Лекция Схемы управления электроприводами

Лекция:    Схемы управления электроприводами Управление   приводами   включает   в   себя   пуск   электродвигателя   в   работу,   регулирование   скорости вращения, изменение направления вращения, торможение и останов электродвигателя. Для управления приводами   применяются   электрические   коммутационные   аппараты,   такие   как   автоматические   и неавтоматические выключатели, контакторы и магнитные пускатели. Для защиты электродвигателей от ненормальных режимов (перегрузок и коротких замыканий) применяются автоматические выключатели, предохранители и тепловые реле.              Управление   электродвигателями   с   короткозамкнутым    ротором. На рис.1 приведена схема управления   асинхронным   двигателем   с короткозамкнутым ротором с помощью магнитного пускателя.     управления Рис.1. Схема асинхронным электродвигателем   с   короткозамкнутым ротором с помощью магнитного пускателя:  Q – выключатель; F – предохранитель; КМ –   магнитный   пускатель, КК1, КК2 –   тепловое реле; SBC   – кнопочный   выключатель   включения двигателя; SBT – выключатель отключения двигателя   кнопочный        Магнитные  пускатели  широко  применяются   для  двигателей мощностью до 100 кВт. Они  применяются в продолжительном и повторно­кратковременном режиме работы привода. Магнитный  пускатель позволяет осуществлять дистанционный пуск. Для включения электродвигателя М первым  включается выключатель Q. Пуск двигателя в работу осуществляется включением кнопочного  выключателя SBС. Катушка (электромагнит включения) магнитного пускателя КМ получает питание от  сети и замыкает контакты КМ в главной цепи и в цепи управления. Вспомогательный контакт КМ в цепи  управления шунтирует кнопочный выключатель SBС и обеспечивает продолжительную работу привода  после снятия нагрузки нажатия с кнопочного выключателя. Для защиты электродвигателя от перегрузки в магнитном пускателе имеются тепловые реле КК1 и КК2, включаемые в две фазы электродвигателя.  Вспомогательные контакты этих реле включаются в цепь питания катушки КМ магнитного пускателя. Для  защиты от коротких замыканий в каждой фазе главной цепи электродвигателя устанавливаются  предохранители F. Предохранители могут устанавливаться и в цепи управления. В реальных схемах  неавтоматический выключатель Q и предохранители F могут быть заменены автоматическим  выключателем. Отключение электродвигателя осуществляется нажатием на кнопочный выключатель SBТ.        Простейшая схема управления электродвигателем может иметь неавтоматический выключатель Q и  предохранители F или автоматический выключатель.        Во многих случаях при управлении электроприводом необходимо изменять направление вращения  электродвигателя.  Для этого применяются реверсивные магнитные пускатели.        На рис. 2. приведена схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором  с помощью реверсивного магнитного пускателя. Для включения электродвигателя М должен быть  включен выключатель Q. Включение электродвигателя для одного направления, условно «Вперед»,  производится нажатием кнопочного выключателя SBС1 в цепи питания катушки КМ1 магнитного  пускателя. При этом катушка (электромагнит включения) магнитного пускателя КМ1 получает питание от  сети и замыкает контакты КМ1 в главной цепи и в цепи управления. Вспомогательный контакт КМ1 в цепи  управления шунтирует кнопочный выключатель SBС1 и обеспечивает продолжительную работу привода  после снятия нагрузки нажатия с кнопочного выключателя.         Для пуска электродвигателя в противоположном направлении, условно «Назад», необходимо нажать  кнопочный выключатель SBС2. Кнопочные выключатели SBС1и SBС2 имеют электрическую блокировку,  исключающую возможность одновременного включения катушек КМ1 и КМ2. Для этого в цепь катушки КМ1 включается вспомогательный контакт пускателя КМ2, а в цепь  катушки КМ2 – вспомогательный контакт КМ1. Для отключения электродвигателя от сети при его вращении в любом направлении необходимо нажать на  кнопочный выключатель SBТ. При этом цепь любой катушки и КМ1 и КМ2 разрывается, их контакты в главной цепи электродвигателя размыкаются, и электродвигатель останавливается. Схема реверсивного включения может в обоснованных случаях применяться для торможения двигателя  противовключением. . Рис. 2.  Схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с помощью реверсивного магнитного пускателя:  Q – выключатель; F – предохранитель;   КМ1, КМ2 – магнитный пускатель,  КК1, КК2 – тепловое реле; SBC1, SBC2 – кнопочный выключатель включения двигателя; SBT – кнопочный выключатель отключения двигателя Управление электродвигателями с фазным ротором. На рис. 3  приведена схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором. Рис. 3.  Схема управления асинхронным  двигателем с фазным ротором: QF – выключатель; КМ – магнитный пускатель в цепи статора, КМ1 – КМ3   – магнитный пускатель  ускорения; SBC – кнопочный выключатель включения двигателя; R – пусковой реостат; SBT – кнопочный  выключатель отключения двигателя Рис. 4.   Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором:   1, 2, 3 –  при включении ступеней пускового реостата; 4 – естественная; П – точка пуска;         В приведенной схеме защита двигателя М от коротких замыканий и перегрузок осуществляется автоматическим выключателем QF. Для уменьшения  пускового тока и увеличения пускового момента в цепь ротора включен трехступенчатый пусковой реостат R. Количество ступеней может быть различным. Пуск электродвигателя осуществляется  линейным контактором КМ и контакторами ускорения КМ1 – КМ3. Контакторы снабжены реле времени.  После включения автоматического выключателя QF кнопочным выключателем  SBC включается линейный  контактор КМ, который мгновенно замыкает свои контакты в главной цепи и шунтирует контакты  кнопочного выключателя SBC. Двигатель начинает вращаться при полностью введенном пусковом  реостате R (механическая характеристика 1 на рис. 4). Точка П является точкой трогания.         Контакт реле времени КМ в цепи катушки контактора КМ1 с выдержкой времени t1 (рис. 5) включает  контактор КМ1, который замыкает контакты первой ступени в цепи пускового реостата. С выдержкой  времени t2 включается контактор КМ2. Аналогично проходит процесс переключения ступеней пускового  реостата R до перехода электропривода на естественную характеристику (кривая 4).  Изменение тока  статора I и частоты вращения ротора n2 во время пуска электродвигателя показано на рис. 5. Рис. 5. Изменение тока статора и частоты вращения ротора асинхронного двигателя с фазным ротором во время пуска На естественной характеристике ток статора и частота вращения ротора достигают номинальных значений. Остановка электродвигателя осуществляется кнопочным выключателем SBT. Электрическая блокировка в приводах          В многодвигательных приводах или приводах механизмов, связанных общей технологической  зависимостью, должна быть обеспечена определенная очередность включения и отключения  электродвигателей. Это достигается применением механической или электрической блокировки.  Электрическая блокировка осуществляется путем применения дополнительных вспомогательных  контактов коммутационных аппаратов, участвующих в управлении приводами. На рис. 6 приведена схема  блокировки последовательности пуска и остановки двух электродвигателей. Рис. 6. Схема блокировки последовательности управления двух электродвигателей: Q1, Q2 – выключатель; F1, F2 – предохранитель; КМ1, КМ2 – магнитный пускатель, КК1, КК2 – тепловое  реле; SBC1, SBC2 – кнопочный выключатель включения двигателя;SBT1, SBT2 – кнопочный выключатель  отключения двигателя; Q3 – вспомогательный выключатель В схеме исключена возможность пуска электродвигателя М2 раньше пуска двигателя М1. Для этого в  цепь управления магнитного пускателя КМ2, осуществляющего пуск и остановку электродвигателя М2,  включен замыкающий вспомогательный контакт КМ1, связанный с пускателем КМ1. В случае остановки  электродвигателя М1 этот же контакт произведет автоматическое отключение двигателя М2. При  необходимости самостоятельного пуска электродвигателя при опробовании механизма в цепи управления  имеется выключатель Q3, который необходимо предварительно замкнуть. Включение электродвигателя   М2  осуществляется кнопочным выключателем SBC2, а отключение – SBТ2. Включение двигателя  М1   осуществляется выключателем SBC1, а отключение – SBT1. При этом отключается и выключатель М2.