2.2.4. Схемы управления рулевыми электроприводами. Схема управления электропривода


2.2.4. Схемы управления рулевыми электроприводами

В зависимости от системы рулевого электропривода, назначения судна, рода тока на судне, требований надежности и живучести могут применяться различные схемы управления рулевыми электроприводами.

Область применения различных схем управления электроприводов в значительной степени определяется мощностью электродвигателя.

Управление рулевым гидравлическим приводом в системе автоматического действия может быть осуществлено теми же схемами авторулевых, что и для механических приводов с воздействием на манипулятор гидравлического насоса.

К схемам рулевых электроприводов предъявляется ряд требований, определяемых главным образом Правилами Регистра и Международной конвенцией.

Питание рулевого электропривода на судах должно осуществляться непосредственно от ГРЩ по двум максимально удаленным друг от друга (обычно они находятся на противоположных бортах) фидерам. Если рулевой электропривод имеет два комплекта двигателей, то каждый питается от своего фидера. На судах, имеющих аварийную электростанцию, электрически связанную с главным распределительным щитом судна, Правилами рекомендуется подключать один из фидеров через аварийную электростанцию, предусмотрев достаточную ее мощность.

Управление пуском приводных двигателей для рулевого преобразователя или насоса переменной производительности (при установке вне машинного отделения) осуществляется дистанционно: у места нахождения двигателя, в рулевой рубке и на главном распределительном щите (если у последнего ведется круглосуточная вахта).

Управление электроприводом руля осуществляется от двух (не менее) постов управления и переключателей постов управления. Переключатель должен подключать только один пост из имеющихся. Резервный пост устанавливается либо в румпельном помещении, либо на юте.

В электрических схемах рулевых приводов Правилами запрещается иметь максимальную и нулевую выключающие привод защиты. Должна быть только защита от коротких замыканий и соответствующая сигнализация. В схемах должны предусматриваться конечные выключатели, ограничивающие предельный по углу ход привода, но допускающие его обратный ход. В следящих автоматических системах ограничение не обязательно.

На рис. 2.2. приведена одна из схем электропривода переменного тока основных насосов гидравлических рулевых машин (для одной машины).

Питание электропривода осуществляется по двум фидерам, разведенным по бортам. При выходе из строя основного фидера от ГРЩ в работу автоматически включается резервный (от АРЩ). Эту операцию выполняет автоматический переключатель питания, выполненный на контакторах КМ1 и КМ2 с электронной блокировкой.

При включении автоматического выключателя QF1 питание подается на схему управления. Пуск двигателя можно осуществлять как из румпельного помещения, так и с поста дистанционного управления. В первом случае переключатель SA переводится в положение М (местное), во втором в положение Д (дистанционное) и включение двигателя насоса производится контактором КДВ (дистанционного включения). Как в первом, так и во втором случае срабатывает контактор КМ3 и двигатель получает питание от сети.

Рис. 2.2. Схема электрогидравлического рулевого привода

Защиту электропривода от коротких замыканий осуществляет автоматический выключатель QF1, а во вспомогательных цепях предохранители FU1 и FU2. Для контроля возможных перегрузок электропривода использованы тепловые реле КК1, КК2, работающие на промежуточное реле КП, которое своим нормально-замкнутым контактом включает световую лампу HL2 и звуковую сигнализацию – ревун РВ. Сигнализацию о подаче питания в схему управления обеспечивает лампа HL1.

studfiles.net

Типовые схемы управления электроприводом

Типовые схемы управления электроприводов с АД

АД с короткозамкнутым ротором малой и средней мощности пускаются прямым подключением к сети без ограничения пусковых токов. Схемы управления АД с фазным ротором средней и большой мощности должны предусматривать ограничение токов при их пуске, реверсе и торможении с помощью добавочных резисторов в цепи ротора.

Рhello_html_m69a3f2e.pngеверсивная схема управления АД с короткозамкнутым ротором приведена на рисунке 8.9.

 

 

Рис. 8.9. Реверсивная схема управления АД с короткозамкнутым ротором

 

Основным элементом этой схемы является реверсивный магнитный пускатель, который включает в себя два линейных контактораКМ1 и КМ2 и два тепловых реле защиты КК. Схема обеспечивает прямой пуск и реверс двигателя, а также торможение противовключением при ручном (неавтоматическом) управлении.

В схеме предусмотрена защита от перегрузок двигателя (реле КК) и коротких замыканий в цепи статора (автоматический выключатель QF) и управления (предохранители FA). Кроме того, схема управления обеспечивает и нулевую защиту от исчезновения (снижения) напряжения сети (контакторы КМ1и КМ2).

Пуск двигателя при включенном автоматическом выключателе QF в условных направлениях «Вперед» или «Назад» осуществляется нажатием соответственно кнопок SB1 или SB2. Это приводит к срабатыванию контактора КМ1 или КМ2, подключению двигателя к сети и его разбегу.

Для реверса или торможения двигателя вначале нажимается кнопка SB3, что приводит к отключению включенного до сих пор контактора (например, КМ1), после чего нажимается кнопка SB2. Это приводит к включению контактора КМ2 и подаче на АД напряжения источника питания с другим порядком чередования фаз. Магнитное поле двигателя изменяет направление вращения на противоположное, и начинается процесс реверса, состоящий из двух этапов: торможения противовключением и разбега в противоположную сторону.

В случае необходимости только торможения двигателя при достижении им нулевой скорости должна быть вновь нажата кнопка SB3, что приведет к отключению двигателя от сети и возвращению схемы в исходное положение. Если кнопка SB3 нажата не будет, то это приведет к разбегу двигателя в другую сторону, т.е. к его реверсу.

Во избежание короткого замыкания в цепи статора, которое может возникнуть в результате одновременного ошибочного нажатия кнопок SB1 и SB2, в реверсивных магнитных пускателях иногда предусматривается специальная механическая блокировка. Она представляет собой рычажную систему, которая предотвращает втягивание одного контактора, если включен другой. В дополнение к механической блокировке в схеме используется типовая электрическая блокировка, применяемая в реверсивных схемах управления. Она предусматривает перекрестное включение размыкающих контактов аппарата КМ1 в цепь катушки аппарата КМ2 и наоборот.

Отметим, что повышению надежности и удобства в эксплуатации способствует использование в схеме воздушного автоматического выключателя QF. Его наличие исключает возможность работы привода при обрыве одной фазы, при однофазном коротком замыкании, как это может иметь место при установке предохранителей, а также он не требует замены элементов (как в предохранителях при сгорании их плавкой вставки).

Схема управления АД, обеспечивающая прямой пуск и динамическое торможение в функции времени, приведена на рис. 8.10.

hello_html_m13cef463.png

 

Рис. 8.10. Схема пуска и динамического торможения АД

 

Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1, после чего срабатывает линейный контактор КМ, подключающий двигатель к источнику питания. Одновременно с этим замыкание контакта КМ в цепи реле времени КТ вызовет его срабатывание и замыкание его контакта в цепи контактора торможения КМ1. Однако последний не срабатывает, так как перед этим разомкнулся в этой цепи размыкающий контакт КМ.

Для остановки двигателя нажимается кнопка SB3, контактор КМ отключается, размыкая свои контакты в цепи статора двигателя и отключая тем самым его от сети переменного тока. Одновременно с этим замыкается контакт КМ в цепи аппарата КМ1 и размыкается контакт КМ в цепи реле КТ. Это приводит к включению контактора торможения КМ1, подаче в обмотки статора постоянного тока от выпрямителя V через резистор Rт и переводу двигателя в режим динамического торможения.

Реле времени КТ, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени. Через интервал времени, соответствующий времени останова двигателя, реле КТ размыкает свой контакт в цепи контактора КМ1, тот отключается, прекращая подачу постоянного тока в цепь статора. Схема возвращается в исходное положение.

Интенсивность динамического торможения регулируется резистором Rт, с помощью которого устанавливается необходимый постоянный ток в статоре двигателя.

Для исключения возможности одновременного подключения статора к источникам переменного и постоянного тока в схеме использована типовая блокировка с помощью размыкающих контактов КМ и КМ1, включенных перекрестно в цепи катушек этих аппаратов.

Схема управления пуском и торможением противовключением АД с фазным ротором в функции ЭДС приведена на рисунке 8.11.

 

hello_html_m243b87d2.png

 

Рис. 8.11. Схема управления пуском и торможением противовключением АД

с фазным ротором

 

После подачи напряжения включается реле времени КТ, которое своим размыкающим контактом разрывает цепь питания контактора КМ3, предотвращая тем самым его включение и преждевременное закорачивание пусковых резисторов в цепи ротора.

Включение двигателя производится нажатием кнопки SB1, после чего включается контактор КМ1. Статор двигателя подсоединяется к сети, электромагнитный тормоз YB растормаживается, и начинается разбег двигателя. Включение КМ1 одновременно приводит к срабатыванию контактора КМ4, который своим контактом шунтирует ненужный при пуске резистор противовключения Rд2, а также разрывает цепь катушки реле времени КТ. Последнее, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени, после чего замыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМ3, который срабатывает и шунтирует пусковой резистор Rд1 в цепи ротора, и двигатель выходит на свою естественную характеристику.

Управление торможением обеспечивает реле торможения KV, контролирующее уровень ЭДС (скорости) ротора. С помощью резистора Rр оно отрегулировано таким образом, что при пуске, когда скольжение двигателя 0 < S < 1, наводимая в роторе ЭДС будет недостаточна для включения, а в режиме противовключения, когда 1 < S < 2, уровень ЭДС достаточен для его включения.

Для осуществления торможения двигателя нажимается сдвоенная кнопка SB2, размыкающий контакт которой разрывает цепь питания катушки контактора КМ1. После этого двигатель отключается от сети и разрывается цепь питания контактора КМ4, и замыкается цепь питания реле КТ. В результате этого контакторы КМ3 и КМ4 отключаются, и в цепь ротора двигателя вводится сопротивление Rд1 + Rд2.

Нажатие кнопки SB2 приводит одновременно к замыканию цепи питания катушки контактора КМ2, который, включившись, вновь подключает двигатель к сети, но уже с другим чередованием фаз сетевого напряжения на статоре. Двигатель переходит в режим торможения противовключением. Реле RY срабатывает и после отпускания кнопки SB2 будет обеспечивать питание контактора КМ2 через свой контакт и замыкающий контакт этого аппарата.

В конце торможения, когда скорость будет близка к нулю и ЭДС ротора уменьшится, реле КV отключится и своим размыкающим контактом разомкнет цепь катушки контактора КМ2. Последний, потеряв питание, отключит двигатель от сети, и схема придет в исходное положение. После отключения КМ2 тормоз УВ, потеряв питание, обеспечит фиксацию (торможение) вала двигателя.

На рисунке 8.12. приведена схема панели типа ПДУ 6220.

Панель типа ПДУ 6220 входит в состав нормализованной серии панелей управления двигателей с фазным и короткозамкнутым ротором и обеспечивает пуск двигателей в две ступени и динамическое торможение по принципу времени.

При подаче на схему напряжений 220 В и переменного тока 380 В (замыкание рубильников QS1 и QS2 и автомата QF) включается реле времени КТ1, чем подготавливается двигатель к пуску с полным пусковым резистором в цепи ротора. Одновременно с этим, если рукоятка командоконтроллера находится в нулевой (средней) позиции и максимально-токовые реле FА1-FА3 не включены, включится реле защиты КV от понижения питающего напряжения и подготовит схему к работе.

hello_html_m78451fc3.png

Рис. 8.12. Схема панели типа ПДУ 6220

 

Пуск двигателя осуществляется по любой из двух искусственных характеристик или естественной характеристике, для чего рукоятка SА должна устанавливаться соответственно в положение 1, 2 или 3. При переводе рукоятки в любое из указанных положений SА включается линейный контактор КМ2, подключающий двигатель к сети, контактор управления тормозом КМ5, подключающий к сети катушку YА электромагнитного тормоза, который при этом растормаживает двигатель и реле времени КТ3, управляющее процессом динамического торможения. При переводе SА в положение 2 или 3 включаются контакторы ускорения КМ3 и КМ4, и двигатель начинает разгоняться.

Торможение двигателя происходит при переводе рукоятки SА в нулевое (среднее) положение. При этом отключатся контакторы КМ2 и КМ5 и включится контактор динамического торможения КМ1, который подключит двигатель к источнику постоянного тока. В результате этого будет идти интенсивный процесс комбинированного (механического и динамического) торможения двигателя, который закончится после отсчета реле КТ3 своей выдержки времени, соответствующей времени торможения.

Схема асинхронного электропривода с тиристорным пусковым устройством приведена на рисунке 8.13.

hello_html_273114b1.pngк ак

Рис. 8.13. Схема асинхронного ЭП с тиристорным пусковым устройством

 

Эффективным методом формирования желаемых графиков изменения тока и момента двигателя в переходных режимах является регулирование напряжения на его статоре с помощью тиристорных пусковых устройств (ТПУ). Чаще всего это делается для ограничения тока и момента двигателя при пуске («мягкий» способ пуска), хотя с помощью этих устройств можно обеспечить и повышение момента двигателя при пуске («жесткий» способ пуска).

Тиристорное пусковое устройство включается между источником питания (сетью переменного тока) с напряжением U1 и статором двигателя. В нереверсивном ТПУ его силовую часть образуют три пары встречно-параллельно включенных тиристоров VS1-VS6, управление которыми осуществляется импульсами напряжения, поступающими на них от системы импульсно-фазового управления (СИФУ). Ограничение тока и момента осуществляется за счет снижения подводимого к двигателю напряжения, что достигается соответствующим изменением во времени угла управления тиристорами. Напряжение при пуске может изменяться по различным законам – линейно нарастать от нуля до сетевого, быть пониженным в течение всего времени пуска или изменяться по так называемому бустерному варианту, при котором для облегчения пуска двигателя на него вначале подается скачком некоторое напряжение, которое затем продолжает нарастать уже по линейному закону. В замкнутой системе может быть обеспечено и поддержание тока статора на заданном уровне.

8.6. Регулирование координат асинхронного двигателя с помощью резисторов

Данный способ регулирования координат, называемый часто реостатным, может быть осуществлен введением добавочных активных резисторов в статорные или роторные цепи АД (см. рис. 8.14). Он привлекает в первую очередь простотой своей реализации, отличаясь в то же время невысокими показателями качества регулирования и экономичностью.

hello_html_18375b36.png

 

Рис. 8.14. Схемы включения АД с фазным ротором (а) и с короткозамкнутым ротором (б)

 

Включение добавочных резисторов R1д в цепь статора применяется главным образом для регулирования (ограничения) в переходных процессах тока и момента АД с короткозамкнутым ротором.

Все искусственные электромеханические характеристики располагаются в первом квадранте ниже и левее естественной. С учетом того, что скорость идеального холостого хода ω0 при включении R1д не изменяется, получаемые искусственные электромеханические характеристики можно представить семейством кривых (рис.8.15 а).

 

hello_html_5d2b8472.png

а) б)

 

 

Рис.8.15. Электромеханические (а) и механические (б) характеристики АД при регулировании координат с помощью резисторов в цепи статора

 

Характеристики 2–4 расположены ниже естественной характеристики 1, построенной при R1д = 0, причем большему значению R1д соответствует больший наклон искусственных характеристик 2-4.

Механические характеристики АД представлены на рисунке 8.15 б.

Координаты точки экстремума Мк и Sк изменяются при варьировании R1д, а именно: в соответствии с (8.15) и (8.16) при увеличении R1д критический момент Мк и критическое скольжение Sк уменьшаются. Уменьшается и пусковой момент.

В то же время искусственные механические характеристики (рис. 8.15б) мало пригодны при регулировании скорости АД: они обеспечивают небольшой диапазон изменения скорости; жесткость характеристик АД и его перегрузочная способность, характеризуемая критическим моментом, по мере увеличения R1дснижается; способ отличает и низкая экономичность. В силу этих недостатков регулирование скорости АД с помощью активных резисторов в цепи его статора применяется редко [2].

Включение добавочных резисторов R2д в цепь ротора применяется как с целью регулирования тока и момента АД, так и его скорости (рис. 8.14а).

Искусственные электромеханические характеристики при R2д = var имеют вид, показанный на рисунке 8.15а, и могут использоваться для регулирования (ограничения ) пускового тока Iкз = Iп .

Скорость идеального холостого хода АД ω0 и максимальный (критический) момент двигателя Мкв соответствии с [2] остаются неизменными при регулировании R2д , а критическое скольжение Sк , как это следует из [2], изменяется.

Выполненный анализ позволяет построить естественную 1 (R2д = 0) и искусственные 2–3 (R2д3> R2д2) характеристики (рис. 8.16) и сделать заключение, что за счет изменения R2д имеется возможность повышать пусковой момент АД вплоть до критического момента Мк без снижения перегрузочной способности двигателя, что весьма важно при регулировании его скорости.

 

hello_html_c9ae986.png

 

Рис. 8.16. Механические характеристики при различных сопротивлениях R2д добавочного резистора в цепи ротора

 

В остальном рассматриваемый способ характеризуется такими же показателями, что и для ДПТ НВ. Диапазон регулирования скорости небольшой – около 2–3 – из-за снижения жесткости характеристик и роста потерь по мере его увеличения. Плавность регулирования скорости, которая изменяется только вниз от основной, определяется плавностью изменения добавочного резистора R2д.

Затраты, связанные с созданием данной системы ЭП, невелики, так как для регулирования обычно используются простые и дешевые ящики металлических резисторов. В то же время эксплуатационные затраты оказываются значительными, поскольку велики потери в ПД.

С увеличением скольжения S возрастают потери в роторной цепи, поэтому реализация большого диапазона регулирования скорости приводит к значительным потерям энергии и снижению КПД ЭП.

Регулирование скорости этим способом осуществляется при небольшом диапазоне регулирования скорости или кратковременной работе на пониженных скоростях. Этот способ нашел широкое применение например, в ЭП подъемно-транспортных машин и механизмов.

Расчет сопротивления добавочного резистора R2д может быть выполнен несколькими способами в зависимости от формы задания требуемой искусственной механической характеристики.

Если искусственная характеристика определена полностью, то сопротивление добавочного резистора (например, R2д1) можно определить по выражению [2,4]:

hello_html_m4cf6cac9.png, (8.30)

где hello_html_1cf90de3.png– сопротивление фазы ротора АД.

Если искусственная характеристика задана своей рабочей частью, то можно использовать метод отрезков, для чего на рисунке 8.16 проведена вертикальная линия, соответствующая номинальному моменту Мном, и отмечены характерные точки: а, b, c, d, e. Сопротивление искомого резистора R2д1 определяется как [2,4]

R2д1 = R2номаb/ас, (8.31)

где hello_html_74bbd382.png– номинальное сопротивление АД; hello_html_1b86ccb3.png– ЭДС ротора при S = 1; hello_html_m239ae39a.png–номинальный ток ротора.

http://life-prog.ru/1_17774_tormoznie-rezhimi-ad.html

infourok.ru

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.

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.



infopedia.su

Схема управления электроприводом — Мегаобучалка

Схема силовой якорной цепи электропривода приведена на рис. 3.1. Схема подключается к напряжению постоянного тока U через автоматические выключатели QF1 и предохранители FU1. Она включает в себя обмотку якоря двигателя M, резисторы Rдоб1 –Rдоб6 , которые в разные моменты времени задействованы как пусковые, регулировочные и тормозные. Силовые контакты схемыKM6.2 и KM6.3 обеспечивают торможение противовключением на завершающем этапе рабочего цикла при разомкнутых контактахKM0.4 иKM0.5. В силовую якорную цепь включена обмотка реле максимального тока KA1.

Рис. 3.1 - Схема силовой якорной цепи электропривода

Релейно-контакторная схема управления электроприводом приведена на рис. 3.2. Электропривод работает следующим образом. Перед пуском электропривода включают автоматыQF1 и QF2. На схему силовых цепей и схему управления подается напряжение U. В схемеуправления электроприводом запитывается обмотка возбуждения электродвигателя LM, срабатывает реле обрыва поля KA2, замыкая свои контакты KA2.1 и KA2.2 в цепях контакторов KM0 и KM6. Через размыкающие контакты KM0.1, КM1.1, KM2.1, KM5.3 и KM6.4запитываются реле времени KT1, KT2 и KT3. Реле времени KT1, KT2, включившись, размыкают свои контакты KT1 и KT2 в цепях схемы управления. Реле времени KT3 при включении замыкает свои контакты KT3.1, KT3.2, KT3.4, KT3.5 и размыкает контакт KT3.3. Через замкнутый контакт KT3.4 получает питание реле времени KT4 и, в свою очередь, замыкает контакты KT4.1 –KT4.4, запитывая реле времени KT5 и контакторы KM3, KM4, а также размыкает контакт KT4.5. Контакторы KM3 и KM4, своими контактами шунтируют добавочные сопротивления Rдоб5 и Rдоб6. Реле времени KT5, включившись, размыкает свои замыкающие контакты KT5.1, KT5.2 и KT5.4, а также замыкает размыкающие контакты KT5.3 и KT5.5. Через контакт KT5.3 получает питание реле времени KT6 и замыкает контакты KT6.1, KT6.2. Реле времени KT7 не подключено, поэтому его контакт в цепи питания схемы управления замкнут. Схема подготовлена к включению.

Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1: если реле максимального тока KA1 находится в выключенном состоянии, а реле обрыва поля KA2 включено, то срабатывает контактор KM0, подключая обмотку якоря M двигателя к сети напряжения постоянного тока U, и двигатель начинает разгоняться по первой пусковой характеристике 3, рис. 2.10 с введенными сопротивлениями Rдоб1 –Rдоб4, рис. 3.1. Контакт KM0.2 осуществляет самоблокировку контактора KM0, контакт KM0.3запитывает обмотку электромагнитного растормаживателяLB, а контакт KM0.1 размыкается и снимает питание с реле времени KT1. Реле времени KT1, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени разгона по первой пусковой характеристике до скорости ωпер1. По истечении времени выдержки размыкающий контакт KT1 замкнется и включится контактор KM1. Контактор KM1, включившись, закорачивает контактом KM1.2 резисторы Rдоб3 и Rдоб4, рис. 3.1, а также одновременно контактом KM1.1 отключает катушку реле времени KT2 и оно начинает отсчитывать время разгона по второй пусковой характеристике 4, рис. 2.10 до скорости ωпер2. По истечении времени выдержки размыкающий контакт KT2 замкнется и включится контактор KM2. Контактор KM2, включившись, закорачивает контактом KM2.2 резистор Rдоб2, рис. 3.1, а контактом KM2.1 отключает реле времени KT3 и оно начинает отсчитывать время разгона до первой рабочейскорости ωp1 плюс время работы в первой рабочей точке– 15 с. После работы на первой технологической характеристике 1, рис. 2.10 реле времени KT3 размыкает свои контакты KT3.1, KT3.2, KT3.4, KT3.5 и тем самым отключает контакторы KM0, KM1, KM2, реле времени KT4, а контактом KT3.3запитывает контактор KM5. Двигатель переходит в режим динамического торможения (характеристика 5, рис. 2.10) для перехода во вторую рабочую точку. В якорную цепь двигателя включены сопротивления Rдоб1 – Rдоб3, рис. 3.1, которые и формируют сопротивление динамического торможения. По истечении времени задержки размыкаются контакты KT4.1 –KT4.4 и отключают контакторы KM5, KM3, KM4 и реле времени KT5. Одновременно контакт KT4.5 реле времени KT4 замыкается и включает контактор KM0, после чего двигатель начинает работу во второй рабочей точке со скоростью ωp2. Через 18 с. реле времени KT5 размыкает контакты KT5.3 и KT5.5, тем самым включает отсчет реле времени KT6 и отключает контактор KM0. Одновременно путем замыкания контактов KT5.1, KT5.2 и KT5.4 включаются контакторы KM4, KM6, а также реле времени KT7 и двигатель переходит в режим торможения противовключением (характеристика 6, рис. 2.10). По истечении времени торможения противовключением размыкающий контакт KT6.1 разомкнется и отключит контактор KM6, который силовыми контактами KM6.1 –KM6.3 обесточит якорную цепь двигателя, а также электромагнитный растормаживательLB. Механизм остановлен.

Рис. 3.2 - Схема управления электроприводом

Одновременно с этим, размыкающий контакт KT6.2 отключает питание реле времени KT7, оно разрывает свой контакт, снимая питание со всей схемы управления и начинает отсчет времени паузы. Повторное включение двигателя должно произойти через интервал времени паузы – 45 с. Контакт KT7 замыкается, напряжение U вновь поступает на схему управления, производится подготовка к включению, описанная выше, и схема опять готова к выполнению нового технологического цикла, запуск которого начнется либо по нажатию кнопки SB1, либо замыканием контакта какого-либо внешнего устройства, подключенного параллельно контакту кнопки SB1.

Следует отметить, что приведенная схема является лишь одним вариантом реализации системы управления. Возможно добавление дополнительных защит и блокировок, а также применение принципа управления не по времени, а по скорости.

Также возможны менее трудоемкие варианты построения схемы управления рассмотренным технологическим циклом на базе регулируемых командоаппаратов, например КА4000, КА4600 или на базе программируемых многоканальных реле, например ПР110.

 

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были рассмотрены вопросы выбора двигателя по мощности, построена диаграмма производственного механизма, а так же диаграмма скорости и нагрузочная диаграмма производственного механизма. Произведены расчеты электродвигателя и выбор его по каталогу, пусковых и регулировочных резисторов электропривода, параметров и характеристик режима динамического торможения асинхронного двигателя, переходных процессов скорости, момента и тока за цикл работы электропривода. Построены естественные механические и электромеханические характеристики электродвигателя, схема управления электроприводом, а так же проведена проверка двигателя по нагреву и перегрузке.

 

Список литературы

 

1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 2001. – 576 с.

2. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод: учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 2006. – 416 с.

3. Приводы машин: справочник / В.В. Длоугий, Т.И. Муха, А.П. Цупиков, Б.В. Януш; под общ.ред. В.В. Длоугого. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 2002. – 383 с.

4. Справочник по электрическим машинам: в 2 т.; под общ.ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 688 с.: ил.

5. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. – М.: Энергия, 2007. – 432 с.

6. Башарин А.В., Голубев Ф.Н., Кепперман В.Г. Примеры расчетов автоматизированного электропривода. – Л., Энергия, 2001. – 440 с.

7. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболевская. – М.: Энергоатомиздат, 2002. – 380 с.

8. Мощинский Ю.А., Беспалов В.Я., Кирякин А.А. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по каталожным данным // Электричество. – 2008. – № 4. – С. 39–42.

megaobuchalka.ru


Смотрите также