Схема пуска нереверсивного асинхронного двигателя: Схема пуска асинхронного двигателя | Заметки электрика

Содержание

Схема включения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с нереверсивным включением

1. Министерство образования и науки Республики Казахстан КГУ «Глубоковский технический колледж» УО ВКО       Тема экзаменационной работы: «

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время перед электромонтерами стоят трудные и
интересные проблемы, которые требуют глубокого знания
теории, проектирования и технологии и электрических
двигателей и аппаратов.
Целью письменной экзаменационной работы является сборка
схемы включения асинхронного двигателя с
короткозамкнутым ротором с нереверсивным включением.

3. Схема включения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с нереверсивным включением на 380 В

Схема подключения магнитного пускателя ПМА
Основные характеристики асинхронного
двигателя АИР 80 В4
Рном, кВт
— 1,5
cos φ
— 0,83
Sном, %
-7
Мп /Мном
— 2,2
Мmax/Мном — 2,2
Iп/Iном
— 5,5
Масса, кг
— 12,1

6. Устройство асинхронного двигателя

7. Основные неисправности и способы их устранения

Техника безопасности при обслуживании и ремонте
асинхронного электродвигателя
При проведении планово-предупредительных работ, технического обслуживания, текущих и капитальных ремонтов
электрических машин специалисту необходимо соблюдать технику безопасности при эксплуатации.
И в свою очередь должен знать следующее:
1. Выводы обмоток и кабельные воронки у электродвигателей должны быть закрыты ограждениями, снятие
которых требует отвёртывания гаек или вывинчивания винтов. Снимать эти ограждения во время работы
электродвигателя запрещается. Вращающиеся части электродвигателей: контактные кольца, шкивы, муфты,
вентиляторы — должны быть ограждены.
2. Открывать ящики пусковых устройств электродвигателей, установленных в цехе, когда устройство находится
под напряжением, разрешается для наружного осмотра лицам, имеющим квалификационную группу не ниже 4-ой.
3. Операции по включению и выключению электродвигателей пусковой аппаратурой с приводами ручного
управления должны производиться с применением диэлектрических перчаток или изолирующего основания
(подставки).
4. Включение и отключение выключателей электродвигателей производится дежурным у агрегатов единолично.
5. У работающего синхронного электродвигателя неиспользуемая обмотка и питающий его кабель должны
рассматриваться как находящиеся под напряжением.
6. Работа в цепи пускового реостата работающего электродвигателя допускается лишь при поднятых щетках и
замкнутом накоротко роторе.
Работа в цепях регулировочного реостата работающего электродвигателя должна рассматриваться как работа под
напряжением в цепях до 1000В и производиться с соблюдением мер предосторожности.
Шлифование колец ротора допускается проводить на вращающемся электродвигателе лишь при помощи колодок из
изоляционного материала.
7. Перед началом работы на электродвигателях, приводящих в движение насосы или тягодутьевые механизмы,
должны быть приняты меры, препятствующие вращению электродвигателя со стороны механизма (насос может
работать как турбина, дымосос может начать вращаться в обратную сторону за счёт засоса холодного воздуха через
трубу и т. д.). Такими мерами являются закрытие соответствующих вентилей или шиберов, их заклинивание или
перевязка цепью с запиранием на замок (или снятием штурвала) и вывешиванием плакатов «Не открывать работают люди» или расцеплением муфт.
8. При отсоединении от синхронного электродвигателя питающего кабеля концы всех трёх фаз кабеля должны
быть замкнуты на коротко и заземлены.
Заземление концов кабеля должно производиться посредством специально приспособленного для этой цели
переносного заземления, выполненного в соответствии с общими требованиями.

9. Организационно-экономическая часть. Рабочим местом называется определенный участок производственной площади цеха, мастерской, закреплен

ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
Рабочим местом называется определенный участок производственной площади цеха,
мастерской, закрепленный за данным рабочим, предназначенный для выполнения
определенной работы и оснащенный в соответствии с характером этой работы
оборудованием, приспособлениями, инструментами и материалами.
Рабочее место дежурного электромонтера: 1 — передвижной стол; 2—
верстак; 3 — шкаф-стеллаж; 4— стол-табуретка
Электробезопасностью в соответствии с
ГОСТ 12.1.009 называется система
организационных и технических
мероприятий и средств, обеспечивающих
защиту людей от опасного и вредного
воздействия на человека электрического
тока, электрической дуги,
электромагнитного поля и статического
электричества

11. Технические и организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность персонала

Организационные
мероприятия:
— оформление работ нарядом или распоряжением, перечнем работ
выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
— допуск к работе;
— надзор во время работы;
— оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания
работы.
Технические мероприятия:
— производство необходимых отключений коммутационных аппаратов и
принятие мер, препятствующих подаче напряжения на место работы
вследствие самопроизвольного их включения;
-вывешивание запрещающих плакатов;
-проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях;
-наложение заземлений;
-вывешивание указательных плакатов.

12. Средства защиты

Служат для защиты людей от поражения электрическим током, от
воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. Средства
защиты подразделяются на основные и дополнительные.
Основными называют такие защитные средства, изоляция которых
надежно выдерживает рабочее напряжения установки.
Дополнительные защитные средства усиливают действие основного
защитного средства
Защитные средства, применяемые при обслуживании
электроустановок

14. Инструменты

ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Основные причины возникновения пожаров в электроустановках
* короткие замыкания в электропроводках и электрическом оборудовании;
* воспламенение горючих материалов, находящихся в непосредственной
близости от электроприемников, включенных на продолжительное время
и оставленных без присмотра;
* токовые перегрузки электропроводок и электрооборудования;
* большие переходные сопротивления в местах контактных соединений;
* появление напряжения на строительных конструкциях и
технологическом оборудовании;
* разрыв колб электроламп и попадание раскаленных частиц нити
накаливания на легкогорючие материалы и др.

16. Работая с электрическим током сопровождается большой опасностью для жизни и здоровья человека, поэтому всегда важно помнить о пожаробезо

!
*
Углекислотный
огнетушитель
Кварцевый песок

Схемы управления электродвигателей | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET

Принципиальная электрическая схема управления асинхронным двигателем с помощью нереверсивного магнитного пускателя приведена на рисунке 4. Защита от самопроизвольного включения при восстановлении исчезнувшего напряжения осуществляется с помощью замыкающих блок-контактов, включенных параллельно кнопке SB2 (пуск). Защиту асинхронного двигателя от перегрузок недопустимой продолжительности выполняет тепловое реле KK, размыкающий контакт которого включен последовательно в цепь управления пускателем. Защита цепи от коротких замыканий здесь осуществляется предохранителями FU1; FU2; FU3. Для снятия напряжения при замене перегоревших плавких вставок установлен рубильник Q.


Рисунок 4 – Схема управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с помощью магнитного пускателя и кнопочной станции
На рисунке 5 показана принципиальная электрическая схема управления асинхронным двигателем с двух мест с помощью двух кнопочных станций. Такая необходимость может возникнуть при управлении конвейером в длинных помещениях и в других случаях. Управлять асинхронным двигателем можно и с большего числа мест

Рисунок 5 – Схема управления электродвигателем с двух мест при наличии соответствующего количества кнопочных станций

Рисунок 6 – Схема управления асинхронным двигателем с помощью реверсивного магнитного пускателя:
а — силовая цепь; б — цепь управления с электрической блокировкой контактами магнитного пускателя и контактами кнопочной станции; в — цепь управления с электрической блокировкой контактами магнитного пускателя
Реверсивные магнитные пускатели комплектуются из двух нереверсивных. Они снабжаются механической блокировкой, исключающей одновременное включение двух контакторов, в результате которого могло бы произойти короткое замыкание. Электрические блокировки для предотвращения одновременного включения двух контакторов осуществляются с помощью размыкающих контактов КM1 и КM2 (рисунок 6, б).

Аналогичные электрические блокировки осуществляются также размыкающими контактами трех кнопочных станций (рисунок 6, в). Пусковые элементы этих станций («вперед» и «назад») имеют по два механически связанных замыкающих и размыкающих контакта. При нажатии на кнопку первым отключается размыкающий контакт, а затем включается замыкающий.

Схема нереверсивного магнитного пускателя | Электричество и Я

Как и обещал в предыдущей статье, привожу схему прямого пуска асинхронного двигателя посредством магнитного пускателя.

Схема нереверсивного магнитного пускателя (катушка на 380В)Схема нереверсивного магнитного пускателя (катушка на 220В)

Схема нереверсивного магнитного пускателя (катушка на 380В)

На схемах приведены 2 схемы управления. Схема выбирается в зависимости от номинально напряжения катушки, установленной в магнитном пускателе.

Порядок работы схемы

Для начала работы необходимо замкнуть контакты выключателя SA1, в качестве которого обычно применяют автоматический выключатель.

Пуск. Для запуска необходимо нажать на кнопку SB2:1 «Пуск», и ток начнёт протекать через катушку магнитного пускателя КМ1, которая, притягивая якорь, замыкает силовые контакты КМ1:1..3, а также вспомогательный контакт КМ1:4. Ток от фаз А,В,С начинает протекать через замкнутые контакты SA1, контакты КМ1:1..3, нагревательные элементы теплового реле КК1 к двигателю ММ1. Двигатель запущен.

Останов. Для этого необходимо нажать нормально замкнутую кнопку  SB1:1 «Стоп» . Цепь питания обмотки пускателя КМ1 размыкается. Якорь под действием пружины возвращается в исходное состояние, размыкая силовые контакты КМ1:1..3, тем самым разрывая цепь питания двигателя ММ1.

Защиты от ненормальных режимов работы:

  1. От перегрузки. Выполнена с использованием теплого реле КК1. При длительном протекании тока срабатывания(тока превышающего рабочий ток электродвигателя) происходит изгибание биметаллической пластины, которое приводит к размыканию контактов КК1 теплового реле, включенных последовательно с катушкой КМ1 в цепи управления. (Подробное устройство и принцип работы теплового реле будет рассмотрен в следующей статье).
  2. Нулевая защита. При исчезновении напряжения питания или его значительном снижении, катушка магнитного пускателя КМ1 не в состоянии удерживать якорь. Якорь под действием пружины возвращается в исходной положение. Цепь питания двигателя ММ1 размыкается, а также размыкаются вспомогательные контакты КМ1:4, что предотвращает самопроизвольное включение электродвигателя после восстановления напряжения.
  3. Цепи управления. Выполнена с использование предохранителя(плавкой вставки) FU1. Он является дополнительно защитой, в случае, если закоротит катушка КМ1 (произойдет межвитковое замыкание). Также, возможно использование вместо предохранителя однополюсного автоматического выключателя.

Ниже приведен пример исполнения данной схемы в серийном ящике управления асинхронным двигателем (Я5110-2877).

Ящик управления асинхронным трехфазным электродвигателем

Ящик управления асинхронным трехфазным электродвигателем

В следующей статье будет рассказано о реверсивной схеме запуска трехфазного асинхронного электродвигателя.

Принципиальная электрическая схема управления электродвигателем. Типовые схемы управления. Технология монтажа электрической схемы

Принципиальная электрическая схема управления асинхронным двигателем с помощью нереверсивного магнитного пускателя приведена на рисунке 4. Защита от самопроизвольного включения при восстановлении исчезнувшего напряжения осуществляется с помощью замыкающих блок-контактов, включенных параллельно кнопке SB2 (пуск). Защиту асинхронного двигателя от перегрузок недопустимой продолжительности выполняет тепловое реле KK, размыкающий контакт которого включен последовательно в цепь управления пускателем. Защита цепи от коротких замыканий здесь осуществляется предохранителями FU1; FU2; FU3. Для снятия напряжения при замене перегоревших плавких вставок установлен рубильник Q.

Рисунок 4 – Схема управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с помощью магнитного пускателя и кнопочной станции
На рисунке 5 показана принципиальная электрическая схема управления асинхронным двигателем с двух мест с помощью двух кнопочных станций. Такая необходимость может возникнуть при управлении конвейером в длинных помещениях и в других случаях. Управлять асинхронным двигателем можно и с большего числа мест

Рисунок 5 – Схема управления электродвигателем с двух мест при наличии соответствующего количества кнопочных станций

Рисунок 6 – Схема управления асинхронным двигателем с помощью реверсивного магнитного пускателя:
а — силовая цепь; б — цепь управления с электрической блокировкой контактами магнитного пускателя и контактами кнопочной станции; в — цепь управления с электрической блокировкой контактами магнитного пускателя
Реверсивные магнитные пускатели комплектуются из двух нереверсивных. Они снабжаются механической блокировкой, исключающей одновременное включение двух контакторов, в результате которого могло бы произойти короткое замыкание. Электрические блокировки для предотвращения одновременного включения двух контакторов осуществляются с помощью размыкающих контактов КM1 и КM2 (рисунок 6, б).
Аналогичные электрические блокировки осуществляются также размыкающими контактами трех кнопочных станций (рисунок 6, в). Пусковые элементы этих станций («вперед» и «назад») имеют по два механически связанных замыкающих и размыкающих контакта. При нажатии на кнопку первым отключается размыкающий контакт, а затем включается замыкающий.

Первые ОС применяли очень простые методы управления памятью. Вначале каждый процесс пользователя должен был полностью поместиться в основной памяти, занимать непрерывную область памяти, а система принимала к обслуживанию дополнительные пользовательские процессы до тех пор, пока все они одновременно помещались в основной памяти. Затем появился «простой свопинг» (система по-прежнему размещает каждый процесс в основной памяти целиком, но иногда на основании некоторого критерия целиком сбрасывает образ некоторого процесса из основной памяти во внешнюю и заменяет его в основной памяти образом другого процесса). Такого рода схемы имеют не только историческую ценность. В настоящее время они применяются в учебных и научно-исследовательских модельных ОС, а также в ОС для встроенных (embedded) компьютеров.

Схема с фиксированными разделами

Самым простым способом управления оперативной памятью является ее предварительное (обычно на этапе генерации или в момент загрузки системы) разбиение на несколько разделов фиксированной величины. Поступающие процессы помещаются в тот или иной раздел. При этом происходит условное разбиение физического адресного пространства. Связывание логических и физических адресов процесса происходит на этапе его загрузки в конкретный раздел, иногда – на этапе компиляции.

Каждый раздел может иметь свою очередь процессов, а может существовать и глобальная очередь для всех разделов(см. рис. 8.4).

Эта схема была реализована в IBM OS/360 (MFT), DEC RSX-11 и ряде других систем.

Подсистема управления памятью оценивает размер поступившего процесса, выбирает подходящий для него раздел, осуществляет загрузку процесса в этот раздел и настройку адресов.

Рис. 8.4. Схема с фиксированными разделами: (a) – с общей очередью процессов, (b) – с отдельными очередями процессов

Очевидный недостаток этой схемы – число одновременно выполняемых процессов ограничено числом разделов.

Другим существенным недостатком является то, что предлагаемая схема сильно страдает от внутренней фрагментации – потери части памяти, выделенной процессу, но не используемой им. Фрагментация возникает потому, что процесс не полностью занимает выделенный ему раздел или потому, что некоторые разделы слишком малы для выполняемых пользовательских программ.

Один процесс в памяти

Частный случай схемы с фиксированными разделами – работа менеджера памяти однозадачной ОС. В памяти размещается один пользовательский процесс. Остается определить, где располагается пользовательская программа по отношению к ОС – в верхней части памяти, в нижней или в средней. Причем часть ОС может быть в ROM (например, BIOS, драйверы устройств). Главный фактор, влияющий на это решение, – расположение вектора прерываний, который обычно локализован в нижней части памяти, поэтому ОС также размещают в нижней. Примером такой организации может служить ОС MS-DOS.

Защита адресного пространства ОС от пользовательской программы может быть организована при помощи одного граничного регистра, содержащего адрес границы ОС.

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. 2.8 приведена схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с помощью магнитного пускателя.

Рис. 2.8. с помощью магнитного пускателя: Q – выключатель; F – предохранитель;

КМ – магнитный пускатель, КК1 , КК2 – тепловое реле; SBC – SBT

Магнитные пускатели широко применяются для двигателей мощностью до 100 кВт. Они применяются в продолжительном иповторнократковременном 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 КМ в главной цепи и в цепи управления. Вспомогательный контакт КМ 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 только неавтоматический выключательQ и предохранителиF или автоматический выключатель.

Во многих случаях при управлении электроприводом необходимо изменять направление вращения электродвигателя. Для этого применяются реверсивные магнитные пускатели.

На рис. 2.9 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.

Рис. 2.9. 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

Для пуска электродвигателя в противоположном направлении, условно

«Назад», необходимо нажать кнопочный выключатель SBС2 . Кнопочные выключатели SBС1 и 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.

Управление электродвигателями с фазным ротором. На рис. 2.10 приведена схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором.

>Рис. 2.10. 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

>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. 2.11). Точка П является точкой трогания.

Рис. 2.11. Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором : 1 , 2 , 3

при включении ступеней пускового реостата; 4 – естественная;

П – точка пуска;

Контакт реле времени КМ в цепи катушки контактора КМ1 с выдержкой времени t1 (рис. 2.12) включает контактор КМ1, который замыкает контакты первой ступени в цепи пускового реостата. С выдержкой времени t2включается контактор КМ2. Аналогично проходит процесс переключения ступеней пускового реостата R до перехода электропривода на естественную характеристику (кривая 4).

Изменение тока статора Iи частоты вращения ротора n2во время пуска электродвигателя показано на рис. 2.12.

Рис. 2.12. 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. 2.13 приведена схема блокировки последовательности пуска и остановки двух электродвигателей.

Рис. 2.13. : 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 .

Регулирование скорости рабочего органа машины или механизма. Скорость рабочего органа машины можно изменить за счет применения редукторов или путем изменения частоты вращения электродвигателя. Частоту вращения электродвигателя можно изменить несколькими способами. В строительных машинах и механизмах применяют редукторы с зубчатой, ременной и цепной передачами, позволяющими изменять передаточное число. В приводах, где применяются двигатели с короткозамкнутым ротором, частоту вращения электродвигателя изменяют путем изменения числа пар полюсов. Для этих целей применяют либо электродвигатель с двумя обмотками статора, каждая из которых имеет разное количество пар полюсов, либо электродвигатель с переключением секций фазных обмоток статора.

Возможно регулирование частоты вращения изменением напряжения на обмотке статора. Для этих целей используются автотрансформаторы с плавным регулированием напряжения, магнитные усилители, тиристорные регуляторы напряжения.

Чтобы обеспечить эффективный контроль использования памяти, ОС должна выполнять следующие функции:

  • отображение адресного пространства процесса на конкретные области физической памяти;
  • распределение памяти между конкурирующими процессами;
  • контроль доступа к адресным пространствам процессов;
  • выгрузка процессов (целиком или частично) во внешнюю память, когда в оперативной памяти недостаточно места;
  • учет свободной и занятой памяти.

В следующих разделах лекции рассматривается ряд конкретных схем управления памятью. Каждая схема включает в себя определенную идеологию управления, а также алгоритмы и структуры данных и зависит от архитектурных особенностей используемой системы. Вначале будут рассмотрены простейшие схемы. Доминирующая на сегодня схема виртуальной памяти будет описана в последующих лекциях.

Простейшие схемы управления памятью

Первые ОС применяли очень простые методы управления памятью. Вначале каждый процесс пользователя должен был полностью поместиться в основной памяти , занимать непрерывную область памяти, а система принимала к обслуживанию дополнительные пользовательские процессы до тех пор, пока все они одновременно помещались в основной памяти . Затем появился «простой свопинг» (система по-прежнему размещает каждый процесс в основной памяти целиком, но иногда на основании некоторого критерия целиком сбрасывает образ некоторого процесса из основной памяти во внешнюю и заменяет его в основной памяти образом другого процесса). Такого рода схемы имеют не только историческую ценность. В настоящее время они применяются в учебных и научно-исследовательских модельных ОС, а также в ОС для встроенных (embedded) компьютеров.

Схема с фиксированными разделами

Самым простым способом управления оперативной памятью является ее предварительное (обычно на этапе генерации или в момент загрузки системы) разбиение на несколько разделов фиксированной величины. Поступающие процессы помещаются в тот или иной раздел. При этом происходит условное разбиение физического адресного пространства . Связывание логических и физических адресов процесса происходит на этапе его загрузки в конкретный раздел, иногда – на этапе компиляции.

Каждый раздел может иметь свою очередь процессов, а может существовать и глобальная очередь для всех разделов(см. рис. 8.4).

Эта схема была реализована в IBM OS/360 ( MFT ), DEC RSX-11 и ряде других систем.

Подсистема управления памятью оценивает размер поступившего процесса, выбирает подходящий для него раздел, осуществляет загрузку процесса в этот раздел и настройку адресов.


Рис. 8.4.

Очевидный недостаток этой схемы – число одновременно выполняемых процессов ограничено числом разделов.

Другим существенным недостатком является то, что предлагаемая схема сильно страдает от внутренней фрагментации – потери части памяти, выделенной процессу, но не используемой им. Фрагментация возникает потому, что процесс не полностью занимает выделенный ему раздел или потому, что некоторые разделы слишком малы для выполняемых пользовательских программ.

Один процесс в памяти

Частный случай схемы с фиксированными разделами – работа менеджера памяти однозадачной ОС. В памяти размещается один пользовательский процесс. Остается определить, где располагается пользовательская программа по отношению к ОС – в верхней части памяти, в нижней или в средней. Причем часть ОС может быть в ROM (например, BIOS, драйверы устройств). Главный фактор, влияющий на это решение, – расположение вектора прерываний, который обычно локализован в нижней части памяти, поэтому ОС также размещают в нижней. Примером такой организации может служить ОС MS-DOS.

Защита адресного пространства ОС от пользовательской программы может быть организована при помощи одного граничного регистра, содержащего адрес границы ОС.

Оверлейная структура

Так как размер логического адресного пространства процесса может быть больше, чем размер выделенного ему раздела (или больше, чем размер самого большого раздела), иногда используется техника, называемая оверлей (overlay) или организация структуры с перекрытием. Основная идея – держать в памяти только те инструкции программы, которые нужны в данный момент.

Потребность в таком способе загрузки появляется, если логическое адресное пространство системы мало, например 1 Мбайт (MS-DOS) или даже всего 64 Кбайта (PDP-11), а программа относительно велика. На современных 32-разрядных системах, где виртуальное адресное пространство измеряется гигабайтами, проблемы с нехваткой памяти решаются другими способами (см. раздел «Виртуальная память»).


Рис. 8.5.

Коды ветвей оверлейной структуры программы находятся на диске как абсолютные образы памяти и считываются драйвером оверлеев при необходимости. Для описания оверлейной структуры обычно используется специальный несложный язык (overlay description language). Совокупность файлов исполняемой программы дополняется файлом (обычно с расширением. odl ), описывающим дерево вызовов внутри программы. Для примера, приведенного на рис. 8.5 , текст этого файла может выглядеть так:

Синтаксис подобного файла может распознаваться загрузчиком. Привязка к физической памяти происходит в момент очередной загрузки одной из ветвей программы.

Оверлеи могут быть полностью реализованы на пользовательском уровне в системах с простой файловой структурой. ОС при этом лишь делает несколько больше операций ввода-вывода. Типовое решение – порождение линкером специальных команд, которые включают загрузчик каждый раз, когда требуется обращение к одной из перекрывающихся ветвей программы.

Тщательное проектирование оверлейной структуры отнимает много времени и требует знания устройства программы, ее кода, данных и языка описания оверлейной структуры . По этой причине применение оверлеев ограничено компьютерами с небольшим логическим адресным пространством . Как мы увидим в дальнейшем, проблема оверлейных сегментов , контролируемых программистом, отпадает благодаря появлению систем виртуальной памяти.

Заметим, что возможность организации структур с перекрытиями во многом обусловлена свойством локальности, которое позволяет хранить в памяти только ту информацию, которая необходима в конкретный момент вычислений.

Динамическое распределение. Свопинг

Имея дело с пакетными системами , можно обходиться фиксированными разделами и не использовать ничего более сложного. В системах с разделением времени возможна ситуация, когда память не в состоянии содержать все пользовательские процессы. Приходится прибегать к свопингу (swapping) – перемещению процессов из главной памяти на диск и обратно целиком. Частичная выгрузка процессов на диск осуществляется в системах со страничной организацией (paging) и будет рассмотрена ниже.

Выгруженный процесс может быть возвращен в то же самое адресное пространство или в другое. Это ограничение диктуется методом связывания . Для схемы связывания на этапе выполнения можно загрузить процесс в другое место памяти.

Свопинг не имеет непосредственного отношения к управлению памятью, скорее он связан с подсистемой планирования процессов. Очевидно, что свопинг увеличивает время переключения контекста. Время выгрузки может быть сокращено за счет организации специально отведенного пространства на диске (раздел для свопинга). Обмен с диском при этом осуществляется блоками большего размера, то есть быстрее, чем через стандартную файловую систему. Во многих версиях Unix свопинг начинает работать только тогда, когда возникает необходимость в снижении загрузки системы.

Схема с переменными разделами

В принципе, система свопинга может базироваться на фиксированных разделах . Более эффективной, однако, представляется схема динамического распределения или схема с переменными разделами, которая может использоваться и в тех случаях, когда все процессы целиком помещаются в памяти, то есть в отсутствие свопинга. В этом случае вначале вся память свободна и не разделена заранее на разделы. Вновь поступающей задаче выделяется строго необходимое количество памяти, не более. После выгрузки процесса память временно освобождается. По истечении некоторого времени память представляет собой переменное число разделов разного размера (рис. 8.6). Смежные свободные участки могут быть объединены.

Моделирование показало, что доля полезно используемой памяти в первых двух случаях больше, при этом первый способ несколько быстрее. Попутно заметим, что перечисленные стратегии широко применяются и другими компонентами ОС, например для размещения файлов на диске.

Типовой цикл работы менеджера памяти состоит в анализе запроса на выделение свободного участка (раздела), выборе его среди имеющихся в соответствии с одной из стратегий (первого подходящего, наиболее подходящего и наименее подходящего), загрузке процесса в выбранный раздел и последующих изменениях таблиц свободных и занятых областей. Аналогичная корректировка необходима и после завершения процесса. Связывание адресов может осуществляться на этапах загрузки и выполнения.

Этот метод более гибок по сравнению с методом фиксированных разделов , однако ему присуща внешняя фрагментация – наличие большого числа участков неиспользуемой памяти, не выделенной ни одному процессу. Выбор стратегии размещения процесса между первым подходящим и наиболее подходящим слабо влияет на величину фрагментации . Любопытно, что метод наиболее подходящего может оказаться наихудшим, так как он оставляет множество мелких незанятых блоков.

Статистический анализ показывает, что пропадает в среднем 1/3 памяти! Это известное правило 50% (два соседних свободных участка в отличие от двух соседних процессов могут быть объединены).

Одно из решений проблемы внешней фрагментации – организовать сжатие, то есть перемещение всех занятых (свободных) участков в сторону возрастания (убывания) адресов, так, чтобы вся свободная память образовала непрерывную область. Этот метод иногда называют схемой с перемещаемыми разделами. В идеале фрагментация после сжатия должна отсутствовать. Сжатие, однако, является дорогостоящей процедурой, алгоритм выбора оптимальной стратегии сжатия очень труден и, как правило, сжатие осуществляется в комбинации с выгрузкой и загрузкой по другим адресам.

Электрическая система управления

Современные электрические и смешанные системы дистанционного автоматического управления, в которых передача команд производится при помощи электрических связей, имеют неограниченный радиус действия и практически мгновенную скорость распространения электрического импульса, что позволяет использовать их при управлении на небольших расстояниях.

Электрические системы выполняются по двум основным типам:
1. Автоматические электроприводы непрерывного действия.
2. Автоматические электроприводы прерывистого действия, так называемые контактно-релейные схемы автоматического управления.

Электросхемы автоматики, построенные на бесконтактных элементах, имеют высокую надежность, но дороже и до настоящего времени не получили широкого распространения на речных судах. Имеются системы дистанционного управления двигателями с одним органом управления. В этих схемах в качестве датчиков используются сельсины машинных телеграфов, а в качестве приемников — сельсины, связанные с рукояткой управления. Ток рассогласования усиливается полупроводниковым усилителем и приводит в действие электродвигатель, который через редуктор устанавливает рукоятку в согласованное положение.

Ниже приводится описание следящей контактно-релейной системы для судовых двигателей NVD -48. Автоматизация двигателей этого типа сводится к управлению рядом простейших операций позиционного регулирования «включено-выключено». Пуск и реверс осуществляются средствами пневматики. Для управления этими операциями используются электромагнитные клапаны, а для привода рукояток реверса и пуска — электроприводные механизмы специальной конструкции.

Электрическая система дистанционного автоматического управления двигателем NVD -48

Принципиальная электрическая схема рассматриваемой системы ДАУ для двигателя NVD -48 представлена на рис. 188. Действие системы заключается в следующем. Предположим, что двигатель с заднего хода требуется перевести на передний ход. При установке рукоятки машинного телеграфа в положение «Полный вперед» замыкаются цепи «Реверс — вперед», «Пуск» и «Подача топлива» на «Полный вперед». При этом получает питание катушка реле В и своими контактами включает электродвигатель Д1 механизма привода рукоятки реверса, который переводит рукоятку в положение «Вперед», после чего отключается конечным выключателем 1KB. Одновременно с этим замыкается конечный выключатель ЗКВ в цепи реле реверса PP. Реле РР включает электромагнитный клапан-пилот реверса ЭМР , через который воздух поступает в клапан реверса и открывает его. Воздух через клапан реверса и золотник поступает в реверсивный механизм, передвигающий распределительный вал в положение «Вперед». В этом положении конечным выключателем 5КВ через реле РР размыкается цепь электромагнита. Клапан реверса закрывается, и воздух из трубопровода стравливается в атмосферу. Реверс на этом заканчивается.

Рис. 1. Электрическая схема дистанционного автоматического управления двигателем NVD -48

Если пускается двигатель, который был остановлен в положении «Вперед», то реверсирования при установке рукоятки машинного телеграфа в положение «Полный вперед» не происходит, а сразу выполняется «Пуск», который осуществляется следующим образом. Одновременно с отключением пускового выключателя 5КВ включается путевой выключатель 7КВ в цепи реле пуска РП, которое посредством электромагнитного клапана пуска ЭЭМП открывает главный пусковой клапан. При этом пусковой воздух поступает в цилиндры и начинает раскручивать коленчатый вал.

В двигателях типа NVD -48, прежде чем распределительный вал начнет перемещаться при реверсировании, открываются пусковые клапаны цилиндров. После перестановки распределительного вала пусковые клапаны закрываются. Чтобы пусковой воздух не подавался в цилиндры в период, когда они сообщаются с атмосферой, и не стравливался напрасно, устанавливают механизм задержки пуска.

Для задержки открытия главного пускового клапана до момента закрытия пусковых клапанов цилиндров после реверса служит пневматическое реле, состоящее из емкости и двух невозвратных клапанов. Во время реверса емкость заполняется воздухом, а во время пуска стравливающийся из этой емкости воздух задерживает открытие главного пускового клапана на время, в течение которого закрываются пусковые клапаны.

После того как число оборотов двигателя достигнет необходимой величины, реле РНВ , получающее питание от тахогенератора, связанного с валом главного двигателя, размыкает цепь реле скорости PC. Реле PC размыкает цепь реле Р. В результате прекращается подача пускового воздуха, а рукоятка пуска перемещается в положение «Работа». При этом электродвигатель Д2 рукоятки пуска отключается конечным выключателем 11КВ. Если двигатель не запустился, число его оборотов начинает уменьшаться, реле РНВ замыкает свои контакты, и пуск автоматически повторяется.

При срабатывании реле скорости PC срабатывает также реле Б, которое включает электродвигатель Д3 подачи топлива. Электродвигатель включает насосы на полную подачу топлива и отключается путевым выключателем ПВг. Одновременно с включением и отключением электродвигателя Д3 включается и отключается тормозной электромагнит ТЭМ , освобождающий или затормаживающий электродвигатель Д3.

Двигатель останавливается при установке рукоятки машинного телеграфа в положение «Стоп», после чего он отключается конечным выключателем 9КВ через реле С. Подача топлива прекращается, реле скорости PC замыкает цепь катушки М, и электродвигатель Д3 переводит рукоятку подачи топлива в положение, соответствующее подаче топлива при пуске, а сам отключается пусковым выключателем ПВв.

Схема пуска асинхронного двигателя — Информатика, информационные технологии

На рис. 1.2 показана схема пуска асинхронного двигателя с контактными кольцами в функции тока ротора. Пуск схемы осуществляется нажатием кнопки П, останов двигателя – нажатием кнопки С (стоп).

Рис. 1.2. Схема пуска асинхронного двигателя

В цепь ротора включаются блоки резисторов R1, R2, которые на определенных этапах пускового периода ограничивают величину тока в роторе. Блоки пусковых резисторов в цепи ротора автоматически закорачиваются, когда ток в роторе снижается до заданной величины. При нажатии пусковой кнопки П обмотка контактора ЛК оказывается под напряжением, контактор включается и подает напряжение на статор асинхронного двигателя М. Вспомогательные контакты контактора ВК шунтируют пусковую кнопку П. Появившийся в роторе ток протекает через резисторы R1 и R2, обмотки токовых реле РТ1 и РТ2. Токовые реле срабатывают лишь при определенном значении тока, превышающем заданный ток трогания, и отпускают (приходят в исходное положение) при токах, меньших значений тока отпускания (возврата). В этих реле предусматривается возможность регулирования токов срабатывания и отпускания.

Под воздействием тока, протекающего через обмотки реле РТ1 и РТ2 и превышающего токи их трогания, эти реле срабатывают и размыкают контакты РТ1 и РТ2, подготавливая тем самым соответствующие цепи схем управления к нормальному функционированию в режиме пуска двигателя. Обмотка реле времени РВ оказывается под напряжением одновременно с обмоткой контактора ЛК. Реле времени представляет собой аппарат, в котором предусмотрена возможность создания регулируемой выдержки времени между моментами подачи напряжения на обмотку и моментом замыкания (или размыкания) его контактов. В данном случае контакты реле времени РВ замыкаются через заданный интервал времени после размыкания контактов РТ1 и РТ2.

По мере разгона двигателя ток в роторе уменьшается. При достижении значения тока отпускания реле РТ1 это реле возвращается в исходное положение и замыкает контакты РТ1. Через них подается напряжение на обмотку контактора У1, который срабатывает, замыкает главные контакты У1, включенные в роторную цепь, и закорачивают резисторы R1. При срабатывании контактора У1 замыкаются его вспомогательные контакты ВУ1, а когда ток в роторной цепи снова уменьшается, реле РТ2 отпускает и замыкает контакты РТ2. Обмотка контактора У2 оказывается под напряжением. Главные контакты контактора У2 закорачивают вторую ступень резисторов R2 в цепи ротора. Разгон двигателя окончен. Одновременно со срабатыванием контакторов У1 и У2 замыкаются их вспомогательные контакты ВУ1 и ВУ2, переключая на себя часть тока с контактов реле РТ1 и РТ2 и облегчая этим условия их работы.

В схемах электропривода контакторы У1 и У2 принято называть контакторами ускорения, а реле РТ1 и РТ2 – реле ускорения. Совокупность этих контакторов, различные реле и других элементов иногда называют станциями управления.

Составными элементами схемы являются резисторы R1 и R2, которые принято называть пусковыми. Обычно они представляют самостоятельные элементы или элементы, являющиеся составной частью электрического аппарата и позволяющие ограничивать значение тока в установке или изменять падение напряжения в том или ином звене. Кроме пусковых резисторов существуют пусковые реостаты, которые выполняют практически те же функции, что и пусковые резисторы.

Работа с электронным вариантом данной схемы аналогична работе, приведенной в описании схемы управления и защиты асинхронного двигателя.

Статьи к прочтению:

Нереверсивная схема магнитного пускателя


Похожие статьи:

Методические указания к лабораторным работам, страница 9

1. Записать паспортные данные магнитных пускателей, тепловых реле, кнопочных станций и автоматического воздушного выключателя. Расшифровать буквенные и цифровые символы, входящие в обозначение типа аппарата.

2. По схеме рис. 3.1 собрать цепи управления АД с помощью нереверсированного магнитного пускателя. Проверить действие нулевой защиты.

3. По схеме рис. 3.2 собрать цепи управления двумя АД с электрической блокировкой. Проверить действие блокировки.

4. По схеме рис.3.3 собрать цепи управления АД с помощью реверсивного магнитного пускателя. Провести пуск, остановку и реверсирование АД.

Рис. 3.1. Схема включения асинхронного электродвигателя

Рис. 3.2. Схема включения двух асинхронных электродвигателей с электрической блокировкой

Порядок выполнения работы

Схема управления АД с помощью с помощью нереверсивного магнитного пускателя показана на рис. 3.1. Для включения нажмите кнопку SB1 “Пуск ”. При этом в катушке магнитного пускателя КМ появится ток, пускатель сработает и своими главными контактами подключит АД к сети, а вспомогательным контактом КМ блокирует кнопку SB1 “Пуск ”. После пуска эту кнопку можно отпустить, питание катушки КМ будет осуществляться через вспомогательный контакт КМ. Для остановки АД необходимо нажать кнопку SB2 “Стоп”. При этом катушка КМ обесточится, и магнитный пускатель отключит АД.

Если напряжение сети исчезнет или снизится на значение больше допустимого, магнитный пускатель выключит двигатель так же, как и при нажатии кнопки SB2 “Стоп”. При восстановлении прежнего значения напряжения пускатель не срабатывает, и АД не включится, потому что цепь катушки пускателя разомкнута (разомкнут контакт кнопки SB1 “Пуск” и блокирующий контакт КМ), осуществляется так называемая нулевая блокировка. Для проверки действия нулевой блокировки необходимо с помощью рубильника, расположенного на распределительном щитке, кратковременно выключить напряжение. При повторном включении рубильника магнитный пускатель не должен сработать.

Электрическая схема, представленная на рис. 3.2, позволяет произвести пуск двигателя только в определенной последовательности, а именно: сначала пускается двигатель М1, а затем М2. Пока не включен двигатель М1, нажатие на кнопку SB4 “Пуск ” второго пускателя не дает никаких результатов, ибо в цепи катушки КМ2 последовательно включен замыкающий блокировочный контакт КМ1 первого пускателя. Кнопкой SB3 отключается только второй двигатель, а кнопкой SB2 — оба двигателя.

Рис. 3.3. Схема реверсирования асинхронного электродвигателя

На рис 3.3. приведена электрическая схема реверсирования АД. В этой схеме применена двойная электрическая блокировка с помощью размыкающих кон тактов магнитных пускателей и кнопочной станции. Причем в цепи втягивающей катушки пускателя КМ1 “Вперед” последовательно включены размыкающие контакты КМ2 пускателя КМ2 “Назад” и кнопки SB2 “Назад”.

Электрическая схема работает следующим образом. При нажатии кнопки SB1 “Вперед” по катушке КМ1 потечет электроток, так как контакты кнопки SB3 “Стоп”, кнопки SB2 и пускателя КМ2:2 замкнуты. Главными контактами КМ1:1 этого пускателя обмотка статора АД подключается к сети, замыкающими блок-контактами КМ1:2 шунтируется пусковая кнопка, а размыкающими блок-контактами КМ1:3 разрывается цепь катушки пускателя КМ2.

Для реверсирования АД необходимо нажать кнопку SB2 “Назад”, при этом разомкнутся ее замкнутые контактыКМ2:2, а затем уже замкнутся разомкнутые контактыКМ2:1 и КМ2:3. Эти кнопочные станции изготавливаются таким образом, что каждая из кнопок имеет один контактный подвижный мостик и две пары неподвижных контактов. Таким образом, при нажатии на кнопку SB2 “Назад” сначала будет разорвана цепь катушки пускателя КМ1, главные контакты КМ1:1 которого разомкнутся, отключая АД от сети. Одновременно блок-контакты КМ 1:3 замыкаются для включения в цепь катушки КМ2. При дальнейшем нажатии кнопки SB2 (перемещение подвижного контактного мостика до нижних контактов) замкнется цепь втягивающей катушки КМ2 пускателя КМ2:1, главные контакты которого подключают обмотку статора АД к сети для вращения в обратном направлении (так как поменяется последовательность фаз), одновременно также шунтируется кнопка SB2.

Пуск двигателя – обзор

Таблица 11.2 теперь должна быть составлена ​​для всех реле, и должны быть выбраны предохранители на пути, определяя высокие уставки мгновенных настроек реле, как описано в предыдущем разделе. Порядок действий следующий:

ТАБЛИЦА 11.2. Определение настроек защиты системы

8
(см. Примечания) 1 2 3 4 5 6 7 8
Этап и устройство Тип RELAY тип Настройка МВА Отключение реле, МВА Неисправность МВА для градации Уставка тока, кратная в точке градации Время срабатывания реле впереди, с Время срабатывания реле для градации, с 90 Множитель времени настройка
Реле 1 Реле 2
(1) Предохранитель 415 В 630 A 24.09
(2) 1,6 МВА XIDMT 2,04 (120%) 36,14 24,09 11,81 0,23 0,45
(3 ) Раздел автобуса, 3.3 кВ IDMT 11.43 (100%) (100%) 125.00 36.14 17.72 3.17 0.17 0.46 0.125
(4) 10 MVA трансформатор, 11 /3.3 кВ IDMT 17.15 (150%) 187,90 125,00 10,94 7,29 0,33 0,66 0,200
(5) Шина сечение, 11 кВ IDMT 57.16 (100%) 323.00 187.90 10.96 329 0.54 0.54 0.94 0.175
(6) 6027
(6) 60 MVA Трансформатор, 23,5 / 11 кВ IDMT 76.32 (125%) 484.00 323.0 323.0 5.23 4.23 0,70 1.13 0.250
9

Примечания:

Столбец 4: Continal Column 3 Значение для предыдущего этапа

Столбец 5, Реле 1: соответствует значению столбца 2 для предыдущей ступени.Затем рассчитайте время по Фактическому TMS/Curve TMS × (время по выбранной кривой). Если TMS = 0,125, возьмите кривую для 0,2 и время при 0,125 = 0,125/0,2 × (время при 0,2)

Столбец 8: столбец 7, разделенный на время работы реле 2 с CSM (столбец 5) при ближайший TMS, чтобы дать время столбца 7 × TMS для выбранной кривой. Если столбец 7 = 0,46, а время срабатывания в CSM (3.17, столбец 5) равно 0,81 для TMS = 0,2, то столбец 8 = 0,46/0,81 × 0,2 = 0,114, что дает 0,125 в качестве практического реле TMS

Столбец 1 говорит сам за себя.

Колонка 2 определена из раздела 12.9.6 этой главы, например, для трансформатора мощностью 1,6 МВА максимальный ток уставки составляет 1,3 × ток полной нагрузки трансформатора, т. е. 2,08 МВА. Таким образом, для этого реле подходит 125% (2,06) ближайшей уставки ответвления реле.

Столбцы 3 и 4 также взяты из раздела 12.9.6; в столбце 3 указана ближайшая высокая уставка реле максимального тока или, если реле нет, максимальный ток короткого замыкания через реле IDMT.Например, градация плавкого предохранителя по току и отсечке МВА представляет собой максимальную величину неисправности МВА из таблицы 11.2, т. е. 24,09 МВА.

Столбец 5 представляет собой текущую настройку, кратную точке оценки. Например, при градуировке секции шин с трансформатором 1,6 МВА градуирующий ток (МВА) (столбец 4) представляет собой уставку высокого набора на трансформаторе 1,6 МВА (36,14 МВА). Это в 17,72 раза больше уставки реле трансформатора 1,6 МВА и в 3,17 раза больше уставки реле секции шины.

Столбец 6 получен непосредственно из столбца 5 с использованием характеристической кривой для реле с чрезвычайно инверсным управлением с множителем уставки времени 0,45, уже определенным при градации с предохранителем.

В столбце 7 используется уравнение классификации, т. е. 1,25 × 0,17 = 0,46 с.

Столбец 8 получается путем использования значения для реле 2 в столбце 5 и характеристических кривых для реле обратного времени для получения времени в столбце 7.Завершенные результаты показаны в таблице 11.2 с дополнительными пояснениями для получения значений в столбцах.

Все точки классификации были проверены на межфазные замыкания. Никаких изменений в настройках производить не пришлось, так как были выбраны ближайший множитель времени и множитель текущей настройки в увеличенном направлении. На рис. 11.53 и в табл. 11.3 приведены кривые компьютерной классификации. Если множители времени округлить до ближайшего шага, 0,025, значения множителей времени срабатывания и установки времени будут точно соответствовать значениям в столбцах 2 и 8 таблицы 11.2.

ТАБЛИЦА 11.3. Компьютерное расчетное реле настройки

этап Turn-up, MVA Текущая оценка Оценка градификации, S Рейтинг предохранителей, Установка вилки ,% Время Умилличница Настройка Тепловая настройка,% Двигатель полный нагрузки Ток полномочий, MVA 6 x Time Time, S
1 630.0
2 2.0577 4,54389 0,24320 120,00 0,43594
3 11,4315 5,55556 0,33632 100,00 0,11520
4 17,1473 1.50000 0.34091 150.00 0.19325
5 57.1577 3.33333 0,43799 100,00 0,17914
6 76,3184 1,33523 0,44536 125,00 0,23891
7 2,2863 400.0
8 2,4006 105.00 105.00 2.28631 4.64571

ASEE PEER — Конструкция реверсивного устройства плавного пуска для асинхронного двигателя

Сеанс 2533

Проект реверсивного устройства плавного пуска для асинхронного двигателя

М. Раби Университет Восточного Кентукки

Аннотация: В этой статье описывается студенческий проект, в котором изучается конструкция реверсивного устройства плавного пуска для асинхронный двигатель переменного тока.Преобразователи переменного тока (AC) используются в качестве Пускатели двигателей / Реверс для больших асинхронных двигателей переменного тока. Запуск большого двигателя, использующего Преобразователь переменного тока устраняет необходимость потреблять большое количество тока в переходный период, тем самым гарантируя, что запуск большого двигателя не нарушит соседние линии электропередач. В рамках этого студенческого проекта был разработан пускатель двигателя с регулируемой скоростью мощностью 50 л.с. Во-первых, параметры схемы замещения асинхронного двигателя мощностью 50 л.с. были использованы для расчета и расчета Кремниевые управляемые выпрямители (SCR), используемые в преобразователе.Преобразователь имеет десять (10) основных SCR. Затем студенты с авторским руководством использовали схему теплового эквивалента для решения задачи. проблему теплопередачи и выбрать правильный размер радиаторов для SCR. В третьем отделе В статье мы объясним влияние изменений тока и напряжения (dv/dt и di/dt) на тиристоры. Затем мы разработаем схемы «RC-демпфера» для защиты тиристоров от напряжения (dv/dt). вариация. Наконец, мы разработаем процедуру управления, чтобы обеспечить соответствующий ток затвора. срабатывание SCR.В спецификациях указано, что при нажатии кнопки «STARTER» автоматически подается команда напряжения (V K ) в виде рампы, потребуется пятнадцать (15) секунд, чтобы командный сигнал достигать значения 15 В. Этот сигнал вычитается из постоянного напряжения 15 В постоянного тока. Мы позвонили в результирующий сигнал Сигнал ошибки, VE . Сигнал ошибки используется для расчета затвора к катоду. значение напряжения каждого SCR. Когда напряжение затвор-катод появляется на одном смещенном в прямом направлении SCR начнет проводить, и на клемме двигателя будет низкое напряжение. напряжение на клеммах увеличивается по мере увеличения командного сигнала (V K ) до тех пор, пока двигатель не достигнет своего номинального значения. скорость. В этот момент двигатель имеет постоянное среднеквадратичное значение напряжения (RMS) на его терминалы. Для реверса мы нажимаем другую кнопку с надписью «REVERSE». После обратного толчка кнопка нажата, командный сигнал уменьшается до нуля, когда двигатель остановлен. Сейчас система будет ждать одну (1) секунду, чтобы убедиться, что ток не проходит через катушки. С частота составляет 60 Гц, задержка в одну (1) секунду является достаточным временем задержки.Контроллер изменится последовательность фаз и автоматически нажмите на пускатель двигателя. Мотор будет иметь реверс направление вращения. В этой статье мы также объясним, как система управляет токами затвора SCR. Доступно несколько учебников, которые можно использовать для просмотра и изучения этапов проектирования. [1, 2, 3].

Технические характеристики конструкции: Параметры асинхронного двигателя для данной конструкции перечислены ниже.

Напряжение линии источника, В L = 480 В

Реверс нереверсивного асинхронного двигателя — почему это так сложно


Теоретически любой однофазный асинхронный двигатель с дробной мощностью можно переключить с одного направления вращения на другое.На практике это может быть трудно или невозможно сделать просто из-за того, что обмотки физически соединены внутри.

— — —


Вот схематическое изображение того, что задействовано. (Центробежный переключатель — «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ» — показан в рабочем/разомкнутом положении.)
На рисунке «а» показаны обмотки типичного асинхронного двигателя. Когда двигатель остановлен или еще не набрал полную скорость, пусковая обмотка подключается параллельно рабочей обмотке посредством замкнутого центробежного выключателя.Как только двигатель набирает скорость, центробежный выключатель размыкается и отключает пусковую обмотку.

Физические и электрические взаимосвязи между пусковой и рабочей обмотками определяют характерное направление вращения двигателя.

На рисунке «b» электрическое соотношение между пусковой и рабочей обмотками поменялось местами; следовательно, направление вращения двигателя меняется на противоположное.

Это было так легко сделать на бумаге. Давайте откроем настоящий нереверсивный двигатель и посмотрим, как эти соединения обмоток выглядят как физическое оборудование.У меня есть двухфазный блок мощностью 1/4 л.с., который как раз подойдет для этой темы.


На клеммной колодке двигателя видно, что двигатель не предназначен для реверса.

Есть только две линейные клеммы для подключения сетевого напряжения (L1 и L2 на схеме), и не имеет значения, как они подключены, двигатель все равно будет иметь одинаковое направление вращения. Реверсивный двигатель будет иметь дополнительную проводку, которая позволит вам поменять местами два провода, чтобы реверсировать двигатель.

Я просто нанесу установочные метки на раму и торцы двигателя и открою двигатель.

— — —


А здесь мы видим внутреннюю проводку.

Доступны только три провода. Где-то в обмотке статора спрятано общее соединение между одним концом пусковой обмотки и одним концом рабочей обмотки. Чтобы реверсировать двигатель, это общее соединение должно быть разорвано, но соединение недоступно.

И здесь у нас есть трудности с реверсированием нереверсивного двигателя.Хотя теоретически это возможно сделать, физическая конструкция обмоток некоторых двигателей может сделать это чрезвычайно трудным или невозможным.

Тем не менее, я успешно реверсировал «нереверсивный» двигатель. Это был двигатель, в котором я смог получить доступ к обоим концам пусковой и рабочей обмоток.

* * *


Покраска рамы двигателя — ЧЕТВЕРГ, 17 ИЮЛЯ 2014 ГОДА

Поскольку двигатель у меня разобран, я полагаю, что могу как следует его почистить и прилично покрасить раму.То, что на этих вещах проходит за заводскую покраску, не является поводом для гордости, и не то чтобы у меня было много других неотложных дел.

— — —


Я снял удостоверение личности. наклейте этикетку с помощью тепловой пушки и растворителя для краски.
Я не знаю, как я когда-нибудь верну этикетку, но я позабочусь об этом позже. Сжатый воздух достаточно очистил внутреннюю часть корпуса с его статором/обмотками. Разбавитель лака очистил внешнюю поверхность и снял большую часть заводской краски.Вот рама двигателя, установленная на пустой жестяной банке на поворотном столе, готовая к нанесению грунтовки.
Я набил сверху лист бумажного полотенца, чтобы замаскировать статор/обмотки. Вот оно.
И это начинает выглядеть как заслуживающая доверия работа с краской.

Два слоя черной эмали и готово.

— — —


Вот она, полностью покрашенная.
Я отложу это в сторону, пока краска затвердеет на неделю, а потом смогу собрать мотор. Между тем, осталось покрасить опорную часть двигателя.

— — —


Крепление двигателя

Некоторые детали просто не подходят для окраски распылением, поэтому требуется небольшая модификация.


Я просверлил и нарезал отверстие, чтобы прикрепить стержень для «ручки». Теперь у меня есть способ манипулировать этой вещью для рисования. Крепление двигателя может быть обработано той же грунтовкой и черной эмалью, что и рама двигателя.

— — —


И вот он полностью загрунтован и покрашен.
Как только я соберу все это обратно, у меня все еще будет нереверсивный двигатель, но, по крайней мере, он будет выглядеть лучше.

— — —


Все готово — ПОНЕДЕЛЬНИК, 28 ИЮЛЯ 2014 ГОДА

Все готово и готово к работе.


Клей на обратной стороне I.D. этикетка все еще была в некоторой степени эффективной, поэтому я просто приклеил этикетку обратно.

Это была несложная работа, и результаты стоили затраченных усилий. На оборудовании из этого магазина больше не будет ветхих моторов.

# # #


# # #

В чем разница между реверсивными и нереверсивными контакторами? – СидмартинБио

В чем разница между реверсивными и нереверсивными контакторами?

Нереверсивный пускатель полного напряжения (FVNR) представляет собой трехфазный контроллер двигателя с одним контактором двигателя.Полное напряжение – контактор просто размыкает и замыкает цепь питания двигателя. Нереверсивный — двигатель нельзя реверсировать с помощью одного контактора двигателя.

Что такое определение реверсивного контактора?

Реверсивный контактор представляет собой особый продукт, который может быть создан путем объединения двух стандартных контакторов с использованием блока механической блокировки. Реверсивные контакторы предназначены для работы трехфазных двигателей переменного тока в прямом/обратном направлении. 1-Подключите катушки первого и второго контактора к отдельным кнопкам.

Как заставить электродвигатель двигаться вперед и назад?

Отключите питание двигателя. Подсоедините положительный провод батареи к отрицательной клемме и подключите отрицательный провод батареи к положительной клемме для простого двигателя постоянного тока. Установите двухполюсный двухпозиционный переключатель между аккумулятором и двигателем. Теперь двигатель будет иметь положение вперед, назад и выключено.

Как изменить направление вращения электродвигателя?

Это легко исправить: все, что вам нужно сделать, это поменять местами любые два провода питания, чтобы перевернуть/обратить магнитное поле, и наиболее распространенная практика — переключить линии 1 и 3.После этого двигатель должен работать в правильном направлении. Если у вас более 3 потенциальных клиентов, это может занять немного больше времени.

Что такое реверсивный двигатель?

Для реверсирования двигателя достаточно просто переместить соединение питания так, чтобы другая обмотка находилась непосредственно на переменном токе. По сути, перемещение одной стороны силового соединения из (A) в (B), в результате чего обмотка (O) становится основной обмоткой, а обмотка (M) — обмоткой со сдвигом по фазе.

Что такое реверсивный пускатель двигателя?

Реверсивный пускатель представляет собой специальный тип кнопочного пускателя, в котором в дополнение к пуску/остановке двигателей направление вращения трехфазного асинхронного двигателя может быть выполнено путем замены соединения любых двух клемм питания, которое выполняется через два отдельные контакторы, один для прямого и …

Все ли двигатели постоянного тока реверсивны?

Являются ли двигатели постоянного тока реверсивными? Да! Двигатели постоянного тока могут работать как по часовой, так и против часовой стрелки.Этим изменением направления можно легко управлять, просто инвертируя полярность приложенного напряжения.

Все ли электродвигатели реверсивные?

Всегда меняйте местами провода, ведущие к обмотке стартера. Обратите внимание, что на большинстве двигателей, если они все еще маркированы инструкциями производителя, будет указано, что они нереверсивные. Если это так, это, вероятно, потому, что провода, к которым вам нужно получить доступ, находятся внутри двигателя.

Для реверсирования двигателя достаточно просто переместить соединение питания так, чтобы другая обмотка находилась непосредственно на переменном токе.По сути, перемещение одной стороны силового соединения из (A) в (B), в результате чего обмотка (O) становится основной обмоткой, а обмотка (M) — обмоткой со сдвигом по фазе.

В чем разница между контактором и пускателем двигателя?

Основная разница между контактором и пускателем. Магнитный пускатель очень похож на магнитный контактор по конструкции и принципу действия. Оба имеют функцию рабочих контактов, когда катушка находится под напряжением. Важным отличием контакторов от пускателей является использование в пускателе нагревательного элемента для защиты от перегрузки.

Каковы функции контактора?

Функция контактора или пускателя двигателя проста: когда питание переменного тока поступает на катушку контактора, катушка создает сильное магнитное поле, и поле притягивает железный сердечник к катушке и создает электрические контакты.

Что находится внутри контактора?

Контактор — это небольшое устройство, которое управляет подачей электроэнергии к одному из компонентов вашего кондиционера. Вы можете думать о контакторе как о разводном мосту, перекинутом через реку.Когда подъемный мост опущен, автомобили могут свободно проехать по мосту, чтобы перебраться на другую сторону.

Управление двигателем

Существует четыре основных темы управления двигателем:

  • Защита
  • Начиная с
  • Остановка
  • Регулятор скорости

а. Защита двигателя

Защита двигателя защищает двигатель, систему питания и персонал от различных нештатных ситуаций приводимой нагрузки, системы питания или самого двигателя.

Отключить

В соответствии с требованиями Канадского электрического кодекса обычно требуется подходящее отключающее устройство достаточной мощности в пределах видимости двигателя. Цель состоит в том, чтобы разомкнуть провода питания двигателя, чтобы персонал мог безопасно работать на установке.

Перегрузка по току

Защита от перегрузки по току прерывает подачу электроэнергии в случае чрезмерного потребления тока в системе питания. Обычно в виде предохранителей или автоматических выключателей эти устройства срабатывают при коротком замыкании или очень сильной перегрузке.

Если защита двигателя от перегрузки по току отключается, обычно на это есть веская причина. Тщательно исследуйте повторное отключение и избегайте увеличения уровня уставки отключения до тех пор, пока не будет подтверждено, что двигатель может безопасно выдерживать более высокое значение уставки. Рабочие токи следует измерять на всех трех фазах, чтобы убедиться, что фазы сбалансированы, а двигатель не работает постоянно в условиях перегрузки.

Перегрузка

Защита от перегрузки защищает двигатель от механических перегрузок.

Четыре общих устройства защиты от перегрузки:

  • Реле перегрузки
  • Тепловые перегрузки
  • Электронные реле перегрузки
  • Предохранители

Реле перегрузки работают на магнитном воздействии тока нагрузки, протекающего через катушку. Когда ток нагрузки становится слишком большим, плунжер втягивается в катушку, разрывая цепь. Ток отключения регулируется изменением начального положения плунжера относительно катушки.

Тепловое реле перегрузки использует нагреватель, подключенный последовательно с источником питания двигателя. Количество выделяемого тепла увеличивается с увеличением тока питания. В случае перегрузки выделяющееся тепло приводит к размыканию набора контактов, разрывая цепь. Ток срабатывания изменяется путем установки другого нагревателя для требуемой точки срабатывания. Этот тип защиты очень эффективен, потому что нагреватель очень близок к фактическому нагреву в обмотках двигателя и имеет «память» для предотвращения немедленного сброса и перезапуска.

При электронных перегрузках измеряется ток нагрузки и рассчитывается эффект нагрева двигателя. Если существует состояние перегрузки, цепь датчика прерывает цепь питания. Ток отключения можно отрегулировать в соответствии с конкретным приложением. Электронные устройства защиты от перегрузок часто выполняют дополнительные защитные функции, такие как защита от замыкания на землю и обрыва фазы.

Плавкие предохранители также можно использовать для защиты двигателя, при условии, что используется некоторая форма однофазной защиты для предотвращения работы двигателя, если перегорает только один предохранитель.

Другая защита

Защита от низкого напряжения срабатывает, когда напряжение питания падает ниже установленного значения. После восстановления нормального напряжения питания двигатель должен быть перезапущен.

Расцепитель низкого напряжения разрывает цепь, когда напряжение питания падает ниже установленного значения, и восстанавливает цепь, когда напряжение питания возвращается к норме. Защита от обрыва фазы отключает питание на всех фазах трехфазной цепи при выходе из строя любой из фаз. Обычные плавкие предохранители и защита от перегрузки могут не защитить 3-фазный двигатель от повреждений при однофазной работе.Это особенно критическая проблема для двигателей, питаемых напряжением треугольника. Без этой защиты двигатель будет продолжать работать при потере одной фазы. В цепи ротора возникают большие токи обратной последовательности, вызывающие чрезмерный ток и нагрев обмоток статора, которые в конечном итоге перегорают. Защита от обрыва фазы является единственным эффективным способом надлежащей защиты двигателя от однофазного тока.

Защита от переполюсовки срабатывает при обнаружении перепутывания фаз в 3-фазной цепи.Этот тип защиты используется в таких приложениях, как лифты, где было бы опасно или опасно работать задним ходом двигателя.

Защита от замыкания на землю срабатывает, когда одна фаза двигателя замыкается на землю, таким образом предотвращая повреждение обмотки статора и металлического сердечника высокими токами.

Другие устройства защиты двигателя включают устройства контроля температуры подшипников и обмоток, дифференциальные реле тока и средства контроля вибрации.

Как правило, уровень используемой защиты повышается пропорционально стоимости двигателя.Следовательно, двигатели мощностью менее 20 л.с. обычно не имеют ничего, кроме защиты от перегрузок и перегрузок по току, если двигатель не управляет критическим процессом.

б. Пуск двигателя

Пускатели асинхронных двигателей должны подавать на двигатель ток, достаточный для обеспечения адекватного пускового момента при наихудшем сетевом напряжении и условиях нагрузки.

Пускатели трехфазных двигателей

Пуск асинхронных двигателей через линию:

Прямой пускатель является наименее дорогим вариантом и обычно используется для асинхронных двигателей (Рисунок 8-1).Все асинхронные двигатели конструкции NEMA мощностью до 200 л.с. и многие более крупные могут выдерживать полный асинхронный пуск.

Ручные пускатели часто используются для небольших двигателей – примерно до 10 л.с. Они состоят из выключателя с одним набором контактов на каждую фазу и устройства защиты от тепловой перегрузки. Контакты пускателя остаются замкнутыми, если питание отключается от цепи, и двигатель перезапускается при возобновлении подачи питания.

Если существует вероятность получения травмы из-за неожиданного перезапуска двигателя, вместо него следует использовать магнитный пускатель.

Рисунок 8-1: Ручной пускатель

 

Магнитные пускатели

используются с более крупными двигателями или там, где требуется дистанционное управление (Рисунок 8-2). Основным элементом пускателя является контактор, представляющий собой набор контактов, приводимых в действие электромагнитной катушкой. Подача питания на катушку приводит к замыканию контактов А, что позволяет инициировать и прерывать большие токи управляющим сигналом. Управляющее напряжение не обязательно должно совпадать с напряжением питания двигателя и часто имеет низкое напряжение, что позволяет размещать элементы управления пуском и остановом вдали от силовой цепи.

Понижающий трансформатор, защищенный предохранителем, часто используется для двигателей более высокого напряжения. В дополнение к функциям пуска и останова низковольтный источник питания может также питать дистанционные индикаторы состояния и т. д.

Рисунок 8-2: Магнитный пускатель

 

Замыкание контактов кнопки пуска включает катушку контактора. Вспомогательный контакт B на контакторе подключен для герметизации цепи катушки. Контактор обесточивается, если цепь управления прерывается нажатием кнопки останова, срабатыванием теплового реле перегрузки или при отключении питания.

Контакты перегрузки устроены таким образом, что отключение по перегрузке на любой фазе приведет к размыканию всех фаз.

Контакторы

рассчитаны на различные рабочие напряжения и имеют размеры в зависимости от мощности двигателя и ожидаемого режима работы.

Установка дополнительной кнопки аварийного КРАСНОГО ОСТАНОВА рядом с двигателем (или дистанционно) имеет смысл при выборе магнитного пускателя. Нормально замкнутые кнопки останова соединены последовательно в цепи останова, так что нажатие на любую из них отключает магнитный контактор.

Пускатели пониженного напряжения:

Если приводная нагрузка или система распределения питания не могут обеспечить пуск при полном напряжении, необходимо использовать какой-либо тип схемы пониженного напряжения или «мягкого» пуска. Пускатели пониженного напряжения не экономят энергию. Они просто предназначены для решения проблем пуска, таких как падение напряжения и механическая защита, и могут использоваться только там, где допустим низкий пусковой крутящий момент. (См. также Контроллер коэффициента мощности).

Первичные пускатели сопротивления:

Замыкание контактов в точке A подключает двигатель к источнику питания через резисторы, которые обеспечивают падение напряжения, тем самым уменьшая пусковое напряжение, доступное для двигателя (Рисунок 8-3).Значение резисторов выбирается таким образом, чтобы обеспечить адекватный пусковой момент при минимальном пусковом токе. Пусковой ток двигателя уменьшается во время разгона, уменьшая падение напряжения на резисторах и обеспечивая больший крутящий момент двигателя. Это приводит к плавному ускорению.

Рисунок 8-3: Пускатель с первичным сопротивлением

 

Пускатели автотрансформатора:

Автотрансформатор представляет собой однообмоточный трансформатор на многослойном сердечнике с ответвлениями в различных точках обмотки (рис. 8-4).Отводы обычно выражаются в процентах от общего числа витков и, следовательно, в процентах от приложенного выходного напряжения.

Три автотрансформатора подключены по схеме «звезда» или два по схеме «открытый треугольник», причем отводы выбраны для обеспечения соответствующего пускового тока.

Двигатель сначала запитывается пониженным напряжением путем замыкания контактов А.

Рисунок 8-4: Пускатель автотрансформатора

 

Через короткое время автотрансформаторы отключаются от цепи путем размыкания контактов А и замыкания контактов В, тем самым подавая на двигатель полное напряжение.Автотрансформаторам не обязательно иметь большую мощность, поскольку они используются только в течение очень короткого периода времени.

Твердотельные пускатели:

Твердотельные пускатели используют тиристоры или другие полупроводниковые устройства (например, кремниевый выпрямитель, симисторы, транзисторы и т. д.) для управления напряжением, подаваемым на двигатель. Тиристор — это, по сути, электронный переключатель, который может заменить механический контактор. Однако, в отличие от механического контактора, тиристор может включаться и выключаться в определенной точке кривой переменного тока во время каждого цикла.Для переменного тока с 60 циклами это может быть 120 раз в секунду на фазу (т.е. цикл включения-выключения за полупериод). Сокращение времени включения во время каждого цикла приводит к уменьшению среднего выходного напряжения на двигателе. Постепенно увеличивая время включения, напряжение постепенно увеличивается до полного напряжения. Уменьшая напряжение при запуске, ток также уменьшается. В результате время запуска имеет тенденцию быть больше по сравнению с запуском от сетевого напряжения. Функция пуска не экономит энергию, а решает проблемы запуска, включая провалы напряжения и механическую защиту.

Поскольку тиристорами можно точно управлять, можно (в зависимости от характеристик отдельного пускателя) ограничить пусковой ток, а также обеспечить плавную остановку (очень полезно для таких нагрузок, как конвейеры деталей, для предотвращения относительного смещения на ленте).

Пусковой ток и крутящий момент легко регулируются, а полупроводниковые пускатели часто имеют другие функции, такие как защита от перегрузки. См. также Контроллер коэффициента мощности.

Рисунок 8-5: Твердотельный пускатель (упрощенный)

 

В диммерах используются тиристоры для затемнения света.Поворот ручки или перемещение ползунка изменяет часть времени, в течение которого тиристор включен в течение каждого ½ цикла. Полная яркость достигается при включении тиристора в начале каждого ½ цикла.

Звезда-Дельта Начало:

Пуск по схеме «звезда-треугольник» (рис. 8-6) можно использовать с двигателями, у которых доступны все шесть выводов обмоток статора (на некоторых двигателях доступны только три провода).

Рисунок 8-6: Пускатель звезда-треугольник

 

При первом замыкании контактов А и В обмотки соединяются звездой, что обеспечивает подачу на двигатель только 57 % номинального напряжения.

Полное напряжение затем подается путем повторного подключения двигателя по схеме треугольника путем замыкания контактов C и размыкания контактов A.

Пусковой ток и крутящий момент составляют 33 % от их полного номинального напряжения, что ограничивает приложения нагрузками, требующими очень низкого пускового крутящего момента.

Этот тип пускателя физически велик и дорог, так как для выполнения этой задачи требуется много контакторов. В таких нагрузках, как большие чиллеры, может использоваться пускатель звезда-треугольник. Твердотельные пускатели становятся менее дорогостоящими и конкурируют с этой специальной компоновкой двигателя/стартера.

Преобразователь частоты Запуск:

Преобразователи частоты

(VFD) также являются эффективным средством запуска двигателя. Разгоняя двигатель до скорости путем линейного изменения частоты напряжения, подаваемого на двигатель, можно минимизировать пусковой ток, сохраняя при этом достаточный крутящий момент для управления нагрузкой. Это применение частотно-регулируемых приводов не экономит энергию; однако приложения с переменным крутящим моментом делают это.

Контроллер коэффициента мощности:

Контроллер коэффициента мощности (PFC) представляет собой полупроводниковое устройство, которое снижает напряжение на двигателе, когда двигатель слегка нагружен.Ток намагничивания и резистивные потери уменьшаются пропорционально этому снижению напряжения. При увеличении нагрузки напряжение поднимается до нормы. Снижение напряжения приводит к улучшению коэффициента мощности в течение этих периодов низкой нагрузки.

Для однофазных и трехфазных асинхронных двигателей выпущено

ККМ. Для экономии энергии средняя нагрузка двигателя должна быть минимальной в течение продолжительных периодов времени работы. Устройства с постоянной нагрузкой, такие как компрессоры, не являются хорошими кандидатами для PFC, если размер двигателя оптимален для нагрузки.Двигатель настольной пилы может быть потенциальным применением, если двигатель работает в течение длительных периодов времени, а производительность материала непостоянна. PFC также могут обеспечивать функции плавного пуска и остановки.

Первоначально разработанные НАСА в 1984 году, варианты PFC продаются уже несколько лет. Многие из них продвигались на потребительский рынок в качестве энергосберегающих емкостей. Хотя основная концепция верна, вилки мало что сделают для экономии энергии в современных приборах, которые должны быть энергоэффективными.Старые приборы, такие как холодильники, могут обеспечить умеренную экономию энергии при использовании этих устройств.

Пускатели частичной обмотки:

Пускатели с частичной обмоткой иногда используются в двигателях с обмоткой для работы с двойным напряжением, таких как двигатель 230/460 В. Эти двигатели имеют два набора обмоток, которые соединены параллельно для работы с низким напряжением и последовательно для работы с высоким напряжением.

При использовании на более низком напряжении двигатели можно запустить, сначала подав питание только на одну обмотку.Это ограничивает пусковой ток и крутящий момент примерно до половины значений полного напряжения. Затем вторая обмотка подключается нормально, как только скорость двигателя приближается к рабочей.

Пускатели однофазных двигателей

Однофазные двигатели обычно имеют мощность менее 10 л.с. Пускатели варьируются от простого выключателя с сухим контактом для небольших однофазных двигателей до магнитных контакторов для больших размеров.

Твердотельные пускатели

могут использоваться для двигателей с плавным пуском для ограничения пускового тока, а также для обеспечения возможности регулирования скорости.Этот тип пускателя особенно подходит для применения на фермах, поскольку он позволяет использовать более крупные двигатели на однофазных линиях с ограниченными возможностями.

Как отмечалось ранее, всегда рекомендуется использовать магнитные пускатели, если речь идет о безопасности. Простой переключатель может стоить всего несколько долларов, тогда как магнитный пускатель может стоить 100 долларов и более; тем не менее, если вы избежите серьезной травмы, магнитный пускатель станет бесценным.

Пускатели двигателей постоянного тока

Поскольку сопротивление постоянного тока большинства якорей двигателей низкое (0.05 до 0,5 Ом), и поскольку противоЭДС не существует до тех пор, пока якорь не начнет вращаться, необходимо использовать внешнее пусковое сопротивление последовательно с якорем двигателя постоянного тока, чтобы поддерживать начальный ток якоря на безопасном уровне. Когда якорь начинает вращаться, увеличивается противоЭДС. Поскольку встречная ЭДС противодействует приложенному напряжению, ток якоря уменьшается.

Когда двигатель достигает нормальной скорости и на якорь подается полное напряжение, внешнее сопротивление последовательно с якорем уменьшается или устраняется.Управление пусковым сопротивлением в двигателе постоянного тока осуществляется либо вручную, оператором, либо с помощью любого из нескольких автоматических устройств. Автоматические устройства обычно представляют собой просто переключатели, управляемые датчиками скорости двигателя (рис. 8-7).

Другим способом пуска двигателей постоянного тока являются электронные пускатели пониженного напряжения, которые снижают пусковые токи. Этот тип управления особенно популярен там, где требуется регулирование скорости.

Двигатель постоянного тока реверсируется путем изменения направления тока в якоре.Когда ток якоря меняется на противоположный, ток через промежуточный полюс также меняется на противоположный. Поэтому промежуточный полюс сохраняет правильную полярность для обеспечения автоматической коммутации.

Рисунок 8-7: Пример пускателя двигателя постоянного тока

 

в. Останов двигателя

Наиболее распространенный метод остановки двигателя — отключить напряжение питания и дать возможность двигателю и нагрузке остановиться. Однако в некоторых приложениях двигатель необходимо останавливать быстрее или удерживать на месте с помощью какого-либо тормозного устройства.

Электрический тормоз

Электрическое торможение использует обмотки двигателя для создания тормозящего момента. Кинетическая энергия ротора и нагрузки рассеивается в виде тепла в стержнях ротора двигателя. Двумя способами электрического торможения являются заглушка и динамическое торможение.

Заглушка приводит к очень быстрой остановке асинхронного двигателя путем подключения двигателя для обратного вращения во время его работы. Чтобы предотвратить реверс двигателя после его остановки, питание отключается с помощью переключателя нулевой скорости.

Динамическое торможение достигается отключением источника питания переменного тока от двигателя и подачей постоянного тока на одну из фаз статора.

Ни блокировка, ни динамическое торможение не могут удержать двигатель после его остановки.

Ручные циркулярные и переносные торцовочные пилы часто используют электрический тормоз. Когда переключатель отпущен, двигатель останавливает вращающееся лезвие быстрее, чем если бы ему позволили двигаться по инерции. Если эта функция перестает работать на универсальном двигателе, проверьте износ щеток и при необходимости замените их.

Рекуперативное торможение

Рекуперативное торможение — это средство замедления двигателя до полной остановки путем временного преобразования его в генератор при подаче команды останова. Выходная мощность двигателя (теперь генератора) рассеивается через силовые резисторы или используется для зарядки аккумулятора.

Рекуперативное торможение используется в гибридных электромобилях. Часть энергии рассеивается обычными тормозами, а часть возвращается в аккумулятор автомобиля. Для транспортных средств такое расположение необходимо, чтобы дать водителю лучший контроль над торможением.Прием заряда аккумулятора зависит от его состояния заряда.

Механический тормоз

Механическое торможение относится к устройствам, внешним по отношению к двигателю, которые обеспечивают тормозящий момент.

Большинство из них полагаются на трение в барабанных или дисковых тормозах, приводятся в действие пружиной и отключаются соленоидом или двигателем.

Эти устройства способны удерживать двигатель в неподвижном состоянии.

Вихретоковый тормоз представляет собой электромеханическое устройство, обеспечивающее тормозящий момент за счет создания вихревых токов в барабане с помощью электромагнитного ротора, прикрепленного к валу двигателя.Величину тормозной силы можно регулировать, изменяя ток ротора.

Вихретоковые тормоза не могут удерживать двигатель в неподвижном состоянии.

д. Регулятор скорости двигателя

Ниже приведены примеры типовых регуляторов скорости двигателя. (Эта тема более подробно освещена в Руководстве по приводу с регулируемой скоростью ).

Управление скоростью можно разделить на пять основных областей:

  1. Многоскоростные двигатели.
  2. Блок управления асинхронным двигателем с фазным ротором
  3. Контроллеры двигателей постоянного тока
  4. Преобразователи частоты для асинхронных и синхронных двигателей.
  5. Механический регулятор скорости

Многоскоростные двигатели

Асинхронные двигатели

с многоскоростной обмоткой подходят для приложений, требующих до четырех дискретных скоростей. Скорость выбирается путем соединения обмоток в разных конфигурациях и практически постоянна при каждой настройке. Эти двигатели часто используются в таких устройствах, как вентиляторы и насосы.

Обычно многоскоростные двигатели не особенно эффективны на пониженной скорости.Таким образом, этот тип двигателя является плохим выбором для привода вентиляторов на низкой скорости для приложений с постоянным потоком воздуха. ECM был бы лучшим выбором для вентиляторов с регулируемой скоростью.

Управление двигателем ротора с обмоткой

Характеристики крутящего момента асинхронного двигателя с фазным ротором можно изменять в широком диапазоне путем добавления внешнего сопротивления в цепь ротора через контактные кольца. Энергия, извлекаемая из цепи ротора, либо теряется в виде тепла, либо восстанавливается и преобразуется в полезную электрическую или механическую энергию.

Для двигателей с фазным ротором требуется более тщательное техническое обслуживание. Необходима периодическая чистка и замена щеток.

Управление двигателем постоянного тока

Двигатель постоянного тока является самым простым в управлении, так как скорость пропорциональна напряжению якоря. Скорость может варьироваться в очень широком диапазоне.

Напряжение постоянного тока может быть преобразовано из переменного тока с помощью выпрямителей с фазовым управлением или сгенерировано мотор-генераторной установкой (система Ward Leonard).

Беговые дорожки для тренировок обычно используют двигатели на 90 В постоянного тока, скорость которых регулируется контроллером переменного напряжения постоянного тока.

Преобразователи частоты (ЧРП) для асинхронных и синхронных двигателей

Частотно-регулируемые приводы (ЧРП) применяются, когда необходимо регулировать скорость (асинхронные и синхронные) и устранять проскальзывание (асинхронные). Скорость асинхронных двигателей можно регулировать электрическими и механическими средствами. Преобразователи частоты управляют скоростью двигателя электрически.

Использование частотно-регулируемого привода может повысить общую энергоэффективность, несмотря на то, что сам привод потребляет энергию.Приложения, в которых требования к нагрузке варьируются в широком диапазоне со значительной частью нагрузки, делают частотно-регулируемые приводы привлекательным вариантом. Общая экономия энергии достигается с помощью частотно-регулируемых приводов по сравнению с альтернативными методами изменения мощности (например, заслонками вентилятора и рециркуляцией насоса).

ЧРП

работают путем изменения частоты переменного напряжения, подаваемого на двигатель, с помощью полупроводниковых устройств. Напряжение также контролируется, чтобы обеспечить постоянное отношение напряжения к частоте. Они стали предпочтительным способом достижения работы с переменной скоростью, поскольку они относительно недороги и очень надежны.

Способность двигателя эффективно охлаждаться снижается по мере замедления двигателя.

Увеличение мощности двигателя или обеспечение встроенной принудительной вентиляции может потребоваться при длительной работе на низких скоростях и высоких нагрузках.

Работа на разных скоростях может вызвать механические резонансы в ведомом оборудовании. Эти скорости должны быть идентифицированы и запрограммированы вне рабочего диапазона частотно-регулируемого привода.

ЧРП

генерируют гармонические напряжения и токи, которые в некоторых случаях могут оказывать нежелательное воздействие на систему распределения электроэнергии и влиять на работу оборудования.Иногда для минимизации этих эффектов потребуются изолирующие трансформаторы, сетевые реакторы или фильтрующие устройства. Некоторые частотно-регулируемые приводы нового поколения устраняют внутренние гармоники и устраняют требования к внешнему смягчению.

Следующий график допустимого крутящего момента двигателей A и B конструкции NEMA из-за пониженного охлаждения при работе на пониженных скоростях можно использовать в качестве руководства для снижения номинальных характеристик двигателей или выбора двигателя соответствующего увеличенного размера (Рисунок 8-8).

ЧРП за последние годы стали дешевле и надежнее.Тем не менее, сначала следует оценить, нужен ли частотно-регулируемый привод или доступно более простое решение. Следует оценить, сколько времени двигатель будет частично загружен, чтобы определить, достижима ли значительная экономия или нет. Если ЧРП не обойден, когда двигатель работает с полной или почти полной нагрузкой, ЧРП будет потреблять от 2% до 5% от общей номинальной нагрузки и может стоить больше, чем двигатель с фиксированной скоростью.

Рисунок 8-8: Влияние пониженного охлаждения на допустимый крутящий момент

 

Применение частотно-регулируемого привода может вызвать скачки напряжения, значительно превышающие номинальное напряжение двигателя, и привести к выходу из строя системы изоляции.Это происходит из-за взаимодействия частоты переключения ШИМ и формы волны, длины кабеля, питающего двигатель, и индуктивности двигателя.

Из-за скачков напряжения может возникнуть повышенная нагрузка на изоляцию двигателя. Высокочастотное прерывание от частотно-регулируемого привода может вызвать очень высокие всплески напряжения, которые могут быстро разрушить обычную изоляцию двигателя.

Эту проблему можно свести к минимуму, используя соответствующие фильтры (линейные дроссели), сохраняя длину кабелей короткими (менее 100 футов), используя двигатели с инверторным режимом работы с улучшенными системами изоляции и гарантируя, что отремонтированные двигатели имеют улучшенные системы изоляции.

Механический регулятор скорости

Скорость, с которой движется нагрузка, также можно регулировать с помощью внешних по отношению к двигателю устройств. Примеры включают бесступенчатую трансмиссию, гидравлическую муфту, вихретоковые муфты и привод магнитной муфты. Эти устройства преобразуют номинальную скорость двигателя в требуемую скорость нагрузки.

В приводе магнитной муфты могут использоваться электромагниты или более поздние разработки, использующие магниты из редкоземельных металлов [например, неодим/железо/бор (Ne/Fe/B)] для передачи крутящего момента между двигателем и нагрузкой.Магнитная муфта может позволить двигателю запускаться без нагрузки и постепенно увеличивать крутящий момент.

Механические устройства управления скоростью имеют внутренние потери, но эти потери обычно меньше, чем при использовании других средств управления, таких как дросселирование насоса или дефлектор вентилятора. Экономия энергии для центробежных нагрузок с частичной нагрузкой может составлять 30% и более по сравнению с методами механического дросселирования (ссылка 15). Последнее утверждение также относится к частотно-регулируемым приводам.

Предыдущий: Выбор двигателя | Содержание | Далее: Техническое обслуживание

 

[PDF] EET272 Рабочий лист, неделя 8

1 Рабочий лист EET272, неделя 8, ответьте на вопросы 1–5 в рамках подготовки к обсуждению викторины в понедельник.Доделывать остальные…

Рабочий лист EET272, неделя 8, ответьте на вопросы 1–5 в рамках подготовки к обсуждению викторины в понедельник. Закончите остальные вопросы для обсуждения в классе в среду. Вопросы Вопрос 1 Теперь мы рассмотрим различные схемы управления двигателями. Это не эксклюзивный список. Цель состоит в том, чтобы научиться читать лестничные диаграммы и диагностировать, какова функция различных частей схемы и полной функции. В нашем тексте прочитайте и наметьте раздел о цепях управления двигателем, управлении несколькими пусками/остановами, управлении пуском нескольких двигателей, управлении последовательным пуском, различных методах пуска и торможении в главе 20 нашего текстового файла (стр. 476-498) q0060, вопрос 2. Очень распространенной формой схемы защелки является простая схема реле «пуск-стоп», используемая для управления двигателем, посредством чего пара кнопочных переключателей с мгновенным контактом управляет работой электродвигателя.В этом конкретном случае я показываю низковольтную цепь управления и трехфазный двигатель более высокого напряжения:

К трехфазному источнику питания F1

F2

480/120 В

Останов

Пуск

M1

OL M1

M1 OL

двигатель

Объясните работу этой схемы, с момента срабатывания переключателя «Пуск» до момента срабатывания переключателя «Стоп». Нормально разомкнутый контакт М1, показанный в цепи управления низкого напряжения, обычно называют герметизирующим контактом.Объясните, что делает этот контакт и почему его можно назвать «запечатанным» контактом. KUPHALDT файл i02304

1

1

Вопрос 3 Осмотрите эту цепь управления двигателем для начала / остановки / пробежки управления:

L1

L2 STOP

Начало

CR1

CR1 JOG

M1

CR1

Объяснить своими словами, что отличает функцию «Старт» от функции «Толчок», и подумайте о практическом применении, где это может быть полезно.Файл Kuphaldt i02459

2

Вопрос 4 Наиболее распространенный метод запуска трехфазного асинхронного двигателя заключается в том, чтобы просто сразу подать полную мощность, замкнув три контакта большого «контакторного» реле. Это называется пуском через линию:

Пускатель двигателя «через линию»

двигатель

3-θ мощность

Пуск через линию прост, но в данный момент приводит к огромным «пусковым» токам замыкания контактора, а также создает большую механическую и тепловую нагрузку на двигатель, когда он достигает полной скорости.Более «мягкий» метод пуска асинхронного двигателя состоит в том, чтобы включить импедансы последовательно с трехфазным питанием, используя два контактора (один «пуск» и один «работа») для последовательного запуска двигателя от пуска до работы на полной скорости. . В идеале импедансы имеют форму индукторов («реакторов»):

Работа

Двигатель

3-θ мощность

Пуск Объясните, как и почему этот метод пуска мягче, чем пуск через линию. Предложения для сократовского обсуждения • Будут ли работать большие (мощные) резисторы вместо катушек индуктивности? • Будут ли работать большие конденсаторы вместо катушек индуктивности? Файл Kuphaldt i02310

3

Вопрос 5 Изучите эту схему цепи управления для воздушного компрессора, где пара реле давления управляет запуском и остановкой электродвигателя, вращающего воздушный компрессор:

Схема цепи управления L1

L2 Cut Выключатель

Рука

Рука

M

OL

OF OL

Выключатель коммутатора

Выключатель управления Схема PS

Выключатель

PS

Управляющий коммутатор

PS

Управляющий коммутатор

Впускной Фильтр

Приемник Бак

Компрессор сжатый воздух

Клапан слива конденсата

Объясните, что делает переключатель «Hand-Off-Auto» в этом контуре, а также опишите функции каждого реле давления.Предложения для сократовского обсуждения • Какое из этих двух реле давления должно иметь большую уставку срабатывания и почему? • Как вы думаете, почему обслуживающему персоналу может быть полезно иметь положение «Ручной» и «Авто» на переключателе в этой системе воздушного компрессора? • Некоторые переключатели «Hand-Off-Auto» помещают положение «Auto» посередине, между настройками «Hand» и «Off» — объясните, почему это может быть лучшим способом расположения трехпозиционного переключателя. Файл Kuphaldt i04056

4

Вопрос 6 Предположим, мы хотим иметь три отдельных кнопочных поста пуска/останова, которые операторы могли бы использовать для управления одним трехфазным электродвигателем.Схема подключения цепи управления показывает, как это будет работать: L2

Предохранитель

STOP

STOP

L3

STOP

START

STOP

M1

Начало

M1

Набросить необходимые соединительные провода, чтобы построить это Схема управления:

L1

L2

L3

L3

Начало

Начало

0

STOP

STOP

STOP

x2 X1

H2

H4

H3

H5

трансформатор

Предохранитель контактора

Двигатель T1 T2 T3

Предложения для обсуждения по Сократу • Для простоты в этой системе управления двигателем исключен контакт перегрузки.Определите, где он будет правильно вставлен в схематическую диаграмму, а также в иллюстрированную диаграмму. Файл Kuphaldt i02449

5

Вопрос 7 Эта схема управления двигателем дает команду трем двигателям одновременно запускаться и останавливаться:

Цепь питания M1 Цепь управления L1

L2 Останов

Пуск

M0 30-9002 M0 30-9002 30-9002

100002 100002

Мотор мощности

мотор

OL1 M2

OL1 M2

OL2

OL2

M3 M3 M1

м2

OL2 M3

м2

м3

м2

м3

м2

OL3

OL3 MOTOR

ОБРАЗОВАТЬСЯ СЧЕТА И затем объясните, как запуска запускает остальные.Кроме того, определите, что произойдет, если двигатель № 3 подвергнется перегрузке (т. е. OL3 прогреется настолько, что отключится). Предложения для сократовского обсуждения • Объясните, почему пусковой ток может быть проблемой в этой системе управления с тремя двигателями, и найдите по крайней мере одно практическое решение этой проблемы. Файл Kuphaldt i02399

6

Вопрос 8 Направление вращения трехфазного электродвигателя переменного тока можно изменить на противоположное, поменяв местами любые два из трех подключений проводов питания. С этим в виду, объясните, как этот обратный моторный контроль цепи работы:

L1

L2 вперед

м2

M1

REVILE

м2

м1

м2

м1

до 3-фазного источника питания

M2

В частности, какова функция двух нормально замкнутых контактов «M» (называемых блокировочными контактами) в цепи управления? Как вы думаете, что могло бы произойти, если бы этих контактов не было? Предложения для сократовского обсуждения • Объясните, почему перепутывание любых двух фазных проводников, подающих переменный ток к асинхронному двигателю, приведет к изменению его направления.• Объясните, что такое вспышка дуги и как защитить себя от нее при работе с высоковольтными цепями управления двигателем, такими как эта. Файл Kuphaldt i01391

7

Вопрос 9 Большие электродвигатели часто оснащаются той или иной формой управления плавным пуском, которая подает мощность постепенно, а не сразу (как при пуске «через линию»). Вот пример простой системы управления «пуск при пониженном напряжении» с использованием реле задержки времени (TD1):

L1

L2 Стоп

Пуск

CR1

CR1

OL 30

TD

0

M1

M2

TD1

R

M1

К 3-фазному источнику питания

Двигатель OL

M2

, и в частности, проанализируйте эту логическую диаграмму задержки времени

, и объясните, как это работает для интерпретации символа переключателя (со стрелкой).Как реле времени обеспечивает плавный пуск?

KUPHALDT Файл I02382 8

Вопрос 10 Следующая лестница логическая диаграмма предназначена для реверсирующего моторной схемы управления:

L1

L2 STOP

M1

м2

м1

м1

м2

ol

M1

Реверс

M2

M1

К 3-фазному источнику питания

Двигатель OL

M2

Изучите эту схему, затем объясните, как осуществляется реверс двигателя.Кроме того, определите функцию каждого контакта «М» в цепи управления, особенно нормально замкнутых контактов, включенных последовательно с катушками пускателя двигателя.

9

9

Теперь рассмотрим следующую модификацию, сделанную для обратного моторного управления схемы управления (двигатель и мощности контактов не отображаются здесь):

L1

L2 STOP

вперед

TD2

м2

м1

Revource

M1

OL

TD1

TD1

M1

M2

M2

TD2

Какие дополнительные функциональные возможности делают это время? Файл Kuphaldt i02496

10

Вопрос 11 У этого «ковша» с управлением двигателем есть проблема: двигатель отказывается запускаться при нажатии кнопки «Пуск».Вольтметр, подключенный к контрольным точкам C и E, показывает 118 В переменного тока без нажатых кнопок:

К 3-фазному источнику питания F1 BA 480/120 В

Пуск

Стоп C

D

M1

F

F2

OL

E

M1

M1 OL

двигатель

Определите вероятность каждой указанной неисправности для этой цепи. Рассматривайте каждую неисправность по отдельности (т. е. отсутствие нескольких неисправностей), определяя, может ли каждая неисправность независимо учитывать все измерения и симптомы в этой цепи.Неисправность Предохранитель F1 перегорел Предохранитель F2 перегорел Пусковой ключ не разомкнулся Стоповый выключатель не разомкнулся Катушка M1 не разомкнулся Неисправен вспомогательный контакт M1 Неисправен разомкнут силовой контакт(ы) M1 Неисправность контакта OL не разомкнут Пусковой переключатель неисправен Закорочен Остановочный переключатель неисправен Закорочен Неисправен вторичный трансформатор трансформатора Закорочен

Возможно

Невозможно

Наконец, определите следующий диагностический тест или измерение, которое вы должны провести в этой системе. Объясните, как результат (результаты) этого следующего испытания или измерения помогают в дальнейшем определить местонахождение и/или характер неисправности.Файл Kuphaldt i02398

11

Вопрос 12 Интересным способом достижения пуска трехфазного двигателя при пониженном напряжении является использование двигателя с 6 выводами, в котором три комплекта обмоток статора соединены индивидуально, так что можно использовать либо звезду (пуск ) или Delta Configurations: WYE Connection

6-лидер, 3-фазный мотор

1 4

5

6

1

2

3

Delta Connection 6

1

4 6

5

3

4 5

3

2

2

Пусковой контактор подает питание на обмотки статора по схеме звезда в течение короткого времени запуска (примерно 10 секунд), затем этот пускатель отключается, и включается стартер «Работа», чтобы подавать питание на обмотки статора в конфигурации «треугольник».В конфигурации «звезда» каждая обмотка получает √13 линейного напряжения. В конфигурации «треугольник» каждая обмотка получает полное линейное напряжение. Нарисуйте правильные соединения проводов, чтобы создать именно такой пускатель двигателя по схеме «звезда-треугольник». Совет: клеммы 1, 2 и 3 двигателя всегда подключаются к трехфазным линиям электропередач!

начать

мотор

мотор

предохранители до трехфазного источника питания

1

4

2

5

3

5

3

6

Предложения для Сократического обсуждения • Объясните цель использования пониженного напряжения для большого электродвигателя.Файл Kuphaldt i03870

12

Вопрос 13 Синхронные двигатели переменного тока по своей природе вращаются точно с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле, создаваемое обмотками статора. Практическая проблема заключается в том, как запустить синхронный двигатель, поскольку физически невозможно, чтобы ротор перескочил из состояния покоя на 100% скорости в нулевое время. Поэтому синхронные двигатели обычно сначала запускаются как обычные асинхронные двигатели, а затем переводятся в синхронный режим, когда их скорость очень близка к 100%.Следующая схема управления показывает одну схему для этого двухрежимного запуска. Ротор на этом синхронном моторе имеет собственную обмотку:

трехфазный синхронный мотор

OL

м

линии мощности статора намотки

RUN 125 VDC

+ —

начать

намотки ротора

проводка L1

L2 Стоп

Пуск

OL M

M

F Работа

Пуск

Объясните, как работает эта пусковая цепь, и что происходит с переключением обмотки ротора для запуска двигателя вверх, а затем запустить в двух разных режимах.

Предложения для сократовского обсуждения • Какие практические приложения могут оправдать использование синхронного двигателя переменного тока вместо асинхронного двигателя переменного тока? Файл Kuphaldt i03758 13

Вопрос 14 Существует три основных типа цепей управления торможением. Это выбег, затык и динамическое торможение. Объясните каждый своими словами. Каковы некоторые преимущества и недостатки каждого типа тормозной цепи? Предложения для сократовского обсуждения • Многие электромобили способны подзаряжать свои аккумуляторы при торможении.Они называют это рекуперативным торможением. Объясните, как это работает. файл q0061

14

Вопрос 15 Объясните, как работает эта схема управления. Какова функция TD1?

L1

L2 Stop

Start

M2

M1

OL

M1

M1

M1

M1

TD1

M1

TD1

M1

до 3-фазного источника питания

м2

Двигатель OL

M2

Предложения для сократовского обсуждения • Если вы не уверены, какой должна быть задержка TD1.Решите, хотите ли вы ошибиться в сторону слишком короткого или слишком длинного. Объясните, почему вы выбрали именно этот путь. файл q0062

15

Вопрос 16 Изучите эту схему управления трехфазным двигателем (иногда называемую «ковшом»), где предохранители защищают от перегрузок по току, а трехполюсное реле (называемое контактором) включает и выключает питание. к двигателю, а набор нагревателей перегрузки выявляет умеренные перегрузки по току. Проводка цепи управления опущена для простоты.Только электропроводка:

линии 1

Предохранитель

Line 2

Предохранитель

Линия 3 Схематические диаграммы

Предохранительные предохранители

1

2

3

2

1

2

3

OL

мотор

мотор

мотор 3

1

2

3

2

1

3

2

3

2

1

вал

контактор

Блок перегрузки

сброс

верной службы, в один прекрасный день этот мотор отказывается заводиться.Он издает «гудящий» звук при включении контактора (контакты реле замыкаются), но не вращается. Механик проверяет его и определяет, что вал не заклинен, но может свободно вращаться. Проблема должна быть электрической природы! 16

Вас вызывают для расследования. Используя токоизмерительные клещи, вы измеряете ток в каждой из линий (сразу после каждого предохранителя) при очередной попытке запуска. Затем вы записываете три измерения тока: Строка 1 2 3

Ток 52.7 ампер 51,9 ампер 0 ампер

Определите не менее двух возможных неисправностей, одна из которых полностью может вызвать отказ двигателя от запуска, и три измерения тока. Затем решите, какими будут ваши следующие измерения, чтобы определить точное местоположение и характер неисправности. Предложения для сократовского обсуждения • Можно ли определить отсутствие тока в линии 3 без использования токоизмерительных клещей, используя мультиметр, не способный непосредственно измерять ток более 10 ампер? Файл Kuphaldt i01445

17

Вопрос 17 Проблема в цепи управления насосом «насосной станции».Дренажный насос должен включаться при достижении высокого уровня и выключаться, когда вода перекачивается до точки низкого уровня. Однако вместо этого двигатель «включается и выключается» в точке низкого уровня. Используя вольтметр переменного тока, вы измеряете напряжение от точки B до точки D, которое переключается между 120 вольт и 0 вольт:

M1 OL К 3-фазной сети переменного тока (480 В)

двигатель

F1

F2 H3

H2

H4

H5

H5

F30002 120 VAC

120 VAC

A

LSH

B

LSH

B

LSL

M1 D

OL E

M1 F

G

Определить вероятность каждой указанной неисправности для этой цепи.Рассматривайте каждую неисправность по отдельности (т. е. отсутствие нескольких неисправностей), определяя, может ли каждая неисправность независимо учитывать все измерения и симптомы в этой цепи. Неисправность Переключатель высокого уровня не разомкнулся Переключатель низкого уровня не разомкнулся Обрыв провода между катушками D и M1 Неисправность вспомогательного контакта контактора Неисправность замыкания вспомогательного контакта контактора Неисправность главного(ых) контакта контактора Размыкание провода между B и G Сработал блок защиты от тепловой перегрузки Неисправность переключателя высокого уровня короткое замыкание Неисправность вторичной обмотки трансформатора Разомкнут

Возможно

Невозможно

Наконец, определите следующий диагностический тест или измерение, которое вы должны провести в этой системе.Объясните, как результат (результаты) этого следующего испытания или измерения помогают в дальнейшем определить местонахождение и/или характер неисправности. Файл Kuphaldt i04018

18

Ответы Ответ 1 Ответ 2 Несмотря на то, что выключатели «Пуск» и «Стоп» являются мгновенными, «пломбировочный» контакт фиксирует цепь в одном из двух состояний: либо двигатель включен, либо двигатель выключен. -под напряжением. Ответ 3 Функция «Старт» фиксируется, а функция «Толчок» — нет. Обычное применение этой концепции в кухонном блендере, где одна кнопка запускает (и фиксирует) блендер, а другая просто «пульсирует» блендер.Ответ 4 Сначала должен быть включен контактор «Пуск», а затем он обесточивается, так как одновременно включается контактор «Пуск». Либо реле времени, либо ПЛК управляют этой последовательностью контакторов. Ответ 5 Оба реле давления нормально замкнуты и размыкаются при достижении заданного давления. Ответ 6

L1

L2

L3

L3

Начните

Начало

Начало

STOP

STOP

STOP

X2 X1

H2

H4

H3

H5

трансформатор

Предохранитель

Двигатель T1 T2 T3

Ответ 7

19

Ответ 8 Нормально замкнутые контакты называются контактами блокировки и предотвращают одновременное включение двигателя вперед и назад.Ответ 9 Для пуска M1 должен быть замкнут, а резисторы ограничивают ток двигателя. Во время нормальной работы M2 закрыт, а M1 открыт. Это подает на двигатель полное напряжение. Помните, что символы реле времени с задержкой всегда используют стрелку на контакте переключателя для обозначения направления отсчета времени. При использовании этого переключателя стрелка указывает в направлении закрытия, что означает, что реле требуется время для закрытия. Будучи нормально разомкнутым, это означает, что задержка происходит при подаче питания на катушку реле, что означает, что реле вернется в свое нормальное (разомкнутое) состояние сразу после отключения питания.Ответ 10 Нормально-разомкнутые и нормально-замкнутые контакты «М» обеспечивают функции пломбирования и блокировки соответственно. Реле задержки времени предотвращают немедленное реверсирование двигателя. Ответ 11 Неисправность Предохранитель F1 перегорел Предохранитель F2 перегорел Пусковой переключатель не разомкнулся Стоповый переключатель не разомкнулся Катушка M1 не разомкнута Неисправность вспомогательного контакта M1 разомкнуты силовые контакты M1 Неисправен контакт OL размыкание Пусковой переключатель неисправен закорочен Стоповый переключатель неисправен закорочен Неисправен вторичный трансформатор трансформатора закорочен

20

Возможен √ √ √

невозможно √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √

Ответ 12

Ответ 12

Начало

Мотор

Предохранители до трехфазного источника питания Run

1

4

2

5

3

6

Ответ 13 В режиме пуска обмотка ротора двигателя закорочена контактом «Пуск».Это заставляет двигатель вести себя как обычный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с его стержнями ротора и замыкающими кольцами. Как только переключатель скорости определяет достаточную скорость ротора, катушка «Пуск» обесточивается, а катушка «Работа» активируется, подключая обмотку ротора напрямую к источнику питания постоянного тока, чтобы намагнитить ее и зафиксировать в синхронном режиме. Ответ 14 Движение по инерции требует больше всего времени для остановки двигателя. Подключение происходит быстрее, но может быть тяжело для двигателя. Иногда подключение импульсно включается, если у вас цифровое управление.Динамическое торможение является самым быстрым, но и самым сложным. Ответ 15 TD1 участвует в торможении двигателя. Обязательно объясните тип торможения. Ответ 16. Возможные варианты: • • • •

Перегорел предохранитель №3 Третий контакт реле поврежден (не размыкается) внутри контактора Перегрузка нагревателя №3 не сработала Одна обмотка не сработала внутри двигателя (предполагая конфигурацию обмотки «Y»)

С этого момента можно предпринять несколько допустимых «следующих шагов». Обсудите альтернативы с одноклассниками.

21

Ответ 17 Частичный ответ: Неисправность Переключатель высокого уровня не разомкнулся Переключатель низкого уровня не разомкнулся Обрыв провода между катушками D и M1 Неисправность вспомогательного контакта контактора Неисправность замыкания вспомогательного контакта контактора Неисправность размыкания главного контакта контактора Обрыв провода между B и G Сработал блок тепловой перегрузки. Неисправен выключатель высокого уровня. Закорочено. Вторичная обмотка трансформатора не разомкнута.Схема запуска асинхронного двигателя

Схема управления электродвигателем

Функциональная схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем представлена ​​на рисунке 1.

Рис. 1. Функциональная схема управления асинхронным двигателем.

Трехфазный переменный ток подается на автоматический выключатель, который используется для подключения трехфазного асинхронного двигателя. В выключателе помимо контактной системы имеются комбинированные расцепители (тепловой и электромагнитный), обеспечивающие автоматическое отключение при длительной перегрузке и коротком замыкании.От автоматического выключателя питание подается на магнитный пускатель. Магнитный пускатель — устройство для дистанционного управления двигателем. Он запускает, останавливает и защищает двигатель от перегрева и пониженного напряжения. Основной частью магнитного пускателя является трехполюсный электромагнитный контактор. От магнитного пускателя управление передается трехфазному асинхронному двигателю переменного тока. Асинхронный двигатель прост по конструкции и прост в обслуживании. Он состоит из двух основных частей — статора — неподвижной части и ротора — вращающейся части.Статор имеет пазы, в которых размещена трехфазная обмотка статора, подключенная к сети переменного тока. Эта обмотка предназначена для создания вращающегося кругового магнитного поля. Вращение кругового магнитного поля обеспечивается сдвигом фаз друг относительно друга каждой из трех систем трехфазного тока на угол, равный 120 градусам.

Обмотки статора для подключения к сети 220В соединяются треугольником (рис. 8). В зависимости от типа обмотки ротора машины могут быть с фазным и короткозамкнутым ротором.Несмотря на то, что двигатель с фазным ротором обладает лучшими пусковыми и регулировочными свойствами, двигатель с короткозамкнутым ротором проще и надежнее в эксплуатации, а также дешевле. Я выбрал двигатель с короткозамкнутым ротором, так как сегодня большинство двигателей в отрасли являются двигателями с короткозамкнутым ротором. Ротор накручен как беличье колесо, в канавки ротора под давлением заливается горячий алюминий. Проводники обмотки ротора соединены в трехфазную систему. Двигатель приводит в движение вентилятор. Вентиляторы, используемые на судах, различаются по создаваемому ими давлению.Вентилятор, установленный в схеме, является вентилятором низкого давления. Обычно вентиляторы нерегулируемые или реверсивные, поэтому их привод имеет простую схему управления, которая сводится к пуску, остановке и защите.

Принципиальная схема нереверсивного управления трехфазным асинхронным короткозамкнутым двигателем с помощью автоматического выключателя и магнитного пускателя с двухполюсным тепловым реле приведена на рисунке 2.

От силового щита подается питание на автоматический выключатель с тепловым и электромагнитным расцепителями максимального тока.Схема магнитного пускателя составлена ​​с соблюдением рекомендуемых условных графических обозначений элементов схем автоматического управления двигателем. Здесь все элементы одного и того же аппарата обозначаются одинаковыми буквами.

Рис. 2. Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутой обмоткой ротора.

Так, главные замыкающие контакты линейного трехполюсного контактора, расположенные в силовой цепи, его катушка и вспомогательные замыкающие контакты, расположенные в цепи управления, обозначаются буквами КЛ.Нагревательные элементы теплового реле, включенные в цепь питания, и остальные размыкающие контакты с ручным возвратом этого же реле в исходное положение, находящиеся в цепи управления, обозначены буквами РТ. При включении трехполюсного выключателя после нажатия пусковой кнопки КНП включается катушка линейного трехполюсного контактора КЛ и его главные замыкающие контакты КЛ подключают статорную обмотку трехфазного асинхронного двигателя АМ к питающей сети, в результате чего ротор начинает вращаться.При этом вспомогательные замыкающие контакты КЛ замыкаются, минуя пусковую кнопку КНП, что позволяет ее отпустить. Нажатие кнопки стоп КНС отключает цепь питания катушки КЛ, в результате чего выпадает якорь контактора, размыкаются главные замыкающие контакты КЛ и обмотка статора двигателя отключается от питающей сети.

Основные элементы схемы и их назначение

Выключатель автоматический — аппарат для нечастого ручного переключения электрических цепей и их автоматической защиты при коротких замыканиях и длительных перегрузках.Назначение автоматического выключателя, используемого в цепи, описано в таблице 1.

Таблица 1 … Комплектация автоматического выключателя.

Как видно из таблицы 1, автомат не отключается при резком падении напряжения, так как в применяемом автоматическом выключателе отсутствует расцепитель минимального напряжения. Защиту при значительном снижении или пропадании питающего напряжения обеспечивает магнитный пускатель.

Машины применяются при напряжении до 660В на номинальные токи от 15 до 600А, в помещениях с нормальными условиями, так как не пригодны для работы в средах с агрессивными парами и газами, во взрывоопасных и незащищенных от попадания воды местах.Машины необходимо осматривать, очищать и смазывать инструментальным маслом не реже одного раза в год. Для своей схемы я выбрал автоматический выключатель серии АП-50. Внешний вид машины показан на рис. 3.

1 — кнопка выключения, 2 — кнопка включения, 3 — реле, 4 — камеры искрогашения, 5 — пластиковый корпус

Рис. 3. Внешний вид и устройство автомата АП-50.

Предназначен для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания при U питающей сети до 500В, 50Гц на переменном токе, для ручного включения и отключения цепей, а главное для пуска и защиты трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.Выключатель защищен пластиковой крышкой. Наличие буквы Б в серии АП-50Б означает универсальное исполнение, в котором ввод и вывод проводов снизу и сверху через вводы типа СКВрт-33. Маркировка АП-50Б-3МТ означает наличие электромагнитного и теплового расцепителей и количество полюсов, равное трем.

Выключатель магнитный — дистанционное коммутационное устройство, для частого включения и выключения электрооборудования, управление которым осуществляется с помощью отдельно расположенной кнопки.Это устройство для запуска, остановки и защиты электродвигателей. Назначение магнитного пускателя, используемого в схеме, указано в таблице 2.

Типовые схемы управления электроприводами сад

АД с короткозамкнутым ротором малой и средней мощности пускают прямым включением в сеть без ограничения пусковых токов. В схемах управления АД с фазным ротором средней и большой мощности должно быть предусмотрено ограничение токов при их пуске, реверсе и торможении с помощью добавочных резисторов в цепи ротора.

Реверсивная схема управления АД с короткозамкнутым ротором представлена ​​на рис. 8.9.

Рис. 8.9. Реверсивные схемы управления БП с короткозамкнутым ротором

Основной элемент Данная схема представляет собой реверсивный магнитный пускатель, в состав которого входят два сетевых контактора КМ1 и КМ2 и два реле тепловой защиты КК. Схема обеспечивает прямой пуск и реверс двигателя, а также антиротационное торможение при ручном (неавтоматическом) управлении.

Схема обеспечивает защиту от перегрузок двигателя (реле КК) и коротких замыканий в цепи статора (автоматический выключатель QF) и управления (предохранители FA).Кроме того, в схеме управления предусмотрена и нулевая защита от пропадания (понижения) сетевого напряжения (контакторы КМ1 и КМ2).

Пуск двигателя при включенном выключателе QF в условном направлении «Вперед» или «Назад» нажать кнопки SB1 или SB2 соответственно. Это приводит к срабатыванию контактора КМ1 или КМ2, подключению двигателя к сети и его запуску.

Для движения задним ходом или торможения двигателя сначала нажимается кнопка SB3, что приводит к отключению еще включенного контактора (например, КМ1), после чего нажимается кнопка SB2.Это приводит к включению контактора КМ2 и подаче напряжения питания на АД с другим чередованием фаз. Магнитное поле двигателя меняет направление вращения на противоположное, и начинается обратный процесс, состоящий из двух этапов: торможение противодействием и разбег в обратном направлении.

Когда требуется только торможение При достижении двигателем нулевой скорости необходимо снова нажать кнопку SB3, что отключит двигатель от сети и вернет цепь в исходное положение.Если кнопка SB3 не нажата, двигатель будет работать в другом направлении, т.е. в обратном направлении.

Во избежание короткого замыкания в цепи статора, что может возникнуть в результате одновременного ошибочного нажатия кнопок SB1 и SB2, в реверсивных магнитных пускателях иногда предусмотрена специальная механическая блокировка. Это рычажная система, которая предотвращает втягивание одного контактора, когда другой контактор включен. В дополнение к механической блокировке в схеме используется типичная электрическая блокировка, используемая в реверсивных схемах управления.Он обеспечивает перемычку размыкающих контактов аппарата КМ1 в цепь катушки аппарата КМ2 и наоборот.

Обратите внимание, что использование в цепи воздушного автоматического выключателя QF способствует повышению надежности и простоте использования. Его наличие исключает возможность работы привода при обрыве одной фазы, при однофазном коротком замыкании, как это может произойти при установке предохранителей, а также не требует замены элементов (как в предохранителях при их перегорании). ссылка сгорела).

Схема управления АД, обеспечивающая прямой пуск и динамическое торможение в зависимости от времени, представлена ​​на рис. 8.10.

Рис. 8.10. Схема пуска и динамического торможения АД

Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1, после чего срабатывает линейный контактор КМ, который подключает двигатель к источнику питания. При этом замыкание контакта КМ в цепи реле времени КТ вызовет его срабатывание и замыкание его контакта в цепи тормозного контактора КМ1.Однако последнее не работает, так как перед этим в этой цепи размыкался размыкающий контакт КМ.

Для остановки двигателя нажата кнопка SB3, контактор КМ выключается, размыкая свои контакты в цепи статора двигателя и тем самым отключая его от сети переменного тока. При этом в цепи аппарата КМ1 замыкается контакт КМ, а в цепи реле КТ размыкается контакт КМ. Это приводит к включению тормозного контактора КМ1, подающего постоянный ток на обмотки статора от выпрямителя В через резистор РТ и переводящего двигатель в режим динамического торможения.

Реле времени КТ, потеряв питание, начинает отсчитывать выдержку времени. Через временной интервал, соответствующий времени остановки двигателя, реле КТ размыкает свой контакт в цепи контактора КМ1, который отключается, прекращая подачу постоянного тока в цепь статора. Цепь возвращается в исходное положение.

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

Для исключения возможности одновременного подключения статора к источникам переменного и постоянного тока в схеме применяют типовую блокировку с помощью размыкающих контактов КМ и КМ1, включенных крест-накрест в цепи катушки этих устройств.

Схема управления пуском и торможением путем противодействия АД с фазным ротором в качестве функции ЭДС показана на рис. 8.11.


Рис. 8.11. Схема управления пуском и торможением противодействием АД

с фазным ротором

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

Включение двигателя выполняется нажатием кнопки SB1, после чего включается контактор КМ1. Статор двигателя подключается к сети, электромагнитный тормоз YB отпускается, и двигатель начинает работать. Включение КМ1 одновременно приводит к срабатыванию контактора КМ4, который своим контактом шунтирует ненужный при пуске антикоммутационный резистор R. D 2, а также разрывает цепь катушки реле времени СТ. Последний, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени, после чего замыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМ3, который срабатывает и шунтирует пусковой резистор R д1 в цепи ротора, и двигатель выходит на естественную характеристику.

Управление торможением предусмотрено тормозное реле КВ, контролирующее уровень ЭДС (частоты вращения) ротора. Резистором R Rit настраивается таким образом, что при пуске, когда скольжение двигателя равно 0

Для торможения

двигателя, нажимается двойная кнопка SB2, размыкающий контакт которой разрывает цепь питания катушки контактора КМ1. После этого двигатель отключается от сети и цепь питания контактора КМ4 разрывается, а цепь питания реле КТ замыкается.В результате замыкатели КМ3 и КМ4 отключаются, а в цепь ротора двигателя вводится сопротивление R d1+ R Д 2 .

Одновременное нажатие кнопки SB2 замыкает цепь питания катушки контактора КМ2, который после включения вновь подключает двигатель к сети, но с другим чередованием фаз сетевого напряжения на статоре. Двигатель переходит в режим встречного торможения. Реле RY срабатывает и после отпускания кнопки SB2 подает питание на контактор КМ2 через свой контакт и замыкающий контакт этого устройства.

По окончании торможения, когда скорость будет близка к нулю, а ЭДС ротора уменьшится, реле КВ выключится и своим разомкнутым контактом разомкнет цепь катушки контактора КМ2. Последний, потеряв питание, отключит двигатель от сети, и цепь вернется в исходное положение. После выключения КМ2 тормоз УФ, потеряв питание, обеспечит фиксацию вала двигателя (торможение).

Рисунок 8.12. показана схема пульта дистанционного управления типа 6220.

Панельный пульт дистанционного управления 6220 входит в состав нормализованной серии щитов управления фазными и короткозамкнутыми двигателями и обеспечивает двухступенчатый пуск и динамическое торможение двигателей по принципу времени.

При подаче на цепь напряжения 220 В и переменного тока 380 В (замыкание СМО 1 и КС 2 и машина QF) включается реле времени КТ1, подготавливающее двигатель к пуску при полном пусковом резисторе в цепи ротора.При этом, если рукоятка контроллера находится в нулевом (среднем) положении и не включены максимально-токовые реле FA1-FA3, включится реле защиты КВ от снижения напряжения питания и подготовит схема для работы.


Рис. 8.12. Схема пульта дистанционного управления панельного типа 6220

Запуск двигателя осуществляется по любому из двух искусственных признаков или по естественному признаку, для чего рукоятку SA необходимо установить соответственно в положение 1, 2 или 3.При перемещении рукоятки в любое из указанных положений СА включается линейный контактор КМ2, подключающий двигатель к сети, контактор управления тормозом КМ5, подключающий к сети катушку электромагнитного тормоза ЯА, который при одновременно отпускает электродвигатель и реле времени КТ3, управляющее процессом динамического торможения. При переводе СА в положение 2 или 3 включаются контакторы разгона КМ3 и КМ4, и двигатель начинает разгон.

Торможение двигателем возникает при переводе ручки СА в нулевое (среднее) положение.Это отключит контакторы КМ2 и КМ5 и включит контактор динамического торможения КМ1, который подключит двигатель к источнику постоянного тока. В результате будет происходить интенсивный процесс комбинированного (механического и динамического) торможения двигателем, который завершится после отсчета реле КТ3 своей выдержки времени, соответствующей времени торможения.

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


как

Рис.8.13. Схема асинхронного ЭП
с тиристорным пусковым устройством

Эффективным методом формирования требуемых 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 крутящего момента двигателя при пуске («мягкий» пуск), хотя эти устройства также могут увеличивать крутящий момент двигателя при пуске («жесткий» пуск).

Тиристорное пусковое устройство включается между источником питания (сетью переменного тока) напряжением U 1 и статор двигателя.В нереверсивном ТПУ его силовая часть образована тремя парами встречно-параллельно включенных тиристоров VS1-VS6, которые управляются импульсами напряжения, подаваемыми на них от системы импульсно-фазового регулирования (СФУ). Ограничение тока и момента осуществляется за счет снижения напряжения, подаваемого на двигатель, что достигается соответствующим изменением во времени угла управления тиристором. Пусковое напряжение может изменяться по разным законам — увеличиваться линейно от нуля до сетевого, уменьшаться в течение всего времени пуска или изменяться по так называемому бустерному варианту, при котором для облегчения пуска двигателя на него сначала скачком подается некоторое напряжение, которое далее продолжает расти по линейному закону.В закрытой системе также может быть обеспечено поддержание тока статора на заданном уровне.

8.6. Координатное управление асинхронным двигателем
с резисторами

Этот способ регулирования координат, часто называемый реостатным, может быть осуществлен путем введения дополнительных активных резисторов в цепи статора или ротора АД (см. рис. 8.14). Он привлекает, в первую очередь, простотой своей реализации, отличаясь при этом низкими показателями качества регулирования и оперативности.

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

в цепь статора В основном используется 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. Учитывая, что идеальные обороты холостого хода ω 0 при включении R 1d не меняется, полученные искусственные электромеханические характеристики можно представить семейством кривых (рис. 8.15 а).


а) б)

Рисунок 8.15. Электромеханическая (а) и механическая (б) характеристики АД
при подгонке координат с помощью резисторов в цепи статора

Характеристики 2–4 расположены ниже натуральной характеристики 1, построенной при R 1d= 0, а большем значении R 1d соответствует большему наклону искусственной характеристики 2-4.

Механические характеристики АД представлены на рисунке 8.15 б.

Координаты точки экстремума М К и S К меняются при изменении R 1d, а именно: в соответствии с (8.15) и (8.16) с увеличением R 1d критический момент M To и критическое скольжение S To уменьшаются. Пусковой момент также снижается.

В то же время искусственные механические характеристики (рис. 8.15б) мало пригодны для регулирования скорости АВР: они обеспечивают небольшой диапазон изменения скорости; характеристика жесткости АД и его перегрузочная способность, характеризуемая критическим моментом, при ее увеличении Р убавок; метод также отличается низкой эффективностью.Из-за этих недостатков регулирование скорости АД с помощью активных резисторов в цепи его статора применяется редко.

Включение дополнительных резисторов R в цепи ротора Используется как с целью регулирования тока и момента АД, так и его скорости (рис. 8.14а).

Искусственные электромеханические характеристики при R 2d= var имеют вид, показанный на рисунке 8.15а, и могут использоваться для регулирования (ограничения) пускового тока I kz= I нс.

Идеальные обороты холостого хода АД ω 0 и максимальный (критический) момент двигателя М К в соответствии с остаются неизменными при регулировании R 2д, а критическое скольжение S К, как следует из, изменяется.

Проведенный анализ позволяет построить естественную 1 (R 2d = 0) и искусственную 2–3 (R 2d3 > R 2d2) характеристики (рис. 8.16) и сделать вывод, что за счет изменения R 2d можно увеличить пусковой момент АД до критического момента М К без снижения перегрузочной способности двигателя, что очень важно при регулировании его скорости.


Рис. 8.16. Механические характеристики при различных сопротивлениях R 2d добавочного резистора в цепи ротора

В остальном рассматриваемый способ характеризуется теми же показателями, что и для ДПТ НВ. Диапазон регулирования скорости невелик – около 2–3 – из-за снижения жесткости характеристик и роста потерь при ее увеличении. Плавность регулирования скорости, изменяющейся только в сторону уменьшения от основной, определяется плавностью изменения добавочного резистора R 2д.

Затраты, связанные с созданием данной системы ЭС, невелики, так как для регулирования обычно используются простые и дешевые. резисторы. При этом эксплуатационные расходы оказываются значительными, так как потери в ПД велики.

С увеличением скольжения S увеличиваются потери в цепи ротора, поэтому реализация большого диапазона регулирования скорости приводит к значительным потерям энергии и снижению КПД электропривода.

Регулирование скорости таким способом осуществляется при малом диапазоне регулирования скорости или кратковременной работе на пониженных скоростях.Этот метод нашел широкое применение, например, в электронной аппаратуре подъемно-транспортных машин и механизмов.

Расчет сопротивления добавочного резистора R 2д может быть выполнен несколькими способами в зависимости от формы задания требуемой искусственной механической характеристики.

Если искусственная характеристика полностью определена, то сопротивление добавочного резистора (например, R 2d1) можно определить по выражению:

, (8.30)

где — фазовое сопротивление ротора АД.

Если искусственная характеристика задана ее рабочей частью, то можно использовать метод отрезков, для чего на рисунке 8.16 проводят вертикальную линию, соответствующую номинальному моменту М ном, и отмечают характерные точки: а, б, в, г, д. Сопротивление необходимого резистора R 2d1 определяется как

R 2d1= R 2номаб/ac, (8.31)

где номинальное сопротивление артериального давления; ЭДС ротора при S=1; номинальный ток ротора.

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

15.09.2014

Для управления асинхронными электродвигателями применяют релейно-контакторные устройства, реализующие типовые схемы пуска, реверсирования, торможения, остановки электропривода.
На основе типовых схем релейно-контакторного управления разработаны схемы управления электроприводами производственных механизмов. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором малой мощности обычно запускаются с помощью магнитных пускателей. В этом случае магнитный пускатель состоит из контактора переменного тока, двух встроенных в него электрических тепловых реле.
Простейшая схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. В схеме используется питание силовых цепей и цепей управления от источника одинакового напряжения (рис. 4.9). Для повышения надежности работы релейно-контакторных устройств, большей частью рассчитанных на низкое напряжение, и повышения безопасности эксплуатации применяют схемы с питанием цепей управления от источника низкого напряжения.
Если переключатель S1 включен, то для запуска электродвигателя необходимо нажать кнопку S2 («пуск»).При этом на катушку контактора К1М поступит питание, замыкаются главные контакты К1(1-3)М в цепи питания и статор двигателя подключается к сети. Электродвигатель начнет вращаться. При этом в цепи управления замыкается замыкающий вспомогательный контакт К1А, минуя кнопку S2 («пуск»), после чего эту кнопку удерживать не нужно, так как цепь катушки контактора КЛМ остается замкнутой. Кнопка S2 с самовозвратом и пружинным действием возвращается в исходное открытое состояние.

Для отключения электродвигателя от сети нажмите кнопку S3 («стоп»). Катушка контактора К1М обесточивается, а замыкающие контакты К1(1-3)М отключают обмотки статора от сети. Одновременно размыкается вспомогательный контакт K1A. Схема возвращается в исходное нормальное состояние. Вращение электродвигателя прекращается.
Схема обеспечивает защиту двигателя и цепи управления от короткого замыкания предохранителями F 1 (1-3), защиту от перегрузки двигателя двумя электрическими тепловыми реле F2 (1-2).Пружинный привод контактов магнитного пускателя К 1 (1-3) М, К1А на размыкание реализует так называемую нулевую защиту, которая при исчезновении или значительном снижении напряжения отключает двигатель от сети. После восстановления нормального напряжения двигатель самопроизвольно не запустится.
Более точную защиту от пониженного или пониженного напряжения можно выполнить с помощью реле минимального напряжения, катушка которого подключена к двум фазам силовой цепи, а его замыкающий контакт включен последовательно с катушкой контактора.В этих схемах вместо установки автоматических выключателей с предохранителями на вводе используются воздушные автоматы.
Схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с использованием магнитного пускателя и воздушного выключателя. Выключатель F1 исключает возможность обрыва одной фазы из срабатывания защиты при однофазном коротком замыкании, как это имеет место при установке предохранителей (рис. 4.10). Нет необходимости заменять элементы в предохранителях при перегорании их плавкой вставки.


В схемах управления электродвигателями применяют автоматы с электромагнитными расцепителями или с электромагнитными и электротепловыми расцепителями. Электромагнитные расцепители характеризуются неравномерной отсечкой, равной десятикратному току, и используются для защиты от токов короткого замыкания. Электрические тепловые расцепители имеют обратнозависимую от тока временную характеристику. Так, расцепитель с номинальным током 50 А срабатывает при 1,5-кратной нагрузке через 1 час, а при 4-кратной — через 20 секунд.Электрические тепловые расцепители не защищают двигатель от перегрева при перегрузках на 20 — 30 %, но могут защитить двигатель и силовую цепь от перегрева пусковым током при заклинивании приводного механизма. Поэтому для защиты электродвигателей от длительных перегрузок при использовании машины с электрическим тепловым расцепителем этого типа применяют дополнительные электрические тепловые реле, а также при использовании автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем. Многие выключатели, например АП-50, защищают электродвигатель одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузок.Принципы работы схем (см. рис. 4.9, 4.10) пуска и останова аналогичны. Эти схемы широко применяются для управления нереверсивными электроприводами конвейеров, воздуходувок, вентиляторов, насосов, деревообрабатывающих и заточных станков.
Цепи управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с реверсивным магнитным пускателем. Эту схему применяют в тех случаях, когда необходимо изменить направление вращения электропривода (рис. 4.11), например, в приводе электролебедок, рольгангов, станочных питателей и т.п.Двигатели управляются реверсивным магнитным пускателем. Двигатель включается на вращение вперед нажатием кнопки S1. Катушка контактора К1М окажется под напряжением и замыкающие главные контакты К1(1-3)М подключат двигатель к сети. Для переключения электродвигателя необходимо нажать кнопку S3 («стоп»), а затем кнопку S2 («назад»), что отключит контактор К1М и включит контактор К2М. При этом, как видно из схемы, на статоре будут переключаться две фазы, т.е.е. вращение электродвигателя будет реверсивным. Во избежание короткого замыкания в цепи статора между первой и третьей фазами из-за ошибочного одновременного нажатия обеих кнопок пуска S1 и S2 реверсивные магнитные пускатели имеют рычажную механическую блокировку (на схеме не показана), предотвращающую срабатывание одного контактора. втягивается, если другой включен. Для повышения надежности, помимо механической блокировки, в схеме предусмотрена электрическая блокировка, которая осуществляется с помощью размыкания вспомогательных контактов К1А.2 и К2А.2. Обычно реверсивный магнитный пускатель состоит из двух контакторов, заключенных в один корпус.

На практике также применяется обратная схема асинхронных короткозамкнутых двигателей с использованием двух отдельных нереверсивных магнитных пускателей. Но для исключения возможности короткого замыкания между первой и третьей фазами силовой цепи от одновременного включения обоих пускателей применяют двухконтурные кнопки. Например, при нажатии на кнопку S1 («вперед») цепь катушки контакторов К1М замыкается, а цепь катушки К2М дополнительно размыкается.(Принцип работы двухконтурных кнопок показан на рис. 4.12.) Реверс двигателей постоянного тока осуществляется изменением полярности напряжения силовой цепи.
Схема управления двухскоростным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Такая схема показана на рис. 4.12. Привод может иметь две скорости. Пониженная скорость получается при соединении обмоток статора в треугольник, что осуществляется нажатием на кнопку двойного замыкания S3 и включением короткозамыкающего контактора с замыканием трех силовых контактов К3.При этом замыкается вспомогательный контакт К3А, минуя кнопку S3, и размыкается К3А — вспомогательный контакт в цепи катушки К4.

Повышенная скорость получается за счет соединения обмоток в двойную звезду, что реализуется нажатием кнопки двухконтурного S4. При этом катушка контактора К3 обесточивается, короткозамыкающие контакты в цепи питания размыкаются, вспомогательный контакт К3А, минуя кнопку S3, размыкается, а в цепи замыкается вспомогательный контакт К3А. катушки К4.
При дальнейшем нажатии (перемещении) кнопки S4 цепь катушки контактора К4 замыкается, замыкаются пять контактов К4 в силовой цепи, обмотка статора будет соединена в двойную звезду. При этом замыкается вспомогательный контакт К4А, минуя кнопку S4, и размыкается вспомогательный контакт К4А в цепи катушки контактора К3. Обычно контакторы переменного тока имеют три силовых контакта; на схеме подключения статора пять силовых контактов К4 показаны двойной звездой. При этом параллельно катушке контактора К4 включается катушка дополнительного контактора.
После предварительного соединения обмоток статора пуск двигателя осуществляется с помощью контакторов К1 и К2 прямого или обратного вращения. Включение контакторов К1 или К2 осуществляется соответственно нажатием кнопки S1 или S2. Использование двухконтурных кнопок позволяет осуществлять дополнительную электрическую блокировку, исключающую одновременное включение контакторов К1 и К2, а также К3 и К4.
Схема обеспечивает возможность переключения с одной скорости на другую при вращении электродвигателя вперед или назад без нажатия кнопки S5 («стоп»).При нажатии кнопки S5 катушки включенных контакторов обесточиваются и цепь возвращается в исходное, нормальное состояние.
Рассмотренная схема является основой для построения схем управления электродвигателями двухскоростных конвейеров подачи агрегатов раскряжевки, сортировочных конвейеров и др.
Рассмотрим вопросы торможения электродвигателей. При отключении обмоток статора от сети ротор электродвигателя с работающим механизмом, например, циркулярной пилой шпалорезки, продолжает сравнительно длительное время вращаться по инерции.Для устранения этого явления в приводах с асинхронными электродвигателями в зависимости от их мощности и назначения применяют встречное торможение, фрикционное торможение и динамическое торможение.
Схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с использованием противовращательного торможения. Такая схема показана на рис. 4.13. В цепях противобуксовочного торможения используется электромагнитное реле контроля скорости (PKC), механически связанное с валом двигателя; его замыкающий контакт ЭП замыкается при определенной угловой скорости двигателя.При неподвижном роторе двигателя и частоте его вращения менее 10…15 % от номинальной контакт реле ЭП разомкнут. Нажатие кнопки СИ включает контактор К1М, замыкает силовые контакты К1(1-3)М и двигатель запускается, замыкает вспомогательный контакт К1А.1, минуя кнопку S1. Размыкающийся вспомогательный контакт А7А.2 одновременно разрывает цепь питания катушки контактора К2М, а несколько позже, с увеличением оборотов двигателя, замыкается контакт реле скорости ЭА.Поэтому контактор К2М в этот период не включается.

Отключение электродвигателя от сети с противоаварийным торможением осуществляется нажатием кнопки S2 («стоп»). При этом катушка контактора К1М обесточивается, размыкаются силовые контакты К1(1-3)М, размыкается вспомогательный контакт К1А.1, минуя пусковую кнопку S1. В то же время размыкающий вспомогательный контакт K1A замыкается. 2. При этом двигатель вращается по инерции и контакт реле ЭА замкнут, следовательно, на катушку контактора К2А поступит питание, замыкаются главные контакты К2(1-3) М, вспомогательный контакт К2А в Цепь катушки К1М разомкнется.Обмотки статора будут подключены к сети для реверсирования вращения ротора. Ротор мгновенно затормаживается и при скорости вращения, близкой к нулю, размыкается контакт реле скорости ЭА, обесточивается катушка контактора К2М, размыкаются главные контакты К2(1-3)М, замыкается вспомогательный контакт К2А. Двигатель остановлен и отключен от сети. Цепь будет в исходном положении.
Рассмотренная типовая схема встречного торможения является основой для построения схем управления электродвигателями заточных станков цепных, дисковых, рамных пил, схем обрезных станков и др.Встречное торможение обеспечивает жесткую мгновенную остановку привода и обычно применяется для маломощных электродвигателей.
Схема фрикционного торможения асинхронного электродвигателя подъемного механизма. Такая схема показана на рис. 4.14. По правилам технической эксплуатации грузоподъемных механизмов в расцепленном состоянии привод и грузоподъемный механизм должны быть надежно заторможены.
На упрощенной схеме схематично показан односторонний колодочный тормоз T с пружинным зажимом тормозного шкива.

При пуске двигателя нажимается кнопка S1 («пуск»), катушка контактора К1М находится под напряжением, замыкаются три контакта К1(1-3)М в силовой цепи и вспомогательный контакт К1А. Статор электродвигателя и обмотка электромагнита Y будут одновременно подключены к сети. Электромагнит Y одновременно отодвинет колодочный тормоз от шкива и деформирует пружину. Двигатель вращается без торможения.
При нажатии на кнопку S2 («стоп») катушка контактора К1М обесточивается, размыкаются главные контакты в силовой цепи К1(1-3)М и вспомогательный контакт К1А.Статор электродвигателя и обмотка электромагнита Y отключены от сети, пружинный колодочный тормоз жестко фиксирует ротор электродвигателя подъемным механизмом. Применение реверсивного магнитного пускателя позволяет получить схему фрикционного торможения электропривода механизма как подъема, так и опускания груза.
Схема фрикционного торможения асинхронного электродвигателя станков. Такая схема показана на рис.4.15. В нормальном (выключенном) состоянии ротор электродвигателя освобождается пружинным приводом. Это позволяет менять инструмент, настраивать станок легким поворотом приводного вала и ротора электродвигателя.

Электродвигатель подключается к сети с помощью кнопки S1, контакта К1А и силовых контактов К1(1-3)М. Электропривод машины останавливается нажатием на двухконтурную кнопку S2 («стоп»). При этом катушка контактора К1М обесточивается, главные контакты в силовой цепи К1(1-3)М и вспомогательный контакт К1А размыкаются.Электродвигатель отключается от сети, продолжая вращаться по инерции.
Дальнейшее нажатие на кнопку S2 замыкает цепь катушки контактора К2М, замыкает контакты К2(1-2)М, электромагнит Y затягивает колодочный тормоз. Кнопка S2 отпускается и принимает исходное положение, контактор К2М обесточивается, контакты К2(1-2)М размыкаются. Статор двигателя и электромагнит отключают от сети, привод останавливают и отпускают. Эта простейшая схема положена в основу разработки схем фрикционного торможения электродвигателей станочного оборудования, учитывающих необходимость реверса, защитных ограждений, сигнализации.
Схема управления асинхронным двигателем с использованием динамического торможения. Такая схема показана на рис. 4.16. Динамическое торможение, в отличие от обратного торможения и фрикционного торможения, является плавным и плавным торможением. Включение электродвигателя в сеть осуществляется нажатием кнопки СИ («пуск»). Включится контактор К1М, замыкаются три основных контакта К1(1-3)М в силовой цепи, замыкается вспомогательный контакт К1А.1, размыкается контакт К1А.2, замыкается контакт К1А.2 замкнется, то включится реле времени Д1М и замкнет свой контакт РДТ в цепи катушки контактора К2М, который был разомкнут контактом К1А несколько раньше. 2.

Отключение статора электродвигателя от сети переменного тока и торможение осуществляется нажатием кнопки S2 («стоп»). Контактор К1М обесточивается, главные контакты К1(1-3)М размыкаются, вспомогательные контакты К1А.1, К1А.3 размыкаются, а контакт К1А.2 замыкается. Катушка реле времени Д1М теряет питание, но замыкающий контакт РДТ, будучи ранее замкнутым, размыкается с выдержкой времени, несколько превышающей время торможения двигателя.При замыкании контакта К1А.2 на катушку контактора К2М подается питание, контакт вспомогательной блокировки К2А размыкается, а контакты К2(1-2)М замыкаются. На обмотку статора подается постоянный ток. Обмотка создает неподвижный в пространстве магнитный поток. ЭДС индуцируется в роторе, вращающемся по инерции.
Взаимодействие токов ротора, вызванных этими ЭДС, со стационарным магнитным потоком создает тормозной момент двигателя


где Mn — номинальный момент двигателя; nс — синхронная скорость двигателя; I’p — ток ротора, приведенный к статору; R’p — полное активное сопротивление ротора, приведенное к статору; nд — относительная скорость двигателя, nд = n/ns.
После размыкания контакта реле времени RTD цепь возвращается в исходное состояние, двигатель плавно останавливается. Дополнительный резистор RT служит для ограничения постоянного тока. На основе этой схемы были созданы схемы управления электродвигателями пилорамы, шпалы и других больших циркулярных пил.
Схема тиристорного управления пуском и торможением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Такая схема показана на рис. 4.17. В типовой разомкнутой схеме управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором в качестве силовых элементов, включенных в статорную цепь двигателя, используются тиристоры в сочетании с релейными контактами в цепи управления.Тиристоры выполняют роль силовых ключей и, кроме того, легко обеспечивают необходимую скорость изменения напряжения на статоре двигателя за счет регулировки угла переключения тиристоров.

При пуске плавное изменение угла переключения тиристора позволяет изменять напряжение, подаваемое на статор, от нуля до номинального, ограничивая тем самым токи и момент двигателя. Схема содержит динамическое тормозное устройство в виде демпфирующей цепи. Использование шунтирующего тиристора, замыкающего цепь тока между двумя фазами, приводит к увеличению постоянной составляющей тока, что создает достаточный тормозной момент в области больших угловых скоростей.
Рассмотрим типовую схему комплектного устройства, состоящего в силовой части из группы встречно-параллельных тиристоров VS1…VS4 в фазах А и С и одного короткозамкнутого тиристора между фазами А и В — V5 для управления индукцией двигатель М. Схема включает тиристорный блок управления БУ и релейно-контактный блок управления.
Нажатие кнопки S1 включает реле К1М и К2М, на управляющие электроды тиристоров VS1 подаются импульсы, сдвинутые на 60° относительно напряжения питания… ВС4. На обмотки статора двигателя подается пониженное напряжение, уменьшаются пусковой ток и пусковой момент. Ротор двигателя увеличивает скорость вращения, разгоняется. Размыкающий контакт реле К1.2 отключает реле К3М с выдержкой времени, зависящей от параметров резистора R7 и конденсатора С4. Размыкающиеся контакты реле К3М шунтируют соответствующие резисторы в блоке управления тиристорами БУ, и на статор подается полное сетевое напряжение.
Для остановки двигателя нажимают кнопку S3, обесточивают цепь управления реле, тиристоры VS1…VS4 и снимают напряжение со статора двигателя. При этом за счет энергии, запасенной конденсатором С5, на время торможения включается реле К4М, которое своими контактами К4.2 и К4.3 включает тиристоры VS2 и VS5. По фазам А и В в обмотке статора двигателя протекает однополупериодный выпрямительный ток, что обеспечивает эффективное динамическое торможение.
Сила тока, а значит и время динамического торможения регулируются резисторами R1 и R3. Эта схема также имеет шаговый режим. Нажатие кнопки S2 включает реле К5М, которое своими контактами КС.3 и К5.4 включает тиристоры VS2 и VS5. В этом случае однополупериодный выпрямительный ток протекает по фазам А и В в обмотке статора двигателя. При отпускании S2 реле К5М и тиристоры VS2 и VS5 выключаются; при этом на короткое время за счет энергии, запасенной в конденсаторе Sb, включается реле, которое своим контактом К6.2 включается тиристор VS3, и ротор двигателя поворачивается на некоторый угол за счет поворота результирующего вектора потока статора примерно на такой же угол.
Шаг качания зависит от напряжения сети, момента статической нагрузки, момента инерции привода и среднего выпрямленного тока. Осуществление ступенчатой ​​работы двигателя осуществляется после его остановки, так как изначально включить реле К5М можно только после замыкания размыкающих контактов К1.5, К4.1.Шаговая работа двигателя создает благоприятные условия для регулировки.
Схема управления асинхронными двигателями с фазным ротором в зависимости от времени. Такая схема показана на рис. 4.18. Защита силовых цепей двигателя от токов короткого замыкания осуществляется с помощью реле максимального тока FI, F2, F3; защита от перегрузки — электрические тепловые реле Ф4 (1-2), ТЭНы которых подключены через трансформаторы тока ТТ1, ТТ2. Цепи управления защищены автоматическим выключателем F5 с защитой от перегрузки по току.
При включении выключателя СИ и автоматического выключателя ФС на реле времени Д1М подается питание и его замыкающие контакты Д1А.1, Д1А.2 замыкаются, тем самым подготавливая цепь для включения реле времени Д2М и контактора К1М . Размыкающий контакт D1A.3 разомкнет и разомкнет цепь катушек контакторов ускорения К2М, Р3М, К4М.

При повторном нажатии кнопки S2 («пуск») через ранее замкнутый контакт D1A.2 включится контактор К1М, замыкаются главные контакты К1(1-3)М в цепи питания, напряжение будет поступает на обмотку статора двигателя М.В этом случае все пусковые резисторы включены в обмотку ротора. Двигатель запускается на первой реостатной характеристике. При этом замыкается вспомогательный контакт К1А.3, минуя пусковую кнопку, и замыкается контакт К1А.2, через который подается питание на цепь катушек реле времени Д2М, Д3М. Размыкание вспомогательного контакта К1А.1 отключит цепь реле Д1М, которое с выдержкой времени отпускает якорь при отключении его катушки. Поэтому D2M сразу не включится и его размыкающий контакт D2A.1 будет открыт.
Следует отметить, что размыкающий контакт D1A.3 все еще разомкнут; по истечении времени задержки реле D1M его замыкающий контакт D1A.1 (а также D1A.2) размыкается, а размыкающий контакт D1A.3 замыкается. В результате этих переключений в цепи управления включится контактор К2М и будет зашунтирована первая пусковая ступень резистора — двигатель перейдет с первой реостатной характеристики на вторую, разогнавшись до большей угловой скорости.Кроме того, отключится реле времени Д2М и его размыкающий контакт с выдержкой времени Д2А.1 замкнет цепь катушки контактора К3М, который сработает и замкнет свои контакты К3(1-2)М, т.е. второй пусковой ступень резистора шунтируется — двигатель переходит на третью реостатную характеристику.
Наконец, после размыкания с выдержкой времени замыкающего контакта D2A.1 выключится реле D3M — с выдержкой времени, на которую настроено реле D3M (по времени пуска двигателя по последней реостатной характеристике) , его контакт D3A.1 замкнется, включится контактор К4М и замкнет свои контакты К4(1-3)М. Обмотка ротора замкнется накоротко и двигатель закончит разгон по своей естественной характеристике. На этом заканчивается пошаговый пуск асинхронного двигателя, управляемый в зависимости от времени электромагнитными реле времени Д1М, Д2М, Д3М.
Двигатель останавливается нажатием кнопки S3. Схема применяется для привода механизмов, не требующих реверса, время торможения которых после выключения двигателя незначительно.В частности, на основе этой схемы создаются схемы управления главным электродвигателем пилорамы.

Для управления силовым электрооборудованием в электрических цепях применяют различные устройства телемеханики, защиты, телемеханики и автоматики, воздействующие на коммутационные аппараты его включения и выключения или регулирования.

На рис. 5.4 представлена ​​принципиальная схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Эта схема широко используется на практике при управлении приводами насосов, вентиляторов и многих других.

Перед началом работы включите автоматический выключатель QF. Нажатие кнопки SB2 включает стартер КМ и запускает двигатель М.

Рисунок 5.4. Схема включения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

При перегрузке двигателя М срабатывает электрическое тепловое реле КК, размыкая контакты КК:1 в цепи катушки КМ. Стартер КМ выключается, двигатель М останавливается.

В общем случае схемы управления могут тормозить электропривод, реверсировать его, изменять скорость и т.п.В каждом конкретном случае используется своя схема управления.

Блокировочные соединения

широко используются в системах управления электроприводом. Блокировка обеспечивает фиксацию определенного состояния или положения рабочих органов устройства или элементов схемы. Блокировка обеспечивает надежность привода, безопасность обслуживания, необходимую последовательность включения или выключения отдельных механизмов, а также ограничение перемещения механизмов или исполнительных органов в пределах рабочей зоны.

Различают механические и электрические блокировки.

Примером простейшей электрической блокировки, применяемой практически во всех схемах управления, является блокировка кнопки «Пуск» SB2 (рис. 5.4.) контактом КМ2. Блокировка этим контактом позволяет после включения двигателя отпустить кнопку SB2 без разрыва цепи питания катушки магнитного пускателя КМ, идущей через блокирующий контакт КМ2.

В схемах реверсирования электродвигателей (при обеспечении движения механизмов вперед-назад, вверх-вниз и др.), а также при торможении применяются реверсивные магнитные пускатели. Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух нереверсивных. При работе реверсивного пускателя необходимо исключить возможность их одновременного срабатывания. Для этого в схемах предусмотрены как электрические, так и механические блокировки (рис.5.5). Если двигатель реверсируется двумя нереверсивными магнитными пускателями, то контакты КМ1:3 и КМ2:3 играют роль электрической блокировки, а механическая блокировка обеспечивается кнопками SB2 и SB3, каждая из которых состоит из двух контактов, механически соединенных между собой. .При этом один из контактов замыкается, другой размыкается (механическая блокировка).

Схема работает следующим образом. Предположим, что при включении пускателя КМ1 двигатель М вращается по часовой стрелке, а при включении КМ2 против часовой стрелки. При нажатии кнопки SB3 разомкнутый контакт кнопки сначала разорвет цепь питания пускателя КМ2 и только потом замыкающий контакт SB3 замкнет цепь катушки КМ1.

Рисунок 5.5. Механическая и электрическая блокировки при реверсе привода

Включается стартер КМ1, двигатель М запускается вращением по часовой стрелке.Контакт КМ1:3 размыкается, осуществляя электрическую блокировку, т.е. пока КМ1 включен, силовая цепь пускателя КМ2 разомкнута и он не может быть включен. Для реверса двигателя необходимо остановить его кнопкой SB1, а затем, нажав кнопку SB2, запустить в обратном направлении. При нажатии SВ2 цепь питания катушки КМ1 сначала разрывается размыкающим контактом SВ2, а затем замыкается цепь питания катушки КМ2 (механическая блокировка). Стартер КМ2 включает и реверсирует двигатель М.Контакт КМ2:3, размыкаясь, осуществляет электрическую блокировку пускателя КМ1.

Чаще всего реверс двигателя осуществляется одним реверсивным магнитным пускателем. Такой стартер состоит из двух простых стартеров, подвижные части которых механически связаны друг с другом с помощью устройства в виде коромысла. Такое устройство называется механической блокировкой, не позволяющей силовому контакту одного пускателя КМ1 одновременно замыкать силовые контакты другого пускателя КМ2 (рис.5.6).

Рис. 5.6. Механическая блокировка «коромыслом» подвижных частей двух пускателей одинарного реверсивного магнитного пускателя

Электрическая схема управления реверсом двигателя двумя простейшими пускателями одинарного реверсивного магнитного пускателя аналогична электрической схеме управления реверсом двигателя двумя нереверсивными магнитными пускателями (рис.5.5), с использованием тех же электрических и механических блокировки в электрической цепи.

При автоматизации электроприводов поточных линий, конвейеров и т.п. применяют электрическую блокировку, обеспечивающую запуск линейных электродвигателей в определенной последовательности (рис.5.7). При такой схеме, например, включение второго двигателя М2 (рис. 5.7) возможно только после включения первого двигателя М1, включение двигателя М3 — после включения М2. Эта пусковая последовательность обеспечивается блокирующими контактами KM1: 3 и KM2: 3.

Рисунок 5.7. Схема последовательного соединения двигателей

Пример 5.1. Используя электрическую схему (рис. 5.4) управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, необходимо включить в эту цепь дополнительные контакты, обеспечивающие автоматическую остановку электродвигателя рабочего механизма в один и два заданных точки.

Раствор. Требование задачи по обеспечению остановки электродвигателя в заданной точке может быть выполнено концевым выключателем SQ1 с нормально замкнутым контактом, установленным последовательно со вспомогательным контактом КМ2, минуя кнопку SB2.Для остановки электродвигателя рабочего механизма в двух указанных точках последовательно с контактом концевого выключателя SQ1 поставить контакт второго концевого выключателя SQ2. На рис. 5.8 приведены электрические схемы остановки электродвигателя в одной и двух заданных точках. После запуска двигателя механизм приходит в движение и при достижении точки остановки нажимает концевой выключатель, например SQ1, и электродвигатель останавливается. После выполнения необходимой технологической операции снова нажимаем кнопку SB2, и механизм продолжает движение до следующего концевого выключателя SQ2, где технологическая операция заканчивается.

Рис. 5.8 Например 5.1

Пример 5.2. В электрическую схему (рис.5.5) управления реверсом асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с помощью блокировочных соединений следует ввести элементы световой сигнализации для управления направлением вращения двигателя.

Раствор. Схема световой сигнализации контроля направления вращения двигателя при реверсе, совмещенная со схемой управления реверсом двигателя, показана на рис.5.9. При вращении двигателя, например вправо, горит лампа HL1, включаемая контактом КМ1.4 магнитного пускателя КМ1, при этом лампа HL2 не горит, т.к. магнитный пускатель КМ2 не включается. При вращении двигателя влево горит лампа HL2, которая включается контактом КМ2.4 магнитного пускателя КМ2. Таким образом, лампа HL1 сигнализирует о вращении двигателя вправо, а лампа HL2 сигнализирует о вращении двигателя влево. В результате за счет блокирующих звеньев световая сигнализация обеспечивает контроль направления вращения двигателя при движении задним ходом.

Рис. 5.9 Например 5.2

ВАЖНО! Перед подключением электродвигателя необходимо убедиться в его правильности в соответствии с ним.

  1. Обозначения на схемах

(далее — стартер) — коммутационное устройство, предназначенное для пуска и остановки двигателя. Стартер управляется через электрическую катушку, выполняющую роль электромагнита; при подаче напряжения на катушку оно воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя, которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя электромагнитное поле исчезает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение, размыкая цепь.

Магнитный пускатель имеет силовых контактов , предназначенных для коммутации цепей под нагрузкой, и блок-контактов , используемых в цепях управления.

Контакты подразделяются на нормально разомкнутые — контакты, находящиеся в нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находящиеся в разомкнутом состоянии и нормально замкнутые — которые в обычном положении находятся в закрытом состоянии.

Новые магнитные пускатели имеют три силовых контакта и один нормально разомкнутый вспомогательный контакт. При необходимости наличия большего количества вспомогательных контактов (например, при сборке) на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными вспомогательными контактами (контактная колодка), которая, как правило, имеет четыре дополнительных вспомогательных контакта (например, , два нормально закрытых и два нормально открытых).

Кнопки управления электродвигателем входят в состав постов кнопочных, посты кнопочные могут быть однокнопочными, двухкнопочными, трехкнопочными и т.п.

Каждая кнопка кнопочной станции имеет два контакта — один из них нормально разомкнутый, а другой нормально замкнутый, т.е. каждая из кнопок может использоваться и как кнопка Пуск, и как кнопка Стоп.

  1. Схема прямого подключения электродвигателя

Данная схема является простейшей схемой подключения электродвигателя, в ней отсутствует цепь управления, а включение и выключение электродвигателя осуществляется автоматическим выключателем.

Основными достоинствами этой схемы являются дешевизна и простота сборки, к недостаткам этой схемы можно отнести то, что автоматические выключатели не рассчитаны на частые коммутации цепей, это в сочетании с пусковыми токами приводит к значительному сокращение срока службы машины, кроме того, в этой схеме отсутствует возможность дополнительной защиты электродвигателя.

  1. Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель

Эту схему также часто называют простой пуск электродвигателя , в ней, в отличие от предыдущей, кроме силовой цепи фигурирует еще и цепь управления.

При нажатии на кнопку СБ-2 (кнопка СТАРТ) подается напряжение на катушку магнитного пускателя КМ-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты КМ-1, запуская электродвигатель, а также замыкает его блок контакта КМ-1.1 при отпускании кнопки СБ-2 его контакт снова размыкается, но катушка магнитного пускателя не обесточивается, т.к. ее питание теперь будет осуществляться через вспомогательный контакт КМ-1.1 (т.е. Вспомогательный контакт КМ-1.1 шунтирует кнопку СБ-2).Нажатие кнопки СБ-1 (кнопка СТОП) приводит к разрыву цепи управления, обесточиванию катушки магнитного пускателя, что приводит к размыканию контактов магнитного пускателя и, как следствие, к останову электродвигателя.

  1. Схема подключения реверсивного двигателя (Как изменить направление вращения двигателя?)

Для изменения направления вращения трехфазного электродвигателя необходимо поменять местами любые две питающие его фазы:

При необходимости частого изменения направления вращения электродвигателя применяются:

В В этой схеме используются два магнитных пускателя (КМ-1, КМ-2) и трехкнопочный пост, магнитные перемычки, применяемые в этой схеме, кроме нормально разомкнутого вспомогательного контакта, должны иметь еще и нормально замкнутый контакт.

При нажатии кнопки СБ-2 (кнопка СТАРТ 1) на катушку магнитного пускателя КМ-1 подается напряжение, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты КМ-1, запуская электродвигатель, а также замыкает его блокирующий контакт КМ-1.1, который шунтирует кнопку СБ-2 и размыкает свой вспомогательный контакт КМ-1.2, предохраняющий электродвигатель от включения в обратном направлении (нажатием кнопки СБ-3) до его предварительной остановки, т.к. попытка запустить электродвигатель в обратном направлении без предварительного отключения стартера КМ-1 приведет к короткому замыканию.Для пуска электродвигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку СТОП (СБ-1), а затем кнопку ПУСК 2 (СБ-3), которая подаст напряжение на катушку магнитного пускателя КМ-2 и запустит электродвигатель в противоположное направление.

10 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2022 © Все права защищены.