигатель отключается
от сети, после чего необходимо отклю­чить
автоматический выключатель QF.

В
данной схеме предусмотрены следующие
виды защит:

— от
коротких замыканий — с помощью
автоматического вы­ключателя QF
и предохранителей FU;

— от
перегрузок электродвигателя — с помощью
тепловых реле КК (размыкающие контакты
этих реле при перегрузках раз­мыкают
цепь питания контактора КМ, тем самым
отключая дви­гатель от сети);

—
нулевая защита — с помощью контактора
КМ (при сниже­нии или исчезновении
напряжения контактор КМ теряет пита­ние,
размыкая свои контакты, и двигатель
отключается от сети).

Для
включения двигателя необходимо вновь
нажать кнопку SВ
1 «Пуск».
Если прямой пуск двигателя невозможен
и необхо­димо ограничить пусковой
ток асинхронного короткозамкнутого
двигателя, применяют пуск на пониженное
напряжение. Для этого в цепь статора
включают активное сопротивление или
ре­актор либо применяют пуск через
автотрансформатор.

На
рис. 2 приведена схема управления
асинхронным двига­телем с короткозамкнутым
ротором с симметричными сопротивле­ниями
в цепи статора. Включается автоматический
выключатель QF,
подается напряжение на силовую цепь и
цепь управления. После нажатия на кнопку
SВ
1 срабатывает контактор КМ 1, си­ловые
контакты которого замыкаются и подключают
двигатель к сети с активными сопротивлениями
в цепи статора. Одновре­менно получает
питание реле времени КТ, поскольку
контакт КМ 1 в цепи реле КТ замыкается.

Рисунок
2 – Схема управления АД с короткозамкнутым
ротором с симметричными

сопротивлениями
в цепи статора

По
истечении времени, равного выдержке
времени реле КТ, замыкается контакт КТ,
вследствие чего контактор КМ 2 сраба­тывает
и своими контактами шунтирует сопротивления
в цепи статора. Пуск заканчивается. Для
остановки двигателя нажима­ется
кнопка SВ
2 «Стоп» и отключается автоматический
выклю­чатель QF.

На
рис. 3 приведена схема управления
асинхронным двига­телем с короткозамкнутым
ротором с реверсивным магнитным
пускателем. Схема позволяет осуществлять
прямой пуск асин­хронного короткозамкнутого
двигателя, а также изменять направ­ление
вращения двигателя, т.е. производить
реверс.

Пуск
двигате­ля осуществляется включением
автоматического выключателя QF
и нажатием кнопки SВ
1, вследствие чего контактор КМ 1 получает
питание, замыкает свои силовые контакты
и статор двигателя подключается к сети.
Для реверса двигателя необходимо нажать
кнопку SВ
3. Это приведет к отключению контактора
КМ 1, после чего нажимается кнопка SВ2
и включается контактор КМ 2.

Рисунок
3 – Схема управления АД с короткозамкнутым
ротором с реверсивным

магнитным
пускателем

Таким
образом, двигатель подключается к сети
с изменением порядка чередования фаз,
что приводит к изменению направле­ния
его вращения. В схеме применена блокировка
от возможно­го
ошибочного одновременного
включения контакторов КМ 2 и КМ 1 с помощью
размыкающих контактов КМ 2, КМ 1. Отклю­чение
двигателя от сети осуществляется кнопкой
SВ
2 и автома­тическим выключателем QF.
В схеме предусмотрены все виды зашит
электродвигателя,
рассмотренные в схеме управления
асин­хронным двигателем с нереверсивным
магнитным пускателем.

Пункт
2 —
Типовые
схемы автоматического управления
асинхронным

двигателем
с фазным ротором.

Пуск
двигателя с фазным ротором осуществляется
с введен­ными резисторами в цепи
ротора. Резисторы в цепи ротора слу­жат
для ограничения токов не только в
процессе пуска, но и при реверсе,
торможении, а также при снижении скорости.

По
мере разгона двигателя для поддержания
ускорения при­вода резисторы выводятся.
Когда пуск закончится, резисторы
полностью шунтируются, и двигатель
перейдет работать на есте­ственную
механическую характеристику. На рис. 4
приведена схема асинхронного двигателя
с фаз­ным ротором, где с помощью
релейно-контакторной аппаратуры
осуществляется пуск двигателя в две
ступени, причем напряже­ние подается
одновременно на силовые цепи и цепи
управления с помощью выключателя QF.

Рисунок
4 – Схема пуска АД с фазным ротором

Управление
двигателем в рассматриваемой схеме
осуществляется в
функции времени. При
подаче напряжения в цепь управления
реле времени КТ 1, КТ 2 срабатывают и
размыкают свои контакты. Далее нажимает­ся
кнопка SВ
1. Это приводит к срабатыванию контактора
КМ 3

и
пуску двигателя с резисторами, введенными
в цепи ротора, так как контакторы КМ 1 и
КМ2 питания не получают. При включе­нии
контактора КМ 3 реле КТ 1 теряет питание
и замыкает свой контакт в цепи контактора
КМ 1 через промежуток времени, рав­ный
выдержке времени реле КТ 1. По истечении
указанного вре­мени включается
контактор КМ 1, шунтирующий первую
пуско­вую ступень резисторов.
Одновременно размыкающий контакт КМ 1
в цепи реле КТ 2 размыкается, реле КТ 2
теряет питание и с выдержкой времени
замыкает свой контакт в цепи контакто­ра
КМ 2, который срабатывает через промежуток,
равный вы­держке времени реле КТ 2, и
шунтирует вторую ступень резисто­ров
в цепи ротора.

Схема
управления асинхронным двигателем с
фазным рото­ром в функции тока
представлена на рис. 5. Для контроля
пус­ка по току применяют токовые реле,
которые срабатывают при пусковом токе
и отпадают при минимальном токе
переключе­ния.

Схема
предусматривает пуск двигателя и его
защиту без ре­версирования и торможения.
Пуск двигателя осуществляется при
включении в цепь автоматического
выключателя QF
и кон­тактора КМ
3, причем в цепь ротора полностью введены
пуско­вые резисторы. Блокировочные
контакты контактора КМ 3 шун­тируют
кнопку SB
1 и
создают цепь питания блокировочного
реле KL.
Замыкающий контакт
реле KL подает
питание на кон­такторы ускорения КМ
1, КМ 2. Собственное время срабатыва­ния
реле тока КА 1 и КА 2 меньше, чем
соответствующих контак­торов КМ 1 и
КМ 2, поэтому реле тока срабатывает
раньше, чем соответствующий контактор
ускорения, и пуск двигателя осуще­ствляется
с резисторами, введенными в цепь ротора.

Рисунок
4 – Схема пуска АД с фазным ротором в
функции тока

При
пусковом токе реле тока КА 1 срабатывает
и размыкает свой контакт в цепи контактора
КМ 1. По мере разгона двигателя ток ротора
уменьшается. При токе переключения реле
КА 1 отпа­дает и контакт КА 1 в цепи
контактора КМ 1 замыкается, что при­водит
к срабатыванию контактора КМ 1, который
своими кон­тактами шунтирует первую
ступень пускового резистора
и реле КА 1. Одновременно замыкается
блокировочный контакт КМ 1, что ставит
катушку контактора КМ 1 на «самоподхват»
при размы­кании контакта КА 1. При
шунтировании первой пусковой сту­пени
резистора ток возрастает до максимального
значения, что приводит к срабатыванию
реле КА 2, препятствуя включению контактора
КМ 2. По мере разгона двигателя ток снова
уменьша­ется до минимального значения,
реле КА 2 отпадает, размыкаю­щий контакт
КА 2 замыкается, создавая цепь питания
катушки КМ 2. При этом шунтируется вторая
ступень пускового резисто­ра. Остановить
двигатель можно нажатием кнопки SВ2
«Стоп», в результате чего обесточивается
контактор КМ 3 и двигатель от­ключается
от сети.

Соседние файлы в папке СУАЭ

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

  13.02.12  |  

Схемы управления электроприводами

Содержание:

1. Условные обозначения на схемах
2. Схема прямого включения электродвигателя
3. Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель
4. Реверсивная схема подключения электродвигателя (Как изменить направление вращения электродвигателя?)

О том как подключить трехфазный электродвигатель в однофазную сеть вы можете посмотреть здесь.

ВАЖНО! Перед подключением электродвигателя необходимо убедится в правильности схемы соединения обмоток электродвигателя в соответствии с его паспортными данными.

1. Условные обозначения на схемах

Магнитный пускатель (далее — пускатель) — коммутационный аппарат предназначенный для пуска и остановки двигателя. Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь.

У магнитного пускателя есть силовые контакты предназначенные для коммутации цепей под нагрузкой и блок-контакты которые используются в цепях управления.

Контакты делятся на нормально-разомкнутые — контакты которые в своем нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находятся в разомкнутом состоянии и нормально-замкнутые — которые в своем нормальном положении находятся в замкнутом состоянии.

В новых магнитных пускателях имеется три силовых контакта и один нормально-разомкнутый блок-контакт. При необходимости наличия большего количества блок-контактов (например при сборке реверсивной схемы пуска электродвигателя), на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными блок-контактами (блок контактов) которая, как правило, имеет четыре дополнительных блок-контакта (к примеру два нармально-замкнутых и два нормально-разомкнутых).

Кнопки для управления электродвигателем входят в состав кнопочных постов, кнопочные посты могут быть однокнопочные, двухкнопочные, трехкнопочные и т.д.

Каждая кнопка кнопочного поста имеет по два контакта — один из них нормально-разомкнутый, а второй нормально-замкнутый, т.е. каждая из кнопок может использоваться как в качестве кнопки «Пуск» так и в качестве кнопки «Стоп».

1. Схема прямого включения электродвигателя

Данная схема является самой простой схемой подключения электродвигателя, в ней отсутствует цепь управления, а включение и отключение электродвигателя осуществляется автоматическим выключателем.

Главными достоинствами данной схемы является дешевизна и простота сборки, к недостаткам же данной схемы можно отнести то, что автоматические выключатели не предназначены для частого коммутирования цепей это, в сочетании с пусковыми токами, приводит к значительному сокращению срока службы автомата, кроме того в данной схеме отсутствует возможность устройства дополнительной защиты электродвигателя.

1. Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель

Эту схему так же часто называют схемой простого пуска электродвигателя, в ней, в отличии от предыдущей, кроме силовой цепи появляется так же цепь управления.

При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1, при отпускании кнопки SB-2  ее контакт снова размыкается, однако катушка магнитного пускателя при этом не обесточивается, т.к. ее питание теперь будет осуществляться через блок-контак KM-1.1 (т.е. блок-контак KM-1.1 шунтирует кнопку SB-2). Нажатие на кнопку SB-1 (кнопка «СТОП») приводит к разрыву цепи управления, обесточиванию катушки магнитного пускателя, что приводит к размыканию контактов магнитного пускателя и как следствие, к остановке электродвигателя.

1. Реверсивная схема подключения электродвигателя (Как изменить направление вращения электродвигателя?)

Что бы поменять направление вращения трехфазного электродвигателя необходимо поменять местами любые две питающие его фазы:

При необходимости  частой смены направления вращения электродвигателя применяется реверсивная схема подключения электродвигателя:

В данной схеме применяется два магнитных пускателя (KM-1, KM-2) и трехкнопочный пост, магнитные поскатели применяемые в данной схеме кроме нормально-разомкнутого блок-контакта должны так же иметь и нормально замкнутый контакт.

При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК 1») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1 который шунтирует кнопку SB-2 и размыкает свой блок-контакт KM-1.2 который защищает электродвигатель от включения в обратную сторону (при нажатии кнопки SB-3) до его предварительной остановки, т.к. попытка запуска электродвигателя в обратную сторону без предварительного отключения пускателя KM-1 приведет к короткому замыканию. Что бы запустить электродвигатель в обратную сторону необходимо нажать кнопу «СТОП» (SB-1), а затем кнопку  «ПУСК 2» (SB-3) которая запитает катушку магнитного пускателя KM-2 и запустит электродвигатель в обратную сторону.

Примечание: В данной статье понятия пускателя и контактора не разделяются в связи с идентичностью их схем подключения подробнее читайте статью: Контакторы и магнитные пускатели.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте ответа на интересующий Вас вопрос? Задайте его на форуме! Наши специалисты обязательно Вам ответят.

↑ Наверх