Реверсивная схема управления асинхронным двигателем: Реверсивная схема управления асинхронным двигателем

Реверсивная схема управления асинхронным двигателем

08 Апр 2014г | Раздел: Электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем разбираться с магнитным пускателем и сегодня мы рассмотрим еще одну классическую схему подключения магнитного пускателя, которая обеспечивает реверс вращения эл. двигателя.

Такая схема используется в основном, где нужно обеспечить вращение эл. двигателя в обе стороны, например, сверлильный станок, подъемный кран, лифт и т.д.

На первый взгляд может показаться, что эта схема намного сложнее, чем схема с одним пускателем, но это только на первый взгляд.

В схему добавилась еще одна цепь управления, состоящая из кнопки SB3, магнитного пускателя КМ2, и немного видоизменилась силовая часть подачи питания на эл. двигатель. Названия кнопок SB2 и SB3 даны условно.

Для защиты от короткого замыкания в силовой цепи, перед катушками пускателей добавились два нормально-замкнутых контакта КМ1.2 и КМ2.2, взятые от контактных приставок, установленных на магнитных пускателях КМ1 и КМ2.

Для удобства понимания схемы, цепи управления и силовые контакты пускателей раскрашены в разные цвета. А чтобы визуально не усложнять схему, цифробуквенные обозначения пар силовых контактов пускателей не указываются. Ну а если возникнут вопросы или сомнения, прочитайте еще раз предыдущую часть статьи о подключении магнитного пускателя.

1. Исходное состояние схемы.

При включении автоматического выключателя QF1 фазы «А», «В», «С» поступают на верхние силовые контакты магнитных пускателей КМ1 и КМ2 и там остаются дежурить.

Фаза «А», питающая цепи управления, через автомат защиты цепей управления SF1 и кнопку SB1 «Стоп» поступает на контакт №3 кнопок SB2 и SB3, вспомогательный контакт 13НО пускателей КМ1 и КМ2, и остается дежурить на этих контактах. Схема готова к работе.

На рисунке ниже показана часть реверсивной схемы, а именно, монтажная схема цепей управления с реальными элементами.

2. Работа цепей управления при вращении двигателя влево.

При нажатии на кнопку SB2 фаза «А» через нормально-замкнутый контакт КМ2.2 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1, пускатель срабатывает и его нормально-разомкнутые контакты замыкаются, а нормально-замкнутые размыкаются.

При замыкании контакта КМ1.1 пускатель встает на самоподхват, а при замыкании силовых контактов КМ1 фазы «А», «В», «С» поступают на соответствующие контакты обмоток эл. двигателя и двигатель начинает вращение, например, в левую сторону.

Здесь же, нормально-замкнутый контакт КМ1.2, расположенный в цепи питания катушки пускателя КМ2, размыкается и не дает включиться магнитному пускателю КМ2 пока в работе пускатель КМ1. Это так называемая «защита от дурака», и о ней чуть ниже.

На следующем рисунке показана часть схемы управления, отвечающая за команду «Влево». Схема показана с использованием реальных элементов.

3. Работа цепей управления при вращении двигателя вправо.

Чтобы задать двигателю вращение в противоположную сторону достаточно поменять местами любые две питающие фазы, например, «В» и «С». Вот этим, как раз, и занимается пускатель КМ2.

Но прежде чем нажать кнопку «Вправо» и задать двигателю вращение в обратную сторону, нужно кнопкой «Стоп» остановить прежнее вращение.

При этом разорвется цепь и управляющая фаза «А» перестанет поступать на катушку пускателя КМ1, возвратная пружина вернет сердечник с контактами в исходное положение, силовые контакты разомкнутся и отключат двигатель М от трехфазного питающего напряжения. Схема вернется в начальное состояние или ждущий режим:

Нажимаем кнопку SB3 и фаза «А» через нормально-замкнутый контакт КМ1.2 поступает на катушку магнитного пускателя КМ2, пускатель срабатывает и через свой контакт КМ2.1 встает на самоподхват.

Своими силовыми контактами КМ2 пускатель перебросит фазы «В» и «С» местами и двигатель М станет вращаться в другую сторону. При этом контакт КМ2.2, расположенный в цепи питания пускателя КМ1, разомкнется и не даст пускателю КМ1 включиться пока в работе пускатель КМ2.

4. Силовые цепи.

А теперь посмотрим на работу силовой части схемы, которая и отвечает за переброс питающих фаз для осуществления реверса вращения эл. двигателя.

Обвязка силовых контактов пускателя КМ1 выполнена так, что при их срабатывании фаза «А» поступает на обмотку №1, фаза «В» на обмотку №2, и фаза «С» на обмотку №3. Двигатель, как мы определились, получает вращение влево. Здесь переброс фаз не осуществляется.

Обвязка силовых контактов пускателя КМ2 выполнена таким-образом, что при его срабатывании фазы «В» и «С» меняются местами: фаза «В» через средний контакт подается на обмотку №3, а фаза «С» через крайний левый подается на обмотку №2. Фаза «А» остается без изменений.

А теперь рассмотрим нижний рисунок, где показан монтаж всей силовой части на реальных элементах.

Фаза «А» белым проводом заходит на вход левого контакта пускателя КМ1 и перемычкой заводится на вход левого контакта пускателя КМ2. Выхода обоих контактов пускателей также соединены перемычкой, и уже от пускателя КМ1 фаза «А» поступает на обмотку №1 двигателя М — здесь переброса фазы нет.

Фаза «В» красным проводом заходит на вход среднего контакта пускателя КМ1 и перемычкой заводится на правый вход пускателя КМ2. С правого выхода КМ2 фаза перемычкой заводится на правый выход КМ1, и тем самым, встает на место фазы «С». И теперь на обмотку №3, при включении пускателя КМ2 будет подаваться фаза «В».

Фаза «С» синим проводом заходит на вход правого контакта пускателя КМ1 и перемычкой заводится на средний вход пускателя КМ2. С выхода среднего контакта КМ2 фаза перемычкой заводится на средний выход КМ1, и тем самым, встает на место фазы «В». Теперь на обмотку №2, при включении пускателя КМ2 будет подаваться фаза «С». Двигатель будет вращаться в правую сторону.

5. Защита силовых цепей от короткого замыкания или «защита от дурака».

Как мы уже знаем, что прежде чем изменить вращение двигателя, его нужно остановить. Но не всегда так получается, так как никто не застрахован от ошибок.
И вот представьте ситуацию, когда нет защиты.

Двигатель вращается в левую сторону, пускатель КМ1 в работе и с его выхода все три фазы поступают на обмотки, каждая на свою. Теперь не отключая пускатель КМ1 мы включаем пускатель КМ2. Фазы «В» и «С», которые мы поменяли местами для реверса, встретятся на выходе пускателя КМ1. Произойдет межфазное замыкание между фазами «В» и «С».

А чтобы этого не случилось, в схеме используют нормально-замкнутые контакты пускателей, которые устанавливают перед катушками этих же пускателей, и таким-образом исключается возможность включения одного магнитного пускателя пока не обесточится другой.

6. Заключение.

Конечно, все это с первого раза понять трудно, я и сам, когда начинал осваивать работу эл. приводов, не с первого раза понял принцип реверса. Одно дело прочитать и запомнить схему на бумаге, а другое дело, когда все это видишь в живую. Но если собрать макет и несколько дней посвятить изучению схемы, то успех будет гарантирован.

И уже по традиции посмотрите видеоролик о подключении реверсивного магнитного пускателя.

А у нас еще осталось разобраться с электротепловой защитой эл. двигателя и тема о магнитных пускателях может быть смело закрыта.
Продолжение следует.
Удачи!

Электромагнитный пускатель являет собой низковольтное комбинированное электромеханическое приспособление, специализированное для запуска трёхфазных электродвигателей, для обеспечения их постоянной работы, для отключения питания, а в некоторых случаях и для охраны цепей электродвигателя и иных подключённых цепей. Определённые двигатели обладают функцией реверса мотора.

По сущности, электромагнитный пускатель — это улучшенный, изменённый контактор. Но более компактный, нежели контактор в обычном понятии: легче по весу и рассчитан непосредственно для работы с двигателями. Определённые модификации магнитных пускателей опционально оборудованы тепловым микрореле аварийного отключения и защитой от обрывания фазы.

Для управления запуском мотора путём замыкания контактов устройства предназначается клавиша или слаботочная группа контактов:

• с катушкой на определённое напряжение;
• в некоторых случаях — и то и другое.

В пускателе за коммутирование силовых контактных отвечает непосредственно катушка в металлическом сердечнике, к которой прижимается якорь, давящий на контакты и замыкающий цепь. При выключении питания катушки возвратная пружинка перемещает якорь в противоположное положение — цепь размыкается. Каждый контакт находится в дугогасительной специальной камере.

Реверсивные и нереверсивные пускатели

Устройства бывают различных видов и выполняют все поставленные задачи.

Пускатели бывают двух типов:

В реверсивном пускателе в одном корпусе существуют два единичных магнитных устройства, имеющих электрическое подсоединение между собой и прикреплённых в совокупном основании, но функционировать может только один из данных пускателей — или только первый, или только второй.

Реверсивный прибор вводится через естественно-закрытые блокировочные контакты, роль которых — устранить синхронное включение двух групп контактов — реверсивной и нереверсивной, для того чтобы не случилось межфазного замыкания. Определённые модификации реверсивных пускателей для предоставления этой же функции имеют защиту. Фазы питания возможно переключать по очереди для того, чтобы выполнялась главная функция реверсивного пускателя — перемена направления вращения электродвигателя. Изменился порядок чередования фаз — поменялось и направление ротора.

Возможности пускателей

Для лимитирования пускового тока трёхфазного двигателя его обмотки могут связываться «звездой», затем, если мотор вышел на номинальные обороты, перейти в «треугольник». При этом магнитные пускатели могут быть: раскрытыми и в корпусе, реверсивными и нереверсивными, с защитой от перегрузок и без защиты от нагрузки.

Каждый электромагнитный пускатель имеет блокировочные и силовые контакты. Силовые коммутируют нагрузки. Блокировочные контакты нужны для управления работой контактов. Блокировочные и силовые контакты бывают естественно-незамкнутыми либо нормально-закрытыми. В принципиальных схемах контакты изображают в их нормальном состоянии.

Удобство использования реверсивных пускателей невозможно пересмотреть. Это и эксплуатационное управление трёхфазными асинхронными моторами разных станков и насосов, и управление системой вентиляции, арматурой, вплоть до замков и вентилей отопительной системы. Особенно примечательна вероятность удалённого управления пускателями, если электрический источник дистанционного управления коммутирует катушки пускателей аналогично реле, а последние безопасно связывают силовые цепи.

Конструкция реверсивного магнитного двигателя

Распространение этих модификаций становится все обширнее с каждым годом, так как они помогают управлять асинхронным двигателем на дистанции. Это приспособление даёт возможность как включать, так и отключать мотор.

Корпус реверсивного пускателя состоит из таких следующих частей:

1. Контактор.
2. Тепловое микрореле.
3. Кожух.
4. Инструменты управления.

После того как поступила команда «Пуск», цепь замыкается. Далее ток начинает передаваться на катушку. В это же время действует механическое блокирующее приспособление, которое не дает запуститься ненужным контактам. Здесь нужно отметить, что механическая блокировка также закрывает и контакты клавиши, это дает возможность не удерживать её надавленной постоянно, а спокойно освободить. Еще одна важная часть состоит в том, что вторая клавиша этого устройства совместно с пуском всего аппарата будет размыкать электрическую цепь. Благодаря этому даже надавливание не дает практически никакого результата, формируя дополнительную безопасность.

Особенности функционирования модели

При нажатии клавиши «Вперед» действует катушка, и вводятся контакты. Вместе с этим выполняется операция пусковой клавиши постоянно разомкнутыми контактами устройства КМ 1.3, благодаря чему при непосредственном отпускании клавиши питание на катушку действует по шунтированию.

После введения первого пускателя размыкаются именно контакты КМ 1.2, что отключает катушку К2. В итоге при непосредственном нажатии в клавишу «Назад» ничего не происходит. Для того чтобы ввести мотор в обратную сторону необходимо надавить «Стоп» и обесточить К1. Все блокировочные контакты возвратиться могут в противоположное состояние, после этого возможно ввести мотор в противоположном направлении. Аналогично при этом вводится К2 и отключается блок с контактами. Происходит включение катушки 2 пускателя К1. К2 содержит силовые контакты КМ2, а К1- КМ1. К кнопкам для подсоединения от пускателя следует провести пятижильный провод.

Правила подключения

В любой установке, в которой требуется пуск электродвигателя в прямом и в противоположном направлении, непременно существует электромагнитный прибор реверсивной схемы. Подсоединение подобного элемента не считается столь непростой задачей, как может показаться на первый взгляд. К тому же нужность подобных задач возникает довольно часто. К примеру, в сверловочных станках, отрезных конструкциях либо же лифтах, если это не касается домашнего применения.

Принципиальным различием трехфазной схемы от одинарной считается наличие дополнительной цепочки управления и несколько модифицированной энергосиловой части. Кроме того, для реализации переключения подобная установка оборудована клавишей. Подобная система, как правило, защищена от замыкания. Для этого перед самими катушками в цепи предусмотрено присутствие двух нормально-замкнутых силовых контактов (КМ1.2 и КМ2.2), помещённых в позиции (КМ1 и КМ2).

Реверсивное подключение трехфазного двигателя

При работе выключателя QF1, одновременно все без исключения три фазы прилегают к контактам пускателя (КМ1 и КМ2) и находятся в таком состоянии. При этом первая стадия, представляющая собой питание для цепочки управления, протекая через аппарат защиты схемы управления SF1 и клавишу выключения SB1, непосредственно подаёт напряжение в контакты под третьим номером, который относится к SB2, SB3. При этом существующий контакт 13НО приобретает значение основного дежурного. Подобным способом система считается целиком готовой к работе.

Переключение системы при противоположном вращении

Задействовав клавишу SB2, направляем напряжение первой фазы в катушку, что относится к пускателю КМ1. Уже после этого совершается введение нормально-разомкнутых контактов и выключение нормально-замкнутых. Подобным образом, замыкая имеющийся контакт КМ1, совершается эффект самозахвата магнитного устройства. При этом все без исключения три фазы поступают в нужной обмотке двигателя, который, в свою очередь, начинает формировать вращательное перемещение.

Созданная модель предусматривает наличие одного рабочего приспособления. К примеру, может функционировать только лишь КМ1 либо же, напротив, КМ2. Отмеченная цепь обладает действительными элементами.

Изменение поворотного движения

Теперь для придания противоположного направления перемещения вам следует поменять состояние силовых фаз, что удобно совершить при помощи переключателя КМ2. Все совершается благодаря размыканию первой фазы. При этом все без исключения контакты вернутся в исходное состояние, обесточив обмотку мотора. Эта фаза считается ждущим режимом.

Задействование клавиши SB3 приводит в работу электромагнитный пускатель КМ2, который в свою очередь изменяет положение второй и третьей фазы. Это влияние вынуждает мотор вращаться в противоположном направлении. Теперь КМ2 будет ведущим, и пока не случится его разъединение, КМ1 будет не задействован.

Защита цепей от короткого замыкания

Как уже было заявлено прежде, прежде чем осуществить процесс перемены фазности, необходимо прекратить вращение мотора. Для этого в системе учтены нормально-замкнутые контакты. Поскольку при их нехватке невнимательность оператора привела бы к межфазному непосредственному замыканию, которое может случиться в обмотке мотора второй и третьей фазы. Предложенная модель считается оптимальной, поскольку допускает работу только лишь одного магнитного пускателя.

Схема подсоединения реверсивного магнитного пускателя считается ядром управления, так как много электрооборудования функционирует на реверсе, и непосредственно этот аппарат меняет направление верчения мотора.

Реверсивные схемы электромагнитных пускателей устанавливают там, где они на самом деле нужны, поскольку существуют подобные устройства, а обратный процесс недопустим и может вызвать серьёзную поломку автоматического характера.

Типовые узлы и схемы релейно-контакторного управления асинхронными двигателями строятся по тем же принципам, что и схемы управления двигателями постоянного тока.

Типовые схемы управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Двигатели этого типа малой и средней мощности обычно пускаются прямым подключением к сети без ограничения пусковых токов. В этих случаях они управляются с помощью магнитных пускателей, которые одновременно обеспечивают и некоторые виды их защиты.

Схема управления асинхронным двигателем с использованием магнитного пускателя (рис. 3.8) включает в себя магнитный пускатель, состоящий из контактора КМ и трех встроенных в него тепловых реле защиты КК Схема обеспечивает прямой (без ограничения тока и момента) пуск двигателя, отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FA) и перегрузки (тепловые реле КК).

Для пуска двигателя замыкают выключатель QF и нажимают кнопку пуска SB1. Получает питание катушка контактора КМ, который, включившись, своими главными силовыми контактами в цепи статора двигателя подключает его к источнику питания, а вспомогательным контактом шунтирует кнопку SB1. Происходит разбег двигателя по его естественной характеристике. Для отключения двигателя нажимается кнопка остановки SB2, контактор КМ теряет питание и отключает двигатель от сети. Начинается процесс торможения двигателя выбегом под действием момента нагрузки на его валу.

Рис. 3.8. Схема управления асинхронным двигателем с использованием нереверсивного магнитного пускателя

Реверсивная схема управления асинхронным двигателем. Основным элементом этой схемы является реверсивный магнитный пускатель, который включает в себя два линейных контактора КМI и КМ2 и два тепловых реле защиты КК (рис. 3.9). Схема обеспечивает прямой пуск и реверс двигателя, а также торможение про- тивовключением при ручном (неавтоматическом) управлении.

В схеме предусмотрена защита от перегрузок двигателя (реле КК) и коротких замыканий в цепи статора (автоматический выключатель QF) и управления (предохранители FA). Кроме того, схема управления обеспечивает и нулевую защиту от исчезновения (снижения) напряжения сети (контакторы КМ1 и КМ2).

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

Для реверса или торможения двигателя вначале нажимается кнопка SB3, что приводит к отключению включенного до сих пор контактора (например, KMI), после чего нажимается кнопка SB2.

Это приводит к включению контактора КМ2 и подаче на АД напряжения источника питания с другим порядком чередования фаз. Магнитное поле двигателя изменяет свое направление вращения на противоположное, и начинается процесс реверса, состоящий из двух этапов: торможения противовключением и разбега в противоположную сторону.

Рис. 3.9. Схема управления асинхронным двигателем с использованием реверсивного магнитного пускателя

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

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

Отметим, что повышению надежности и удобства в эксплуатации способствует использование в схеме воздушного автомати- юз

ческого выключателя QF. Его наличие исключает возможность работы привода при обрыве одной фазы, при однофазном коротком замыкании, как это может иметь место при установке предохранителей, а также он не требует замены элементов (как в предохранителях при сгорании их плавкой вставки).

Схема управления многоскоростным асинхронным двигателем. Эта схема (рис. 3.10) обеспечивает получение двух скоростей двигателя путем соединения секций (полуобмоток) обмотки статора в треугольник или двойную звезду, а также его реверсирование. Защита электропривода осуществляется тепловыми реле КК1 и КК2 и предохранителями FA.

Рис. 3.10. Схема управления двухскоростным асинхронным двигателем

Для пуска двигателя на низкую скорость вращения нажимается кнопка SB4, после чего срабатывает контактор КМ2 и блокировочное реле KV. Статор двигателя оказывается включенным по схеме треугольника, а реле KV, замкнув свои контакты в цепях катушек аппаратов КМЗ и КМ4, подготавливает подключение двигателя к источнику питания. Далее нажатие кнопки SB1 или SB2 приводит к включению соответственно в направлении «Вперед» или «Назад».

После разбега двигателя до низкой скорости может быть осуществлен его разгон до высокой скорости. Для этого нажимается кнопка SB5, что приведет к отключению контактора КМ2, включению контактора КМI и пересоединению тем самым секций обмоток статора с треугольника на двойную звезду.

Остановка двигателя производится нажатием кнопки SB3, что вызовет отключение всех контакторов от сети и торможение двигателя выбегом.

Применение в схеме двухцепных кнопок управления не допускает одновременного включения контакторов КМ1 и КМ2, КМЗ и КМ4. Этой же цели служит перекрестное включение размыкающих блок-контактов контакторов КМ 1 и КМ2, КМЗ и КМ4 в цепи их катушек.

Схема управления асинхронным двигателем, обеспечивающая прямой пуск и динамическое торможение в функции времени. Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SBI (рис. 3.11), после чего срабатывает линейный контактор КМ, подключающий двигатель к источнику питания. Одновременно с этим замыкание контакта КМ в цепи реле времени КТ вызовет его срабатывание и замыкание его контакта в цепи контактора торможения KMI. Однако последний не срабатывает, так как перед этим разомкнулся в этой цепи размыкающий контакт КМ.

Рис. 3.11. Схема управления пуском и динамическим торможением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Для остановки двигателя нажимается кнопка SB3. Контактор КМ отключается, размыкая свои контакты в цепи статора двигателя и отключая тем самым его от сети переменного тока. Одновременно с этим замыкается контакт КМ в цепи аппарата КМ 1 и размыкается контакт КМ в цепи реле КТ. Это приводит к включению контактора торможения КМ1, подаче в обмотки статора постоянного тока от выпрямителя Кчерез резистор Д. и переводу двигателя в режим динамического торможения.

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

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

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

Типовые схемы управления асинхронным двигателем с фазным ротором. Схемы управления двигателя с фазным ротором, которые рассчитаны в основном на среднюю и большую мощность, должны предусматривать ограничение токов при их пуске, реверсе и торможении с помощью добавочных резисторов в цепи ротора. За счет включения резисторов в цепь ротора можно также увеличить момент при пуске вплоть до уровня критического (максимального) момента.

Схема одноступенчатого пуска асинхронного двигателя в функции времени и торможения противовключением в функции ЭДС. После подачи напряжения включается реле времени КТ (рис. 3.12), которое своим размыкающим контактом разрывает цепь питания контактора КМЗ, предотвращая тем самым его включение и преждевременное закорачивание пусковых резисторов в цепи ротора.

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

Управление торможением обеспечивает реле торможения KV, контролирующее уровень ЭДС (скорости) ротора. С помощью резистора оно отрегулировано таким образом, что при пуске, когда скольжение двигателя 0 = 0,87, скольжение s_HOM = 0,02, кратность пускового тока IJI_noiA = l, кратности максимального и пускового моментов M_mJM_H0M = 2,7, М_п/М_ном= 1,7.

При длительном режиме работы двигателя требуется:

• • выбрать магнитный пускатель с тепловыми реле защиты;
• • выбрать автоматический выключатель;
• • рассчитать параметры предохранителей и выбрать их по каталогу;
• • рассчитать уставки тепловых реле.

Задача 3.8. Схема электропривода приведена на рис. 3.11. Требуется выбрать по каталогу контакторы КМ и КМ1. К каким последствиям в работе электропривода приведет обгар контакта аппарата КМ в цепи катушки контактора КМ 11

Задача 3.9. Составить схему управления, которая обеспечивает пуск асинхронного двигателя с фазным ротором в две ступени в функции времени и торможение противовключением в функции скорости (с использованием реле контроля скорости).

Задача 3.10. Составить схему управления, которая обеспечивает прямой пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и его торможение противовключением в функции времени.

Пример 3.2. Схема электропривода приведена на рис. 3.12, двигатель имеет данные, представленные в задаче 3.7. Суммарный момент инерции электропривода /=0,7 кгм 2 , момент нагрузки равен номинальному моменту. Определить соотношение сопротивлений пускового резистора Я_л] и обмотки ротора Я₂, при котором пусковой момент двигателя будет равен максимальному (критическому), и выдержку реле времени.

Рассчитываем величину критического скольжения двигателя на естественной характеристике, используя его паспортные данные:

Находим требуемое соотношение сопротивлений, учитывая, что на искусственной характеристике при заданном условии критическое скольжение s_{Kp и} = 1:

Определяем величину критического момента двигателя:

Принимая искусственную характеристику двигателя в первом квадранте линейной и полагая момент переключения на 15% превышающим номинальный момент, оценим механическую постоянную времени и выдержку реле времени:

УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ПОМОЩЬЮ МАГНИТНОГО ПУСКАТЕЛЯ — FINDOUT.SU

 

Цель работы получить практические навыки в собирании схемы управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с помощью магнитных пускателей. Изучить на практике принцип действия реверсивной и нереверсивной схем управления АД. Изучить конструкцию и принцип действия магнитных пускателей. Освоить назначение и принцип действия аппаратов управления. Закрепить навыки по чтению электрических схем.

Оборудование и материалы: магнитный пускатель, асинхронный двигатель, соединительные провода.

Теоретические сведения

Магнитный пускатель. Такое название получили трех полюсные контакторы переменного тока со встроенными в фазах тепловыми реле для защиты ЭД от перегрузки недопустимой продолжительности. В магнитных пускателях предусмотрена также нулевая защита, предотвращающая произвольное  включение пускателей при восстановлении питания.

Электрическая схема магнитного пускателя и его конструкция изображена на рисунке 3. При нажатии кнопки «Пуск» SB

1 подаётся питание на катушку пускателя KV через размыкающие контакты тепловых реле KK₁, KK₂ и кнопка «Стоп» SB₂.

Якорь 6 электромагнита 5 притягивается к сердечнику 4. При этом неподвижные контакты 2 замыкаются подвижным мостиком 8. Нажатие в контакторах обеспечивается пружиной 9. Одновременно замыкаются блок-контакты KV, которые шунтируют кнопку «Пуск» SB1. При перенапряжении ЭД сработают два или одно тепловое реле 11, цепь катушки размыкается контактами KK₁ и KK₂. При этом якорь 6 больше не удерживается сердечником и под действием собственного веса и пружины 7 подвижной системы переходит в отключенное положение.

Двукратный разрыв в каждой фазе и закрытая камера 10 обеспечивают гашение дуги без особых устройств.

Нереверсивный пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Схема приведена на рисунке 1. Для работы сети необходимо включить рубильник (Q). При нажатии кнопки «пуск» (SB1) катушка контактора (KM) получает питание и замыкает главные контакты в силовой цепи, тем самым происходит подключение двигателя к сети. Одновременно замыкается блок-контакт (KM) цепи управления, которые шунтирует кнопку пуск (SB1).

Если температура обмотки двигателя превысит допустимые значения, то сработает тепловое реле и разомкнет свои контакты в цепи управления (KK1, KK2), тем самым обесточит катушку контактора (KM) и двигатель остановиться.

Для отключения необходимо нажать кнопку «стоп» (SB2).

Для защиты двигателя от токов короткого замыкания служат плавкие предохранители (FU).

Для защиты двигателя от перегрузок и от потери фазы применяют тепловые реле (KK1, KK2), которые включаются непосредственно в силовую цепь двигателя

Работа реверсивной схемы управления АД.

Данная схема (смотри рисунок 2) управления АД с короткозамкнутым ротором обеспечивает вращение двигателя как в одну, так и другую сторону.

Силовая часть схемы (включается в сеть переменного тока автоматическим выключателем QF) состоит из электродвигателя М, обмотка статора которого включается в сеть через две группы силовых контактов: контактов КМ1, при замыкании которых ротор электродвигателя вращается в одном направлении (вперед), и контактов КМ2, при замыкании которых ротор электродвигателя вращается в другом направлении (назад) и тепловые реле КК.

Схема управления состоит из магнитных пускателей КМ1, КМ2 и их блок-контактов КМ1, КМ2; пусковых кнопок SB2 «Вперед» и SB3 «Назад»; кнопки «Стоп» SB1.

Для запуска электродвигателя сначала включают автоматический выключатель QF, потом нажимают кнопку SB2 или SB3 (в зависимости от выбранного направления вращения ротора электродвигателя). При нажимании кнопки SB2 включается магнитный пускатель КМ1, который своими главными контактами подключает двигатель к сети, тем самым осуществляя его пуск. Замыкающий блок-контакт КМ1 шунтирует при этом пусковую кнопку. Выключение двигателя осуществляется кнопкой SB1. Для пуска двигателя в другом направлении необходимо нажать кнопку SB3, которая включает магнитный пускатель КМ2.

Размыкая блок-контакт SB2 и SB3, которые подключены к цепи катушек магнитных пускателей КМ2 и КМ1 соответственно, предотвращают одновременное включение обоих магнитных пускателей, которое может привести к короткому замыкании в цепи двигателя.

Защита электродвигателя от перенапряжения осуществляется тепловыми реле КК, которые срабатывают, и разомкнут свои размыкающие контакты КК, и отключат катушку магнитного пускателя и электродвигатель остановится, потому что будет отключен от сети.

 

              а)                                                               б)

Рисунок 3. Магнитный пускатель: а) электрическая схема; б) конструкция: 1 — основание; 2 — неподвижные контакты; 3 — пружина; 4 — магнитный сердечник; 5 — катушка; 6 — якорь; 7 — возвратная пружина; 8 — контактный мостик; 9 — пружина; 10 — дугогасительная камера; 11 — нагревательный элемент

Ход работы

1. Ознакомиться с конструкцией и принципом действия магнитного пускателя (рисунок 3).

2. Ознакомиться со схемой исследования. Определить назначение и принцип действия отдельных элементов схемы и их контактов (рисунок 1).

3. Собрать цепь для нереверсивного управления ЭД соответственно рисунка 1. После проверки схемы преподавателем провести опыт.

4. Собрать цепь реверсивного управления ЭД соответственно рисунка 2. После проверки схемы преподавателем провести опыт.

5. Сделать вывод соответственно выполненной работы и полученных результатов проведенного опыта.

Содержание отчета

Отчет должен содержать: тему лабораторной работы, цель работы, схему электрических соединений магнитного пускателя и реверсивную схему управления ЭД, описание проведенного опыта управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с помощью магнитных пускателей, вывод.

Вывод:

Дать ответ на контрольные вопросы:

1. Какой магнитный пускатель называется

а) нереверсивным?

б) реверсивным?

2. Объясните работу схемы при пуске, реверсе и остановке электродвигателя.

3. Зачем шунтируют кнопку SB2 и SB3?

4. Какие виды защиты электродвигателя предусмотрены в данной схеме управления.

5. Какие аппараты использовались при сборке электрических схем?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Схема пуска асинхронного двигателя

Схема управления электродвигателем

Функциональная cхема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором изображена на рисунке 1.

Рис.1.Функциональная схема управления асинхронным двигателем.

Трёхфазный переменный ток подаётся на автоматический выключатель, который применяется для подключения трёхфазного асинхронного двигателя. В автоматическом выключателе помимо системы контактов, имеются комбинированные расцепители (тепловой и электромагнитный), что обеспечивает автоматическое отключение при длительной перегрузке и коротком замыкании. От автоматического выключателя питание подаётся на магнитный пускатель. Магнитный пускатель — аппарат для дистанционного управления двигателем. Он осуществляет пуск, остановку и защиту двигателя от перегрева и сильного снижения напряжения. Основная часть магнитного пускателя — трёхполюсный электромагнитный контактор. От магнитного пускателя управление передаётся трёхфазному асинхронному электродвигателю переменного тока. Асинхронный двигатель отличается простотой конструкции и несложностью обслуживания. Он состоит из двух основных частей — статора — неподвижной части и ротора — вращающейся части. Статор имеет пазы, в которые укладывается трёхфазная статорная обмотка, подключаемая к сети переменного тока. Эта обмотка предназначена для создания вращающего кругового магнитного поля. Вращение кругового магнитного поля обеспечивается сдвигом по фазе друг относительно друга каждой из трёх систем трёхфазного тока на угол, равный 120 градусам.

Обмотки статора для подключения к напряжению сети 220В соединены 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 надёжнее в эксплуатации, а также дешевле. Я выбрал двигатель с короткозамкнутым ротором, так как в настоящее время большинство изготовляемых промышленностью двигателей являются двигателями с короткозамкнутым ротором. Обмотка ротора выполняется по типу беличьего колеса, в пазы ротора заливают под давлением горячий алюминий. Проводники обмотки ротора соединены, образуя трёхфазную систему. Двигатель приводит в движение вентилятор. Вентиляторы, применяемые на судах, различают в зависимости от создаваемого ими напора. Смонтированный в схеме вентилятор является вентилятором низкого давления. Обычно вентиляторы не регулируются и не реверсируются, поэтому их привод имеет простейшую схему управления, которая сводится к пуску, остановке и защите.

Принципиальная электрическая схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором посредством автоматического выключателя и магнитного пускателя с двухполюсным тепловым реле представлена на рисунке 2.

От силового щита питание подаётся на автоматический выключатель с тепловыми и электромагнитными 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 обозначены одинаковыми буквами.

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

Так, главные замыкающие контакты линейного трёхполюсного контактора, находящиеся в силовой цепи, его катушка и вспомогательные замыкающие контакты, находящиеся в цепи управления, обозначены буквами КЛ. Нагревательные элементы теплового реле, включённые в силовую цепь, и остающиеся размыкающие контакты с ручным возвратом этого же реле в исходное положение, которые находятся в цепи управления, обозначены буквами РТ. При включенном трёхполюсном выключателе после нажатия пусковой кнопки КнП включается катушка линейного трёхполюсного контактора КЛ и его главные замыкающие контакты КЛ присоединяют обмотку статора трёхфазного асинхронного двигателя АД к питающей сети в результате чего ротор приходит во вращение. Одновременно замыкаются вспомогательные замыкающие контакты КЛ, шунтирующие пусковую кнопку КнП, что позволяет её отпустить. Нажатие остановочной кнопки КнС отключает цепь питания катушки КЛ, вследствие чего якорь контактора выпадает, главные замыкающие контакты КЛ размыкаются и обмотка статора двигателя отключается от питающей сети.

Основные элементы схемы и их назначение

Автоматический выключатель — аппарат для нечастой ручной коммутации электрических цепей и автоматической защиты их при коротких замыканиях и длительной перегрузке. Назначение автоматического выключателя, применённого в схеме, описано в таблице 1.

Таблица1. Область применения автоматического выключателя.

Как видно из таблицы 1 автомат не отключается при резком снижении напряжения, так как расцепитель минимального напряжения в применяемом автоматическом выключателе отсутствует. Защиту при значительном снижении или исчезновении напряжения питающей сети осуществляет магнитный пускатель.

Автоматы используют при напряжении до 660В на номинальные токи от 15 до 600А, в помещениях с нормальной окружающей средой, так как они не приспособлены для работы в средах с едкими парами и газами, во взрывоопасных и незащищённых от попадания воды местах. Автоматы необходимо не реже 1 раза в год осматривать, чистить, смазывать шарнирные механизмы приборным маслом. Для своей схемы я выбрал автоматический выключатель серии АП-50. Внешний вид автомата показан на рисунке 3.

1- кнопка выключения, 2-кнопка включения, 3- реле, 4-искрогасительные камеры, 5-пластмассовый кожух

Рис3. Внешний вид и устройство автомата АП-50.

Он предназначен для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания при U питающей сети до 500В, 50 гц на переменном токе, для ручного включения и отключения цепей, а главное для пуска и защиты трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Выключатель защищён пластмассовым кожухом. Наличие буквы Б в серии АП-50Б означает универсальное исполнение, при котором ввод и вывод проводов снизу и сверху через сальники типа СКВрт-33. Маркировка АП-50Б-3МТ означает наличие электромагнитных и тепловых расцепителей и число полюсов равное трём.

Магнитный пускатель — коммутационный аппарат дистанционного управления, для частых включений и отключений электрооборудования, которым управляют с помощью отдельно расположенной кнопки. Это устройство для пуска, остановки и защиты электродвигателей. Назначение магнитного пускателя, применённого в схеме, представлено в таблице 2.

Типовые схемы управления электроприводов с АД

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

Реверсивная схема управления АД с короткозамкнутым ротором приведена на рисунке 8.9.

Рис. 8.9. Реверсивная схема управления АД с короткозамкнутым ротором

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 8.10. Схема пуска и динамического торможения АД

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

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

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

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

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

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

Рис. 8.11. Схема управления пуском и торможением противовключением АД

с фазным ротором

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

Включение двигателя производится нажатием кнопки SB1, после чего включается контактор КМ1. Статор двигателя подсоединяется к сети, электромагнитный тормоз YB растормаживается, и начинается разбег двигателя. Включение КМ1 одновременно приводит к срабатыванию контактора КМ4, который своим контактом шунтирует ненужный при пуске резистор противовключения R д2 , а также разрывает цепь катушки реле времени КТ. Последнее, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени, после чего замыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМ3, который срабатывает и шунтирует пусковой резистор R д1 в цепи ротора, и двигатель выходит на свою естественную характеристику.

Управление торможением обеспечивает реле торможения KV, контролирующее уровень ЭДС (скорости) ротора. С помощью резистора R р оно отрегулировано таким образом, что при пуске, когда скольжение двигателя 0

Для осуществления торможения

двигателя нажимается сдвоенная кнопка SB2, размыкающий контакт которой разрывает цепь питания катушки контактора КМ1. После этого двигатель отключается от сети и разрывается цепь питания контактора КМ4, и замыкается цепь питания реле КТ. В результате этого контакторы КМ3 и КМ4 отключаются, и в цепь ротора двигателя вводится сопротивление R д1 + R д2 .

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

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

На рисунке 8.12. приведена схема панели типа ПДУ 6220.

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

При подаче на схему напряжений 220 В и переменного тока 380 В (замыкание рубильников QS 1 и QS 2 и автомата QF) включается реле времени КТ1, чем подготавливается двигатель к пуску с полным пусковым резистором в цепи ротора. Одновременно с этим, если рукоятка командоконтроллера находится в нулевой (средней) позиции и максимально-токовые реле FА1-FА3 не включены, включится реле защиты КV от понижения питающего напряжения и подготовит схему к работе.

Рис. 8.12. Схема панели типа ПДУ 6220

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

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

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

к ак

Рис. 8.13. Схема асинхронного ЭП
с тиристорным пусковым устройством

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

Тиристорное пусковое устройство включается между источником питания (сетью переменного тока) с напряжением U 1 и статором двигателя. В нереверсивном ТПУ его силовую часть образуют три пары встречно-параллельно включенных тиристоров VS1-VS6, управление которыми осуществляется импульсами напряжения, поступающими на них от системы импульсно-фазового управления (СИФУ). Ограничение тока и момента осуществляется за счет снижения подводимого к двигателю напряжения, что достигается соответствующим изменением во времени угла управления тиристорами. Напряжение при пуске может изменяться по различным законам – линейно нарастать от нуля до сетевого, быть пониженным в течение всего времени пуска или изменяться по так называемому бустерному варианту, при котором для облегчения пуска двигателя на него вначале подается скачком некоторое напряжение, которое затем продолжает нарастать уже по линейному закону. В замкнутой системе может быть обеспечено и поддержание тока статора на заданном уровне.

8.6. Регулирование координат асинхронного двигателя
с помощью резисторов

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

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

1д в цепь статора применяется главным образом для регулирования (ограничения) в переходных процессах тока и момента АД с короткозамкнутым ротором.

Все искусственные электромеханические характеристики располагаются в первом квадранте ниже и левее естественной. С учетом того, что скорость идеального холостого хода ω 0 при включении R 1д не изменяется, получаемые искусственные электромеханические характеристики можно представить семейством кривых (рис.8.15 а).

а) б)

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

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

Механические характеристики АД представлены на рисунке 8.15 б.

Координаты точки экстремума М к и S к изменяются при варьировании R 1д , а именно: в соответствии с (8.15) и (8.16) при увеличении R 1д критический момент М к и критическое скольжение S к уменьшаются. Уменьшается и пусковой момент.

В то же время искусственные механические характеристики (рис. 8.15б) мало пригодны при регулировании скорости АД: они обеспечивают небольшой диапазон изменения скорости; жесткость характеристик АД и его перегрузочная способность, характеризуемая критическим моментом, по мере увеличения R 1д снижается; способ отличает и низкая экономичность. В силу этих недостатков регулирование скорости АД с помощью активных резисторов в цепи его статора применяется редко .

Включение добавочных резисторов R 2д в цепь ротора применяется как с целью регулирования тока и момента АД, так и его скорости (рис. 8.14а).

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

Скорость идеального 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 это следует из , изменяется.

Выполненный анализ позволяет построить естественную 1 (R 2д = 0) и искусственные 2–3 (R 2д3 > R 2д2 ) характеристики (рис. 8.16) и сделать заключение, что за счет изменения R 2д имеется возможность повышать пусковой момент АД вплоть до критического момента М к без снижения перегрузочной способности двигателя, что весьма важно при регулировании его скорости.

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

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

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

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

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

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

Если искусственная характеристика определена полностью, то сопротивление добавочного резистора (например, R 2д1 ) можно определить по выражению :

, (8.30)

где – сопротивление фазы ротора АД.

Если искусственная характеристика задана своей рабочей частью, то можно использовать метод отрезков, для чего на рисунке 8.16 проведена вертикальная линия, соответствующая номинальному моменту М ном , и отмечены характерные точки: а, b, c, d, e. Сопротивление искомого резистора R 2д1 определяется как

R 2д1 = R 2ном аb/ас, (8.31)

где – номинальное сопротивление АД; – 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 используются релейно-контакторные аппараты, которые реализуют типовые схемы пуска, реверса, торможения, остановки электропривода.
На базе типовых схем релейно-контакторного управления разрабатываются схемы управления электроприводами производственных механизмов. Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором небольшой мощности осуществляется обычно при помощи магнитных пускателей. В данном случае магнитный пускатель состоит из контактора переменного тока, двух встроенных в него электротепловых реле.
Простейшая схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Схема использует питание силовых цепей и цепей управления от источника одного и того же напряжения (рис. 4.9). Для повышения надежности работы релейных контакторных аппаратов, большей частью рассчитанных на низкое напряжение, и для повышения безопасности эксплуатации применяются схемы с питанием цепей управления от источника пониженного напряжения.
Если рубильник S1 включен, то для пуска электродвигателя необходимо нажать на кнопку S2 («пуск»). При этом катушка контактора K1M получит питание, замкнутся главные контакты К1(1-3)М в силовой цепи и статор двигателя присоединится к сети. Электродвигатель начнет вращаться. Одновременно в цепи управления закроется замыкающий вспомогательный контакт K1A, шунтирующий кнопку S2 («пуск»), после чего эту кнопку не нужно удерживать в нажатом состоянии, так как цепь катушки контактора KlM остается замкнутой. Кнопка S2 с самовозвратом и за счет действия пружины возвращается в исходное разомкнутое состояние.

Для отключения электродвигателя от сети нажимается кнопка S3 («стоп»). Катушка контактора K1M обесточивается и замыкающие контакты K1(1-3)M отключают обмотки статора от сети. Одновременно размыкается вспомогательный контакт K1A. Схема приходит в исходное, нормальное состояние. Вращение электродвигателя прекращается.
Схема предусматривает защиту двигателя и цепи управления от коротких замыканий плавкими предохранителями F 1(1-3), защиту от перегрузки двигателя двумя электротепловыми реле F2(1-2). Пружинный привод контактов магнитного пускателя К 1(1-3)М, K1A на размыкание реализует так называемую нулевую защиту, которая при исчезновении или значительном снижении напряжения отключают двигатель от сети. После восстановления нормального напряжения самопроизвольного пуска двигателя не произойдет.
Более четкая защита от снижения или исчезновения напряжения может быть выполнена при помощи реле пониженного напряжения, катушка которого присоединяется к двум фазам силовой цепи, а его замыкающий контакт включен последовательно с катушкой контактора. В этих схемах вместо установки на вводе рубильников с предохранителями применяют воздушные автоматы.
Схема управления асинхронным электродвигателем с коротко-замкнутым ротором с использованием магнитного пускателя и воздушного автоматического выключателя. Автоматический выключатель F1 исключает возможность обрыва одной фазы от срабатывания защиты при однофазном коротком замыкании, как это бывает при установке предохранителей (рис. 4.10). Нет необходимости заменять элементы в предохранителях при сгорании их плавкой вставки.

В схемах управления электродвигателями применяются автоматы с электромагнитными расцепителями либо с расцепителями электромагнитным и электротепловым. Расцепители электромагнитного типа характеризуются нерегулярной отсечкой, равной десятикратному току, и служат для защиты от токов короткого замыкания, Электротепловые расцепители обладают обратнозависимой характеристикой времени от тока. Так, расцепитель с номинальным током 50 А срабатывает при 1,5-кратной нагрузке через 1 ч, а при 4-кратной — через 20 с. Электротепловые расцепители не защищают двигатель от перегрева при перегрузках на 20 — 30%, но могут защитить двигатель и силовую цепь от перегрева пусковым током при застопоривании приводного механизма. Поэтому для защиты электродвигателей от длительных перегрузок при использовании автомата с электротепловым расцепителем такого типа применяются дополнительные электротепловые реле, как и при использовании автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем. Многие выключатели, например АП-50, защищают электродвигатель одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузок. Принципы действия схем (см. рис. 4.9, 4.10) для пуска и останова аналогичны. Эти схемы нашли широкое применение для управления нереверсивными электроприводами транспортеров, воздуходувок, вентиляторов, насосов, лесоперерабатывающих и заточных станков.
Схемы управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с реверсивным магнитным пускателем. Эта схема применяется в случаях, когда необходимо изменять направления вращения электропривода (рис. 4.11), например в приводе электролебедок, рольгангов, механизмов подачи станков и т.д. Управление двигателями осуществляется реверсивным магнитным пускателем. Включение двигателя для вращения «вперед» осуществляется нажатием кнопки S1. Катушка контактора K1M будет под напряжением, и замыкающие главные контакты К1(1-3)M присоединят электродвигатель к сети. Для переключения электродвигателя необходимо нажать на кнопку S3 («стоп»), а затем на кнопку S2 («назад»), что вызовет отключение контактора K1M и включение контактора К2М. При этом, как видно из схемы, две фазы на статоре переключатся, т.е. произойдет реверс вращения электродвигателя. Во избежание короткого замыкания в цепи статора между первой и третьей фазой вследствие ошибочного одновременного нажатия на обе пусковые кнопки S1 и S2 реверсивные магнитные пускатели имеют рычажную механическую блокировку (на схеме не показана), которая препятствует втягиванию одного контактора, если включен другой. Для повышения надежности кроме механической блокировки в схеме предусмотрена электрическая блокировка, которая осуществляется при помощи размыкающих вспомогательных контактов К1А.2 и К2А.2. Обычно реверсивный магнитный пускатель состоит из двух контакторов, заключенных в один корпус.

В практике применяется также схема реверса асинхронных короткозамкнутых электродвигателей с использованием двух отдельных нереверсивных магнитных пускателей. Ho для устранения возможности короткого замыкания между первой и третьей фазой силовой цепи от одновременного включения обоих пускателей применяют двухцепные кнопки. Например, при нажатии кнопки S1 («вперед») цепь катушки контакторов K1M замыкается, а цепь катушки К2М при этом дополнительно размыкается. (Принцип действия двухцепных кнопок показан на рис. 4.12.) Реверс электродвигателей постоянного тока осуществляется изменением полярности напряжения силовой цепи.
Схема управления двухскоростным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Такая схема приведена на рис. 4.12. Привод может иметь две скорости. Пониженная скорость получается при соединении обмоток статора на треугольник, что осуществляется нажатием двухцепной кнопки S3 и включением контактора КЗ с замыканием трех силовых контактов К3. Одновременно замыкается вспомогательный контакт К3А, шунтирующий кнопку S3, и размыкается К3А — вспомогательный контакт в цепи катушки К4.

Повышенная скорость получается при соединении обмоток на двойную звезду, что реализуется нажатием двухцепной кнопки S4. При этом катушка контактора К3 обесточивается, контакты КЗ в силовой цепи размыкаются, размыкается вспомогательный контакт К3А, шунтирующий кнопку S3, и замыкается вспомогательный контакт К3А в цепи катушки К4.
При дальнейшем нажатии (перемещении) кнопки S4 замыкается цепь катушки контактора К4, замыкаются пять контактов К4 в силовой цепи, обмотка статора будет подключена на двойную звезду. Одновременно замыкается вспомогательный контакт К4А, шунтирующий кнопку S4 и размыкается вспомогательный контакт К4А в цепи катушки контактора К3. Обычно контакторы переменного тока имеют три силовых контакта, в схеме подключения статора на двойную звезду показано пять силовых контактов К4. В этом случае параллельно катушке контактора К4 включается катушка дополнительного контактора.
После предварительного соединения обмоток статора производится пуск двигателя при помощи контакторов K1 и К2 для вращения вперед или назад. Включение контакторов K1 или К2 осуществляется соответственно нажатием кнопки S1 или S2. Применение двухцепных кнопок позволяет осуществить дополнительную электрическую блокировку, исключающую одновременное включение контакторов K1 и К2, а также К3 и К4.
В схеме предусмотрена 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 схема приходит в исходное, нормальное состояние.
Рассмотренная схема является основой построения схем управления электродвигателями двухскоростных транспортеров подачи раскряжевочных агрегатов, сортировочных конвейеров и т.п.
Рассмотрим вопросы торможения электродвигателей. При отключении обмоток статора от сети ротор электродвигателя с рабочим механизмом, например дисковой пилой шпалорезного станка, продолжает сравнительно долгое время вращаться по инерции. Для устранения этого явления в приводах с асинхронными электродвигателями в зависимости от их мощности и назначения применяется торможение противовключением, фрикционное торможение и динамическое торможение.
Схема управления асинхронным электродвигателем с коротко-замкнутым ротором с использованием торможения противовключением. Такая схема изображена на рис. 4.13. В схемах торможения противовключением используется реле контроля скорости (PKC) ЕМ, механически связанное с валом двигателя; его замыкающий контакт EA при определенной угловой скорости двигателя закрывается. При неподвижном роторе двигателя и скорости его вращения менее 10…15% от номинальной контакт реле EA разомкнут. Нажатием кнопки SI включается контактор K1M, замыкаются силовые контакты К1(1-3)M и двигатель пускается в ход, замыкается вспомогательный контакт K1A.1, шунтирующий кнопку S1. Размыкающий вспомогательный контакт А7А.2 одновременно разрывает цепь питания катушки контактора К2М, а несколько позднее с увеличением скорости вращения двигателя замыкается контакт реле скорости EA. Поэтому контактор К2М в этот период не включается.

Отключение электродвигателя от сети с торможением противовключением производится нажатием кнопки S2 («стоп»). При этом катушка контактора K1M обесточивается, размыкаются силовые контакты К1(1-3)М, размыкается шунтирующий пусковую кнопку S1 вспомогательный контакт K1A.1. Одновременно замыкается размыкающий вспомогательный контакт К1А.2. При этом двигатель вращается по инерции и контакт реле EA замкнут, следовательно, катушка контактора К2А получит питание, замкнутся главные контакты К2(1-3)М, разомкнется вспомогательный контакт К2А в цепи катушки K1M. Обмотки статора будут подключены к сети на реверс вращения ротора. Ротор мгновенно затормаживается и при скорости вращения, близкой к нулю, контакт реле скорости EA размыкается, катушка контактора К2М обесточивается, главные контакты К2(1-3)М размыкаются, замыкается вспомогательный контакт К2А. Двигатель остановлен и отключен от сети. Схема будет в исходном положении.
Рассмотренная типовая схема торможения противовключением является основой построения схем управления электродвигателями станков заточки цепных, круглых, рамных пил, схем обрезных станков и др. Торможение противовключением обеспечивает жесткий, мгновенный останов привода и применяется обычно для электродвигателей небольшой мощности.
Схема фрикционного торможения асинхронного электродвигателя грузоподъемного механизма. Такая схема представлена на рис. 4.14. В соответствии с правилами технической эксплуатации грузоподъемных механизмов в отключенном состоянии привод и механизм подъема должны быть надежно заторможены.
На упрощенной схеме условно показан односторонний колодочный тормоз Tс пружинным приводом зажима тормозного шкива.

При пуске электродвигателя нажимается кнопка S1 («пуск»), катушка контактора K1M будет под напряжением, замкнутся три контакта К1(1-3)М в силовой цепи и вспомогательный контакт K1A. Статор электродвигателя и обмотка электромагнита Y одновременно будут присоединены к сети. Электромагнит Y одновременно отведет колодочный тормоз от шкива и создаст деформацию пружины. Двигатель вращается расторможенным.
Нажатием кнопки S2 («стоп») обесточивается катушка контактора K1M, размыкаются главные контакты в силовой цепи К1(1-3)М и вспомогательный контакт K1A. Статор электродвигателя и обмотка электромагнита У отключаются от сети, колодочный тормоз с пружинным приводом жестко фиксирует ротор электродвигателя с механизмом подъема. Применение реверсивного магнитного пускателя дает возможность получить схему фрикционного торможения электропривода механизма и на подъем, и на опускание груза.
Схема фрикционного торможения асинхронного электродвигателя станочного оборудования. Такая схема показана на рис. 4.15. В нормальном (отключенном) состоянии ротор электродвигателя расторможен под действием пружинного привода. Это позволяет проводить смену инструмента, наладку станка с легким поворотом приводного вала и ротора электродвигателя.

Электродвигатель подключается к сети при помощи кнопки S1, контакта K1A и силовых контактов К1(1-3)М. Остановка электропривода станка производится нажатием двухцепной кнопки S2 («стоп»). При этом катушка контактора K1M обесточивается, размыкаются главные контакты в силовой цепи К1(1-3)М и вспомогательный контакт K1A. Электродвигатель отключается от сети, продолжая вращаться по инерции.
При дальнейшем нажатии на кнопку S2 замыкается цепь катушки контактора К2М, замыкаются контакты К2(1-2)М, электромагнит Y затягивает колодочный тормоз. Кнопка S2 освобождается и принимает исходное положение, контактор К2М обесточивается, контакты К2(1-2)М размыкаются. Статор двигателя и электромагнит отключены от сети, привод остановлен и расторможен. Эта простейшая схема является базой разработки схем фрикционного торможения электродвигателей станочного оборудования, в которых учитывается необходимость реверса, защитных ограждений, сигнализации.
Схема управления асинхронным двигателем с использованием динамического торможения. Такая схема приведена на рис. 4.16. Динамическое торможение, в отличие от торможения противовключением и фрикционного метода, является плавным, мягким торможением. Включение электродвигателя в сеть осуществляется при нажатии кнопки SI («пуск»). Контактор K1M будет включен, замкнутся три главных контакта К1(1-3)М в силовой цепи, замкнется вспомогательный контакт K1А.1, разомкнется контакт К1А.2, замкнется контакт К1А.З, после чего включится реле времени Д1М и замкнет свой контакт РДТ в цепи катушки контактора К2М, которую несколько раньше разомкнул контакт К1А.2.

Отключение статора электродвигателя от сети переменного тока и торможение осуществляется нажатием кнопки S2 («стоп»). Контактор К1М теряет питание, главные контакты К1(1-3)М размыкаются, размыкаются вспомогательные контакты K1A.1, К1А.3, и замыкается контакт К1А.2. Катушка реле времени Д1M теряет питание, однако замыкающий контакт РДТ, будучи ранее замкнутым, разомкнется с выдержкой времени, которая несколько превышает длительность торможения двигателя. При замыкании контакта К1А.2 катушка контактора К2М получит питание, разомкнется вспомогательный контакт блокировки К2А и замкнутся контакты К2(1-2)М. В обмотку статора подается постоянный ток. Обмотка создает неподвижный в пространстве магнитный поток. Во вращающемся по инерции роторе индуцируются ЭДС.
Взаимодействие токов ротора, вызванных этими ЭДС, с неподвижным магнитным потоком создает тормозной момент двигателя

где Mн — номинальный момент двигателя; nс — синхронная скорость двигателя; I»р — приведенный к статору ток ротора; R»р — полное активное сопротивление ротора, приведенное к статору; nд — относительная скорость двигателя, nд = n/nс.
После размыкания контакта реле времени РДТ схема приходит в исходное состояние, двигатель плавно останавливается. Для ограничения постоянного тока служит дополнительный резистор Rт. На базе этой схемы созданы схемы управления электродвигателями лесопильных рам, шпалорезных и других крупных круглопильных станков.
Схема тиристорного управления пуском и торможением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Такая схема изображена на рис. 4.17. В типовой схеме разомкнутого управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором в качестве силовых элементов, включенных в статорную цепь двигателя, используются тиристоры в сочетании с релейно-контактными аппаратами в цепи управления. Тиристоры выполняют роль силовых коммутаторов и, кроме того, легко позволяют осуществлять необходимый темп изменения напряжения на статоре двигателя регулированием угла включения тиристоров.

При пуске плавное изменение угла включения тиристоров дает возможность изменять приложенное к статору напряжение от нуля до номинального, тем самым ограничивать токи и момент двигателя. Схема содержит устройство динамического торможения в виде демпфирующего контура. Применение шунтирующего тиристора, замыкающего цепь тока между двумя фазами, приводит к увеличению постоянной составляющей тока, что создает достаточный тормозной момент в области высокой угловой скорости.
Рассмотрим типовую схему комплектного устройства, состоящего в силовой части из группы включенных встречно-параллельно тиристоров VS1…VS4 в фазах А и С и одного короткозамкнутого тиристора между фазами А и В — V5 для управления асинхронным двигателем М. Схема включает блок управления тиристорами БУ и релейно-контактный узел управления.
Нажатием кнопки S1 включается реле K1M и К2М, на управляющие электроды тиристоров VS1…VS4 подаются импульсы, сдвинутые на 60° относительно питающего напряжения. К обмоткам статора двигателя подается пониженное напряжение, уменьшаются пусковой ток и пусковой момент. Ротор двигателя увеличивает скорость вращения, разгоняется. Размыкающий контакт реле К1.2 отключает реле К3M с задержкой времени, зависящей от параметров резистора R7 и конденсатора С4. Размыкающими контактами реле К3М шунтируются соответствующие резисторы в блоке управления тиристорами БУ, и к статору прикладывается полное напряжение сети.
Для остановки двигателя нажимается кнопка S3, обесточивается релейная схема управления, тиристоры VS1…VS4 и напряжение со статора двигателя снимается. При этом за счет энергии, запасенной конденсатором С5, включается на время торможения реле К4М, которое своими контактами К4.2 и К4.3 включает тиристоры VS2 и VS5. По фазам А и В в обмотки статора двигателя протекает ток однополупериодного выпрямления, что обеспечивает эффективное динамическое торможение.
Сила тока, а следовательно, и время динамического торможения регулируются резисторами R1 и R3. Эта схема также имеет шаговый режим. При нажатии кнопки S2 включается реле K5M, которое своими контактами KS.3 и К5.4 включает тиристоры VS2 и VS5. В этом случае по фазам А и В в обмотки статора двигателя протекает ток однополупериодного выпрямления. При отпускании кнопки S2 выключается реле K5M и тиристоры VS2 и VS5; при этом на короткое время за счет энергии, запасенной в конденсаторе Сб, включается реле, которое своим контактом К6.2 включает тиристор VS3, и ротор двигателя поворачивается на некоторый угол вследствие поворота примерно на такой же угол результирующего вектора потока статора.
Шаг поворота зависит от напряжения сети, момента статической нагрузки, момента инерции привода и среднего значения выпрямленного тока. Реализация пошагового режима работы двигателя проводится после его остановки, так как реле К5М первоначально можно включить только после замыкания размыкающих контактов K1.5, К4.1. Шаговый режим работы двигателя создает благоприятные условия наладки.
Схема управления асинхронными электродвигателями с фазным ротором в функции времени. Такая схема представлена на рис. 4.18. Защита силовых цепей двигателя от токов короткого замыкания осуществляется с помощью реле максимального тока FI, F2, F3; защита от перегрузок — электротепловыми реле F4(1-2), нагревательные элементы которых включены через трансформаторы тока TT1, ТТ2. Цепи управления защищаются автоматическим выключателем F5, имеющим максимальную токовую защиту.
При включении рубильника SI и автоматического выключателя FS получит питание реле времени Д1М и замыкающие контакты его Д1А.1, Д1А.2 закроются, тем самым подготовится цепь включения реле времени Д2М и контактора K1M. Размыкающий контакт Д1А.3 разомкнется и выключит цепь катушек контакторов ускорения К2М, R3М, К4М.

При последующем нажатии кнопки S2 («пуск») через замкнувшийся ранее контакт Д1А.2 включится контактор K1M, замкнутся главные контакты К1(1-3) M в силовой цепи, в обмотку статора двигателя M будет подано напряжение. В обмотку ротора при этом включены все пусковые резисторы. Начинается пуск двигателя на первой реостатной характеристике. Одновременно закроется вспомогательный контакт K1A.3, шунтирующий пусковую кнопку, и замкнется контакт K1A.2, через который подается питание в цепь катушек реле времени Д2М, Д3М. Размыкающий вспомогательный контакт K1A.1 отключит цепь реле Д1М, которое отпускает якорь с выдержкой времени при отключении его катушки. Поэтому Д2М не сразу включится и его размыкающий контакт Д2А.1 будет открыт.
Следует отметить, что размыкающий контакт Д1А.З остается еще открытым; по истечении времени выдержки реле Д1М его замыкающий контакт Д1А.1 (а также Д1А.2) откроется, а размыкающий Д1А.З — закроется. В результате этих переключений в схеме управления включится контактор К2М и будет шунтирована первая пусковая ступень резистора — двигатель с первой реостатной характеристики перейдет на вторую, разогнавшись до большей угловой скорости. Кроме того, выключится 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. шунтируется вторая пусковая ступень резистора — двигатель переходит на третью реостатную характеристику.
Наконец, после размыкания с выдержкой времени замыкающего контакта Д2А.1 выключится реле Д3М — с выдержкой времени, на которое настроено реле Д3М (соответственно времени пуска двигателя на последней реостатной характеристике), замкнется его контакт Д3А.1, включится контактор К4М и замкнет свои контакты К4(1-3)М. Обмотка ротора будет замкнута накоротко и двигатель будет заканчивать свой разгон в соответствии с его естественной характеристикой. Этим и заканчивается ступенчатый пуск асинхронного двигателя, контролируемый в функции времени электромагнитными реле времени Д1М, Д2М, Д3М.
Останов двигателя производится нажатием кнопки S3. Схема используется для привода механизмов, не требующих реверса, длительность торможения которых после отключения двигателя не имеет существенного значения. В частности, на базе этой схемы создаются схемы управления главным электродвигателем лесопильных рам.

Для управления силовым электрооборудованием в электрических цепях используют разнообразные устройства дистанционного управления, защиты, телемеханики и автоматики, воздействующие на коммутационные аппараты его включения и отключения или регулирования.

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

Перед началом работы включают автоматический выключатель QF. При нажатии кнопки SВ2 включается пускатель КМ и запускается двигатель М. Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку SВ1, при этом отключаются пускатель КМ и двигатель М.

Рис.5.4. Схема включения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

При перегрузке электродвигателя М срабатывает электротепловое реле КК, размыкающее контакты КК:1 в цепи катушки КМ. Пускатель КМ отключается, двигатель М останавливается.

В общем случае схемы управления могут осуществлять торможение электропривода, его реверсирование, изменять частоту вращения и т.д. В каждом конкретном случае используется своя схема управления.

В системах управления электроприводами широко используются блокировочные связи. Блокировкой обеспечивают фиксацию определенного состояния или положения рабочих органов устройства или элементов схемы. Блокировка обеспечивает надежность работы привода, безопасность обслуживания, необходимую последовательность включения или отключения отдельных механизмов, а также ограничение перемещения механизмов или исполнительных органов в пределах рабочей зоны.

Различают механическую и электрическую 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 кнопку SB2 отпустить, не прерывая цепи питания катушки магнитного пускателя КМ, которое идет через блокировочный контакт КМ2.

В схемах реверсирования электродвигателей (при обеспечении движения механизмов вперед-назад, вверх-вниз и т.д.), а также при торможении применяются реверсивные магнитные пускатели. Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух нереверсивных. При работе реверсивного пускателя необходимо исключить возможность их одновременно включения. Для этого в схемах предусматриваются и электрическая, и механическая блокировки (рис. 5.5). Если реверсирование двигателя выполняется двумя нереверсивными магнитными пускателями, то роль электрической блокировки играют контакты КМ1:3 и КМ2:3, а механическая блокировка обеспечивается кнопками SВ2 и SВ3, каждая из которых состоит из двух контактов, связанных между собой механически. При этом один из контактов-замыкающий, другой — размыкающий (механическая блокировка).

Схема работает следующим образом. Предположим что при включении пускателя КМ1 двигатель М вращается по часовой стрелке и против часовой — при включении КМ2. При нажатии кнопки SВ3 сначала размыкающий контакт кнопки разорвет цепь питания пускателя КМ2 и только потом замыкающий контакт SВ3 замкнет цепь катушки КМ1.

Рис.5.5. Механическая и электрическая блокировки при реверсировании привода

Пускатель КМ1 включается, запускается с вращением по часовой стрелке двигатель М. Контакт КМ1:3 размыкается, осуществляя электрическую блокировку, т.е. пока включен КМ1, цепь питания пускателя КМ2 разомкнута и его нельзя включить. Для осуществления реверса двигателя необходимо его остановить кнопкой SВ1, а затем, нажав кнопку SВ2, запустить в обратную сторону. При нажатии SВ2 сначала размыкающим контактом SВ2 разрывается цепь питания катушки КМ1 и далее замыкается цепь питания катушки КМ2 (механическая блокировка). Пускатель КМ2 включается и реверсирует двигатель М. Контакт КМ2:3, размыкаясь, осуществляет электрическую блокировку пускателя КМ1.

Чаще реверсирование двигателя выполняется одним реверсивным магнитным пускателем. Такой пускатель состоит из двух простых пускателей, подвижные части которых между собой связаны механически с помощью устройства в виде коромысла. Такое устройство называется механической блокировкой, не позволяющей силовым контактом одного пускателя КМ1 одновременно замыкаться силовым контактам другого пускателя КМ2 (рис. 5.6).

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

Электрическая схема управления реверсом двигателя при помощи двух простейших пускателей единого реверсивного магнитного пускателя такая же, как и электрическая схема управления реверсом двигателя с использованием двух нереверсивных магнитных пускателей (рис. 5.5), с применением в электрической схеме таких же электрических и механических блокировок.

При автоматизации электроприводов поточных линий, конвейеров и т.п. применяется электрическая блокировка, которая обеспечивает пуск электродвигателей линии 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. Такая очередность пуска обеспечивается блокировочными контактами КМ1:3 и КМ2:3.

Рис.5.7. Схема последовательного включения двигателей

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

Решение. Требование задачи обеспечить остановку электродвигателя в одной заданной точке может быть выполнено путевым выключателем SQ1 с нормально закрытым контактом, установленным последовательно с блок-контактом KM2, шунтирующим кнопку SB2. Для остановки электродвигателя рабочего механизма в двух заданных точках последовательно с контактом путевого выключателя SQ1 размещают контакт второго путевого выключателя SQ2. На рис. 5.8 приведены электрические схемы остановки электродвигателя в одной и в двух заданных точках. После пуска двигателя механизм приходит в движение и при достижении места остановки нажимает на путевой выключатель, например SQ1, и электродвигатель останавливается. После выполнения необходимой технологической операции вновь нажимаем на кнопку SB2, и механизм продолжает движение до следующего путевого выключателя SQ2, где технологическая операция заканчивается.

Рис. 5.8 К примеру 5.1

Пример 5.2. В электрическую схему (рис. 5.5) управления реверсом короткозамкнутого асинхронного двигателя с помощью блокировочных связей следует ввести элементы световой сигнализации для контроля направления вращения двигателя.

Решение. Схема световой сигнализации контроля направления вращения двигателя при реверсе, совмещённая со схемой управления реверсом двигателя, приведена на рис. 5.9. При вращении двигателя, например вправо, горит лампа HL1, включаемая контактом KM1.4 магнитного пускателя KM1, при этом лампа HL2 погашена, т.к. магнитный пускатель KM2 не включён. При вращении двигателя влево горит лампа HL2, включённая контактом KM2.4 магнитного пускателя KM2. Таким образом, лампа HL1 сигнализирует о вращении двигателя вправо, а лампа HL2 — о вращении двигателя влево. В результате блокировочными связями световая сигнализация обеспечивает контроль над направлением вращения двигателя при реверсе.

Рис. 5.9 К примеру 5.2

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

1. Условные обозначения на схемах

(далее — пускатель) — коммутационный аппарат предназначенный для пуска и остановки двигателя. Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь.

У магнитного пускателя есть силовые контакты предназначенные для коммутации цепей под нагрузкой и блок-контакты которые используются в цепях управления.

Контакты делятся на нормально-разомкнутые — контакты которые в своем нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находятся в разомкнутом состоянии и нормально-замкнутые — которые в своем нормальном положении находятся в замкнутом состоянии.

В новых магнитных пускателях имеется три силовых контакта и один нормально-разомкнутый блок-контакт. При необходимости наличия большего количества блок-контактов (например при сборке ), на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными блок-контактами (блок контактов) которая, как правило, имеет четыре дополнительных блок-контакта (к примеру два нармально-замкнутых и два нормально-разомкнутых).

Кнопки для управления электродвигателем входят в состав кнопочных постов, кнопочные посты могут быть однокнопочные, двухкнопочные, трехкнопочные и т.д.

Каждая кнопка кнопочного поста имеет по два контакта — один из них нормально-разомкнутый, а второй нормально-замкнутый, т.е. каждая из кнопок может использоваться как в качестве кнопки «Пуск» так и в качестве кнопки «Стоп».

1. Схема прямого включения электродвигателя

Данная схема является самой простой схемой подключения электродвигателя, в ней отсутствует цепь управления, а включение и отключение электродвигателя осуществляется автоматическим выключателем.

Главными достоинствами данной схемы является дешевизна и простота сборки, к недостаткам же данной схемы можно отнести то, что автоматические выключатели не предназначены для частого коммутирования цепей это, в сочетании с пусковыми токами, приводит к значительному сокращению срока службы автомата, кроме того в данной схеме отсутствует возможность устройства дополнительной защиты электродвигателя.

1. Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель

Эту схему так же часто называют схемой простого пуска электродвигателя , в ней, в отличии от предыдущей, кроме силовой цепи появляется так же цепь управления.

При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1, при отпускании кнопки SB-2 ее контакт снова размыкается, однако катушка магнитного пускателя при этом не обесточивается, т.к. ее питание теперь будет осуществляться через блок-контак KM-1.1 (т.е. блок-контак KM-1.1 шунтирует кнопку SB-2). Нажатие на кнопку SB-1 (кнопка «СТОП») приводит к разрыву цепи управления, обесточиванию катушки магнитного пускателя, что приводит к размыканию контактов магнитного пускателя и как следствие, к остановке электродвигателя.

1. Реверсивная схема подключения электродвигателя (Как изменить направление вращения электродвигателя?)

Что бы поменять направление вращения трехфазного электродвигателя необходимо поменять местами любые две питающие его фазы:

При необходимости частой смены направления вращения электродвигателя применяется :

В данной схеме применяется два магнитных пускателя (KM-1, KM-2) и трехкнопочный пост, магнитные поскатели применяемые в данной схеме кроме нормально-разомкнутого блок-контакта должны так же иметь и нормально замкнутый контакт.

При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК 1») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1 который шунтирует кнопку SB-2 и размыкает свой блок-контакт KM-1.2 который защищает электродвигатель от включения в обратную сторону (при нажатии кнопки SB-3) до его предварительной остановки, т.к. попытка запуска электродвигателя в обратную сторону без предварительного отключения пускателя KM-1 приведет к короткому замыканию. Что бы запустить электродвигатель в обратную сторону необходимо нажать кнопу «СТОП» (SB-1), а затем кнопку «ПУСК 2» (SB-3) которая запитает катушку магнитного пускателя KM-2 и запустит электродвигатель в обратную сторону.

10

Схемы управления асинхронными электродвигателями | мтомд.инфо

Принцип автоматического управления заключается в том, что без участия человека осуществляется строгое и последовательное выполнение операций по включению, отключению электрооборудования, а также соблюдение заданного режима его работы.

Различают два вида управления: полуавтоматическое и автоматическое. При полуавтоматическом управлении оператор осуществляет первоначальный пуск объекта (нажатие кнопки, поворот ручки и так далее). В дальнейшем его функции сводятся лишь к наблюдению за ходом процесса. При автоматическом управлении даже начальный импульс по включению установки посылают датчик или реле. Установка полностью работает в автоматическом режиме по заданной программе.

Программное устройство может быть выполнено как на основе электромеханических элементов, так и с помощью логических схем. Рассмотрим две часто встречающиеся на практике схемы управления асинхронными электродвигателями.

Схема нереверсивного управления асинхронным электродвигателем

При нажатии кнопки «пуск» подключается к сети катушка электромагнита. Подвижный якорь придет в соприкосновение с сердечником катушки и своим движением замкнет силовые контакты, подающие трехфазное напряжение на электродвигатель. Одновременно с силовыми, замкнутся и блокировочные контакты, которые зашунтируют кнопку «пуск», что позволяет ее отпустить. При нажатии кнопки «стоп» разрывается цепь питания катушки электромагнита и якорь, освободившись, отпадает, разомкнув при этом силовые контакты. Электродвигатель остановится.

Защита электродвигателя от длительной перегрузки здесь обеспечивается двумя тепловыми реле РТ, включенными в две фазы. Отключающие контакты тепловых реле РТ1 и РТ2 введены в цепь питания катушки электромагнита.

Схема реверсивного управления асинхронным электродвигателем

Для реверсивного управления двигателем применяется схема с двумя магнитными пускателями. Один магнитный пускатель коммутирует схему включения двигателя на прямое вращение, а другой — на обратное. Кнопки «вперед» и «назад» подключают соответственно свои катушки, а кнопка «стоп» и отключающие контакты теплового реле включены в общую цепь управления.

принцип действия, применение в электродвигателях и техника безопасности

​В промышленности и в быту широко используются электродвигатели. При эксплуатации некоторых механизмов необходимо обеспечить вращение вала двигателя в разный направлениях, то есть нужно осуществлять реверс. Для этого используют определённую схему управления и применяют дополнительный магнитный пускатель (контактор) или реверсивный пускатель.

Теоретические основы

Вид схемы реверсивного пуска двигателя зависит от следующих факторов:

• тип электродвигателя;
• питающее напряжение;
• назначение электрооборудования.

Поэтому схемы реверса могут сильно отличаться, но, поняв принципы их построения, вы сможете собрать или отремонтировать любую подобную схему.

Прежде чем разбирать схемы реверса двигателя, нужно определиться с понятиями, которые будут использоваться при описании работы:

• Нормально разомкнутый (открытый) контакт — это контакт, который без внешнего воздействия находится в разомкнутом состоянии. Под внешним воздействием, прежде всего, понимают подачу напряжения на катушку управления реле или магнитного пускателя. В случае с кнопками коммутация контактов производится механически.
• Нормально замкнутый (закрытый) контакт — это контакт, который без воздействия внешних сил находится в замкнутом состоянии.
• Магнитный пускатель — это электромагнитное устройство, имеющее три силовых нормально разомкнутых контакта и несколько вспомогательных контактов. При подаче питающего напряжения на катушку электромагнита, якорь притягивается и все контакты одновременно переключаются. Силовые контакты используются для подключения электродвигателя к сети, а вспомогательные нужны для построения схемы управления, поэтому они могут быть нормально открытыми или закрытыми. После снятия управляющего напряжения, под действием пружин устройство возвращается в исходное состояние.
• Реверсивный пускатель — это два одинаковых магнитных пускателя, закреплённые на одном основании, с общим корпусом. Предназначен аппарат для реверсирования трёхфазных двигателей, поэтому силовые контакты соединены между собой определённым образом.
• Тепловое реле — устройство для защиты двигателя от перегрева, вызванного повышенными токами в обмотках.
• Контактор — коммутирующее устройство во многом аналогичное магнитному пускателю. Но в отличие от него может иметь от двух до четырёх нормально открытых силовых контактов с дугогасительными камерами и предназначен для переключения больших токов.
• Автоматический выключатель — аппарат для защиты от токов короткого замыкания.

Для того чтобы электродвигатель поменял своё вращение нужно изменить его магнитное поле. Для этого необходимо произвести некоторые переключения, которые зависят от типа электрической машины.

Принцип работы асинхронного двигателя

Работа электродвигателя может осуществляться как в трехфазном, так и однофазном режиме. Принцип действия схем меняется незначительно, однако имеются некоторые дополнения в устройстве питания от однофазной сети.

Трехфазная сеть

Электрическая принципиальная схемя реверсивного пуска трёхфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором выглядит следующим образом (схема представлена на Рис.1)Питание всей схемы осуществляется от трёхфазной сети переменного тока с напряжением 380 В через автомат АВ.

Для того чтобы сделать реверс такой электрической машины (М), нужно изменить чередование двух любых фаз, подключённых к статору. На схеме магнитный пускатель Мп1 отвечает за прямое вращение, а Мп2 — за обратное. На рисунке видно, что при включении Мп1 происходит чередование фаз на статоре А, В, С, а при включении Мп2 — С, В, А, то есть фазы А и С меняются местами, что нам и нужно.

При подаче на схему напряжения, катушки Мп1 и Мп2 обесточены. Их силовые контакты Мп1.3 и Мп2.3 разомкнуты. Электродвигатель не вращается.

При нажатии на кнопку Пуск1, подаётся питание на катушку Мп1, пускатель срабатывает и происходит следующее:

1. Замыкаются силовые контакты Мп1.3, питающее напряжение подаётся на обмотки статора, двигатель начинает вращаться.
2. Замыкается нормально разомкнутый вспомогательный контакт Мп1.1. Этот контакт обеспечивает самоблокировку пускателя Мп1. То есть, когда кнопка Пуск1 будет отпущена, катушка Мп1 останется под напряжением благодаря контакту Мп1.1 и пускатель не отключится.
3. Размыкается нормально закрытый вспомогательный контакт Мп1.2. Этот контакт разрывает цепь управления катушкой Мп2, таким образом, обеспечивается защита от одновременного включения обоих контакторов.

Если возникла необходимость остановить двигатель или произвести реверс, нужно нажать

кнопку Стоп. При этом размыкается цепь питания Мп1, контактор отключается, его контакты возвращаются в первоначальное состояние, показанное на рисунке, электродвигатель останавливается.

Для того чтобы двигатель начал вращаться в обратную сторону, нужно нажать кнопку Пуск2. По аналогии с Мп1, сработают контакты Мп2.3, Мп2.1, Мп2.2, произойдёт переключение фаз на обмотке статора и двигатель начнёт вращаться в противоположном направлении.

Питание схемы управления осуществляется от двух фазовых проводов. При таком включении должны быть использованы контакторы с катушками на 380 В. Предохранители Пр1 и Пр2 обеспечивают защиту от токов короткого замыкания. Кроме того, извлечение этих предохранителей позволяет полностью обесточить все элементы управления и избежать риска получения электротравм при обслуживании и ремонте.

Защиту электрической машины от перегрузок обеспечивает тепловое реле РТ. При протекании повышенного тока в любой из трёх обмоток статора происходит нагрев биметаллической пластины РТ, в результате чего она изгибается. При определённом токе пластина нагревается настолько, что её изгиб вызывает срабатывание теплового реле, из-за чего оно размыкает свой нормально закрытый контакт РТ в схеме управления катушками Мп1 и Мп2 и двигатель отключается от сети.

Время срабатывания зависит от величины тока: чем выше ток, тем меньше время срабатывания. Благодаря тому, что РТ действует с некоторой задержкой, пусковые токи, которые могут в 7-10 раз превышать номинальные, не успевают спровоцировать срабатывание защиты.

В зависимости от типа устройства и настроек после срабатывания теплового реле возможны два варианта возвращения схемы в рабочее состояние:

• Автоматический — после остывания чувствительного элемента реле возвращается в нормальное состояние и двигатель можно запустить кнопкой Пуск.
• Ручной — нужно нажать специальный флажок на корпусе РТ, после этого контакт замкнётся и схема будет готова к запуску.

Рассмотренная схема реверса трехфазного двигателя может видоизменяться в зависимости от условий и потребностей. Например, питание схемы управления можно осуществлять от сети 12 В, в этом случае все элементы управления будут находиться под безопасным напряжением и такую установку можно без риска использовать при высокой влажности.

Реверс двигателя можно осуществлять только в том случае, когда двигатель полностью неподвижен, иначе пусковые токи возрастут в несколько раз, что приведёт к срабатыванию защиты. Для того чтобы контролировать выполнение этого условия, в схему управления могут быть добавлены реле времени, контакты которых подключаются последовательно к МП2.2 и Мп1.2. Благодаря этому, после нажатия кнопки Стоп двигатель можно будет запустить в противоположном направлении только по истечении несколько секунд, которые необходимы для полной остановки механизма.

Однофазный режим

Для того чтобы трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором работал от однофазной сети 220 В, используется схема подключения с пусковым и рабочим конденсаторами.

От обмотки статора электродвигателя отходит три провода. Два провода подключаются напрямую к фазному и нулевому проводам, а третий соединяется с одной из питающих жил через конденсатор. В этом случае направление вращения зависит от того, к какому из питающих проводников подключён конденсатор.

Если требуется превратить такую схему подключения в реверсивную, её нужно дополнить тумблером, который будет переключать ёмкость с одного провода питания на другой.

Машины постоянного тока

Реверсивный пуск двигателя постоянного тока можно осуществить изменением полярности подключения обмотки якоря или обмотки возбуждения. В зависимости от того, как эти две обмотки соединены между собой, двигатели постоянного тока имеют следующие типы возбуждения:

• независимое — обмотки возбуждения и якоря запитывают от различных источников;
• последовательное;
• параллельное;
• смешанное.

Двигатели постоянного тока могут уйти вразнос — режим работы машины, при котором обороты увеличиваются настолько, что это приводит к механическому повреждению.

В случае применения коллекторного двигателя с параллельным или независимым возбуждением такой режим может возникнуть при обрыве обмотки возбуждения. Поэтому схема подключения реверсивного двигателя в этом случае строится таким образом, чтобы осуществлялось переключение обмотки якоря, а обмотка возбуждения должна быть напрямую подключена к источнику питания. То есть недопустимо цепь возбуждения подключать через какие-либо контакты или предохранители.

В остальном схема управления отличается от реверсивного подключения трехфазного двигателя только тем, что происходит переключение двух питающих проводов постоянного тока, вместо трёх фаз переменного.

Плюсы использования магнитных пускателей

Основным элементом в реверсивных схемах подключения электродвигателя является магнитный пускатель. Применение этих аппаратов позволяет решить ряд задач:

• Одновременное подключение трёх фаз.
• Осуществление коммутации больших токов малыми сигналами. Некоторые аппараты могут коммутировать токи порядка сотен ампер, а ток необходимый для питания катушки редко превышает один ампер.
• Дистанционный запуск. Благодаря конструкции пускателя и малым токам срабатывания, кнопки управления могут находиться на расстоянии нескольких сотен метров от электродвигателя, что, в свою очередь, обеспечивает не только удобство эксплуатации, но и безопасность оператора.
• Нулевая защита. Если в процессе работы отключится напряжение, например, из-за срабатывания токовой защиты, то после возобновления электроснабжения, механизм начнёт работать самопроизвольно, что может привести не только к порче оборудования, но и к человеческим жертвам. Применение контактора исключает такую вероятность, так как после обесточивания он отключится и будет сохранять своё состояние до тех пор, пока оператор не нажмёт кнопку запуска.
• Универсальность. Катушки для определённого типа пускателей имеют одинаковые характеристики и конструкцию, но напряжение срабатывания может быть разным. Благодаря этому, установив соответствующую катушку, контактор можно использовать в различных сетях. Об этой особенности следует помнить при замене одного пускателя на другой, так как внешне совершенно одинаковые устройства, могут иметь разное рабочее напряжение.

Техника безопасности

При монтаже, наладке и ремонте необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

В случае работы со схемой управления электродвигателями для полного отключения нужно обесточить силовую часть и цепи управления. Некоторые электродвигатели могут получать питание от двух независимых источников питания, поэтому необходимо обязательно изучить схему подключения. Произведите необходимые отключения и проверьте индикатором отсутствие напряжения не только на силовых, но и на вспомогательных контактах.

Если в схеме установлены конденсаторы, после отключения питания следует дать им время для разрядки, прежде чем касаться токопроводящих частей.

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 реверсивного управления асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Всем привет. Рад вас видеть у себя на сайте. Тема сегодняшней статьи: Реверсивное управление асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором.

В наше время асинхронные двигателя очень широко используются на производственных предприятиях. Их устанавливают практически на всём оборудование. А ещё бы и не ставить, ведь они самые простые в конструкции, имеют самую простую схему запуска и практически не требуют профилактических ремонтов.

Но мы сегодня не будем говорить о достоинствах и преимуществах этих двигателей, давайте лучше поговорим, о том, как же изменить направления движения этих электрических машин.

Но прежде чем рассматривать схему реверса, я советую вам почитать такие статьи:

Схема пуска асинхронного двигателя.

Расчёт тока электродвигателя.

Думаю, эти статьи будут вам очень полезны.

Теперь, переходим к практике. Специально для читателей своего сайта, я нарисовал схему реверса на листке бумаги, сфотографировал её, и делюсь с вами. Картинка получилась неплохо, и все основные элементы на ней видно. Но если вдруг вам что-то не понятно, то задавайте свои вопросы в комментариях. Я с радостью на них отвечу.

Схема запуска и реверсивного управления трёхфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Давайте для начала рассмотрим все элементы схемы.

QF – автоматический выключатель. Нужен для коммутации электрической схемы и для защиты от токов короткого замыкания.

KM1, KM2 – электромагнитные пускатели. Нужны для дистанционного запуска электродвигателя, и в данной схеме используются для реверса.

KK – тепловое реле. Используется для защиты электропривода от перегруза.

FU – предохранитель. Нужен для защиты цепей управления от токов короткого замыкания. И так же выступает в роли защиты от самопроизвольного включения привода в работу.

SB3 – кнопка стоп

SB1 – кнопка пуск «вперёд» или «вправо» и так далее.

SB2 – кнопка пуск «назад» или «влево» и так далее.

KM1, KM2 – блок-контакты электромагнитных пускателей. Нужны для подхвата.

KM1, KM2 – дополнительные блок-контакты пускателей. Выступают в роли блокировки от включения двух пускателей одновременно.

KM1, KM2 – катушки пускателей. Нужны для управления электромагнитными пускателями.

К – контакт теплового реле.

М – мотор

По элементам разобрались. Теперь давайте поговорим о том, как работает эта схема.

Для того чтобы запустить в работу электродвигатель, мы должны подать на него напряжение. Для этого включаем автоматический выключатель QF. Напряжение подаётся на контакты пускателей, и на цепь управления.

Теперь, чтобы двигатель начал вращаться нажимаем кнопку SB1. Этим действием мы подаём напряжение на катушку пускателя КМ1, пускатель втягивается, замыкаются силовые контакты и так же замыкается блок-контакт КМ1, а блок-контакт КМ2 размыкается. Двигатель при этом начинает вращаться

Теперь, чтобы запустить двигатель в другую сторону, нам нужно его сначала остановить. Для этого нажимаем кнопку SB3. Этим движением мы прекращаем подачу напряжения на цепь управления, и двигатель в любом случае остановиться, независимо от того в какую сторону он вращался.

Теперь для запуска электродвигателя в противоположную сторону. Нажимаем кнопку SB2. Напряжение подаются на катушку второго пускателя, он втягивается, замыкаются силовые контакты, замыкаются блок-контакты для подхвата, и размыкаются дополнительные блок-контакты. Двигатель начинает вращаться.

По сути, если разобраться, то схема очень простая. Главное понять принцип действия, и тогда вы легко сможете эту схему, переделать под свой какой-то вариант.

На этом у меня всё. Если есть вопросы, то задавайте их в комментариях. Если статья была вам полезной, то поделитесь нею со своими друзьями в социальных сетях, вступайте в группу и подписывайтесь на обновления сайта. Пока.

С уважением Александр!

Читайте также статьи:

Цепи управления двигателем [часть c]

---

---

Продолж. из части б

---

Реверс двигателя и толчковый режим

Реверс асинхронных двигателей переменного тока

РЕВЕРСИВНЫЙ ТРЕХФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ СТАРТЕР ДВИГАТЕЛЯ

Для некоторых приложений требуется, чтобы двигатель работал в любом направлении. Замена любых двух проводов на трехфазный асинхронный двигатель приведет к он должен работать в обратном направлении.

Промышленный стандарт предусматривает замену фазы A (линия 1) и фазы C (строка 3), а фаза B (строка 2) остается прежней. Реверсивные стартеры используются для автоматического выполнения смены фаз.

Силовая цепь трехфазного магнитного реверсивного двигателя полного напряжения стартер показан на рис. 26.

Этот пускатель состоит из двух 3-полюсных контакторов с одним сборка реле перегрузки. Контактор слева обычно обозначается как передний контактор и правый контактор обычно обозначают как обратный контактор.Силовая цепь двух контакторов соединена между собой. с помощью шин или перемычек. Силовые контакты (F) переднего контактора, в закрытом состоянии подключите L1, L2 и L3 к клеммам двигателя T1, T2 и T3, соответственно. Силовые контакты (R) реверсивного контактора, когда замкнуты, подключите L1 к клемме двигателя T3 и подключите L3 к клемме двигателя T1, вызывая двигатель вращается в обратном направлении. Независимо от того, работает ли контактор прямого или обратного хода, силовые соединения работают через тот же набор реле перегрузки.Только один узел реле перегрузки требуется, так как обмотки двигателя должны быть защищены от одинакового тока уровень независимо от направления вращения.

Когда двигатель реверсируется, важно, чтобы оба контактора не находились под напряжением. в то же время. Активация обоих контакторов вызовет короткое замыкание, поскольку два линейных провода на одном контакторе перепутаны. Оба механические и электрические блокировки используются для предотвращения прямого и обратного контакторы от одновременного включения.

Механическая блокировка обычно устанавливается на заводе и использует систему рычагов, чтобы предотвратить одновременное включение обоих контакторов. Пунктирная линия указывает на то, что катушки F и R не могут замкнуть контакты. одновременно из-за механической блокировки устройства. Например, при подаче питания на катушку контактора переднего хода рычаг перемещается в таком положении. способ физически заблокировать движение реверсивного контактора. Даже при подаче напряжения на катушку реверсивного контактора контакты не сработают. закрыть, потому что механическая блокировка физически блокирует реверс контактор.

Катушка контактора прямого хода должна быть обесточена перед контактором обратного хода. может работать. Тот же сценарий применяется, если обратный контактор находится под напряжением. Известно, что механические блокировки выходят из строя, и по этой причине дополнительные электрическая блокировка используется для дополнительной защиты.

Рис. 27 Механическая блокировка контакторов прямого и обратного хода.

Рис. 26 Магнитный пускатель трехфазного реверсивного двигателя полного напряжения.Вперед контактор; Обратный контактор; ПР готово; NEMA тип

Рис. 28 Магнитный реверсивный пускатель с электрической блокировкой в ​​двигателе стартер.

Рис. 29 Блокировка кнопок.

Илл.30 Концевые выключатели, встроенные в цепь реверсивного пускателя ограничить поездки.

В большинстве реверсивных пускателей используются вспомогательные контакты, управляемые передним ходом. и обратные катушки для обеспечения электрической блокировки.Когда катушка под напряжением рама контактора перемещается и активирует вспомогательный контакты, установленные на контакторе. Вспомогательные контакты подключены к цепи управления двигателем и состоянию контактов (нормально разомкнутые или замкнутый) связан с катушкой контактора.

Схема управления показывает, как работает блокировка вспомогательного контакта. и его можно резюмировать следующим образом:

• Нормально замкнутый контакт, управляемый прямой катушкой, подключен последовательно с обратной катушкой.

• Нормально замкнутый контакт, управляемый обратной катушкой, подключен последовательно с передней катушкой.

• Когда передняя катушка находится под напряжением, нормально замкнутый контакт в серия с обратной катушкой открывается, чтобы предотвратить обратную катушку находясь под напряжением.

• Когда обратная катушка находится под напряжением, нормально замкнутый контакт в серия с передней катушкой открывается, чтобы предотвратить прямую катушку под напряжением.

• Чтобы реверсировать двигатель с помощью этой схемы управления, оператор должен нажать кнопку остановки, чтобы обесточить соответствующую катушку, повторно включив соответствующую нормально замкнутый контакт.

• Реверсивные пускатели обычно подключаются к электрической блокировке на заводе.

• Механическая и электрическая блокировка стартера обеспечивает достаточную защиту. для большинства схем управления реверсивным двигателем.

Электрическая кнопочная блокировка с размыкающим, нормально замкнутым и нормально разомкнутые контакты переключателя на кнопках прямого и обратного хода.Схема управления показывает, как работает блокировка кнопок и можно резюмировать следующим образом:

• Блокировка достигается подключением нормально замкнутого контакта. кнопки реверса последовательно с нормально разомкнутым контактом кнопка вперед.

• Нормально замкнутый контакт кнопки реверса действует как другой кнопка остановки в прямом контуре.

• Нормально разомкнутый контакт при обратном толкании, но используется как кнопка запуска для обратной цепи.

• При нажатии кнопки реверса ее нормально замкнутый контакт размыкается. цепь к прямой катушке и в то же время ее нормально замкнутый контакт замыкает цепь обратной катушки.

• При нажатии кнопки «Вперед» ее нормально замкнутый контакт размыкается. цепь к обратной катушке и в то же время ее нормально замкнутый контакт замыкает цепь на переднюю катушку.

• Двигатель меняет направление немедленно без нажатия кнопки останова. нажал.Будьте осторожны при реверсировании больших двигателей, так как внезапный рывок может повредить оборудование, которым управляет двигатель.

Высокие пусковые токи могут вызвать повреждение как двигателя, так и контроллера. если двигатель вращается, не давая достаточно времени для скорости мотор на убавку.

• Блокировка кнопок должна использоваться вместе с механическими и вспомогательная электрическая блокировка и предназначена для дополнения этих методы, а не заменять их.

Концевые выключатели могут использоваться для ограничения хода электроприводов. двери, конвейеры, подъемники, рабочие столы для станков и аналогичные устройства. Схема управления показывает, как могут быть встроены концевые выключатели. в цепь реверсивного стартера для ограничения хода. Работа схему можно резюмировать следующим образом:

• Нажатие кнопки переднего хода включает катушку F.

• Дополнительный контакт памяти F замыкается для герметизации и поддержания катушки F.

• Дополнительный контакт блокировки F размыкается для отключения реверсивной цепи.

• Силовые контакты F замыкаются, и двигатель вращается в прямом направлении.

• Если нажата кнопка останова или передний концевой выключатель, цепь удержания катушки F размыкается, обесточивая катушку и возвращая все F контакты в нормальном обесточенном состоянии.

• Нажатие кнопки реверса включает катушку R.

• Дополнительный контакт памяти R замыкается, чтобы запечатать и поддерживать обмотку R.

• Дополнительный контакт блокировки R размыкается, чтобы изолировать прямую цепь.

• Силовые контакты R замыкаются, и двигатель вращается в обратном направлении.

• При срабатывании кнопки останова или концевого выключателя заднего хода цепь удержания катушки R размыкается, обесточивая катушку и возвращая все Контакты R в нормальном обесточенном состоянии.

• Расположение концевых выключателей в цепи позволяет хода, который должен быть остановлен, если двигатель приводит в движение устройство, имеющее ограничения к его путешествию.На противоположное направление не влияет одно ограничение движения. открываются. Как только двигатель реверсируется и привод не работает дольше удерживая концевой выключатель разомкнутым, он вернется в свое нормально замкнутое положение. позиция.

На рисунке 31 показано, как подключается однофазный двигатель с конденсаторным пуском. работать в прямом и обратном направлениях с помощью реверсивного стартера. Направление вращения меняется путем смены пусковой обмотки. выводов, а выводы обмотки хода остаются прежними.В отличие от трехфазного двигателя, однофазный двигатель с конденсаторным пуском должен замедлиться. вниз перед любой попыткой изменить направление вращения. Центробежный переключатель в цепи пусковой обмотки размыкается примерно на 75 процентов скорости двигателя, и должно быть разрешено повторное включение до того, как двигатель задний ход.

Некоторые операции на станках требуют повторения для направления и реверса. действия в их эксплуатации. На рисунке 32 изображена возвратно-поступательная машина. процесс, в котором используются два концевых выключателя для автоматического управления мотор.

Каждый концевой выключатель (LS1 и LS2) имеет два набора контактов, один обычно открытый, а другой нормально закрытый. Работа схемы может быть резюмируется следующим образом:

• Кнопки пуска и останова используются для запуска и завершения автоматическое управление двигателем концевыми выключателями.

Рис. 31 Реверс однофазного двигателя.

Рис. 32 Обработка поршневых машин. Трехфазный реверсивный двигатель;

• Контакт CR1 используется для поддержания цепи к управляющему реле во время работа схемы.

• Контакт CR2 используется для замыкания и размыкания линейной цепи в прямом направлении. и обратная схема управления.

• Использование реле управления и его кнопок пуска и останова также обеспечивает защита от низкого напряжения — то есть двигатель остановится при подаче питания сбой напряжения, и двигатель не перезапустится автоматически, когда питание напряжение восстанавливается.

• Нормально замкнутый контакт концевого выключателя LS2 действует как останов для передний контроллер и нормально разомкнутый контакт концевого выключателя LS1 действует как пусковой контакт для прямого контроллера.Вспомогательный контакт переднего стартера включен параллельно нормально открытый контакт концевого выключателя LS1 для поддержания цепи во время работы двигателя в прямом направлении.

• Нормально замкнутый контакт концевого выключателя LS1 подключен как стопор. контакт для реверсивного стартера, и нормально разомкнутый контакт предела Переключатель LS2 подключен как пусковой контакт для реверсивного стартера. Вспомогательный контакт на реверсивном пускателе подключен параллельно нормально разомкните контакты концевого выключателя LS2 для поддержания цепи, пока двигатель работает в обратном направлении.

• Электрическая блокировка достигается добавлением нормально замкнутый контакт последовательно с каждым стартером и управляемый стартером для обратного направления вращения мотора.

• Реверс направления вращения двигателя обеспечивается действие концевых выключателей. Когда концевой выключатель LS1 перемещается из нормальное положение, нормально разомкнутый контакт замыкает катушку возбуждения F и нормально замкнутый контакт размыкается и выпадает катушка R.Обратное действие выполняется концевым выключателем LS2 и, таким образом, реверсирует в любом направлении. предоставлен.

• Кнопки прямого и обратного хода служат для запуска двигателем вперед или назад, чтобы концевые выключатели могли взять на себя автоматический контроль.

Реверс двигателей постоянного тока

Реверс двигателя постоянного тока может быть выполнен двумя способами:

• Изменение направления тока якоря на обратное и выход из поля тока то же самое.

• Изменение направления тока возбуждения на обратное и выход из якоря. тока то же самое.

Большинство двигателей постоянного тока реверсируются путем переключения направления тока. через арматуру. Действие переключения обычно происходит в якорь, потому что якорь имеет гораздо меньшую индуктивность, чем поле. Более низкая индуктивность вызывает меньшее искрение переключающих контактов при двигатель меняет направление.

ил.33 показана силовая цепь для реверсирования двигателя постоянного тока с помощью электромеханической и электронное управление. Для электромеханического управления передний контактор заставляет ток течь через якорь в одном направлении, и обратный контактор заставляет ток течь через якорь в противоположном направление. Для твердотельного электронного управления предусмотрены два набора тиристоров. Один комплект используется для протекания тока в одном направлении через якорь, а второй набор используется для протекания тока в обратном направлении.

Рис. 33 Цепи реверсивного питания двигателя постоянного тока. Электромеханическое управление; Электронное управление; Схема прямого запуска

Бег трусцой

Толчок (иногда называемый толчковым) — это кратковременное срабатывание двигателя. с целью выполнения небольших перемещений ведомой машины. Он включает в себя операцию, при которой двигатель работает, когда нажимная кнопка нажата и остановится, когда кнопка будет отпущена.

Толчковый режим используется для частого запуска и кратковременной остановки двигателя. периоды времени.

В кнопочной схеме толчкового режима, показанной на рис. 34, используется стандартный пуск / останов. цепь управления с двухконтактной толчковой кнопкой: одна нормально замкнутая контакт и один нормально разомкнутый контакт. Работа схемы может можно резюмировать следующим образом:

• Нажатие кнопки пуска активирует катушку стартера M, в результате чего Основные контакты M должны замкнуться для запуска двигателя и вспомогательный контакт M закрыть для поддержания цепи катушки М.

• Когда катушка M обесточена, а затем нажата кнопка толчкового режима, замкнута цепь для катушки M вокруг вспомогательной поддержки M контакт.

• Главные контакты M замыкаются для запуска двигателя, но цепь поддержания неполный, поскольку нормально замкнутый контакт толчкового режима открыт.

• В результате катушка стартера M не заедает; вместо этого он может оставаться под напряжением только до тех пор, пока кнопка Jog полностью нажата.

• При быстром отпускании толчковой кнопки, если она нормально замкнута контакты повторно замыкаются до размыкания контакта M, поддерживающего стартер, двигатель будет продолжать бежать.В некоторых приложениях это может быть опасно. рабочим и машинам.

Цепь срабатывания реле управления, показанная на рис. 35, намного безопаснее, чем предыдущая схема. Используется одноконтактная толчковая кнопка; Кроме того, схема включает реле управления толчковым режимом (CR). Работа схему можно резюмировать следующим образом:

• Нажатие кнопки запуска завершает цепь для катушки CR, замыкание контактов CR1 и CR2.

• Контакт CR1 замыкает цепь катушки M, запуская мотор.

• Замыкается поддерживающий контакт М; это поддерживает схему для Катушка М.

• Нажатие кнопки толчкового режима включает только катушку M, запускающую двигатель. Оба контакта CR остаются открытыми, а катушка CR обесточивается. Катушка М не останется под напряжением, когда кнопка толчкового режима будет отпущена.

На рис. 36 показано использование селекторного переключателя в цепи управления для получить бег трусцой.Кнопка пуска выполняет функцию кнопки толчка. Операция схемы можно резюмировать следующим образом:

• Когда селекторный переключатель находится в рабочем положении, поддержание цепь не разорвана. Если кнопка пуска нажата, цепь катушки M завершено и поддерживается.

• При повороте переключателя в положение толчкового режима открывается схема. Нажатие кнопки запуска завершает цепь для катушки M, но поддерживающая цепь разомкнута.Когда кнопка пуска отпущена, Катушка M обесточена.

Рис. 34 Цепь задания с кнопкой.

Рис. 35 Цепь толчкового режима с управляющим реле.

Рис. 36 Цепь управления пуском / остановом / толчковым переключением.

ВИКТОРИНА :

1. Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя? быть отмененным?

2. Из каких компонентов состоит электромагнитный реверсивный пускатель двигателя?

3.Что бы произошло, если бы оба контактора реверсивного пускателя двигателя были получить при этом энергию?

4. Объясните действие механической блокировки в реверсивном магнитном стартер двигателя.

5. Объясните, как обеспечить электрическую блокировку с помощью вспомогательных контактов.

6. Какие типы кнопок прямого и обратного хода используются для кнопки? блокировка?

7. Как осуществляется реверсирование однофазного конденсаторного пускового двигателя. с помощью магнитного пускателя двигателя?

8.Почему большинство двигателей постоянного тока меняют направление вращения путем переключения направления тока поток через якорь, а не через поле?

9. Для чего используется толчковый регулятор?

---

Реверсивные двигатели переменного тока

и двигатели переменного тока с электромагнитным тормозом

Двигатели переменного тока

имеют одинаковую теорию работы, но, немного изменив их конструкцию, вы можете изменить их характеристики в соответствии с определенными сферами применения. В прошлом посте я сосредоточился на асинхронных двигателях переменного тока для однонаправленных приложений.В этом посте я объясню, что делает реверсивные двигатели переменного тока и двигатели переменного тока с электромагнитным тормозом идеальными для пуска / останова, реверсирования или вертикального применения, и продемонстрирую, как ими управлять.

Реверсивные двигатели

Во-первых, давайте разберемся, почему реверсивные двигатели называются реверсивными двигателями, чтобы устранить путаницу. Все двигатели переменного тока с постоянными разделенными конденсаторами являются реверсивными. Однако асинхронные двигатели не могут мгновенно изменить направление вращения, так как сначала они должны полностью остановиться.Реверсивные двигатели могут реверсировать направление намного быстрее. Например, асинхронные двигатели можно реверсировать, переключая их подводящие провода, но поскольку он имеет выбег примерно на 30 оборотов по сравнению с перебегом на 5 оборотов , предлагаемым реверсивными двигателями, они не являются самым идеальным типом двигателя для использования, если мгновенно реверсирование необходимо.

Перебег рассчитывается путем измерения количества оборотов вала двигателя, которое требуется для остановки двигателя после отключения питания. Первый закон движения Ньютона гласит, что неподвижный объект остается в покое, а объект в движении остается в движении; если не применяется какая-либо внешняя сила, например трение.По сравнению с реверсивным двигателем с тормозным трением, единственными компонентами, создающими трение внутри асинхронного двигателя, являются шарикоподшипники, поэтому у асинхронных двигателей время перебега намного больше.

Реверсивные двигатели идеальны для пуска / останова или реверсивных приложений , которые требуют более короткого выбега, чем асинхронные двигатели, такие как реверсивные конвейеры. Они выделяют больше тепла, поэтому рекомендуется рабочий цикл 50% (максимум 30 минут непрерывной работы).

Сравнение конструкции с асинхронными двигателями

Конструкция асинхронных двигателей	Конструкция реверсивных двигателей
	То же, что и асинхронные двигатели, за исключением дополнительных компонентов фрикционного тормоза, перечисленных ниже:

Основное конструктивное различие между асинхронным двигателем и реверсивным двигателем заключается в добавлении фрикционного тормоза (изображенного выше), который позволяет реверсивным двигателям значительно сокращать выбег и выполнять операции пуска / останова и реверсирования.Пружина непрерывно прижимает фрикционный тормоз к якорю и уменьшает выбег двигателя, когда поступает команда на останов. Удерживающий момент, создаваемый фрикционным тормозом, составляет всего около 10% от выходного крутящего момента двигателя. Этот крутящий момент можно увеличить за счет передаточного числа, но он предназначен для уменьшения перебега; не держать груз вертикально.

Еще одним конструктивным отличием является использование сбалансированной обмотки . Это означает, что первичная и вторичная обмотки имеют одинаковое сопротивление и индуктивность.Это обеспечивает равный крутящий момент независимо от того, какая фаза активирована или в каком направлении вращается двигатель. В сочетании с фрикционным тормозом эти 2 функции позволяют менять направление движения на лету.

Поскольку фрикционный тормоз постоянно трется о якорь, мы используем конденсатор , номинал которого выше, чем у асинхронных двигателей, для увеличения пускового момента при пуске и реверсе. Из-за повышенной рабочей температуры мы также снижаем рабочий цикл до 50% (50% включено, 50% выключено).Однако до тех пор, пока вы можете поддерживать температуру корпуса двигателя ниже 100 ° C, двигатель прослужит.

Теория работы

Когда питание подается на медные обмотки статора, вокруг ротора создается вращающееся магнитное поле со скоростью колебаний переменного тока. Согласно правилу левой руки Флеминга, движущееся магнитное поле индуцирует ток на алюминиевых стержнях (проводнике) в стальном роторе, который генерирует свои собственные противоположные магнитные поля (закон Ленца).Магнитные поля от ротора затем взаимодействуют с вращающимся магнитным полем от статора, и ротор начинает вращаться.

Хотите узнать больше о теории работы двигателей переменного тока?

Электропроводка

Вот схема подключения однофазных реверсивных двигателей (таких же, как однофазные асинхронные двигатели). Поскольку трехфазные двигатели часто используются с инверторами или частотно-регулируемыми приводами для непрерывного регулирования рабочей скорости, трехфазный реверсивный двигатель не является обычным явлением. FYI направление вращения двигателя указано, если смотреть со стороны выходного вала двигателя.

Хотя принцип работы должен быть одинаковым для всех однофазных двигателей переменного тока с постоянным разделенным конденсатором, представленных на рынке, цвета выводных проводов могут быть разными.

Для стандартного 3-проводного двигателя цвета выводных проводов — белый, красный и черный. Черный всегда связан с нейтралью (N). И белый, и черный подключены к 2 клеммам специального конденсатора.Когда ток (L) подключен к черному или красному через клемму конденсатора, двигатель начнет вращаться в заданном направлении. Для двигателей с клеммной коробкой принцип работы такой же. Однако клеммы обозначены Z2, U2 и U1.

Конденсатор

Для однофазных двигателей конденсатор важен для запуска. Без пускового момента, обеспечиваемого конденсатором, вам придется помогать запускать двигатель, вручную вращая вал.Это как старые пропеллеры старинного самолета. Убедитесь, что вы не забыли правильно подключить конденсатор. Это был очень распространенный случай устранения неполадок, когда я работал инженером службы поддержки.

Вот пример подключения 4-контактного конденсатора и однофазного двигателя.

Пусть вас не смущает количество выводов на конденсаторе. На схеме внутренней проводки ниже показано, что две ближайшие клеммы имеют внутреннее соединение. В электрическом отношении это то же самое, что и у традиционных конденсаторов с двумя выводами, которые имеют только по одному выводу с каждой стороны.

Как и все двигатели, не забудьте электрически заземлить двигатели с помощью специальной клеммы защитного заземления (PE), чтобы избежать удара или травм персонала.

Вот демонстрационное видео, чтобы показать вам, как выглядит стандартная проводка.

Двигатели с электромагнитным тормозом

Подобно реверсивному двигателю, двигатель с электромагнитным тормозом представляет собой реверсивный двигатель с присоединенным электромагнитным тормозом, активируемым при отключении питания.Поскольку базовый двигатель является реверсивным, рабочий цикл равен 50% (максимум 30 минут непрерывной работы). Разница в том, что двигатели с электромагнитным тормозом обеспечивают более короткий выбег и больший удерживающий момент.

Двигатели с электромагнитным тормозом предназначены для вертикальных применений , таких как грузовые лифты. Электромагнитный тормоз, активируемый при отключении питания, обеспечивает крутящий момент, близкий к номинальному, и помогает сохранить нагрузку (и любой персонал) в безопасности в случае сбоя питания во время работы.

Электромагнитный тормоз предназначен для блокировки вала двигателя, чтобы удерживать груз на месте. Он также снижает перебег с 30 до примерно 2 оборотов . Для приложений пуска / останова максимальный рабочий цикл электромагнитного тормоза составляет 50 циклов в минуту или меньше. Для более высоких рабочих циклов рекомендуется использовать либо тормозной блок, двигатель сцепления и тормоза, либо шаговые двигатели с высоким КПД.

Электромагнитный тормоз использует то же напряжение, что и двигатель, и предназначен для включения / фиксации нагрузки на месте.Когда катушка магнита находится под напряжением, она становится электромагнитом и притягивает якорь против силы пружины, тем самым освобождая тормоз и позволяя валу двигателя свободно вращаться. Когда катушка магнита не находится под напряжением, пружина прижимает якорь к ступице тормоза и удерживает вал двигателя на месте.

По сравнению с асинхронными и реверсивными двигателями, способ подключения электродвигателей с электромагнитным тормозом немного сложнее, поскольку задействовано больше компонентов.Конденсатор также необходим для однофазных двигателей с электромагнитным тормозом. Предлагается трехфазный электродвигатель с электромагнитным тормозом для систем с регулируемой скоростью; из-за того, что базовый двигатель представляет собой асинхронный двигатель с продолжительной нагрузкой, а не реверсивный двигатель с ограниченной продолжительностью.

Если вы следуете приведенной выше схеме подключения и используете указанные переключатели, электромагнитный тормоз автоматически включается при остановке двигателя и отключается при его вращении. Переключатель SW1 контролирует мощность двигателя и мощность торможения, а переключатель SW2 управляет направлением двигателя.

Вот демонстрационное видео, чтобы показать вам, как выглядит правильная проводка, включая автоматические выключатели, переключатели и модули цепи CR (для подавления перенапряжения).

Перебег, сравнение рабочего цикла

Вот краткое изложение основных различий между асинхронными двигателями, реверсивными двигателями и двигателями с электромагнитным тормозом.

Тип двигателя	Перебег	Рабочий цикл
Асинхронный двигатель	30 ~ 40 оборотов	Непрерывный
Реверсивные двигатели	5 ~ 6 оборотов	50%
Двигатели с электромагнитным тормозом	2 ~ 3 оборота	50%

Значение перебега для вала двигателя.Добавление редуктора с высоким передаточным числом, увеличение трения или уменьшение инерции нагрузки — все это методы, которые помогают уменьшить перебег.

Приведенные выше рабочие циклы являются рекомендованными значениями. Как правило, пока вы поддерживаете температуру корпуса двигателя ниже 100 ° C, с двигателем все будет в порядке.

Вот и все, что касается реверсивных двигателей переменного тока и двигателей переменного тока с электромагнитным тормозом. Следите за сообщениями о характеристиках крутящего момента двигателей переменного тока и не забудьте подписаться!

Узнать больше о KII & KIIS Series Вот видео, в котором кратко объясняются асинхронные двигатели переменного тока серий KII и KIIS, реверсивные двигатели переменного тока и двигатели переменного тока с электромагнитным тормозом, а также их предполагаемое применение.

Реверсивные трехфазные асинхронные двигатели

Трехфазный асинхронный двигатель Вращение двигателя можно изменить, изменив любые две из трех линий питания двигателя. Обычной стандартной практикой является переключение линии 1 и линии 3. Когда двигатель должен вращаться по часовой стрелке и против часовой стрелки, необходим реверсивный пускатель.

Реверсивный стартер

Реверсивные пускатели — это двух-трехполюсные контакторы, в которых один из контакторов содержит один набор перегрузок.

Оба контактора должны содержать набор нормально замкнутых вспомогательных контактов вместе с нормально разомкнутыми герметичными контактами. Нормально замкнутые контакты будут использоваться для блокировки. Вспомогательная блокировка соединена последовательно с противоположной катушкой. Этот метод подключения катушек через противоположные вспомогательные нормально замкнутые контакты предотвращает одновременное включение катушек пускателей, что может быть очень опасно, даже если они подключены неправильно.

Большинство реверсивных пускателей также содержат механическое блокировочное устройство, которое также служит средством блокировки катушек от одновременного нажатия. Часто техники используют отвертки для ручного включения катушек стартера. Этот метод устранения неполадок запрещен и очень опасен.

Блокировка кнопок

Другой метод блокировки — это использование кнопочной блокировки. Блокировка кнопок или кнопок — это метод проводного управления, выполняемый специалистом по контролю.Станция состоит из трех кнопок, одна кнопка является нормально замкнутой кнопкой останова, а две другие — кнопками включения и выключения, содержащими как нормально разомкнутые, так и нормально замкнутые контакты.

Кнопки имеют разводку таким образом, чтобы двигатель мог запускаться как в прямом, так и в обратном направлении. Если требуется, чтобы нагрузка вращалась в противоположном направлении, когда один из контакторов находится под напряжением, нажатие кнопки противоположного вращения приведет к потере питания катушки под напряжением на ее герметичном контакте.В этот момент оба контактора обесточены, позволяя кнопке задействовать неработающую катушку.

Встроенное прерывание цепи управления позволяет обесточить обе катушки перед запуском противоположной катушки. Чтобы обеспечить максимальную безопасность персонала и оборудования, должны быть реализованы все три метода блокировки.

Реверсивный стартер

Конфигурация 1: реверсивный трехфазный асинхронный двигатель

Реверсивный стартер в конфигурации 1 работает следующим образом:

• Контакторы, управляющие прямым или обратным вращением двигателя, могут быть запущены нажатием кнопки прямого или обратного хода.
• Если нажата кнопка переднего хода, мощность будет передана на катушку через вспомогательный контакт заднего хода.
• Катушка будет запитана через передний нормально разомкнутый герметичный контакт.
• В это время кнопка реверса изолирована от цепи, потому что прямой вспомогательный контакт разомкнут, поэтому на реверсивный контактор нельзя подавать питание одновременно или в то же время, когда контактор прямого хода работает.
• Чтобы нажать кнопку реверса и повернуть двигатель в обратном направлении, необходимо нажать кнопку останова, высвободив питание из нормально разомкнутого герметичного контакта пускателя двигателя переднего хода.

Джонс об управлении асинхронными двигателями

Джонс об управлении асинхронными двигателями

Проблема

Базовая и старая система управления

У меня есть небольшой токарный станок (Тайг) у которого был неадекватный двигатель, утилизированный 1/4 л.с. асинхронный двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC). К сожалению, двигатель был рассчитан на прерывистый режим работы, очень сильно нагревается, шумно и не очень эффективно.Он также не был полностью закрыт, так что хорошо стружка имел тенденцию попадать в двигатель (особенно тонкая алюминиевая стружка). Изоляция обмоток двигателя была хорошей, но тем не менее, токопроводящая грязь внутри двигателя — не лучшая идея. Вы можете увидеть механическую схему старой опоры двигателя. здесь или здесь.

Получил новый (б / у) мотор, Бодин 42R5BFCI. Это двигатель PSC мощностью 1700 об / мин и мощностью 1/6 л.с., который потребляет 1,9 А при 115 В 60 Гц. Этот мотор намного эффективнее старого, почти бесшумный и полностью закрытый.Для токарный станок такого размера, 1/6 л.с. кажется вполне достаточным (Тайг рекомендует от 1/6 до 1/4 л.с.), и с тех пор, как я начал использовать этот мотор, я ни разу не заметил потери 1/12 л.с., даже при точении стали. (Обратите внимание на приложение 2021: больше мощности помогло бы, если бы Я использовал этот токарный станок для трепания 2,5-дюймового диска из стального листа толщиной 1/3 дюйма).

С другой стороны, у старого мотора было 3 провода, а у старого новый имеет 6 (2 для запчастей после термоотключения). Моя цель при замене мотора состояла в том, чтобы не вносить никаких изменений в панель управления, потому что пространство под передней бабкой токарного станка очень ограничено.На этой веб-странице обсуждаются варианты, с которыми я столкнулся при подключении нового двигателя. к существующим переключателям управления токарным станком.

Как видно на фото, основание токарного станка, в котором находится система управления, маленький, всего 5,5 на 8,5 дюймов (14 на 21,6 см), с Глубина 2 дюйма (5 см), за исключением колодца для старого конденсатора двигателя. то есть 2,75 дюйма (7 см) в глубину.

Старая система управления

Оригинальный мотор имеет термический отрезать встроен в обмотки двигателя, что отключает мощность двигателя, когда температура находится в пределах 15 ° C от предела двигателя 105 ° C, а с задержкой срабатывания 2.5A тепловой автоматический выключатель установлен на передней панели. Кроме того, есть микропереключатель отключить питание, если крышка над цепями управления открыта или кожух ремня снят. Основными элементами управления на передней панели являются главный выключатель и двухпозиционный переключатель направления вращения. На всех переключателях указано значение 1/2 л.с. или выше.

Вы спросите, а зачем на токарном станке переключатель направления? Токарные станки предназначены для резки в прямом направлении, и на самом деле небезопасно запускать токарный станок в обратном направлении когда заготовка удерживается в патроне, который навинчивается на шпиндель.Задний ход работа безопасна только тогда, когда заготовка удерживается в цанге, которая вклинивается непосредственно в конус шпинделя без промежуточного навинчивания светильники.

Система управления, показанная на схеме выше, работает только для однофазных 3-проводные двигатели PSC, в которых две обмотки двигателя идентичны. Конденсатор значение указано на паспортной табличке двигателя.

Оригинальная разводка типична для разводки небольших приборов, то есть: это достаточно безопасно. Этот токарный станок менее мощный, чем некоторые миксмастеры, и система управления менее сложна, чем регуляторы скорости таких машин.Тем не менее, было бы неплохо, если бы выключатель полностью изолировал двигатель от сети вместо того, чтобы просто отключить горячую сторону линия. Теоретически нейтральный провод должен быть заземлен при отсутствии тока. течет, но я встречал розетки с неправильным подключением, с горячими и нейтраль поменялась местами. В таком контексте эта управляющая проводка оставляет вся проводка двигателя нагревается, когда переключатель находится в выключенном положении. Этот будет считаться небезопасным в контексте более мощных двигателей.

В новом двигателе есть термопредохранитель, встроенный в двигатель. обмотки, как и у оригинала, но его выводы выведены из корпус двигателя и должен быть подключен снаружи, а провода намного тоньше чем ведет к обмотке двигателя. Это ограничение было добавлено после мотор был сделан. Обмотки в новом двигателе независимые и не идентичны. (сопротивления 8 Ом и 20 Ом). Это означает, что две обмотки нельзя объединить в трехпроводную конфигурацию старого мотора.На паспортной табличке двигателя указан конденсатор емкостью 15 мкФ; это идет последовательно с обмоткой с высоким сопротивлением. Реверс мотора выполняется путем изменения полярности любой обмотки двигателя. относительно другого.

Бодин опубликовал кривая зависимости крутящего момента от скорости за мотор мне достался. Это означает, что пусковой крутящий момент на 10% выше номинального. крутящий момент и максимальный крутящий момент, который почти в 3 раза превышает номинальный крутящий момент. Мотор токарный станок всегда запускается без загрузки инструмента, поэтому единственное, что это необходимо преодолеть инерцию двигателя плюс передняя бабка плюс заготовка.

При номинальной мощности 1/6 л.с. вентилятор охлаждения двигателя может поддерживать обмотки двигателя чуть ниже предельной температуры (105 ° C для изоляция класс А) когда температура охлаждающего воздуха соответствует рабочей температуре, указанной на паспортной табличке 40 ° С. При использовании новый двигатель может выдавать более 1/3 л.с. при коротких очередях, ограничивается тепловой инерцией обмоток двигателя, и если охлаждение воздух холоднее 40 ° C, длительная выходная мощность возможны более 1/6 л.с. Подробное руководство по тепловой защите обмоток двигателя см. Основы встроенной защиты двигателя для начинающих инженеров.

На токарном станке заготовка доводится до скорости и затем при произвольной загрузке в зависимости от того, как оператор подает режущий инструмент в работу. Если оператор подает инструмент достаточно быстро, мотор может заглохнуть. Оператору сложно узнать фактический двигатель. нагрузка, хотя столы токарного станка скорости и подачи частично основаны на мощности, необходимой для резки различных материалов, а также соображения износа инструмента и качества поверхности. В результате моторы токарных станков обычно должны быть оснащены предохранителями от перегрева.

Обратите внимание, что все мои предложения по управлению новым двигателем сохраняют схему выключатель, как это было. Если двигатель заглохнет, он быстро взорвется, поскольку типичные токи останова (и пусковые) для асинхронных двигателей равны 5 раз больше номинального тока. Примечание по применению от Омрон Меры предосторожности при использовании продукта предлагает в Разделе 2-1-1, что пусковые токи двигателя должен быть в 5-10 раз больше тока установившегося состояния. Термозащитные устройства, встроенные в обмотки двигателя, не могут надежно защитить от остановки двигателя, потому что при остановке обмотки довольно сильно нагреваются. быстро и тепловая инерция теплового Переключатель может задержать свою реакцию до тех пор, пока двигатель не перегреется.

Бодин дает полезное примечание по Как подключить Новый трехпроводной реверсивный мотор-редуктор переменного тока WX или FX с постоянным разделенным конденсатором в 4-проводную систему. Решение Bodine включает добавление однополюсного одноходового передать выход существующей 4-проводной системы управления для реверсирования трехпроводного двигателя. К сожалению, они не дают советов, как подключить 4-проводный двигатель PSC. в 3-проводную систему, проблема, с которой я столкнулся здесь.

---

Плохая конструкция системы управления

Первой моей мыслью было подключить термовыключатель последовательно к схеме. выключатель и выключатель закрытой крышки, но однажды я был вынужден признать, что реле имеют смысл подключить к термовыключателю в «пилотная» цепь, управляющая реле включения-выключения.Как только вы признаете необходимость в пилотной цепи и двухпозиционном реле, имеет смысл поставить двухпозиционное переключатель в пилотной цепи вместо главной цепи. Здесь я показываю двухполюсное двухполюсное реле, отключающее обе стороны двигателя от линия при выключенном питании.

Остается проблема реверсирования двигателя. Двухполюсный двойной бросок переключить путь питания к любой обмотке двигателя было бы достаточно, но существующий однополюсный однопозиционный переключатель на передней панели находится в очень тесном помещении и намного уже, чем двухполюсные переключатели, которые рассчитаны на работу с двигателями, размер.Бодин в блог мотор-редуктора публикация о том, как для подключения реверсивного переключателя, рекомендует использовать 3-полюсный или 4-полюсный переключатель центрального положения, чтобы центральный положение отключает все обмотки двигателя. Такие переключатели слишком велики для моя панель управления. Эти соображения заставили меня добавить второе реле для реверсирования двигателя.

Эта конструкция менее функциональна, чем оригинальный , потому что реверсивный Переключатель имеет только две логические позиции: перевернутый и не перевернутый. Даже если физический переключатель находится в центральном положении, это не отключает питание мотор.Когда машина припаркована, было бы неплохо оставить как выключатели питания и реверсивного выключателя обеспечивают полезное резервирование защита от случайного пуска. Случайно запустил токарный станок при монтаж заготовки может быть очень опасным даже для небольшого токарного станка как тот, о котором идет речь. Построение реверсивных цепей с для прямого, выключенного и обратного состояний требуется два реле в цепи реверса вместо одного для функции включения-выключения и одного для функции реверса.

Замыкание дугой!
Нажмите, чтобы оживить

Эта конструкция небезопасна , потому что она нарушает правило проектирования реле: Никогда не кладите противоположные полюса источника питания на противоположные контакты реле . Примечание по применению от Омрон Меры предосторожности при использовании продукта Это правило прямо указано в разделе 2-1-7. Центральным зондом является, когда реле меняет состояние под напряжением, особенно с индуктивной нагрузкой он ударит дуга.В цепи переменного тока дуги редко длятся дольше одного полупериода линии. частота (1/120 секунды или 8 мс в нашем случае), но с индуктивной нагрузкой например, двигатель, возможно более длительное время жизни дуги. Увидеть Компоненты средства выбора примечание по применению свяжитесь с arc phenomona для более подробной информации.

Дуга всегда возникает одновременно на обоих полюсах переключателя, так как они находятся последовательно на текущем пути. При размыкании реле растягивает дуги. Если дуга сохраняется до тех пор, пока контакты реле не перестанут качаться через зазор между контактами возникает короткое замыкание на блоке питания.Когда ток через двигатель падает, одна дуга гаснет, в зависимости от того, что даже бесконечно выше сопротивление. Однако другая дуга вызывает короткое замыкание источника питания и будет продолжаться по крайней мере до следующего перехода напряжения питания через ноль, и возможно дольше, если испарилось достаточное количество контактного материала. Даже если короче просто преходяще, это не на пользу реле!

Реле с катушками переменного тока имеют заштрихованный полюс, что означает, что намагниченность в полюс будет удерживаться достаточно сильно, чтобы удерживать реле в замкнутом состоянии в течение 1/4 цикла линии питания переменного тока, около 5 мс для линии с 60 циклами.В IDEC Реле серии RH, рассчитанные на 10 ампер или 1/6 л.с., являются хорошим кандидатом для используйте здесь; лист данных для этого семейства реле дает максимальный контакт время открытия 25 мс, предполагая, что фактическое колебание контакта, вероятно, займет около 20 мсек, что составляет порядка одного полного цикла линии питания переменного тока. Хотя контактные дуги обычно гаснут за 1/2 цикла, индуктивная нагрузка, такая как двигатель может управлять дугой, которая длится дольше. Все эти риски снижаются, если мы можем гарантировать, что двигатель не будет реверсирован под напряжением — например, блокировкой что предотвращает включение реверсивного переключателя при включенном двигателе.

Механические блокировки для предотвращения реверсирования электроинструмента во время его использования часто используются в ударных гайковертах и ​​дрелях. См., Например, Патенты США. 3 422 296 и 3 703 646. Механические блокировки, предотвращающие срабатывание одного переключателя, а другой находится в неправильном положении, широко используются; многие из этих устройств которые прикреплены к управляемым переключателям или рядом с ними. См., Например, Патенты США. 3 432 628, 3,492,448, 4 924 041 5,393,942, 5 436 415, 7 411 139 и 8,552,318.Общей особенностью многих из последних блокировок является скользящая или поворотная элемент, который мешает переключению ручки одного переключателя, когда другой переключатель находится в неправильном положении. Я такую ​​блокировку добавил в двухтактная кнопка включения-выключения, но это предмет отдельной статьи.

Кроме того, существует риск контактной сварки или контакта материала переход между контактами реле, приводящий к механической блокировке контактов. В Компоненты средства выбора Примечание контактная дуга включает хороший снимок крупным планом старого контакта реле иллюстрируя эту проблему.Контакты реле часто устанавливаются на длинных пружинные пальцы, поэтому возможность блокировки одного контакта в одном положении при этом остальные контакты остаются свободными и поворачиваются в противоположное положение не следует игнорировать. Если это происходит в реверсивном реле в вышеуказанном цепи, в результате происходит короткое замыкание источника питания.

Контактная сварка может быть вызвана большим током, протекающим во время работы двигателя. запуск или высокий ток, который течет в случае остановки двигателя под нагрузкой. Выключение двигателя во время пускового импульса или когда он глохнет представляет наибольшую опасность возникновения дуги при контакте, потому что пусковой и токи остановки асинхронного двигателя, как правило, в 5 раз превышают номинальные текущий ток.

Горение дуги, контактная сварка или фиксация в двухпозиционном реле, используемом здесь, не создают угроза безопасности, хотя это ограничит срок службы реле. Кроме того, пока реверсивное реле никогда не переключается под напряжением контакты никогда не должны подвергаться дуге. Опять таки, это указывает на важность блокировки функций включения-выключения и реверса.

Использование демпфера может ограничить серьезность всех проблем, вызванных дуговым разрядом (подробнее об этом позже). Это не означает, что мы можем полагаться на демпфер для предотвращения дугового разряда; скорее, мы используем его, чтобы ограничить искрение и отсрочить его последствия.Безопасность системы никогда не следует оценивать на основании предположение, что амортизаторы работают.

Многочисленные обучающие сайты рекомендуют варианты этого небезопасного дизайна:

К счастью, большая часть этих руководств предполагает использование небольших низковольтных двигателей, но низкое напряжение само по себе не предотвращает дуговую или контактную сварку. Если вы откроете цепь автомобильного стартера на 12 В, вы получите мощная дуга, потому что стартеры потребляют сотни ампер, и этот ток будет пытаться продолжать течь, несмотря на разомкнутые контакты.в отличие от В случае с реле переменного тока нет переходов через нуль по току через Дуга постоянного тока, которая помогает дуге самозатухать.

---

Решение с использованием реле с блокировкой

Это решение использует заблокирован реле. Он основан на схемах, обычно используемых для тяжелых промышленные двигатели, где вместо реле большие контакторы используются.

На приведенной выше схеме показаны 4-полюсные двухпозиционные реле (форма C), но все силовые подключения к двигателю выполняются только с помощью нормально разомкнутые контакты, игнорируя нормально замкнутые.То есть мы используют контакты формы C, как если бы они были формой A. Здесь используются только нормально замкнутые контакты слаботочная пилотная схема, питающая катушки реле. Мы здесь используя контакты формы C, как если бы они были формой B. с традиционной конструкцией контакторов, где мощность обычно обрабатывается одноходовыми нормально разомкнутыми контактами (форма A или, для действительно высоких мощность, форма X), а единственные двухходовые или нормально замкнутые контакты являются вспомогательными. маломощные контакты.

Короткое замыкание!

Без блокировки, обеспечиваемой вспомогательными контактами, случайно одновременное включение обоих реле приведет к короткому замыканию источника питания. С участием блокировка, без катушки реле может быть под напряжением, если другое реле не находится в состоянии покоя. Без блокировки, если кто-то должен был очень быстро щелкнуть переключателем направления через центральное положение выключения одна катушка реле выключится в то же время момент, когда включается второй, обеспечивая очень небольшой запас прочности.Если есть контактная дуга или если отключение ранее находившегося под напряжением реле замедляется из-за блокировки контактов или сварки, это может привести к короткому замыканию. схема.

В установках промышленного управления, где обычно встречается эта схема, показанная здесь электрическая блокировка обычно дополняется механическими блокировки, которые связывают два реле, механически предотвращая замыкание одного из них если другой не открыт (см., например, Патент США 3710288). Таким образом, эти цепи предотвращают короткое замыкание в цепи питания. линия с двумя уровнями резервирования, механическим и электрическим.

Мотор выключен

Бег вперед

Обратный ход

Показанная схема также имеет два уровня блокировки. Второй уровень блокировка обеспечивается переключателем среднего направления.Этот переключатель не может одновременно запитать оба реле, и перебрасывает его через центр Выключить положение без короткой паузы сложно. Пауза тоже может быть краткое изложение, чтобы предотвратить полную остановку двигателя перед запуском в в другом направлении, но это даст время для гашения дуги.

Замыкание левого реле в этой цепи включает двигатель в переднем направление. Замыкание правого реле включает двигатель в обратном направлении. направление. Когда оба реле разомкнуты, двигатель выключен и, как уже отмечалось, замыкание обоих реле приводит к короткому замыканию питания, если не используется блокировка для предотвращения это.

Блокировка не препятствует подаче питания на двигатель во время вал по-прежнему вращается неправильно. Если это будет сделано, двигатель будет потребляют даже больше, чем нормальный пусковой ток двигателя, поэтому он определенно не лучшая идея. Как уже было сказано, добавление какого-то механическая блокировка для предотвращения доступа к переключателю реверса при работающем двигателе. on может помочь здесь, заставляя пользователя задействовать двухпозиционный переключатель перед тем, как и после прикосновения к переключателю заднего хода.

Показанная здесь электрическая блокировка дает значительные преимущества, даже если пользователь может мгновенно включить переключатель реверса, пока двигатель работает. Бег.При показанной электрической блокировке это не немедленно подайте питание на ранее обесточенную катушку реле. Вместо этого блокирующий контакт на ранее запитанном реле должен закройте прежде, чем какое-либо питание будет доставлено на другое реле. Это произойдет только после того, как реле, ранее находившееся под напряжением, полностью отключится. Если предположить, что срабатывание каждого реле занимает от 20 до 25 мс, как обсуждалось выше для IDEC Реле серии RH, это означает, что полный системе потребуется от 40 до 50 мсек.Это дает значительное время для исчезновения дуги в контактах реле. до замыкания контактов противоположной полярности.

С этой схемой оба реле подвержены потенциальным проблемам с дуговым разрядом, хотя на токарном станке, где больше всего используется в прямом направлении, прямое реле будет тем, которое видит больше всего и страдает от наибольшее повреждение дуги. Тем не менее, оба реле, вероятно, в конечном итоге выйдут из строя. повреждение от дуги, и любое реле может в конечном итоге свариться или защелкнутые контакты в результате.

Если есть контактная сварка или заблокированные контакты, удерживающие один из силовых контакты реле в реверсивной цепи замкнуты, включается другое реле вызывает немедленное короткое замыкание, если только Запертые или сварные контакты предотвращают срабатывание этого реле. якорь от поворота достаточно далеко, чтобы замкнуть контакт блокировки. Некоторые реле с силовые контакты гарантия, что ни один контакт не замкнется в одном направлении, если какие-либо контакты зависнут в обратном направлении. К сожалению, многие реле не имеют такой возможности. гарантия.Однако даже если это не гарантировано, реле с жестким контактные пружины на подвижных контактах и ​​жестко закрепленные неподвижные контакты могут предлагают некоторую степень поведения, управляемого силой.

Одним из недостатков этой схемы является то, что вторая обмотка двигателя только частично отключается от цепи при выключенном двигателе. Как уже было сказано, нейтральный провод в бытовых электрических цепях не гарантируется нахождение на земле, и это может представлять опасность для кого-то работает на токарном станке, не отключая его от сети.Разумный пользователь воспримет это меры предосторожности, но было бы хорошо, если бы 5-полюсные реле были широко доступны, чтобы что 4 контакта реле можно использовать для полного отключения двигателя во время 5-й использовался для блокировки. К сожалению, небольшие недорогие реле с 5 полюсами с соответствующим рейтингом недоступны.

Обратите внимание, что если переключатель направления находится в центральном выключенном положении и включен-выключен выключатель выключен, температурный выключатель в двигателе изолирован от линия электропередачи.Эта установка переключателя «двойное выключение» является обычным способом сохранения автомат, а это значит, что нет питания на термовыключатель должен кто-то пытается отключить двигатель, пока токарный станок включен.

Еще одним недостатком этой схемы является то, что она не совсем подходит для использования. с сильноточными 4-полюсными двухпозиционными реле. Контакты реле рассчитаны на перенос 5 или 10 ампер часто не рекомендуются для токов в несколько единиц. миллиампер. Примечание по применению от Омрон Меры предосторожности при использовании продукта в Разделе 2-2-11 говорится, что одно реле никогда не должно использоваться для переключения и большая нагрузка, и микрозагрузка.Проблема в том, что широкие плоские контактные поверхности, используемые для больших нагрузок. разработать тонкий слой оксида металла, и всего с несколькими миллиампертами нагрузки тока, локального нагрева вокруг небольшого прокола в этом слое недостаточно чтобы сжечь его, чтобы создать хороший контакт. Кроме того, любая дуга в цепи питания цепь будет разбрызгивать окисленный мусор на слаботочные контакты, создавая еще более толстый оксидный слой. Обычные 4-полюсные реле симметричны, все 4 полюса идентичные, рассчитанные на тот же ток и в одном корпусе.Напротив, контакторы большой мощности иногда имеют вспомогательные контакты, рассчитанные на для гораздо более низких сигнальных токов, установлен на том же исполнительный механизм и механически защищены от повреждений дуговыми брызгами.

В большинстве презентаций этого решения используются лестничные диаграммы:

Лестница обозначение существенно отличается от общепринятой схемы Отметим, что новичкам в силовой электронике это может показаться трудным. В первая цитата выше дает достойное руководство перед представлением заблокированного цепь управления двигателем.Также обратите внимание, что большинство этих презентаций заменяют двухпозиционный переключатель с пилотным реле, которое срабатывает при кратковременном включении кнопка нажата, и она упадет в положение выключения любого из ряда выключатели мгновенного выключения замкнуты, включая кнопку выключения и различные предохранительные блокировки, такие как температурный выключатель.

Примечание по применению от Омрон Меры предосторожности при использовании продукта предлагает этот подход в Разделе 2-1-7 в краткой форме без лестничная запись.

---

Относительно безопасное решение

Мотор выключен

Бег вперед

Обратный ход

Маловероятно, но безопасно

В этом решении используются два последовательно соединенных реле, соединенных так, чтобы только одно реле за один раз меняет состояние, небезопасных комбинаций нет.Как таковой, логика блокировки не нужна, поэтому 4 полюса пары 4-полюсных двухходовых реле можно использовать для отключения всех 4 выводов двигателя. Смещенное от центра положение реверсивного переключателя по-прежнему обеспечивает один уровень блокировки, и если я добавлю крышку на реверсивный переключатель, чтобы предотвратить реверсирование, если главный двухпозиционный выключатель не выключен, он будет иметь 2 уровня блокировка.

Эта схема подает питание на обмотки двигателя, только если реле находятся в противоположные состояния. Как и в случае с реле с электрической блокировкой, мы можем Рассмотрите левое реле как переднее реле и правое реле как обратное реле, но выключенное состояние более сложное.Здесь, если оба реле включены или если оба выключены, мотор отключен. Реверсивный переключатель среднего положения предотвращает оба состояния, но если это произойдет из-за почти невозможный отказ переключателя, он не представляет опасности.

При отсутствии дуги, хотя встречные контакты в двухпозиционных реле все используются, проводка такова, что когда один контакт передает питание, противоположный контакт, показанный на иллюстрациях серым цветом, изолирован от схема.

Рассмотрим, что происходит, когда одно из реле размыкает цепь, возникает дуга. через свои контакты.Мы можем игнорировать два нижних контакта реле, которые питают обмотку конденсатора. потому что они просто двухпозиционные контакты и не могут закоротить источник питания. Предположим, что дуги сохраняются в верхних контактах до тех пор, пока контакты не достигнут дальняя сторона, это ничего не замыкает, если другое реле также не изменится состояние, пока дуга еще горячая. Где решение с блокировкой реле всегда имел две последовательно соединенные дуги, это решение создает опасность только в том случае, если имеется 4 дуги. дуги последовательно. Поскольку более длинные дуги гаснут быстрее, дуга в этой цепи может можно ожидать, что они будут представлять менее серьезную угрозу, чем в цепи с блокировкой.

Когда оба реле изменяют состояние одновременно, все четыре контакта в каждом токе путь будет дугообразным, потому что они подключены последовательно. Какая бы дуга на этом пути гашение первым немедленно вызовет гашение остальных. С 4 дугами в серии, энергия рассеивается в дугах в два раза быстрее, чем при всего 2 дуги последовательно, поэтому любые дуги в этой цепи должны гаснуть намного быстрее чем они были бы в неисправных схемах или схемах с блокировкой, представленных выше.

Теперь подумайте, что произойдет, если контакт защелкнется вверх или вниз.Во-первых, есть вероятность того, что зафиксированный контакт предотвратит замыкание других контактов в обратном направлении. В этом случае мотор будет не работать. Теперь предположим, что другие контакты закрываются. Результат по-прежнему разрыв цепи в обмотке двигателя. В результате двигатель выходит из строя. для запуска, потому что только одна из двух обмоток двигателя находится под напряжением. Короткое замыкание произойдет только в том случае, если оба реле будут иметь залипшие или сваренные контакты.

Недостатком этого решения по сравнению с решением с блокировкой является что оба реле включены последовательно, поэтому всего 4 контакта реле включены последовательно с каждой обмоткой двигателя, когда двигатель включен, в то время как решение с блокировкой поместите только два контакта реле последовательно с каждой обмоткой двигателя.Таблица данных для IDEC Реле серии RH показывают максимальное контактное сопротивление 50мОм. Эти реле — хороший кандидат для этого. применение (реле Rh5B-U AC120V представляет собой реле 4PDT на 10 ампер, рассчитанное на 1/6 л.с. с катушкой 120 В переменного тока, которая потребляет около 19,5 мА). Контактное сопротивление 1 / 20Ω достаточно низкое, чтобы поставить 4 контакта последовательно на каждом пути через двигатель не должно быть проблемой.

Последовательное соединение контактов имеет как преимущества, так и затраты. Для дугового разряда, контактной сварки или фиксации контактов, два релейных контакта, соединенных последовательно, должны быть задействованы до выхода из строя закорачивает блок питания.Это крайне маловероятно. Вот почему в большинстве презентаций взаимосвязанного решения предполагаются мощные контакторы form-X. При этом каждое соединение имеет два последовательно соединенных контакта, чтобы разделить дуга при размыкании контактов.

Это умное решение рекомендуется здесь:

Показанные выше схемы неполные по нескольким причинам: Во-первых, слаботочные Пилотная цепь должна быть защищена слаботочным предохранителем, позволяющим зажигалку проводка, которая будет использоваться в пилотной цепи, чем в главной цепи.Второй, нам нужно беспокоиться о гашение дуги.

---

Возникла вторая проблема дуги . Паспорта 4-х полюсных реле от нескольких производители, включая IDEC, содержат идентичные и несколько искаженные формулировки перечислить среди мер предосторожности при использовании их реле следующее:

• При использовании нагрузок постоянного тока на реле 4PDT подайте положительное напряжение на клеммы соседние полюса и отрицательное напряжение на другие клеммы соседних полюса для предотвращения возможности короткого замыкания.

Короткое замыкание по дуге!
Нажмите, чтобы оживить

Примечание по применению от Омрон Меры предосторожности при использовании продукта разъясняет этот вопрос в разделах 2-1-6 и 2-1-8. Основная проблема здесь в том, что если две соседние контактные пары реле разомкнуть цепь последовательно, дуги, которые образуются на каждой паре размыкающих контактов могут сливаться, замыкая соседние контакты.

В IDEC Реле серии RH, о которых уже говорилось, имеют дуговые перегородки между каждым комплектом. контактов, но все же имеет смысл свести к минимуму возможности для искрение между соседними наборами контактов.Этих барьеров всего несколько миллиметры высотой. Это создает относительно длинный путь от дуги между контакты одного полюса и ближайший неподвижный контакт соседнего полюса, но важно отметить, что путь от дуги до подвижного контакта соседнего полюса короче.

В свете вышесказанного имеет смысл расположить проводку так, чтобы свести к минимуму разность напряжений между соседними полюсами. Просто поменяйте проводку между двумя полюсами реле имеет существенное значение, хотя делает схематическую диаграмму более уродливой:

Перестановка средних полюсов для снижения риска возникновения межполюсной дуги

В случае крайнего левого реле 4 полюса, подключенные к входу 120 В. в оригинале чередовались так, чтобы на каждой паре было полное линейное напряжение соседних полюсов.Поменяв местами два средних полюса, мы получаем две группы два соседних полюса без напряжения между ними. Межполюсная дуга между две группы все еще возможны, но попасть в эту дугу будет сложно потому что токи в двух обмотках двигателя на противоположных сторонах этого потенциальные дуги не совпадают по фазе друг с другом.

В случае крайнего правого реле 4 полюса, подключенные к двигателю обмотки расположены так, что никакие два соседних полюса не подключаются к такая же обмотка двигателя.Дуга между двумя полюсами, подключенными к разным двигателям. обмотки могут поддерживаться только при наличии второй межполюсной дуги для замкнуть цепь. Это маловероятно, и кроме того, зажигание дуги между полюсами, подключенными к разным обмоткам двигателя, затруднительно, потому что токи в двух обмотках не совпадают по фазе. Если одна обмотка на полный ток, способный зажигать сильные дуги, другой будет иметь ток значительно ниже своего пика, а дуга на соседнем полюсе реле будет не очень энергично.

---

Дугогасящий элемент рекомендуется практически всеми производителями реле всякий раз, когда реле используется для управления индуктивной нагрузкой. Подавление дуги может варьироваться от устройств, которые активно обнаруживают наличие дуги и кратковременно контакты реле для гашения дуги, к простым пассивным устройствам, таким как резисторно-конденсаторные сети. См. Патенты США 7145758 и 8619395 для примеров устройств активного подавления.

Также работают простые RC-цепи и ограничители переходных напряжений.См. Раздел «Подавление дуги индуктивной нагрузки», записка по приложениям Littlefuse для обсуждения такие решения. Таблица данных для IDEC Реле серии RH содержат обсуждение относительных достоинств нескольких схемы защиты контактов. Для более подробного обсуждения см. Компоненты средства выбора заявки на Реле контактной жизни.

В качестве переходного напряжения могут использоваться как встречные стабилитроны, так и варисторы. подавители. Стабилитроны, соединенные спиной к спине, имеют относительно небольшую емкость.Они близки к идеальным ограничителям напряжения, непроводящие ниже их напряжение пробоя и проводимость над ним. Напротив, металлооксидные варисторы (MOV) можно смоделировать как серию конденсаторов, каждый из которых закорочен низковольтным идеальный ограничитель напряжения. Емкость MOV может поглощать некоторый ток пока напряжение ниже напряжения пробоя устройства, задержка возникновения дуги.

Самое большое возражение против MOV состоит в том, что они являются устройствами «одноразового использования», которые выходят из строя из-за короткого замыкания.Это четко признается в Littlefuse Таблица данных серии варисторов LA, где приведены кривые для повторяющаяся импульсная способность. У MOV определенно ограниченный срок службы при использовании для защиты от скачков напряжения, вызванных молнией или аналогичными угрозами. Эти скачки включают в себя десятки или даже сотни ампер в течение нескольких миллисекунд. В отличие от этого, двигатель, обсуждаемый здесь, потребляет всего 2 ампера при нормальной нагрузке. Подходящий MOV для этого приложения, V130LA20, имеет неограниченный срок службы. при таких малых токах, вероятно, дольше, чем срок службы реле ( IDEC Реле серии RH рассчитаны на 50 миллионов циклов).

Что нам нужно, так это по одному дугогасителю на каждую обмотку двигателя. На случай, если обмотка конденсатора, ограничитель идет на релейной стороне конденсатора. Как правило, двигатели PSC с обмотками конденсатора с высоким сопротивлением спроектирован так, чтобы эта обмотка резонировала; результатом является напряжение переменного тока на сама обмотка двигателя, которая значительно превышает линейное напряжение. Это одна из причин, почему на паспортной табличке Bodine для этого двигателя указано: конденсатор 350 В 15 мкФ на двигателе на 120 В.

Предохранитель в цепи управления подходит, так как он имеет гораздо меньшую ток, чем в первичной цепи. Для IDEC IDEC В реле серии RH 4-полюсная катушка реле 120 В переменного тока потребляет всего 16,5 мА в устойчивое состояние. Во время движения якоря реле ток выше, потому что магнит реле работает. Другими словами, индуктивность катушки реле увеличивается по мере того, как якорь перемещается в закрытое положение, поэтому начальный рост тока при включении реле превышает ток, который пройдет, как только якорь закроется.В Примечания по применению Omron Меры предосторожности при использовании продукта предлагает в Разделе 2-1-1, что пусковые токи обмотки реле обычно равны От 2 до 3 раз больше установившегося тока. Бросок тока продлится ровно столько, сколько нужно, чтобы замкнуть реле, в зависимости от 20 или около того миллисекунд, так что нормальный универсальный (также известный как быстродействующий) предохранитель который сгорает примерно за одну секунду с током, вдвое превышающим номинал предохранителя. почти не замечаешь этот короткий пульс. Одним из преимуществ добавления предохранителя в схему управления является то, что он позволяет схема управления должна быть подключена более легким проводом, чем используется для первичного питания двигателя; для этого есть недорогой Плавкий предохранитель на 1/4 А, вероятно, лучший выбор, потому что предохранители на 20 мА сравнительно дорогие.

Резистор на конденсаторе — хорошая идея. С двумя реле в последовательно изолируя обмотку конденсатора, когда двигатель выключен, этот конденсатор долго будет держать заряд. Конденсаторы, используемые с асинхронными двигателями PSC обычно используют диэлектрик из полипропиленовой пленки; у этих конденсаторов очень низкий утечки, что означает, что они могут хранить значительное количество энергии для через много минут после отключения от цепи. Резистор к спустить этот заряд защищает любого, кто откроет дело, от потенциальной опасность поражения электрическим током.

Для конденсатора 15 мкФ, рассчитанного на 350 В (в соответствии с требованиями нашего двигателя), резистор 500 кОм — это самый маленький резистор, который рассеивают 1/4 Вт (более низкое сопротивление будет проводить больше тока и рассеивать больше энергии, когда машина включена; ближайший стандарт номинальное сопротивление резистора 470кОм). Постоянная времени RC для этого конденсатора и резистора составляет 7,5 секунд. То есть за 7,5 секунд конденсатор разрядится с 350В примерно до 128 вольт. Через 15 секунд напряжение упадет до 47 В, а через 30 секунд примерно до 6 вольт.Учитывая, что пользователь обычно выключает машину и отключите его перед тем, как начать откручивать винты на крышке над проводкой, так быстро получить доступ к проводке будет сложно, поэтому Спускной резистор 500 кОм обеспечивает достаточную защиту.

Относительно безопасное решение с дополнительной деталью

Базовая и новая система управления

Как видно на фото, новая система управления просто помещается в токарный станок. база.Конденсатор 15 мкФ занимает левую половину пространства, ранее занят конденсатором 55 мкФ, в то время как два реле, установленные в реле розетки, заполните правую половину этого пространства. На фото новый мотор выключен справа, подключен для тестирования перед окончательной сборкой.

Я спаял проводку на нижней части разъемов реле перед установкой узла розетки на база. Поскольку там так тесно, я заизолировал все паяные соединения на гнезда реле и выстилку колодца в основании рыбьей бумагой.Многие из Разъемы Faston на переключателях очень близко к открытым металлическим частям, поэтому в как в оригинальной, так и в новой системе управления, я использовал разъемы с изоляционные кожухи.

---

Новый мотор и его новая система управления хорошо себя зарекомендовали, но у него есть одна проблема: если вы оставите переключатели во включенном положении, а затем подключите токарный станок, или если токарный станок подключен к сети, и вы прикрепляете кожух ремня после нажатия кнопку включения, он сразу же начнет вращаться. Множество мелкой бытовой техники и электроинструменты так работают, так что меня это не особо беспокоит, но у более крупных электроинструментов обычно есть системы управления, позволяющие избежать этого риска.

Если бы я начинал заново, я бы заменил выключатель в пилотной цепи с однополюсным нормально разомкнутым реле и двумя нажимными кнопки, красная нормально разомкнутая кнопка «нажать и остановить» и зеленая нормально замкнутая кнопка «нажать, чтобы запустить». Таким образом, как бы ни остановился токарный станок, вам придется намеренно нажать кнопку запуска, чтобы перезапустить его.

Цепь управления изменена на управление нажатием и выключением

Эта конструкция по-прежнему требует механической блокировки, поэтому это невозможно. переключить переключатель реверса, кроме случаев, когда кнопка выключения удерживается нажатой.

Альтернатива, распространенная на больших станках, использует три кнопки, один для остановки, один для запуска машины в прямом направлении и один чтобы запустить машину в обратном направлении. Это требует либо дополнительных пилотные контакты на главном управляющем реле или паре пилотных реле, от одного до для запуска машины вперед и один для запуска ее назад. Для токарного станка, где обратный ход — особый случай, обратный пуск Кнопка нуждается, по крайней мере, в защитной крышке. Считаю 3-х кнопочное управление система для этого токарного станка быть излишней.

Включение / выключение цепей управления электродвигателем | Элементы системы дискретного управления

Электродвигатель часто используется в качестве дискретного элемента управления в системе управления, если он приводит в действие насос, конвейерную ленту или другие машины для транспортировки технологического вещества. Таким образом, важно понимать функционирование цепей управления двигателем.

Из всех доступных типов электродвигателей наиболее распространенным в промышленности (безусловно) является трехфазный асинхронный двигатель переменного тока.По этой причине в этом разделе книги основное внимание будет уделено исключительно этому типу двигателя как конечному элементу управления.

Асинхронные двигатели переменного тока

Основной принцип асинхронного двигателя переменного тока заключается в том, что один или несколько противофазных переменного тока (синусоидальных) возбуждают наборы катушек электромагнита (называемые катушками или обмотками статора , ), расположенных по окружности. Поскольку эти токи поочередно возбуждают катушки, создается магнитное поле, которое «кажется» вращающимся по окружности.Это вращающееся магнитное поле мало чем отличается от движения, создаваемого массивом световых индикаторов , последовательно мигающих и выключающихся: хотя сами лампочки неподвижны, последовательность их включения и выключения в противофазе мигание создает впечатление, будто световой узор «движется» или «преследует» по длине массива. Точно так же суперпозиция магнитных полей, создаваемых противофазными катушками, напоминает магнитное поле постоянной интенсивности, вращающееся по кругу.На следующих изображениях показано, как вектор магнитного поля (красная стрелка) генерируется суперпозицией магнитных полюсов в течение одного полного цикла (1 оборот), при просмотре изображений слева направо, сверху вниз (в том же порядке, в каком вы читали слов в английском предложении):

Неудивительно, что объединенный эффект этих трехфазных токов будет создавать результирующий вектор магнитного поля, вращающийся в определенном направлении.В конце концов, именно так генерируется трехфазная электроэнергия: вращение одного магнита в центре трех наборов катушек, смещенных на 120 градусов. Вращающееся магнитное поле, создаваемое обмотками статора трехфазного двигателя, является просто воспроизведением магнитного поля ротора внутри генератора, обеспечивающего трехфазное питание!

Если бы постоянный магнит был помещен в центр этой машины на вал так, чтобы он мог свободно вращаться, магнит вращался бы с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле.Если магнитное поле совершает один полный оборот за \ ({1 \ более 60} \) секунды, скорость вращения магнита будет 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту (3600 оборотов в минуту). Поскольку магнит следует синхронно с вращающимся магнитным полем, его скорость вращения называется , синхронно . Таким образом, мы бы идентифицировали этот двигатель как синхронный двигатель переменного тока .

Если бы электропроводящий объект был помещен в центр этой же машины на вал так, чтобы он мог свободно вращаться, относительное движение между вращающимся магнитным полем и проводящим объектом (ротором) индуцировало бы электрические токи в проводящем объекте, производящие собственные магнитные поля.Закон Ленца говорит нам, что эффект этих индуцированных магнитных полей будет заключаться в попытке противодействовать изменениям: другими словами, индуцированные поля реагируют на вращающееся магнитное поле катушек статора таким образом, чтобы минимизировать относительное движение. Это означает, что проводящий объект начнет вращаться в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле статора, всегда пытаясь «догнать» вращающееся магнитное поле. Однако проводящий ротор никогда не мог точно соответствовать скорости вращающегося магнитного поля, как в случае синхронного двигателя.Если бы ротор когда-либо действительно достигал синхронной скорости, больше не было бы никакого относительного движения между ротором и вращающимся магнитным полем, что означает, что индукция прекратится. Отсутствие индукции означало бы отсутствие электрических токов, индуцируемых в роторе, что означало бы отсутствие реактивного магнитного поля, что означало бы отсутствие крутящего момента, побуждающего ротор. Таким образом, скорость электропроводящего ротора всегда должна немного отставать («проскальзывать») от синхронной скорости вращающегося магнитного поля, чтобы испытывать индукцию и, таким образом, иметь возможность создавать крутящий момент.Мы называем этот тип двигателя асинхронным двигателем переменного тока .

Для некоторых может быть сюрпризом узнать, что любой проводящий объект — ферромагнитный или нет — будет испытывать крутящий момент при помещении во вращающееся магнитное поле, создаваемое катушками статора. Пока объект является электропроводным, электромагнитная индукция будет обеспечивать создание электрических токов в роторе, и эти токи будут создавать свои собственные магнитные поля, которые реагируют на вращающееся магнитное поле статора, создавая крутящий момент на роторе.

Действие закона Ленца между магнитом и проводящим объектом может быть продемонстрировано с помощью мощного постоянного магнита и полоски легкой алюминиевой фольги. Алюминий, конечно, электропроводен, но немагнитен. Однако, несмотря на отсутствие магнитного притяжения между магнитом и фольгой, фольга, тем не менее, будет испытывать движущую силу, если магнит быстро пройдет мимо ее поверхности, в соответствии с законом Ленца:

Тот же самый принцип является тем, что заставляет асинхронный двигатель переменного тока функционировать: вращающееся магнитное поле индуцирует электрические токи в электропроводящем роторе, который затем вращается в том же направлении, что и магнитное поле.Ротор асинхронного двигателя никогда не сможет достичь синхронной скорости сам по себе, поскольку, если бы это произошло, индукция прекратилась бы из-за отсутствия относительного движения между вращающимся магнитным полем и ротором. То же самое и с экспериментами с алюминиевой фольгой: полоска фольги никогда не сможет полностью «догнать» движущийся магнит, потому что, если бы это произошло, индукция прекратилась бы и исчезла бы движущая сила. Таким образом, асинхронные машины всегда вращаются немного медленнее, чем синхронная скорость.

Типичный «двухполюсный» асинхронный двигатель, работающий при частоте электросети 60 Гц, имеет синхронную скорость 3600 об / мин (т.е.е. вращающееся магнитное поле вращается со скоростью 60 оборотов в секунду), но ротор может достичь только скорости полной нагрузки приблизительно 3540 об / мин. Точно так же типичный «четырехполюсный» асинхронный двигатель с синхронной скоростью 1800 об / мин может достичь скорости ротора только приблизительно 1760 об / мин.

Асинхронные двигатели

на сегодняшний день являются самой популярной конструкцией в промышленности. Наиболее распространенным вариантом асинхронного двигателя является так называемая конструкция с короткозамкнутым ротором , в которой ротор состоит из алюминиевых стержней, соединяющих два алюминиевых «закорачивающих кольца», по одному на каждом конце ротора.Черный металл (сплав железа) заполняет пространство между стержнями ротора, чтобы обеспечить магнитную «цепь» с меньшим сопротивлением между полюсами статора, чем в противном случае был бы большой воздушный зазор, если бы ротор был просто сделан из алюминия. Если удалить черный металл с ротора, оставшиеся алюминиевые стержни и закорачивающие кольца будут напоминать тренажер с колесной клеткой, используемый хомяками и другими домашними грызунами, отсюда и название.

Здесь показана фотография небольшого разобранного трехфазного асинхронного двигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором, демонстрирующая конструкцию обмоток статора и ротора:

Учитывая чрезвычайно простую конструкцию асинхронных двигателей переменного тока, они обычно очень надежны.Пока изоляция обмотки статора не будет повреждена из-за чрезмерной влажности, тепла или химического воздействия, эти двигатели будут продолжать работать бесконечно. Единственными «изнашиваемыми» компонентами являются подшипники, поддерживающие вал ротора, и их легко заменить.

Запустить трехфазный асинхронный двигатель так же просто, как подать полную мощность на обмотки статора. Катушки статора мгновенно создают магнитное поле, вращающееся со скоростью, определяемой частотой подаваемой мощности переменного тока, и ротор будет испытывать большой крутящий момент, поскольку это высокоскоростное (относительно нулевой скорости покоя ротора) магнитное поле индуцирует в нем большие электрические токи.Когда ротор набирает скорость, относительная скорость между вращающимся магнитным полем и вращающимся ротором уменьшается, ослабляя индуцированные токи, а также крутящий момент ротора.

Один из способов «смоделировать» асинхронный двигатель переменного тока — представить его как трансформатор переменного тока с короткозамкнутой подвижной вторичной обмоткой. При первой подаче полной мощности начальный ток, потребляемый обмотками статора (первичной), будет очень большим, поскольку он «видит» короткое замыкание в обмотке (вторичной) ротора.Однако, когда ротор начинает вращаться, это короткое замыкание потребляет все меньше и меньше тока, пока двигатель не достигнет полной скорости и линейный ток не приблизится к нормальному. Как и в случае с трансформатором, где уменьшение вторичного тока (из-за изменения нагрузки) приводит к уменьшению первичного тока, уменьшение индуцированного тока ротора (из-за пониженной скорости скольжения) приводит к уменьшению тока обмотки статора.

Огромный скачок тока во время запуска (в десять раз превышающий нормальный рабочий ток!) Называется пусковым током , в результате чего ротор создает большой механический крутящий момент.По мере того, как ротор набирает скорость, ток уменьшается до нормального уровня, а скорость приближается к «синхронной» скорости вращающегося магнитного поля. Если каким-то образом ротор достигает синхронной скорости (то есть скорость скольжения становится нулевой), ток статора упадет до абсолютного минимума. Если механический источник энергии «перегружает» асинхронный двигатель с приводом, заставляя его вращаться быстрее, чем синхронная скорость, он фактически начинает функционировать как генератор и получать электроэнергию.

Любая механическая нагрузка, вызывающая замедление вращения двигателя, также заставляет обмотки статора потреблять больше тока от источника питания.Это происходит из-за большей скорости скольжения, вызывающей индуцирование более сильных токов в роторе. Более сильные токи ротора соответствуют более сильным токам статора, точно так же, как трансформатор, где более высокая нагрузка на вторичную обмотку вызывает большие токи как во вторичной, так и в первичной обмотках.

Изменить направление вращения трехфазного двигателя на обратное так же просто, как поменять местами любые два из трех соединений силовых проводов. Это имеет эффект изменения чередования фаз и мощности, «воспринимаемой» двигателем.Анимация в виде книжки, начинающаяся в Приложении [animation_blinking_lights], начинающаяся на странице, показывает, как изменение направления двух из трех строк приводит к изменению последовательности фаз.

Интересная проблема, которую следует рассмотреть, заключается в том, можно ли заставить асинхронный двигатель переменного тока работать на однофазной мощности , а не на многофазной. В конце концов, именно трехступенчатая последовательность фаз трехфазного переменного тока придает магнитному полю обмотки статора определенное направление вращения.{o} \) не в фазе (т.е. ABABABAB ), можно утверждать, что последовательность идет от A к B или, альтернативно, от B к A — нет определенного направления для «движения» огней.

Поскольку однофазные асинхронные двигатели переменного тока, очевидно, существуют, эта проблема должна быть решена. Чтобы придать магнитному полю внутри однофазного узла статора определенное вращение, мы должны искусственно создать вторую фазу внутри самого двигателя. Один из распространенных способов сделать это — добавить второй набор обмоток статора, смещенных относительно первого, и запитать эти обмотки через высоковольтный конденсатор, который создает опережающий фазовый сдвиг в токе обмотки.Этот фазовый сдвиг создает антишаговое магнитное поле во второй обмотке, обеспечивая определенное направление вращения. Когда двигатель набирает обороты, эта вспомогательная обмотка может быть отключена переключателем скорости, поскольку вращающийся двигатель будет нормально работать от однофазного переменного тока. Это называется асинхронным двигателем с конденсаторным запуском , и эта конструкция используется для большинства однофазных асинхронных двигателей переменного тока, требующих высокого пускового момента (например, насосы, шлифовальные станки, сверлильные станки и т. Д.):

Один из основных принципов асинхронных двигателей переменного тока, который необходимо понимать, заключается в том, что они должны запускаться как многофазные машины, хотя они могут продолжать работать как однофазные машины .

Однофазный электродвигатель с конденсаторным пуском показан на следующей фотографии. Моя рука касается корпуса конденсатора пусковой обмотки двигателя. Переключатель скорости находится внутри двигателя и не виден на этой фотографии:

Двигатели с конденсаторным пуском часто проектируются таким образом, что пусковая обмотка потребляет намного больше тока, чем «рабочая» обмотка, чтобы обеспечить высокий пусковой крутящий момент.Это важно, когда механическая нагрузка, вращаемая двигателем, требует большого крутящего момента для движения, например, в случае поршневого газового компрессора или полностью загруженной конвейерной ленты. Из-за такого высокого потребления тока пусковые обмотки не рассчитаны на продолжительный режим работы, их необходимо обесточить вскоре после запуска двигателя, чтобы избежать перегрева.

Двигатели переменного тока меньшего размера, такие как те, которые используются в настольном и монтируемом в стойку электронном оборудовании, используют совершенно другой метод создания вращающегося магнитного поля из однофазного переменного тока.На следующей фотографии показан один из таких двигателей, в котором используются медные затеняющие катушки по углам полюсов магнитного статора. Ротор снят, держу пальцами для осмотра:

[shading_coil]

Вместо конденсатора, создающего опережающий фазовый сдвиг для тока через специальную обмотку статора, в этом асинхронном двигателе с экранированными полюсами используется пара медных контуров, обернутых вокруг углов магнитных полюсов для создания запаздывающего фазового сдвига в магнитном поле. поле в тех углах.{o} \), создавая вторичное магнитное поле, которое не синхронизируется с основным магнитным полем, создаваемым остальной частью полюсной поверхности. Антишаговое магнитное поле вместе с прилегающим к нему основным магнитным полем создает определенное направление вращения.

Интересный эксперимент, который вы можете попробовать сами, — это получить один из этих небольших двигателей переменного тока с расщепленными полюсами и заставить его вращаться, подавая на него импульсную мощность постоянного тока от батареи. Каждый раз, когда вы подключаете обмотку статора к батарее, увеличивающийся магнитный поток будет вести к незатененным сторонам полюсов и отставать от затененных сторон полюсов.Каждый раз, когда вы отсоединяете обмотку статора от батареи, уменьшающийся магнитный поток будет вести к незатененным полюсам и отставать от затененных полюсов. В любом случае магнитный поток заштрихованных полюсов будет отставать от магнитного потока незатененных полюсов, заставляя ротор слегка вращаться в одном определенном направлении.

Тот факт, что все асинхронные двигатели переменного тока должны запускаться как многофазные машины, даже если они могут работать как однофазные машины, означает, что двигатель переменного тока, предназначенный для работы от трехфазного источника питания, может фактически продолжать работать, если одна или несколько его фаз находятся в состоянии « потеряно »из-за обрыва соединения или перегоревшего предохранителя.В этом состоянии двигатель не может выдавать полную номинальную механическую мощность, но если механическая нагрузка достаточно мала, двигатель будет продолжать вращаться, даже если у него больше нет нескольких фаз, питающих его! Однако трехфазный двигатель не может запуститься из неподвижного состояния только на одной фазе переменного тока. Обрыв фазы в асинхронном двигателе переменного тока называется однофазным , и это может вызвать большие проблемы на промышленном объекте. Трехфазные электродвигатели, которые становятся «однофазными» из-за неисправности в одной из трехфазных линий электропередач, откажутся запускаться.Те, которые уже работали под большой механической нагрузкой (с высоким крутящим моментом), остановятся. В любом случае остановленные двигатели будут просто «гудеть» и потреблять большой ток.

Моторные контакторы

Для запуска и отключения трехфазного асинхронного двигателя переменного тока достаточно любого трехполюсного переключателя с подходящим номинальным током. Простое замыкание такого переключателя для подачи трехфазного питания на двигатель приведет к его запуску, а размыкание трехполюсного переключателя отключит питание двигателя и заставит его выключиться.Если мы хотим иметь дистанционное управление запуском и остановом трехфазного двигателя, нам понадобится специальное реле с переключающими контактами, достаточно большими, чтобы безопасно проводить пусковой ток двигателя в течение многих циклов пусков и остановов. Большие, сильноточные электромеханические реле, созданные для этой цели, обычно называются подрядчиками в отрасли.

Принципиальная схема трехфазного контактора, подключенного к трехфазному двигателю (с предохранителями для максимальной токовой защиты), показана здесь:

При подаче напряжения на клеммы A1 и A2 катушка электромагнита намагничивается, в результате чего все три переключающих контакта замыкаются одновременно, передавая трехфазное питание переменного тока на двигатель.Обесточивание катушки вызывает ее размагничивание, освобождая якорь и позволяя возвратной пружине внутри контактора защелкнуть все три контакта в разомкнутое (выключенное) положение.

Здесь показан контактор мощностью 75 лошадиных сил (при трехфазном питании 480 В переменного тока) в собранном виде и со снятой верхней крышкой, чтобы увидеть три набора сильноточных контактов электрического переключателя:

Каждый контакт переключателя фазы на самом деле представляет собой последовательную пару контактов, которые замыкаются и размыкаются одновременно с приведением в действие железного якоря, притягиваемого катушкой электромагнита в основании узла контактора.Функционирование трех контактных групп можно увидеть на этой паре фотографий, на левом изображении показаны контакты в их нормальном (разомкнутом) состоянии, а на правом изображении показаны замкнутые контакты (якорь «втянут»). силой моего пальца:

Конечно, было бы очень опасно прикасаться или вручную приводить в действие контакты пускового реле двигателя при снятой крышке, как показано на рисунке. Прикосновение пальца к любому из неизолированных медных контактов может привести не только к опасности поражения электрическим током, но и к возникновению дуги, возникающей при замыкании и размыкании таких контактов, и возникнет опасность возникновения дуги и дуги .Вот почему все современные контакторы двигателей оснащены защитными кожухами. Фактические контактные площадки переключателя сделаны не из чистой меди, а из серебра (или серебряного сплава), предназначенного для того, чтобы выдерживать повторяющееся дуговое и взрывное воздействие больших токов переменного тока, возникающих и прерываемых.

Под основными клеммами подключения питания (L1-L3, T1-T3) на этом контакторе скрываются две маленькие винтовые клеммы (обычно обозначаемые A1 и A2), обеспечивающие точки подключения к катушке электромагнита, приводящей в действие контактор:

Как и большинство трехфазных контакторов, эта катушка рассчитана на 120 вольт переменного тока.Хотя электродвигатель может работать от трехфазного переменного тока напряжением 480 В, катушка контактора и остальная часть схемы управления работают на более низком напряжении из соображений безопасности. Как и все электромеханические реле, контакторы двигателя используют сигнал малой мощности для управления электрическим током большей мощности, подаваемым на нагрузку. Это «усиливающее» действие позволяет относительно небольшим управляющим переключателям, ПЛК и релейным схемам запускать и останавливать относительно большие (сильноточные) электродвигатели.

Защита двигателя

Важным компонентом любой схемы управления двигателем большой мощности является какое-либо устройство для обнаружения условий чрезмерной перегрузки и отключения питания двигателя до того, как произойдет тепловое повреждение.Очень простое и распространенное устройство защиты от перегрузки, известное как нагреватель от перегрузки , состоит из резистивных элементов, последовательно соединенных с тремя линиями трехфазного двигателя переменного тока, предназначенного для нагрева и охлаждения со скоростью, моделирующей тепловые характеристики двигателя. сам мотор.

Предохранители и автоматические выключатели также защищают от перегрузки по току, но по разным причинам и для разных частей цепи двигателя. И предохранители, и автоматические выключатели, как правило, являются быстродействующими устройствами, предназначенными для прерывания сверхтока, возникающего в результате электрического повреждения, такого как короткое замыкание фазы на землю.Они рассчитаны на защиту проводки, передающей питание на нагрузку, а не (обязательно) на саму нагрузку. Нагреватели с тепловой перегрузкой, напротив, специально разработаны для защиты электродвигателя от повреждений, вызванных умеренными перегрузками по току, такими как то, что может возникнуть, если электродвигатель станет механически перегруженным. Размеры нагревателей перегрузки не связаны с допустимой нагрузкой на провод и, следовательно, не связаны с номиналами предохранителей или автоматических выключателей, обеспечивающих питание двигателя от сети.

Принципиальная схема трехфазной перегрузки, подключенной к трехфазному контактору и трехфазному двигателю, показана здесь:

Оба контакта внутри блока защиты от перегрузки будут оставаться в состоянии покоя («нормальном») до тех пор, пока нагревательные элементы (символы «крючок», расположенные спина к спине на приведенной выше диаграмме) остаются холодными.Однако, если один или несколько резистивных нагревателей становятся слишком горячими, контакты срабатывают и изменяют состояние. Нормально замкнутый контакт перегрузки (клеммы 95 и 96) обычно подключается последовательно с катушкой контактора (клеммы A1 и A2), так что обнаруженное состояние перегрузки вынуждает контактор отключать питание и отключать питание двигателя.

На следующей фотографии показано трехфазное контакторное реле, соединенное вместе с набором из трех «нагревателей перегрузки», через которые протекает весь ток двигателя.Нагреватели перегрузки выглядят как три металлические полосы цвета латуни рядом с красной кнопкой с надписью «Reset». Вся сборка — контактор плюс нагреватели перегрузки — обозначается как пускатель :

.

Удаление одного из нагревательных элементов показывает его механическую природу: небольшое зубчатое колесо с одной стороны входит в зацепление с рычагом, когда оно закреплено болтами в блоке защиты от перегрузки. Этот рычаг соединяется с подпружиненным механизмом, приводимым в действие ручным приводом красной кнопки «Сброс», которая, в свою очередь, приводит в действие небольшой набор контактов электрического переключателя:

Назначение нагревателя перегрузки — нагревание, поскольку двигатель потребляет чрезмерный ток.Маленькое зубчатое колесо удерживается на месте стержнем, погруженным в затвердевшую массу припоя, заключенного в латунный цилиндр под лентой нагревателя. На следующей фотографии показана нижняя сторона нагревательного элемента, на которой хорошо видны зубчатое колесо и латунный цилиндр:

Если нагревательный элемент становится слишком горячим (из-за чрезмерного тока двигателя), припой внутри латунного цилиндра расплавляется, позволяя зубчатому колесу вращаться. Это ослабит натяжение пружины в механизме защиты от перегрузки, позволяя небольшому электрическому переключателю пружинить в разомкнутом состоянии.Этот «перегрузочный контакт» затем прерывает ток в катушке электромагнита контактора, вызывая обесточивание контактора и остановку двигателя.

Нажатие кнопки «Сброс» вручную вернет пружинный механизм в исходное положение и снова замкнет контакт перегрузки, позволяя контактору снова включиться, но только после того, как нагревательный элемент перегрузки достаточно остынет для припоя внутри латуни. цилиндр для повторного затвердевания. Таким образом, этот простой механизм предотвращает немедленный перезапуск перегруженного двигателя после события «отключения» от тепловой перегрузки, давая ему также время для охлаждения.

Здесь показана типичная «кривая срабатывания» для устройства тепловой перегрузки с графиком зависимости времени от степени превышения тока:

В отличие от автоматического выключателя или предохранителя, размер которых рассчитан на защиту силовой проводки от чрезмерного нагрева, нагревательные элементы от перегрузки рассчитаны специально для защиты двигателя . Таким образом, они действуют как тепловые модели самого двигателя, нагреваясь до точки «срабатывания» так же быстро, как сам двигатель нагревается до точки максимальной номинальной температуры, и для охлаждения до безопасной температуры требуется столько же времени, сколько и для охлаждения двигателя. мотор будет.Еще одно различие между нагревателями перегрузки и автоматическими выключателями / предохранителями заключается в том, что нагреватели не предназначены для прямого прерывания тока путем размыкания, как это делают предохранители или автоматические выключатели. Скорее, каждый нагреватель перегрузки служит простой цели нагревать пропорционально величине и продолжительности перегрузки по току двигателя, вызывая размыкание другого электрического контакта, что, в свою очередь, запускает контактор для размыкания и прерывания тока двигателя.

Конечно, нагреватели от перегрузки работают только для защиты двигателя от тепловой перегрузки, если они находятся в аналогичных условиях температуры окружающей среды.Если двигатель расположен в очень горячей зоне производственной установки, а элементы защиты от перегрузки расположены в помещении «центра управления двигателем» (MCC) с климат-контролем, они могут не защитить двигатель, как это было задумано. И наоборот, если перегреватели расположены в жарком помещении, а двигатель находится в морозно-холодной среде (например, в помещении MCC нет кондиционера, а двигатель находится в морозильной камере), они могут преждевременно «отключить» двигатель.

Интересный «трюк», который следует иметь в виду при диагностике цепей управления двигателем, заключается в том, что нагреватели от перегрузки — это не что иное, как резисторы с низким сопротивлением.Таким образом, они будут снижать небольшое количество напряжения (обычно немного меньше 1 В переменного тока) при токе полной нагрузки. Это падение напряжения можно использовать как простую качественную меру фазного тока двигателя. Измеряя падение напряжения на каждом нагревателе от перегрузки (при работающем двигателе), можно определить, все ли фазы имеют одинаковые токи. Конечно, нагреватели перегрузки не обладают достаточной точностью по сопротивлению, чтобы служить истинными токоизмерительными «шунтами», но они более чем адекватны в качестве качественных индикаторов относительного фазного тока, чтобы помочь вам определить (например), страдает ли двигатель. от разомкнутой или высокоомной фазной обмотки:

Несмотря на то, что «нагреватели» от тепловой перегрузки полезны для защиты двигателя, существуют более эффективные технологии.Альтернативный способ обнаружения условий перегрузки — это непосредственный мониторинг температуры обмоток статора с помощью термопар или (чаще) резистивных датчиков температуры, которые сообщают о температуре обмоток электронному блоку «отключения» с теми же функциями управления, что и узел нагревателя перегрузки. Этот сложный подход используется в больших (тысячи лошадиных сил) электродвигателях и / или в критических технологических процессах, где надежность двигателя имеет первостепенное значение. Вибрационное оборудование машин, используемое для контроля и защиты от чрезмерной вибрации во вращающихся машинах, часто оснащается такими чувствительными к температуре модулями «отключения» только для этой цели.Можно контролировать не только температуру обмоток двигателя, но также температуру подшипников и других чувствительных к температуре компонентов машины, так что защитная функция выходит за рамки исправности электродвигателя.

Устройства, специально сконструированные для мониторинга состояния компонентов электроэнергии, таких как двигатели, генераторы, трансформаторы или распределительные линии, и принятия мер по защите этих компонентов в случае, если их параметры выходят за пределы безопасных значений, обычно известны как реле защиты .Защитное реле предназначено для контроля физических переменных, таких как линейные токи и температуры обмоток, относящихся к крупному электрическому компоненту, а затем автоматически инициирует «отключение», чтобы отключить питание этого компонента, отправив сигнал на ближайший автоматический выключатель или другой автоматический выключатель. отключите устройства.

Изначально защитные реле были электромеханическими по своей природе, в них использовались катушки, магниты, пружины, вращающиеся диски и другие компоненты для обнаружения и реагирования на нестандартные электрические измерения.Современные защитные реле — для электродвигателей или других компонентов электроэнергии, таких как генераторы, линии электропередач и трансформаторы — используют микропроцессоры вместо электромагнитных механизмов для выполнения тех же основных функций. Благодаря микропроцессорной технологии значительно повышается скорость реагирования и точность синхронизации, а также возможности цифровых сетей для обмена системными данными между другими компонентами и людьми-операторами.

Схема, показывающая, как современное (цифровое) защитное реле будет контролировать различные параметры промышленного электродвигателя среднего напряжения (4160 В переменного тока, трехфазный), показана здесь:

В этом примере линейное напряжение (4160 вольт переменного тока) и линейный ток слишком велики для непосредственного подключения к защитному реле, поэтому реле определяет линейное напряжение и линейный ток через трансформаторы напряжения , (PT) и трансформаторы тока . (КТ) соответственно.Трансформатор напряжения — это прецизионное устройство, обеспечивающее известное точное понижающее отношение, обычно до 120 вольт или 240 вольт переменного тока по всей шкале, для непосредственного обнаружения реле защиты. Аналогичным образом, трансформатор тока — это прецизионное устройство, обеспечивающее известное и точное соотношение понижения тока (на самом деле повышение с точки зрения напряжения), обычно до 1 или 5 ампер переменного тока в полном масштабе, для защитного реле. прямо толку. Оба трансформатора обеспечивают гальваническую развязку (полное отсутствие электропроводности) между силовыми проводниками двигателя среднего напряжения и электроникой защитного реле, при этом позволяя точно измерять линейное напряжение и линейный ток.

нулевой последовательности CT — это специальный трансформатор тока, охватывающий все три фазных провода двигателя, обеспечивающий индикацию замыкания на землю внутри двигателя. Тот факт, что этот трансформатор тока измеряет мгновенную алгебраическую сумму токов на входе и выходе двигателя, означает, что при обычной работе он будет выдавать абсолютно нулевой сигнал, поскольку Закон Кирхгофа по току гласит, что алгебраическая сумма токов на входе и выходе из узла (двигатель здесь считается узлом) должен быть равен нулю.Если, однако, в двигателе возникает замыкание на землю, когда некоторый переменный ток «утекает» из обмотки статора на землю, чтобы вернуться к нейтральному соединению источника питания 4160 В переменного тока, этот дисбаланс фазных токов будет обнаружен ТТ нулевой последовательности. , поскольку этот ток замыкания на землю представляет собой четвертый путь для тока, не учитываемого тремя силовыми проводниками, проходящими через двигатель.

На следующей фотографии показан дисплей на передней панели защитного реле General Electric (Multilin) ​​модели 369 для электродвигателя:

Электропроводка цепи управления двигателем

Здесь показана простая трехфазная цепь управления двигателем переменного тока на 480 В в наглядной и схематической форме.Вся эта сборка, состоящая из контактора, блока защиты от перегрузки, управляющего силового трансформатора, силовых предохранителей (или, альтернативно, автоматического выключателя) и связанных компонентов, неофициально называется ковшом :

.

Обратите внимание на то, как управляющий силовой трансформатор понижает переменный ток 480 вольт, чтобы обеспечить питание 120 вольт переменного тока для катушки контактора для работы. Кроме того, обратите внимание на то, как контакт перегрузки («OL») соединен последовательно с катушкой контактора, так что событие тепловой перегрузки вынуждает контактор отключиться и, таким образом, отключить питание двигателя, даже если переключатель управления все еще находится в положении « на »позиции.Нагреватели перегрузки показаны на схематической диаграмме в виде пар расположенных спина к спине «крючков», последовательно соединенных с тремя Т-образными линиями двигателя. Помните, что эти нагревательные элементы «OL» не прерывают напрямую питание двигателя в случае перегрузки, а сигнализируют контакту «OL» о размыкании и обесточивании контактора.

В системе автоматического управления тумблер должен быть заменен другим контактом реле (это реле управляется статусом процесса), переключателем процесса или, возможно, дискретным выходным каналом программируемого логического контроллера (ПЛК).

Следует отметить, что переключение типа переключателя необходимо для того, чтобы двигатель продолжал работать после того, как человек-оператор задействует переключатель. Двигатель работает, когда переключатель находится в замкнутом состоянии, и останавливается, когда переключатель размыкается. Альтернативой этой конструкции является создание схемы с защелкой , позволяющей использовать мгновенные контактные переключатели (один для запуска, а другой для остановки). Здесь показана простая схема управления электродвигателем с защелкой:

В этой схеме вспомогательный контакт , приводимый в действие контактором двигателя, подключен параллельно кнопочному переключателю «Пуск», так что контактор двигателя продолжает получать питание после того, как оператор отпускает переключатель.Этот параллельный контакт — иногда называемый запечатывающим контактом — фиксирует двигатель во включенном состоянии после мгновенного замыкания кнопочного переключателя «Пуск».

Нормально замкнутый переключатель «Стоп» позволяет «разблокировать» цепь двигателя. Нажатие этого кнопочного переключателя размыкает цепь управления, заставляя ток останавливаться через катушку контактора, которая затем размыкает три силовых контакта двигателя, а также вспомогательный контакт, используемый для поддержания контактора во включенном состоянии.

Простая лестничная диаграмма , показывающая взаимосвязи всех компонентов в этой цепи управления двигателем, упрощает понимание этой системы:

Большинство цепей управления двухпозиционным электродвигателем в Соединенных Штатах представляют собой некоторые вариации этой схемы подключения, если не идентичны ей. И снова эту систему можно автоматизировать, заменив кнопочные переключатели «Пуск» и «Стоп» на переключатели процесса (например, реле давления для системы управления воздушным компрессором), чтобы создать систему, которая запускается и останавливается автоматически.Программируемый логический контроллер (ПЛК) также может использоваться для обеспечения функции фиксации, а не вспомогательного контакта на контакторе. После включения ПЛК в схему управления двигателем можно добавить множество функций автоматического управления для расширения возможностей системы. Примеры включают в себя функции синхронизации, функции подсчета мотоциклов и даже возможность удаленного пуска / остановки через цифровую сеть, соединяющуюся с дисплеями интерфейса оператора или другими компьютерами.

В приложениях, где требуется реверсивное управление двигателем, пара контакторов может быть соединена вместе, как показано здесь:

Обратите внимание на то, как реверсирование двигателя осуществляется путем перестановки фаз L1 и L3: в прямом направлении провод L1 линии питания подключается к клемме двигателя T1, L2 подключается к клемме T2, а L3 подключается к T3.В обратном направлении L2 все еще подключается к T2, но L1 теперь подключается к T3, а L3 теперь подключается к T1. Вспомните принцип, согласно которому замена любыми двумя фазами в трехфазной системе питания меняет чередование фаз на противоположное, что в этом случае заставляет электродвигатель вращаться в другом направлении.

С двумя контакторами цепь управления теперь содержит две катушки для приведения в действие этих контакторов: одна с маркировкой «вперед», а другая с маркировкой «назад». Отдельные кнопочные переключатели «вперед» и «назад» подают питание на эти катушки, а отдельные запечатанные вспомогательные контакты, подключенные параллельно их соответствующим кнопкам, фиксируют каждый из них.

Важной особенностью этой схемы реверсивного пускателя является включение блокирующих контактов в каждую ступень цепи. В цепи прямого управления нормально замкнутый вспомогательный контакт, приводимый в действие контактором «реверса», включен последовательно, и наоборот, в цепи обратного управления. Целью «блокировки» является предотвращение возникновения несовместимых событий, в этом случае предотвращение срабатывания контактора «реверса», когда контактор «вперед» уже включен, и наоборот.Если бы оба контактора были задействованы одновременно, это привело бы к прямому межфазному замыканию (короткому замыканию) между L1 и L3!

Некоторые реверсивные пускатели двигателей имеют функцию, называемую механической блокировкой , при которой движение якоря в каждом контакторе ограничивается таким образом, что оба не могут срабатывать одновременно. Это обычно принимает форму рычага «качающейся балки», предотвращающего втягивание якоря одного контактора, в то время как якорь другого контактора втягивается, подобно игрушке на игровой площадке «качели», где только один конец может быть опущен в любой момент времени. .Нередко в одном реверсивном пускателе в качестве меры дополнительной защиты используется и электрическая, и механическая блокировка.

Современной тенденцией в управлении двигателями является использование цифровых сетей как для управления контактором, так и для удаленного контроля рабочего состояния двигателя. На следующей фотографии показан «ковш» с цифровым мониторингом и контролем, использующий DeviceNet в качестве сети управления:

Использование стандарта цифровой сети, такого как Ethernet, DeviceNet, Modbus, Profibus или любого другого, для мониторинга и управления двигателем дает множество преимуществ для обслуживания и эксплуатации.В цифровых сетях управляющая проводка значительно упрощается, поскольку один сетевой кабель может подключаться к нескольким блокам двигателей. «Интеллектуальный» сетевой интерфейсный модуль, установленный в баке, может быть разработан для контроля таких параметров, как линейное напряжение, линейный ток, фазовый дисбаланс и коэффициент мощности, чтобы передавать эти значения в главную систему управления через сеть.

Обычно модуль сетевого интерфейса внутри блока имеет собственный цифровой дисплей для локальной индикации этих параметров.На фотографии крупным планом Square-D «Motor Logic Plus» показаны некоторые из его локально доступных функций:

ПЛК, подключенный к сети, также может получить доступ ко всем этим значениям, сообщая о них эксплуатационному и / или обслуживающему персоналу по желанию. Вместо отдельных проводов, проложенных между ПЛК и пускателем двигателя, чтобы дать команду каждому двигателю запустить и остановить, ПЛК просто передает команды «пуска» и «останова» по сети на индивидуально адресованные модули цифрового пускателя.Сетевая проводка может быть просто параллельна («гирляндной») между модулями, так что несколько сегментов находятся в одной физической сети, каждая из которых запрограммирована с уникальным адресом. Таким образом, ПЛК, подключенный к этой же сети, может получать доступ и управлять всеми параметрами для всех двигателей в этой сети.

Три способа управления однофазным асинхронным двигателем

Каждый день инженеры разрабатывают продукты, в которых используются однофазные асинхронные двигатели.Регулирование скорости однофазных асинхронных двигателей желательно в большинстве приложений управления двигателями, поскольку оно не только обеспечивает регулируемую скорость, но также снижает потребление энергии и звуковой шум.

Большинство однофазных асинхронных двигателей являются однонаправленными, что означает, что они предназначены для вращения в одном направлении. Либо путем добавления дополнительных обмоток, внешних реле и переключателей, либо путем добавления зубчатых передач, направление вращения можно изменить. Используя системы управления на основе микроконтроллеров, можно добавить в систему изменение скорости.В дополнение к опции изменения скорости, направление вращения также может быть изменено в зависимости от используемых алгоритмов управления двигателем.

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором (PSC) — самый популярный тип однофазных асинхронных двигателей. В этой статье будут рассмотрены различные методы и топологии приводов для управления скоростью двигателя PSC в одном и двух направлениях.

Интерфейс микроконтроллера

Микроконтроллер — это мозг системы. Часто контроллеры, используемые для приложений управления двигателем, имеют специализированные периферийные устройства, такие как ШИМ для управления двигателем, высокоскоростные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и диагностические выводы.PIC18F2431 и dsPIC30F2010 от Microchip имеют эти встроенные функции.

Наличие доступа к специализированным периферийным устройствам микроконтроллера упрощает реализацию алгоритмов управления.

Каналы АЦП используются для измерения тока двигателя, температуры двигателя и температуры радиатора (подключены к выключателям питания). Третий канал АЦП используется для считывания уровней потенциометра, который затем используется для установки скорости двигателя. Дополнительные каналы АЦП могут использоваться в конечном приложении для считывания различных датчиков, таких как бесконтактный переключатель, датчики мутности, уровня воды, температуры морозильной камеры и т. Д.

Входы и выходы общего назначения (I / Os) могут использоваться для сопряжения переключателей и дисплеев в приложении. Например, в приложении для холодильника эти универсальные входы / выходы могут использоваться для управления ЖК-дисплеем, семисегментным светодиодным дисплеем, кнопочным интерфейсом и т. Д. Каналы связи, такие как I2C ^(TM) или SPI ^{( TM)} используются для соединения платы управления двигателем с другой платой для обмена данными.

Интерфейсы неисправностей и диагностики включают в себя входные линии со специальными функциями, такими как возможность отключения ШИМ в случае катастрофических сбоев в системе.Например, в посудомоечной машине, если привод заблокирован из-за скопившихся отходов, это может помешать вращению двигателя. Эта блокировка может быть обнаружена в виде перегрузки по току в системе управления двигателем. Используя функции диагностики, эти типы неисправностей могут регистрироваться и / или отображаться, или передаваться на ПК для устранения неисправностей обслуживающего персонала. Часто это предотвращает серьезные отказы и сокращает время простоя продукта, что приводит к снижению затрат на обслуживание.

Аппаратный интерфейс для PIC 18F2431 или dsPIC30F2010.

ШИМ — это основные периферийные устройства, используемые для управления двигателем. Используя указанные выше входные данные, алгоритм управления двигателем микроконтроллера определяет рабочий цикл ШИМ и схему вывода. К наиболее ценным функциям PWM относятся дополнительные каналы с программируемым мертвым временем. ШИМ могут быть выровнены по краю или по центру. Выровненные по центру ШИМ имеют то преимущество, что они снижают электромагнитный шум (EMI), излучаемый изделием.

Вариант 1: однонаправленное управление

Управление

VF в одном направлении делает топологию привода и алгоритм управления относительно простыми.Задача состоит в том, чтобы создать источник питания с переменным напряжением и частотой из источника питания с фиксированным напряжением и частотой (такого как источник питания от настенной розетки). На рисунке на странице 85 показана блок-схема этой топологии привода с тремя основными секциями построения, которые обсуждались ранее. Обмотки двигателя подключены к центру каждого полумоста на выходной секции инвертора. Многие двигатели, доступные в продаже, имеют как основную, так и пусковую обмотки, соединенные вместе с конденсатором, включенным последовательно с пусковой обмоткой.В этой конфигурации двигатель может иметь только два выступающих провода (M1 и M2).

MCU, показанный на блок-схеме, имеет модуль управления мощностью PWM (PCPWM), который способен выводить до трех пар PWM с зоной нечувствительности между парами. Зона нечувствительности важна в приложении управления асинхронным двигателем, чтобы избежать перекрестной проводимости шины постоянного тока через переключатели питания, когда один выключается, а другой включается. Схема диагностики может включать в себя контроль тока двигателя, контроль напряжения на шине постоянного тока и контроль температуры на радиаторе, подключенном к выключателям питания и двигателю.

Блок-схема топологии привода с тремя основными секциями здания. В этой конфигурации двигатель может иметь только два выступающих провода (M1 и M2). Показанный MCU имеет модуль ШИМ, который способен выводить до трех пар ШИМ с зоной нечувствительности между парами.

Двунаправленное управление с помощью H-моста.

Двунаправленное управление

Большинство двигателей PSC предназначены для работы в одном направлении. Однако во многих приложениях требуется двунаправленное вращение двигателя. Исторически для достижения двунаправленного вращения использовались зубчатые передачи или внешние реле и переключатели. При использовании механических шестерен вал двигателя вращается в одном направлении, а шестерни прямого и обратного хода включаются и выключаются в соответствии с требуемым направлением. С помощью реле и переключателей полярность пусковой обмотки электрически меняется на обратную в зависимости от требуемого направления.

К сожалению, все эти компоненты увеличивают стоимость системы для базового управления включением и выключением в двух направлениях.

В этом разделе мы обсудим два метода двунаправленного управления скоростью для двигателей PSC с использованием привода на основе микроконтроллера. Обсуждаемые здесь топологии привода создают эффективные напряжения, которые приводят в действие главную обмотку и пусковую обмотку с фазовым сдвигом на 90 градусов относительно друг друга. Это позволяет разработчику системы навсегда удалить конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, из схемы, тем самым снижая общую стоимость системы.

Вариант № 2: H-мостовой преобразователь

У этого метода есть удвоитель напряжения на входе; на выходе используется H-мост или двухфазный инвертор (см. рисунок выше). К каждому полумосту подключаются один конец основной и пусковой обмоток; другие концы соединены вместе в нейтральной точке источника переменного тока, которая также служит центральной точкой для удвоителя напряжения.

Для схемы управления требуются четыре ШИМ с двумя дополнительными парами и достаточной зоной нечувствительности между дополнительными выходами.PWM0-PWM1 и PWM2-PWM3 — это пары ШИМ с зоной нечувствительности. Используя ШИМ, шина постоянного тока синтезируется для обеспечения двух синусоидальных напряжений, сдвинутых по фазе на 90 градусов, с различной амплитудой и переменной частотой в соответствии с профилем VF. Если напряжение, приложенное к основной обмотке, отстает от пусковой обмотки на 90 градусов, двигатель вращается в прямом направлении. Чтобы изменить направление вращения, напряжение, подаваемое на главную обмотку, должно опережать напряжение, подаваемое на пусковую обмотку.

Фазовые напряжения при вращении двигателя в прямом и обратном направлении.

Этот способ управления двигателем типа PSC с помощью H-мостового инвертора имеет следующие недостатки.

Основная и пусковая обмотки имеют разные электрические характеристики. Таким образом, ток, протекающий через каждый переключатель, неуравновешен. Это может привести к преждевременному выходу из строя коммутационных аппаратов в инверторе.

Общая точка обмоток напрямую подключена к нейтрали. Это может увеличить количество коммутационных сигналов, проникающих в основной источник питания, и может увеличить шум, излучаемый в линию.В свою очередь, это может ограничить уровень электромагнитных помех продукта, нарушая определенные цели и нормы проектирования.

Эффективное обрабатываемое постоянное напряжение относительно высокое из-за удвоения входного напряжения.

Наконец, стоимость самой схемы удвоителя напряжения высока из-за двух мощных конденсаторов большой емкости.

Лучшим решением для минимизации этих проблем было бы использование трехфазного инверторного моста, как обсуждается в следующем разделе.

Вариант № 3: Использование трехфазного инверторного моста

Входная секция заменена на стандартный диодно-мостовой выпрямитель.В выходной секции установлен трехфазный инверторный мост. Основное отличие от предыдущей схемы — способ подключения обмоток двигателя к инвертору. Один конец основной и пусковой обмоток подключены к одному полумосту каждый. Остальные концы связываем вместе и подключаем к третьему полумосту.

Управление с помощью трехфазного инверторного моста.

При такой топологии привода управление становится более эффективным.Однако алгоритм управления усложняется. Напряжениями обмоток, Va, Vb и Vc, следует управлять для достижения разности фаз между действующими напряжениями на основной и пусковой обмотках, чтобы иметь фазовый сдвиг на 90 градусов относительно друг друга.

Чтобы иметь одинаковые уровни напряжения и нагрузки на всех устройствах, что улучшает использование устройства и обеспечивает максимально возможное выходное напряжение для заданного напряжения на шине постоянного тока, все три фазных напряжения инвертора поддерживаются на одной и той же амплитуде, как указано в :

| Va | = | Vb | = | Vc |

Эффективное напряжение на основной и пусковой обмотках, как указано по формуле:

Vmain = Va-Vc

Vstart = Vb-Vc

Направление вращения можно легко контролировать с помощью фазового угла Vc по отношению к Va и Vb. .

На рисунках на стр. 87 показаны фазные напряжения Va, Vb и Vc, эффективные напряжения на основной обмотке (Vmain) и пусковой обмотке (Vstart) для прямого и обратного направлений соответственно.

Использование метода управления трехфазным инвертором на компрессоре мощностью 300 Вт дало экономию энергии на 30 процентов по сравнению с первыми двумя методами.

Необходимые ресурсы микроконтроллера
Ресурс	Однонаправленный	Двунаправленный H-образный мост	Двунаправленный с трехфазным мостом	Банкноты
Программная память	1.5 Кбайт	2,0 Кбайт	2,5 Кбайт	–
Память данных	~ 20 байт	~ 25 байтов	~ 25 байт	–
ШИМ каналов	2 канала	2 канала	3 канала	Дополняет мертвое время
Таймер	1	1	1	8- или 16-битный
Аналого-цифровой преобразователь	3-4 канала	3-4 канала	3-4 канала	Ток двигателя, измерения температуры, потенциометр регулировки скорости
Цифровые входы / выходы	от 3 до 4	от 3 до 4	от 3 до 4	Для пользовательских интерфейсов, таких как переключатели и дисплеи
Входы неисправностей	1 или 2	1 или 2	1 или 2	Для перегрузки по току / перенапряжения / перегрева и т. Д.
Сложность алгоритма управления	Низкий	Средний	Высокая	–
Сравнение затрат
	Однонаправленный	Двунаправленный с Н-мостом	Двунаправленный с трехфазным мостом
Секция входного преобразователя	Low — Однофазный диодный мостовой выпрямитель	Высокий — из-за цепи удвоителя напряжения	Low — Однофазный диодный мостовой выпрямитель
Выходная секция инвертора	Низкий — Два полумоста	Средний — Два полумоста.Силовые выключатели на повышенное напряжение	High — трехфазный инвертор. Использование интегрированных силовых модулей (IPM) лучше, чем дискретных компонентов
Мотор	Medium — Требуется пусковой конденсатор	Low — Пусковой конденсатор снят с двигателя	Low — Пусковой конденсатор снят с мотора
Время разработки	Короткое	Средний	Длинный
Общая стоимость	Низкий	Средний	Средний — Эффективный контроль при заданной стоимости

Еще одно преимущество использования трехфазного метода управления состоит в том, что та же самая топология приводного оборудования может использоваться для управления трехфазным асинхронным двигателем.В этом сценарии микроконтроллер должен быть перепрограммирован для вывода синусоидального напряжения с фазовым сдвигом на 120 градусов относительно друг друга, что приводит в действие трехфазный асинхронный двигатель. Это сокращает время разработки.

Однофазные асинхронные двигатели очень популярны в бытовой технике, а также в промышленных и бытовых приложениях. PSC — самый популярный тип однофазных асинхронных двигателей. Управление скоростью двигателя имеет множество преимуществ, таких как энергоэффективность, снижение слышимого шума и лучший контроль над приложением.В этой статье мы обсудили различные методы управления скоростью, которые можно использовать с двигателем PSC в однонаправленном и двунаправленном режимах. Наилучшие результаты дает управление двигателем PSC с использованием топологии трехфазного инвертора.

Фазное напряжение при вращении двигателя в прямом и обратном направлениях.

Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя с использованием шага… | Однофазный асинхронный двигатель

Пример: бакалавр наук

Найдено 35 бесплатных книг

Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя

с использованием ступенчатого … article.sciencepublishinggroup.com Циклоконвертер

использовался на однофазном асинхронном двигателе , и результат показывает, что он может изменять скорость асинхронного двигателя . Ключевые слова: Циклоконвертер, асинхронный двигатель , скорость двигателя , тиристоры, переменная частота 1.Введение Однофазные асинхронные двигатели широко используются во многих моделях

.

Фазы, однофазные, моторные, индукционные, асинхронные двигатели, Однофазные асинхронные двигатели, Однофазные индукционные двигатели

Реверсивный пускатель для однофазных асинхронных двигателей chainganger.co.uk

Реверсивная цепь пускателя для однофазных асинхронных двигателей Обновлено 1 сентября 2008 г. Большинство однофазных электродвигателей , устанавливаемых на станки, компрессоры и т. Д.беличья клетка … фаза трехфазного двигателя вышла из строя или отключилась.

Фазы, одиночные, электродвигатели, пускатели, цепи, индукционные, реверсивные, однофазные, фазные двигатели, реверсивные цепи стартера для однофазных индукционных двигателей

Использование микроконтроллера AVR ATmega16 — ijert.org

www.ijert.org

состоит из однофазного асинхронного двигателя , реле, источника питания, микроконтроллера, датчика тока, датчика температуры, потенциометра, ЖК-дисплея и зуммера. Результаты на ЖК-дисплее A.Температура Если температура асинхронного двигателя выше 50 градусов, то обнаруживается перегрев и двигатель останавливается …

Фазы, однофазные, моторные, индукционные, асинхронные двигатели, Однофазные асинхронные двигатели

Общие сведения о паспортной табличке двигателя NEMA v / s IEC … www.pdhonline.com

Информация на паспортной табличке двигателя … У вас есть либо одинарный — фазный , либо 3 — фазный двигатель . №6: ОБОРОТЫ ПОЛНОЙ НАГРУЗКИ … Скорость асинхронного двигателя всегда меньше синхронной скорости, и она падает при увеличении нагрузки. Например, для синхронной скорости 1800 об / мин асинхронный двигатель может иметь скорость при полной нагрузке

Фазы, информация, паспортные таблички, имя, понимание, одиночный, двигатель, индукция, асинхронные двигатели, понимание информации с паспортной таблички двигателя, фазовые двигатели, понимание информации с паспортной таблички двигателя nema

Измерение и анализ работы одиночного www.brown.edu

Измерение и анализ работы однофазного асинхронного двигателя В классе I показал вам каркас четырехполюсного однофазного двигателя ¼ HP с различными ступенями

Фазы, Анализ, Операции, Измерение, Одиночный, Двигатель, Индукционный, Однофазный, Однофазный асинхронный двигатель, Измерение и анализ работы

Однофазный асинхронный двигатель 1-Введение www.uomisan.edu.iq

Однофазный асинхронный двигатель 1-Введение Однофазный индукционный двигатель — — наиболее часто используемый двигатель для холодильников, стиральных машин, часов, дрелей, компрессоров, насосов и т. Д. 1.1 Конструкция Конструкция однофазного асинхронного двигателя состоит из статора и ротора. …

Фазы, одиночные, моторные, индукционные, фазные индукционные, однофазные асинхронные двигатели

Однофазный асинхронный двигатель — stav přístrojové a… elektro.fs.cvut.cz

Однофазный асинхронный двигатель Однофазный индукционный двигатель – — это наиболее часто используемый двигатель для холодильников, стиральных машин, часов, дрелей, компрессоров, насосов и т. Д. Статор двигателя с одной фазой — имеет многослойный железный сердечник с двумя перпендикулярно расположенными обмотками.

Фазы, одиночные, моторные, асинхронные, фазные индукционные, фазные двигатели, однофазные асинхронные двигатели

Таблица номинальных значений тока двигателя — Sprecher + Schuh www.sprecherschuh.com

Таблица номинальных значений тока двигателя Серии CA4, CA7, CA6 и CA5 … используйте фактический ток двигателя , указанный на паспортной табличке двигателя . Используйте эту таблицу только в качестве руководства Мощность, 60 Гц, асинхронный двигатель переменного тока Однофазный Трехфазный 115 В 230 В 200 В 230 В 380-415 В 460 В 575 В

Диаграмма, фазы, ток, одиночный, двигатель, номинальные характеристики, индукция, таблица номинальных значений тока двигателя, однофазный асинхронный двигатель

МАРКИРОВКА КЛЕММ И ВНУТРЕННЯЯ ПРОВОДКА … www.rses.org

Основная обмотка однофазного двигателя — обозначена Т1, Т2, Т3 и Т4, а вспомогательная обмотка обозначена Т5, Т6, Т7 и Т8, чтобы отличить ее от двигателя с четвертью фаз , который использует нечетные числа для одной фазы и четные числа для другой фазы †

Фазы, внутренние, одиночные, электродвигатели, маркировка, клеммы, проводка, схемы, маркировка клемм и схемы внутренней проводки, фазные двигатели

ТЕОРИЯ, ПОСТРОЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ geosci.uchicago.edu

ТЕОРИЯ, КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ 1. ГЛАВА 1 ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ … семейство электрических вращающихся машин. Другими членами этого семейства являются электродвигатель или генератор постоянного тока , асинхронный электродвигатель или генератор и ряд производных от всех этих трех. Что общего у всех членов этой семьи … ТРИ ФАЗА ЦЕПИ 11

Фазы, операции, конструкция, двигатель, теория, индукция и работа, асинхронные двигатели

Подобные запросы

Однофазный асинхронный двигатель, Асинхронный двигатель, Двигатель, Однофазная индукция, Реверсивная цепь пускателя для однофазной индукции, Однофазный, Фазный, Фазный двигатель, Управление однофазным асинхронным двигателем, Индукционный, Однофазный, Однофазный индукционный, Фазная индукция, Основные сведения о двигателе, Фазный асинхронный двигатель, Многофазный асинхронный двигатель переменного тока, ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И РАЗНАЯ СКОРОСТЬ, Общие сведения о паспортной табличке двигателя NEMA, Общие сведения о паспортной табличке двигателя, Однофазный асинхронный двигатель, Глава 7 Однофазные двигатели, Замена однофазных ACIM с тремя, Измерение и анализ работы, Однофазный асинхронный двигатель, Однофазные асинхронные двигатели, Однофазный двигатель, Однофазные двигатели, Многофазный асинхронный двигатель, Многофазный асинхронный двигатель Многофазный асинхронный двигатель, Таблица номинальных значений тока двигателя, Однофазный асинхронный двигатель, Устранение неисправностей асинхронных двигателей, Siemens, МАРКИРОВКА НА КЛЕММАХ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕЙ ПРОВОДКИ, ОДНОФАЗНЫЙ, T ОБСЛУЖИВАНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ, Альтернативы фазового регулирования для однофазных, однофазных электрических двигателей, ПОГРУЖНЫХ НАСОСОВ, однофазных электродвигателей.