2.3. Построение и чтение релейно-контакторных схем управления.
Электрические схемы могут быть: структурные, функциональные, принципиальные, схемы соединений, схемы подключений, общие, схемы расположения и др. Наиболее информативными являются принципиальные схемы. На них отображают в виде условных обозначений все элементы устройства и электрические связи между ними.
Основные правила выполнения схем:
Схемы изображают в отключенном состоянии, когда все кнопки отпущены и катушки не обтекаются током.
Силовые цепи вычерчивают более толстыми линиями по сравнению с цепями управления.
Схемы выполняют в однолинейном или в многолинейном изображении.
Каждому элементу присваивается стандартное буквенное обозначение и порядковый номер.
Рис. 2.4. схемы пуска короткозамкнутого асинхронного двигателя.
В качестве примера рассмотрим несколько типовых схем управления двигателями. На рис. 2.4, а показана простейшая схема управления пуском асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Для пуска включают рубильник QS и нажимают на кнопку SB1. Контактор КМ1 при этом включается и своими главными контактами КМ1 подключает статор двигателя к сети. Замыкающий блок-контакт контактора КМ1 блокирует кнопку SB1. Отключение электродвигателя от сети осуществляется нажатием кнопки SB2, после чего схема приходит в исходное положение.
На рис. 2.4, б показана схема управления пуском асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором с реверсивным магнитным пускателем. Для подачи командных импульсов имеются три кнопки: SB1, SB2, SB3. При нажатии кнопки SB1 включается контактор КМ1, который своими контактами КМ1 подключает статор двигателя к сети. Одновременно он своим замыкающим блок-контактом шунтируют кнопку SB1, а размыкающим блок-контактом разрывает цепь катушки контактора КМ2, чтобы исключить возможность короткого замыкания при одновременном нажатии обеих кнопок. При нажатии кнопки SB2 включается контактор КМ2. Две фазы статора при этом меняются местами и двигатель изменит направление вращения.
Защита, блокировка и сигнализация применяются в электроустановках с целью исключения аварий и повышения надежности работы при возможных нарушениях нормального режима. В релейных контакторных схемах управления применяются следующие виды защит: нулевая, максимально-токовая, тепловая и т. п. Нулевая защита обеспечивает защиту от самозапуска двигателя при кратковременным исчезновении напряжения сети.
При управлении от кнопок нулевая защита осуществляется самим контактором, а при управлении от командоконтроллера - специальным реле защиты по напряжению.
Максимальная защита (токовая и тепловая) защищает двигатель от коротких замыканий и перегрузок.
В схеме рис. 2.4,а защита двигателя осуществляется тепловыми реле FK1, FK2, включенными в две фазы статора, а также плавкими предохранителями FU1
Пуск асинхронных электродвигателей средней и большой мощности осуществляется в большинстве случаев с помощью реостата, включенного в цепь ротора, в автоматизированном режиме. Автоматизация операций пуска и торможения привода значительно облегчает процесс управления, устраняет возможные ошибки, ведет к повышению производительности машин, особенно при частых включениях привода. Пуск двигателей постоянного тока и асинхронных электродвигателей с фазным ротором обычно осуществляется в соответствии с заданной пусковой диаграммой. Закорачивание ступеней реостата осуществляется либо при достижении двигателем определенной скорости, либо при определенной силе тока, частоте или через заданные промежутки времени. В соответствии с этим управление пуском может осуществляться в функции скорости, тока, частоты, времени, пути, пройденного производственным механизмом и др.
Рис. 2.5. Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени.
На рис. 2.5 показан пример реализации схемы автоматического пуска мощного асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени. Нажатием кнопки SB1 подается питание на катушку контактора КМ1, который, включившись, своими главными контактами подключает электродвигатель М к сети при полностью введенном в цепь ротора реостате. Размыкающий блок-контакт КМ1 отключает реле времени КТ1 и последнее с выдержкой времени включает первый ускоряющий контактор КМ2. Последний, включившись, шунтирует первую ступень пускового реостата. Аналогично шунтируются вторая и третья ступени пускового реостата, после чего двигатель выходит на естественную характеристику и пуск на этом заканчивается.
На рис. 2.6 представлена схема реостатного пуска двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением с использованием реле времени и командоконтроллера. Такая схема используется на различных транспортных устройствах, например слитковозах. Пуск осуществляется в три ступени. Командоконтроллер SM имеет четыре положення (0, 1, 2, 3). В нулевом положении командоконтроллера SM замкнуты его контакты 0-0, включено реле FV и замкнут его контакт FV, подающий питание на нижнюю часть схемы управления. Двигатель отключен от сети. В положении 1 командоконтроллера замкнут его контакт I-I, включается контактор КМ 1, который подключает двигатель к сети при полном сопротивлении в цепи якоря. Разгон двигателя осуществляется автоматически с помощью реле времени КТ1-КТ3. Ручка командоконтроллера устанавливается в крайнее (3) положение, при котором замыкаются все его контакты I-I; II-II; III-III. Размыкающий блок-контакт включившегося ранее контактора КМ1 отключает реле времени КТ1, которое с заданной выдержкой времени замкнет свой контакт в цепи ускоряющего контактора КМ2.
Рис. 2.6. Схема пуска двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением в функции времени.
Последний, включившись, шунтирует секцию R1 пускового реостата; при этом отключается реле времени КТ2. Последнее с выдержкой времени включит контактор КМ3, шунтирующий вторую секцию реостата R2. Аналогично через время шунтируется третья секция. Реле напряжения FV осуществляет нулевую блокировку командоконтроллера. Включение двигателя и его разгон возможны только из нулевого положения командоконтроллера. Защита от перегрузки выполняется максимальным реле FA, размыкающий контакт которого включен в цепь катушки реле FV.