Automatikus vezérlőáramkörök egyenáramú motorok indításához és leállításához

Bármely motor indítását bizonyos kapcsolók kísérik az áramkörben és a vezérlő áramkörben. Ebben az esetben relé-kontaktort és érintésmentes eszközöket használnak. Az egyenáramú motorok korlátozásához induló áramok a motorok forgórész és armatúra áramkörében indító ellenállások találhatók, amelyek a motorok lépésenkénti gyorsításakor kikapcsolnak. Amikor az indítás befejeződött, az indítási ellenállások teljesen megkerülnek.

A motorok fékezési folyamata is automatizálható. A leállítási parancs után a relé-kontaktor berendezés segítségével a tápáramkörökben elvégzik a szükséges kapcsolókat. A nullához közeli fordulatszám elérésekor a motor lecsatlakozik a hálózatról. Indításkor a lépések rendszeres időközönként vagy más paraméterektől függően kikapcsolnak. Ez megváltoztatja a motor áramát és sebességét.

A motorindítás vezérlése az EMF (vagy sebesség), az áram, az idő és az útvonal függvényében történik.

Tipikus részegységek és áramkörök az egyenáramú motorok indításának automatikus vezérléséhez

A párhuzamos vagy független gerjesztésű egyenáramú motor indítása az armatúra áramkörbe bevezetett ellenállással történik. A bekapcsolási áram korlátozásához ellenállásra van szükség. Ahogy a motor felgyorsul, az indítóellenállás lépcsőzetes lesz. Amikor az indítás befejeződött, az ellenállás teljesen kiiktatásra kerül, és a motor visszatér a természetes mechanikai jellemzőihez (1. ábra). Indításkor a motor az 1., majd a 2. mesterséges karakterisztikának megfelelően gyorsul, az ellenállás manőverezése után pedig a 3. természetes karakterisztikának megfelelően.

Rizs. 1. Párhuzamos gerjesztésű egyenáramú motor mechanikai és elektromechanikai jellemzői (ω – forgási szögsebesség; I1 M1 – motor csúcsáram és nyomatéka; I2 M2 – áram és kapcsolási nyomaték)

Tekintsük az egyenáramú motor (DCM) indító áramköri csomópontját az EMF funkcióban (2. ábra).

Rizs. 2. A párhuzamos gerjesztésű DCT indító áramköri csomópontja az EMF függvényben

Az EMF (vagy sebesség) funkciót relék, feszültségek és kontaktorok vezérlik. A feszültségrelék úgy vannak beállítva, hogy különböző armatúra emf értékeken működjenek. Amikor a KM1 kontaktor be van kapcsolva, a KV relé feszültsége az indításkor nem elegendő a működéshez. Amikor a motor felgyorsul (a motor emf növekedése miatt), a KV1 relé aktiválódik, majd a KV2 (a relé aktiválási feszültségei megfelelő értékekkel rendelkeznek); tartalmazzák a KM2, KMZ gyorsító mágneskapcsolókat, és az armatúra áramkör ellenállásai söntöttek (a kontaktor kapcsolóáramkörök nem láthatók az ábrán; LM a gerjesztő tekercs).

Nézzük meg az egyenáramú motor indításának sémáját az EMF funkcióban (3. ábra). A motor szögsebessége gyakran közvetetten rögzített, pl.sebességgel kapcsolatos mennyiségek mérése. Egyenáramú motornál ez az érték az EMF. Az indítás a következőképpen történik. A QF megszakító bekapcsol, a motormező csatlakozik a tápegységhez. A KA relé aktiválja és zárja az érintkezőjét.

Az áramkör többi eszköze az eredeti helyén marad. A motor indításához meg kell nyomja meg a gombot SB1 «Start», amely után a KM1 kontaktor aktiválódik, és csatlakoztatja a motort az áramforráshoz. A KM1 kontaktor saját tápellátású Az egyenáramú motort az R motorarmatúra áramköri ellenállással gyorsítják.

A motor fordulatszámának növekedésével az emf-je, valamint a KV1 és KV2 relék tekercseiben lévő feszültség nő. ω1 sebességnél (lásd 1. ábra) a KV1 relé aktiválódik. Érintkezőjét a KM2 kontaktoráramkörben zárja, amely kioldja és az érintkezőjével rövidre zárja az indítóellenállás első fokozatát. ω2 sebességnél a KV2 relé feszültség alá kerül. Érintkezőjével lezárja a KMZ kontaktor tápáramkörét, amely egy érintkezővel működtetve rövidre zárja az indítóellenállás második indítófokozatát. A motor eléri természetes mechanikai jellemzőit és befejezi a felszállást.

Rizs. 3. A párhuzamos gerjesztés DCT indításának vázlata az EMF függvényben

Az áramkör helyes működéséhez a KV1 feszültségrelét az ω1 fordulatszámnak megfelelő EMF-re, a KV2 relét pedig ω2 sebességre kell beállítani.

A motor leállításához nyomja meg az SB2 Stop gombot. Az elektromos áramkör leválasztásához nyissa ki a QF megszakítót.

Az áramfunkciót egy áramrelé vezérli. Tekintsük az egyenáramú motorindító áramkör csomópontját a fluxusfüggvényben. ábrán látható diagramon.A 4. ábrán túláramreléket használnak, amelyek az I1 bekapcsolási áramnál vesznek fel, és az I2 minimális áramerősségnél kiesnek (lásd 1. ábra). Az áramrelék belső válaszidejének rövidebbnek kell lennie, mint a mágneskapcsoló válaszideje.

Rizs. 4. A párhuzamos gerjesztésű DCT indítóköri csomópontja az áramerősségtől függően

A motor gyorsítása akkor kezdődik, amikor az ellenállás teljesen be van helyezve az armatúra áramkörbe. Ahogy a motor felgyorsul, az áram csökken, az I2 árammal a KA1 relé eltűnik, és érintkezésével lezárja a KM2 kontaktor tápáramkörét, amely megkerüli az indítóellenállás első érintkezését az érintkezőjével. Hasonlóképpen, az ellenállás második indítófokozata rövidre van zárva (KA2 relé, KMZ kontaktor). A mágneskapcsoló tápáramkörei nem láthatók az ábrán. A motor indításának végén az armatúra áramkörében lévő ellenállás áthidalásra kerül.

Tekintsük az egyenáramú motor indítására szolgáló áramkört fluxusfüggvénynek (5. ábra). Az ellenállás fokozatainak ellenállását úgy választják meg, hogy a motor bekapcsolásakor és a lépések söntölésekor az I1 áram az armatúra áramkörben és az M1 pillanat ne haladja meg a megengedett szintet.

Egyenáramú motor indítása a QF megszakító bekapcsolásával és az SB1 «Start» gomb megnyomásával történik. Ebben az esetben a KM1 kontaktor aktiválódik és zárja érintkezőit. Az I1 bekapcsolási áram áthalad a motor tápáramkörén, amelynek hatására a KA1 túláramrelé aktiválódik. Az érintkezője kinyílik, és a KM2 kontaktor nem kap áramot.

Rizs. 5. Párhuzamos gerjesztésű DCT indítás vázlata az áram függvényében

Amikor az áramerősség a minimális I2 értékre csökken, a KA1 túláram relé leesik és lezárja az érintkezőjét.A KM2 kontaktor aktiválva van, és főérintkezőjén keresztül söntöli az indítóellenállás és a KA1 relé első szakaszát. Átkapcsoláskor az áramerősség I1 értékre emelkedik.

Amikor az áramerősség ismét I1 értékre nő, a KM1 kontaktor nem kapcsol be, mert a tekercsét a KM2 érintkező megkerüli. Az I1 áram hatására a KA2 relé aktiválódik és nyitja az érintkezőjét. Amikor a gyorsítás folyamatában az áram ismét I2 értékre csökken, a KA2 relé leesik, és a KMZ kontaktor bekapcsol. Az indítás befejeződött, a motor a természetes mechanikai jellemzőivel működik.

Az áramkör megfelelő működéséhez szükséges, hogy a KA1 és KA2 relé válaszideje kisebb legyen, mint a kontaktorok válaszideje. A motor leállításához nyomja meg a «Stop» gombot SB2, és kapcsolja ki a QF megszakítót az áramkör leválasztásához.

Az idővezérlés egy időrelé és a megfelelő kontaktorok segítségével történik, amelyek az ellenállás fokozatait az érintkezőikkel rövidre zárják.

Tekintsük az indító áramkör csomópontját egyenáramú motor az idő függvényében (6. ábra) A KT időrelé azonnal működésbe lép, amikor a KM1 nyitóérintkezőn keresztül feszültség jelenik meg a vezérlőáramkörben. A KM1 érintkező kinyitása után a KT időrelé elveszti tápellátását és időkésleltetéssel zárja érintkezőjét. A KM2 kontaktor az időrelé időkésleltetésével megegyező időintervallum után kap áramot, lezárja az érintkezőt és söntöli az ellenállást az armatúra áramkörben.

Rizs. 6. A párhuzamos gerjesztés DCT indító áramköri csomópontja az idő függvényében

Az idő függvényében az irányítás előnyei közé tartozik a könnyű irányíthatóság, a gyorsítási és lassítási folyamat stabilitása, az elektromos hajtás késleltetésének hiánya köztes sebességeknél.

Tekintsük az egyenáramú motor párhuzamos gerjesztésének indítására szolgáló áramkört az idő függvényében. ábrán. A 7. ábra egy irreverzibilis indító egyenáramú párhuzamos gerjesztő motor diagramját mutatja. Az indítás két szakaszban történik. Az áramkör SB1 «Start» és SB2 «Stop» gombokat, KM1 ... KMZ kontaktorokat, KT1, KT2 elektromágneses időreléket használ. A QF megszakító bekapcsol. Ebben az esetben a KT1 időrelé tekercse áramot kap, és kinyitja az érintkezőjét a KM2 kontaktor áramkörében. A motor az SB1 «Start» gomb megnyomásával indul be. A KM1 kontaktor kap tápfeszültséget, és a főérintkezőjével a motort egy áramforráshoz csatlakoztatja az armatúra áramkörében lévő ellenállással.

Rizs. 7. Egyenáramú motor irreverzibilis indításának vázlata az idő függvényében

A KA aluláram relé a motor védelmére szolgál a gerjesztő áramkör megszakadásától. Normál működés közben a KA relé feszültség alá kerül, és a KM1 mágneskapcsoló áramkörében lévő érintkezője bezárul, előkészítve a KM1 mágneskapcsolót a működésre. Amikor a gerjesztő áramkör megszakad, a KA relé kikapcsol, kinyitja az érintkezőjét, majd a KM1 mágneskapcsoló kikapcsol és a motor leáll. A KM1 kontaktor működtetésekor a blokkolóérintkezője zár, és a KT1 reléáramkörben a KM1 érintkező nyílik, amely kikapcsol és időkésleltetéssel zárja érintkezőjét.

A KT1 relé késleltetésével megegyező időintervallum után a KM2 gyorsító mágneskapcsoló tápáramköre lezáródik, amely kiold, és főérintkezőjével rövidre zárja az indítóellenállás egyik fokozatát. Ezzel egyidejűleg a KT2 időrelé feszültség alá kerül. A motor felgyorsul. A KT2 relé késleltetésével megegyező időintervallum után a KT2 érintkező zár, a KMZ gyorsító mágneskapcsoló aktiválódik, és főérintkezőivel érintkezik az armatúra áramkör indítóellenállásának második fokozata. Az indítás befejeződött, és a motor visszatér természetes mechanikai jellemzőihez.

Tipikus egyenáramú fékvezérlő áramköri egységek

Az egyenáramú motoros automatikus vezérlőrendszerek dinamikus fékezést, ellentétes fékezést és regeneratív fékezést alkalmaznak.

Dinamikus fékezéskor a motor armatúra tekercsét további ellenállásra kell zárni, és a gerjesztő tekercset feszültség alatt kell hagyni. Ez a fékezés történhet a sebesség és az idő függvényében.

A dinamikus fékezés során a sebesség (EMF) függvényében történő szabályozás az ábrán látható séma szerint történhet. 8. A KM1 mágneskapcsoló kikapcsolásakor a motor armatúrája le van választva a hálózatról, de a kikapcsolás pillanatában feszültség van a kapcsain. A KV feszültségrelé működik és zárja érintkezését a KM2 kontaktor áramkörében, amely érintkezésével lezárja a motor armatúráját az R ellenálláshoz.

Nullához közeli fordulatszámon a KV relé elveszti az áramot. A minimális sebességről a teljes leállásig történő további lassulás statikus ellenállási nyomaték hatására történik.A fékezés hatékonyságának növelése érdekében két vagy három fokozatú fékezés alkalmazható.

Rizs. 8. Az EMF funkcióban a dinamikus fékezés automatikus vezérlésére szolgáló áramkör csomópontja: a — tápáramkör; b — vezérlő áramkör

A dinamikus fékezési állandó motorfüggetlen gerjesztést az idő függvényében az 1. ábrán látható séma szerint hajtjuk végre. kilenc.

Rizs. 9. A független gerjesztésű DCT dinamikus fékkör csomópontja az idő függvényében

Járó motornál a KT időrelé be van kapcsolva, de a KM2 fékkontaktor áramköre szakadt. A leállításhoz meg kell nyomnia az SB2 "Stop" gombot. A KM1 kontaktor és a KT időrelé áramkimaradása; a KM2 kontaktor aktiválódik, mert a KM2 kontaktor áramkörében a KM1 érintkező zár, és a KT időrelé érintkezője késleltetett nyit.

Az időrelé időzítéséhez a KM2 kontaktor kap tápfeszültséget, lezárja az érintkezőt és a motor armatúráját az R kiegészítő ellenálláshoz köti. A motor dinamikus leállítása történik. A végén a KT relé egy idő után kinyitja az érintkezőt és leválasztja a KM2 kontaktort a hálózatról. A további fékezés a teljes leállásig az Ms ellenállási nyomaték hatására történik.

Fordított fékezésnél a motor EMF és a hálózati feszültség ennek megfelelően működik. Az áramkör korlátozása érdekében egy ellenállást kell behelyezni az áramkörbe.

Egyenáramú motorok gerjesztésének vezérlése

A motor terepi tekercselése jelentős induktivitású és a motor gyors lekapcsolása esetén nagy feszültség jelenhet meg rajta, ami a tekercs szigetelésének tönkremenetelét okozza. Ennek megakadályozására használhatja az 1. ábrán látható áramköri csomópontokat.10. Az oltási ellenállást a gerjesztőtekerccsel párhuzamosan kapcsoljuk be a diódán keresztül (10. ábra, b). Ezért a kikapcsolás után az áram rövid ideig áthalad az ellenálláson (10. ábra, a).

Rizs. 10. Az oltási ellenállások bekapcsolására szolgáló áramkörök csomópontjai: a — az oltóellenállás párhuzamosan van kapcsolva; b — a kioltási ellenállás a diódán keresztül be van kapcsolva.

A gerjesztő áramkör megszakítása elleni védelmet a 2. ábrán bemutatott séma szerint aluáram-relével végezzük. tizenegy.

Rizs. 11. Védelem a gerjesztő áramkör megszakítása ellen: a — teljesítménygerjesztő áramkör; b — vezérlő áramkör

A gerjesztő tekercs megszakadása esetén a KA relé feszültségmentesíti és leválasztja a KM kontaktor áramkörét.