Московский Государственный Технический Университет

имени Н.Э.Баумана.

Функциональные схемы автоматического

управления электропривода.

Методическое указание для практических работ.

Даниленко Ю.М

Москва 2013 г.

Содержание

Введение ……………………………………………………………………….... 2

1. Схема автоматического управления пуском асинхронного двигателя с

фазным ротором в функции времени. …………….……………………….. 3

2. Схема автоматического управления асинхронным двигателем в функции

пути. ………………………………………………………………………… 6

3. Схема автоматического управления асинхронным двига­телем в функции скорости. ………………………………………………………………………... 8

4. Схема автоматического управления динамическим торможением

асинхронного двигателя. ………………………………………………….. 10

5. Схема автоматического управления двигателе постоянного тока. …… 12

Введение

Современный электропривод представляет собой уровень силовой электровооруженности труда и благодаря своим преимуществам по сравнению с другими видами приводов являются основным и главным средством автоматизации рабочих машин и производственных процессов.

Кроме того, электропривод потребляет более 60% производимой в стране электроэнергии и является, таким образом, главным ее потребителем. В связи с этим большое значение приобретают вопросы, связанные с развитием электропривода и естественно с подготовкой высококвалифицированных кадров в этой области.

Таким образом, данная методическая разработка является весьма актуально, так как направлена на совершенствование учебного процесса по подготовке инженеров в области энергомашиностроения. Основой методики является изучение принципов логистики на практических схемах автоматического управления различимыми типами приводов.

1. Схема автоматического управления пуском асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени

К недостаткам прямого пуска асинхронного двигателя относятся: 1) относительно малый пусковой момент: относительно большой пусковой ток: .

Из-за первого недостатка иногда приходиться выбирать двигатель большей мощности, чем это требуется по условиям работы при установившемся режиме, что экономически нецелесообразно.

Большой ток в период пуска двигателя может вызвать значительное падение напряжения в питающей сети, что неблагоприятного скажется на работе других потребителей.

Большой пусковой ток ограничивает допустимое число пусков (включений) двигателя в час, так как может привести к его перегреву и выходу из строя.

Исключить вышеперечисленные сложности пуска позволяет асинхронный двигатель с фазным ротором (контактивными кольцами).

Введение добавочного сопротивления в цель ротора при пуске асинхронного двигателя с контактными кольцами позволяет увеличить пусковой момент вплоть до максимального значения и одновременно значительно снизить пусковой ток.

В системах автоматического управления (рис. 1.1), где пуск осуществляется дистанционно, пусковое сопротивления R_д по мере разгона двигателя уменьшается ступенями с помощью релейно-контактной схемы в функции времени.

Перед пуском двигателя контакты контакторов КМ1 и КМ2 разомкнуты и в цепь ротора включено пусковое сопротивление, равное сумме R_д1 и R_д2 , которому соответствует реостатная характеристика 1 (рис. 1.2).

При включении автоматических выключателей АВ1 и АВ2 подается питание в силовую схему и в схему управления. Система готова к работе.

Для того, чтобы включить двигатель, достаточно нажать на кнопку "Пуск"(П). Образуется цепь питания обмотки контактора К, контактор срабатывает и замыкает свои замыкающие контакты в силовой цепи статорной обмотки асинхронного двигателя (АД), на статор подается трехфазное напряжение, двигатель начинает работать на характеристику 1, как было сказано выше.

Одновременно с этим в цепи управления замыкающий контакт К шунтирует кнопку (П), осуществляя самоподхват (т.е. можно отпустить кнопку, а цепь контактора останется замкнутой). Обмотка реле времени РВ1 также получат питание через замыкающий контакт К и начинается отсчет времени (выдержка времени равная уставке на реле), в течение которой двигатель разгоняется по характеристике 1.

По истечению установочного времени реле времени срабатывает и замыкает свой замыкающий контакт РВ1 в цепи обмотки контактора К1, обмотка получается срабатывает и замыкает свои замыкающие контакты К1 в роторной цепи (АД), шунтируя сопротивления R_д1 и двигатель переходит на реостатную характеристику 2 (из точки а в точку в).

Одновременно с этим обмотка реле времени РВ2 получает питание через замыкающий контакт контактора К1 и начинает отсчет времени равный соответствующий уставке, в течение которого двигатель разгоняется по характеристике 2 из точки б в точку в.

По истечению установочного времени реле РВ2 срабатывает и замыкает свой замыкающий контакт РВ2 в цепи обмотки контактора К2, обмотка получает питание, контактора К2, он срабатывает и замыкает свои замыкающие контакты К2 в роторной цепи АД, шунтируя сопротивления R_д2 двигатель переходит на естественную характеристику 3 (из точки в в точку г ).

Даже под действием нагрузочного момента М_с двигатель приходит в точку п_уст., в которой продолжает работу в установившемся режиме.

Координаты реостатных характеристик определяются их уравнения движения привода.

Для остановки двигателя достаточно нажать на кнопку "Стоп" (С) при этом все аппараты схемы управления и статорная обмотка АД отключается от сети питания и готовы к новой работе.

2. Схема автоматического управления асинхронным двигателем в функции пути.

Одним из распространенных принципов автоматизации управления производственными механизмами является из автоматизация в функции пути.

Рассматриваемая электрическая схема служит для управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором Д, приводящим в движение суппорт 1 с помощью ходового винта 2 (рис. 1.2). Для отключения двигателя в крайних положения суппорта и автоматизации работы двигателя, осуществляемой в функции пути, служат два конечных (путевых) выключателя SQ1 и SQ2.

Электрическая схема автоматического управления двигателем представлена на рис. 2.2. Включением автоматических выключателей SA1 и SA2 в силовую цепь и цепь управления подается напряжение питания, схема готова к работе.

Нажатием кнопку SB2, последовательностью замкнутых контактов SB2, SB3, SQ1 и КМ2 образуется цепь питания обмотки контактора КМ1, контактор срабатывает и замыкает свои замыкающие контакты в силовой цепи питания обмотки статора асинхронного двигателя и контакт, шунтирующий кнопку SB2 ( самоподхват кнопки), а также размыкает свой размыкающий контакт КМ1 в цепи обмотки контактора КМ2. Двигатель начинает работать в точке а (рис. 2.3) своей механической характеристики. Суппорт перемещается условно "вперед".

Конечные выключателя SQ1 и SQ2 устанавливаются в крайних положениях, ограничивая зону перемещения суппорта, определяемую технологическим процессом.

Суппорт, перемещаясь "вперед", достигает выключателя SQ1 и воздействуя на него, размыкает размыкающий контакт SQ1 тем самым разрывая цепь питания обмотки контактора КМ1. Контактор КМ1 размыкает свои контакты в цепи питания статора АД и двигатель останавливается.

Чтобы вернуть суппорт "назад", следует нажать кнопку SB3. Последовательностью замкнутых контактов SB2, SB3, SQ2, КМ1 обмотка контактора КМ2 подключается к цепи питания, контактор срабатывает и замыкает свои замыкающие. Контакты КМ2 в силовой цепи изменяют чередование фаз, что приводит к реверсу двигателя. Двигатель работает в точке в (рис. 2.3). Суппорт перемещается условно "назад", достигает выключателя SQ2 и воздействуя на него, размыкает размыкающий контакт SQ2 тем самым разрывая цепь питания обмотки контактора КМ2. Контактор КМ2 размыкает свои контакты в цепи питания статора АД и двигатель останавливается.

Для осуществления циклического, т.е. безостановочного перемещения суппорта (что имеет место в продольно-строгальных станках) необходимо выполнить перекрестное подключение замыкающих контактов SQ1 и SQ2 параллельно замыкающим контактом SQ3 и SQ2.

Остановка осуществляется кнопкой SQ1 в любой момент времени работы двигателя.

Следует особо отметить перекрестное включение размыкающих контактов КМ1, КМ2, SВ2 и SВ3, которое обеспечивает блокировку одновременного включения контакторов КМ1 т КМ2, так как их одновременное включение приводит к короткому замыканию. Дело в том, что эти контакторы осуществляют реверс двигателя путем изменения чередования фаз в цепи питания статорной обмотки. Одновременное их включения приводит к короткому замыканию фаз А и В.