Управление асинхронным короткозамкнутым электродвигателем

Пуск асинхронного ЭД

В момент пуска ЭД потребляет из сети большой ток и имеет малый пусковой момент. Кратность пускового тока , кратность пускового момента . В станкостроении применяют прямое включение асинхронных ЭД в сеть без каких-либо пусковых устройств – прямой пуск.

Схема пуска реверсивного асинхронного ЭД

Для включения двигателя в прямом направлении необходимо кратковременно нажать кнопку «Вперед». Срабатывает контактор , замыкает главные контакты в цепи статора ЭД и ставит себя на самоблокировку. Если теперь кнопку отпустить, то катушка контактора будет включена. Схема снабжена взаимной блокировкой, исключающей одновременное срабатывание контактов и . Поэтому нужно предварительно нажать кнопку «Стоп», а затем кнопку «Назад». Произойдет переключение цепи статора с изменением порядка фаз.

Схема пуска двухскоростного асинхронного ЭД

Для включения на меньшую скорость ( ) нажимают на кнопку . Срабатывает контактор , ставит себя на блокировку.

Включение на большую скорость ( ) произойдет кнопкой . Срабатывают два контактора и . Контактор подключает средние точки обмоток к сети.

Отключение двигателя с любой скорости производится кнопкой .

Торможение асинхронного электродвигателя

Применяют торможение асинхронных ЭД: противовключением, динамическое и конденсаторное.

Рекуперативное торможение, как и у ЭД постоянного тока, встречается только в частотном регулируемом электроприводе. Исключение составляет подтормаживание с рекуперацией энергии в сети, которое происходит при переключении многоскоростного асинхронного ЭД с высшей скорости на низшую.

Торможение асинхронного двигателя противовключением

Схема торможения противовключением: а) нереверсного ЭД;

б) реверсного ЭД.

КМ₁ – рабочий контактор;

КМ₂ – контактор противовключения;

SR – реле контроля скорости.

Производится подготовка включения (схема а). После нажатия кнопки SB₂ «Пуск» срабатывает контактор КМ₁, ставит себя на самопитание и подключает электродвигатель к сети; одновременно вспомогательные контакты КМ₁ разрывают цепь катушки контактора КМ₂.

После разгона электродвигателя контакты реле скорости SR замыкаются, но контактор торможения не срабатывает, т.к. цепь его разомкнута – схема подготовлена к последующему торможению.

При нажатии кнопки SB₁ «Стоп» линейный контактор КМ₁ отключается и его вспомогательный контакт замыкает цепь катушки контактора торможения КМ₂. Когда скорость электродвигателя снизится до установки реле контроля скорости, контакты SR разомкнутся и контактор КМ₂ отключится - торможение заканчивается.

Торможение реверсивного двигателя (схема б) сложнее. Здесь каждый контактор должен выполнять функции линейного и тормозного контактора в зависимости от направления вращения электродвигателя. Основу схемы составляет реверсный магнитный пускатель с блокировкой на кнопках. Эта часть схемы подключается к сети через размыкающие контакты реле К.

При прямом вращении, нажимают кнопку SB₂ «Вперёд», после чего срабатывает контактор КМ₁, ставит себя на самопитание и подключает к сети электродвигатель. После увеличения скорости, срабатывает реле контроля скорости и замыкает контакты SB₂. Схема подготовлена к торможению.

Для остановки электродвигателя, нажимают кнопку SB₁ «Стоп». Срабатывает реле К и ставит себя на самопитание. Одновременно размыкающий контакт К отключает контактор КМ₁, а замыкающий контакт через контакты SB₂ включает контактор КМ₂, который выполняет функцию контактора торможения – начинается торможение. Когда скорость снизится, контакты SR₂ размыкаются и отключается контактор КМ₂ – торможение.

Если электродвигатель вращается в обратном направлении, схема работает аналогично, но рабочим контактором служит КМ₂. При этом срабатывают контакты реле скорости SR₁ и подготавливают цепь контактора КМ₁ для работы в режиме торможения, который теперь является тормозным контактором.

Реверсивный магнитный пускатель позволяет включать электродвигатель в двух направлениях без использования торможения противовключения. Для этого, включенный электродвигатель «Вперёд» SB₂, достаточно нажать кнопку «Назад» SB₃.

Динамическое торможение.

Схема динамического торможения асинхронного электродвигателя

Статор отключается от сети переменного тока и подключается на постоянное напряжение. Магнитное поле статора неподвижно, но ротор по инерции продолжает вращение. В проводниках ротора наводится ЭДС и возникает ток, который создаёт момент, противоположный вращению.

Схема содержит линейный контактор КМ₁ и контактор торможения КМ₂. Источником постоянного тока служит полупроводниковый выпрямитель V1, который включается в сеть через понижающий трансформатор Т. Резистор R_P служит для точной регулировки тока возбуждения. Управление торможением осуществляется функцией времени с помощью электромагнитного реле времени КТ, которое включено в цепь переменного тока через выпрямитель V₂.

При нажатии кнопки SB₂ «Пуск» срабатывает контактор КМ₁ и подключает электродвигатель к цепи переменного тока. Вспомогательные контакты контактора ставят его на самопитание, разрывают цепь контактора торможенияКМ₂ и включают реле времени КТ. При этом контакт КТ в цепи катушки контактора КМ_­2 замыкается. Схема подготовлена к торможению.

При нажатии кнопки SB₁ «Стоп» отключается контактор КМ₁, который своими размыкающими контактами включает контактор торможения КМ₂, а замыкающими контактами отключает реле времени КТ.

Контактор КМ₂ подключает к сети постоянного тока цепь статора электродвигателя – начинается торможение. Одновременно с этим реле КТ отсчитывает выдержку времени, по истечении которого его контакты разрывают цепь контактора КМ₂ – торможение заканчивается.

Конденсаторное торможение

Асинхронная машина работает в режиме генератора с самовозбуждением. Реактивная мощность, необходимая для возбуждения, поступает в цепь статора от батареи конденсаторов. Самовозбуждение машины возникает за счёт остаточного магнитного потока. При вращении ротора в цепи статора протекает ток. Конденсаторы, включенные в цепь статора, сдвигают ток статора на 90° в сторону опережения. В результате магнитный поток машины увеличивается, что приводит к увеличению ЭДС и тока статора и т.д.

После самовозбуждения асинхронная машина переходит в генераторный режим, и сознают тормозной момент, под действием которого происходит снижение скорости.

Конденсаторное торможение обеспечивает большой тормозной момент в начале торможения, что выгодно отличает от динамического торможения с внешним источником возбуждения.

Схемы конденсаторного торможения просты и экономичны, поскольку энергия возбуждения не потребляется.