Automatiske kontrollkretser for start og stopp av likestrømsmotorer

Starten av enhver motor er ledsaget av visse brytere i strømkretsen og kontrollkretsen. I dette tilfellet brukes relé-kontaktor og berøringsfrie enheter. For DC-motorer å begrense startstrømmer startmotstander er inkludert i rotor- og ankerkretsen til motorene, som slås av når motorene akselereres i trinn. Når oppstarten er fullført, blir oppstartsmotstandene fullstendig forbigått.

Bremseprosessen til motorene kan også automatiseres. Etter stoppkommandoen, ved hjelp av relé-kontaktorutstyret, gjøres de nødvendige bryterne i strømkretsene. Når du nærmer deg en hastighet nær null, kobles motoren fra nettverket. Under oppstart slås trinnene av med jevne mellomrom eller avhengig av andre parametere. Dette endrer strømmen og hastigheten til motoren.

Motorstartkontroll utføres som en funksjon av EMF (eller hastighet), strøm, tid og bane.

Typiske underenheter og kretser for automatisk styring av startende likestrømsmotorer

Start av en likestrømsmotor med parallell eller uavhengig eksitasjon gjøres med en motstand introdusert i ankerkretsen. En motstand er nødvendig for å begrense innkoblingsstrømmen. Når motoren akselererer, trappes startmotstanden. Når starten er fullført, vil motstanden bli fullstendig forbigått og motoren vil gå tilbake til sine naturlige mekaniske egenskaper (fig. 1). Ved oppstart akselererer motoren i henhold til kunstig karakteristikk 1, deretter 2, og etter manøvrering av motstanden - i henhold til naturlig karakteristikk 3.

Ris. 1. Mekaniske og elektromekaniske egenskaper for en likestrømsmotor med parallell eksitasjon (ω — rotasjonsvinkelhastighet; I1 M1 — toppstrøm og dreiemoment for motoren; I2 M2 — strøm og koblingsmoment)

Tenk på startkretsnoden til DC-motoren (DCM) i EMF-funksjonen (fig. 2).

Ris. 2. Startkretsnoden til DCT for parallell eksitasjon i EMF-funksjonen

EMF (eller hastighet) funksjonen styres av releer, spenninger og kontaktorer. Spenningsreleer er konfigurert til å fungere ved forskjellige anker-emf-verdier. Når kontaktoren KM1 er slått på, er spenningen til KV-reléet på starttidspunktet ikke nok for drift. Når motoren akselererer (på grunn av økningen i motor-emf), aktiveres KV1-reléet, deretter KV2 (reléaktiveringsspenningene har tilsvarende verdier); de inkluderer akselerasjonskontaktorene KM2, KMZ, og motstandene i ankerkretsen er shuntet (kontaktorbryterkretser er ikke vist i diagrammet; LM er eksitasjonsviklingen).

La oss se på ordningen for å starte en DC-motor i EMF-funksjonen (fig. 3). Vinkelhastigheten til motoren er ofte fiksert indirekte, dvs.måle mengder relatert til hastighet. For en likestrømsmotor er en slik verdi EMF. Starten utføres som følger. QF-kretsbryteren slås på, motorfeltet er koblet til strømforsyningen. KA-reléet aktiveres og lukker sin kontakt.

De resterende enhetene i kretsen forblir i sin opprinnelige posisjon. For å starte motoren må du trykk på knappen SB1 «Start», hvoretter kontaktor KM1 aktiveres og kobler motoren til strømkilden. Kontaktor KM1 er selvdrevet. DC-motoren akselereres med motorens armaturkretsmotstand R.

Når hastigheten til motoren øker, øker dens emf og spenningen i spolene til reléene KV1 og KV2. Ved hastighet ω1 (se fig. 1.) aktiveres relé KV1. Den lukker kontakten i kontaktorkretsen KM2, som utløser og kortslutter startmotstandens første trinn med kontakten. Ved hastighet ω2 aktiveres relé KV2. Med sin kontakt lukker den forsyningskretsen til KMZ-kontaktoren, som, når den aktiveres, med en kontakt, kortslutter det andre starttrinnet til startmotstanden. Motoren når sine naturlige mekaniske egenskaper og avslutter start.

Ris. 3. Skjematisk start av DCT av parallell eksitasjon i EMF-funksjonen

For korrekt drift av kretsen er det nødvendig å stille inn spenningsreléet KV1 til å fungere ved EMF som tilsvarer hastigheten ω1 og releet KV2 til å operere med hastigheten ω2.

For å stoppe motoren, trykk på Stopp-knappen SB2. Åpne QF-kretsbryteren for å koble fra den elektriske kretsen.

Strømfunksjonen styres av et strømrelé. Tenk på DC-motorens startkretsnode i fluksfunksjonen. I diagrammet vist i fig.4 brukes overstrømsreléer som tar opp ved startstrømmen I1 og faller ut ved minimumsstrømmen I2 (se fig. 1). Den interne responstiden til de aktuelle reléene må være mindre enn kontaktorens responstid.

Ris. 4. Startkretsnoden til den parallelle eksitasjons-DCT avhengig av strømmen

Motorakselerasjon begynner med motstanden helt satt inn i ankerkretsen. Når motoren akselererer, avtar strømmen, med strøm I2 forsvinner reléet KA1 og med sin kontakt lukker forsyningskretsen til kontaktoren KM2, som omgår den første kontakten til startmotstanden med sin kontakt. På samme måte er det andre starttrinnet til motstanden kortsluttet (relé KA2, kontaktor KMZ). Kontaktorens strømkretser er ikke vist i diagrammet. På slutten av start av motoren vil motstanden i ankerkretsen være brokoblet.

Betrakt kretsen for å starte en likestrømsmotor som en fluksfunksjon (fig. 5). Motstandene til motstandstrinnene velges slik at i øyeblikket når motoren slås på og trinnene shuntes, overskrider ikke strømmen I1 i ankerkretsen og øyeblikket M1 det tillatte nivået.

Starte en DC-motor utføres ved å slå på QF-strømbryteren og trykke på «Start»-knappen SB1. I dette tilfellet aktiveres kontaktor KM1 og lukker kontaktene. Innkoblingsstrømmen I1 går gjennom motorens strømkrets, under påvirkning av hvilken overstrømsreléet KA1 aktiveres. Kontakten åpnes og kontaktor KM2 mottar ikke strøm.

Ris. 5. Skjematisk parallelleksitasjon DCT-oppstart som funksjon av strøm

Når strømmen faller til minimumsverdien I2, faller overstrømsreléet KA1 og lukker sin kontakt.Kontaktoren KM2 er aktivert og shunter gjennom sin hovedkontakt den første seksjonen av startmotstanden og reléet KA1. Ved veksling stiger strømmen til verdien I1.

Når strømmen øker igjen til verdien av I1, slås ikke kontaktoren KM1 på, fordi spolen omgås av kontakten KM2. Under påvirkning av strømmen I1 aktiveres reléet KA2 og åpner kontakten. Når du er i ferd med å akselerere, synker strømmen igjen til verdien av I2, reléet KA2 faller og kontaktoren KMZ slås på. Starten er fullført, motoren fungerer med sine naturlige mekaniske egenskaper.

For riktig funksjon av kretsen er det nødvendig at responstiden til reléet KA1 og KA2 er mindre enn responstiden til kontaktorene. For å stoppe motoren, trykk på «Stopp»-knappen SB2 og slå av QF-strømbryteren for å koble fra kretsen.

Tidsstyring utføres ved hjelp av et tidsrelé og tilsvarende kontaktorer som kortslutter motstandstrinnene med kontaktene deres.

Betrakt startkretsnoden DC-motor som en funksjon av tiden (fig. 6) Tidsreléet KT aktiveres umiddelbart når det oppstår spenning i styrekretsen gjennom åpningskontakten KM1. Etter å ha åpnet kontakten KM1, mister tidsreléet KT strømforsyningen og lukker kontakten med en tidsforsinkelse. Kontaktor KM2 etter et tidsintervall lik tidsforsinkelsen til tidsreléet mottar strøm, lukker sin kontakt og shunter motstanden i ankerkretsen.

Ris. 6. DCT-startkretsens node for parallell eksitasjon som funksjon av tid

Fordelene med kontroll i funksjonen av tid inkluderer enkel kontroll, stabilitet i akselerasjons- og retardasjonsprosessen, mangel på forsinkelse av den elektriske stasjonen ved mellomhastigheter.

Betrakt kretsen for å starte en DC-motor parallell eksitasjon som en funksjon av tiden. I fig. 7 viser et diagram av en irreversibel start DC parallell eksitasjonsmotor. Lanseringen skjer i to etapper. Kretsen bruker knappene SB1 «Start» og SB2 «Stopp», kontaktorer KM1 ... KMZ, elektromagnetiske tidsreléer KT1, KT2. QF-bryteren slås på. I dette tilfellet mottar spolen til tidsreléet KT1 strøm og åpner sin kontakt i kretsen til kontaktoren KM2. Motoren startes ved å trykke på «Start»-knappen SB1. Kontaktor KM1 mottar strøm og kobler med sin hovedkontakt motoren til en strømkilde med en motstand i ankerkretsen.

Ris. 7. Skjematisk over irreversibel start av en DC-motor som funksjon av tid

Understrømsreléet KA tjener til å beskytte motoren mot avbrudd i magnetiseringskretsen. Under normal drift aktiveres KA-reléet og dets kontakt i KM1-kontaktorkretsen lukkes, og forbereder KM1-kontaktoren for drift. Når magnetiseringskretsen brytes, slås KA-reléet av, åpner kontakten, deretter slås KM1-kontaktoren av og motoren stopper. Når kontaktoren KM1 aktiveres, lukkes blokkeringskontakten og kontakten KM1 i relékretsen KT1 åpnes, som slår seg av og lukker kontakten med en tidsforsinkelse.

Etter et tidsintervall lik tidsforsinkelsen til reléet KT1, lukkes forsyningskretsen til akselerasjonskontaktoren KM2, som utløses og med hovedkontakten kortslutter ett trinn av startmotstanden. Samtidig aktiveres tidsreléet KT2. Motoren akselererer. Etter et tidsintervall lik forsinkelsen til KT2-reléet, lukkes KT2-kontakten, KMZ-akselerasjonskontaktoren aktiveres og med hovedkontakten kontakter det andre trinnet til startmotstanden i ankerkretsen. Starten er fullført og motoren går tilbake til sine naturlige mekaniske egenskaper.

Typiske DC-bremsekontrollkretsenheter

DC-motorens automatiske kontrollsystemer bruker dynamisk bremsing, motsatt bremsing og regenerativ bremsing.

Ved dynamisk bremsing er det nødvendig å lukke motorens armaturvikling til en ekstra motstand og la eksitasjonsviklingen være aktivert. Denne bremsingen kan gjøres som en funksjon av hastighet og som en funksjon av tid.

Kontroll som en funksjon av hastighet (EMF) under dynamisk bremsing kan gjøres i henhold til skjemaet vist i fig. 8. Når KM1-kontaktoren er slått av, kobles motorarmaturet fra strømnettet, men det er spenning på terminalene i frakoblingsøyeblikket. Spenningsreléet KV fungerer og lukker sin kontakt i kretsen til kontaktoren KM2, som med sin kontakt lukker motorens armatur til motstanden R.

Ved hastigheter nær null mister KV-reléet strøm. Ytterligere retardasjon fra minimumshastighet til full stopp skjer under påvirkning av et statisk motstandsmoment.For å øke bremseeffektiviteten kan to eller tre trinn med bremsing brukes.

Ris. 8. Node til kretsen for automatisk kontroll av dynamisk bremsing i EMF-funksjonen: a — kraftkrets; b — kontrollkrets

Dynamisk bremsekonstant motoruavhengig eksitasjon som funksjon av tid utføres i henhold til skjemaet vist i fig. ni.

Ris. 9. Node av DCT dynamisk bremsekrets av uavhengig eksitasjon som en funksjon av tid

Når motoren går er tidsreléet KT på, men kretsen til bremsekontaktoren KM2 er åpen. For å stoppe må du trykke på "Stopp"-knappen SB2. Kontaktor KM1 og tidsrelé KT mister strøm; kontaktoren KM2 aktiveres fordi kontakten KM1 i kretsen til kontaktoren KM2 lukkes og kontakten til tidsreléet KT åpner med en tidsforsinkelse.

For timingen av tidsreléet mottar kontaktoren KM2 strøm, lukker sin kontakt og kobler motorarmaturet til den ekstra motstanden R. En dynamisk stopp av motoren utføres. På slutten åpner KT-reléet etter en tid kontakten og kobler KM2-kontaktoren fra nettverket. Videre bremsing til fullstendig stopp utføres under påvirkning av motstandsmomentet Ms.

Ved omvendt bremsing virker motorens EMF og nettspenningen i samsvar. For å begrense strømmen settes en motstand inn i kretsen.

Eksitasjonskontroll av DC-motorer

Feltviklingen til motoren har en betydelig induktans og hvis motoren slås av raskt, kan det oppstå en stor spenning på den, noe som vil føre til at isolasjonen til viklingen bryter ned. For å forhindre dette kan du bruke kretsnodene vist i fig.10. Slukkemotstanden skrus på parallelt med eksitasjonsspolen gjennom dioden (fig. 10, b). Derfor, etter utkobling, går strømmen gjennom motstanden i kort tid (fig. 10, a).

Ris. 10. Noder av kretser for å slå på slukkemotstander: a — slukkemotstand er koblet parallelt; b — slukkemotstanden slås på gjennom dioden.

Beskyttelse mot avbrudd av eksitasjonskretsen utføres ved hjelp av et understrømsrelé i henhold til skjemaet vist i fig. elleve.

Ris. 11. Beskyttelse mot avbrudd i magnetiseringskretsen: a — kraftmagnetiseringskrets; b — kontrollkrets

Ved brudd i magnetiseringsspolen kobler reléet KA ut og kobler ut kretsen til kontaktoren KM.