2.3 Управление двигателями постоянного тока

2.3.1 Типовые схемы автоматического управления двигателями постоянного тока

2.3.2 Схема нереверсивного управления пуском в функции времени и динамическим торможением двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Рассматриваемая схема представляет собой разомкнутую систему автоматического управления, выполненную на релейно-контакторных элементах(приложение 1).

Подобные схемы, обладающие надежностью, простотой и невысокой стоимостью составляющих ее элементов, являются наболее распространенным. Надежность схем зависит от качества изготовления релейно-контакторных устройств и правильного их выбора.

Все операции, связанные с включением и отключением различных элементов в рассматриваемых схемах, выполняются автоматически, т.е. без участия человека.Лишь только команды «Пуск» и «Стоп» выполняет оператор. Поэтому эти схемы более правильно следовало бы считать полуавтоматическими. Однако любая из них, будучи включенной в систему автоматического управления(САУ), становится автоматической , так как все команды по управлению, включая «Пуск» и «Стоп», выполняются в такой системе автоматически в соответствии с управляющими электрическими сигналами.

Схема нереверсивного управления пуском двигателя постоянного тока параллельного возбуждения в функции времени с динамическим торможением при отключении представлена на рис.3.1. Схема состоит из двух электрически не соединенных частей: силовой и управляющей. Раздельное электропитание этих частей схемы позволяет в управляющей части применять низкое напряжение (24-48В), что повышает безопасность обслуживания схемы(наладка, регулировка). Если же силовая часть схемы рассчитана на наряжение более 220 В, то раздельное питание управляющей части схемы обязательно.

Рис.2.1. Схема нереверсивного управления пуском в функции времени и динамическим торможением двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Силовая часть схемы включает: двигатель(цепь якоря и цепь возбуждения), пусковой резистор с двумя элементами (R₁ и R₂), резистор динамического торможения R_T и контакты реле и контакторов, осуществляющие подключение всей силовой части к питающей сети и включение ее элементов.

Управляющая часть схемы состоит из контактов, кнопок управления, катушек реле и контакторов, осуществляющих управление двигателем М при его пуске и торможении по определенной программе.

Пуск двигателя М в функции времени осуществляется с помощью реле времени KT1 и KT2. При кратковременном нажатии кнопки SB1 «Пуск» замыкается цепь питания обмотки контактора KM1, при срабатывании которого замыкаются контакты KM1, шунтирующие кнопку SB1, размыкаются контакты KM1 в цепи резистора R_T, замыкаются контакты, включающие реле KT1, замыкаются силовые контакты KM1, подключающие двигатель М к сети постоянного тока. При этом начинается пуск двигателя пр включенных в цепь обмотки якоря элементов пускового резистора R₁+R₂ (первая ступень пуска).

Реле времени KT1 с выдержкой времени замедления при срабатывании своими контактами замыкает цепь катушки контактора KM2, при срабатывании которого контакты КМ2 шунтируют элемент пускового резистора R1. В итоге разгон двигателя продолжается, но теперь на второй ступени пуска с сопротивление добавочного резистора в цепи якоря R₂. Одновременно замыкаются контакты КМ2, подключающие катушку реле времени КТ2, которое срабатывает и с заданной выдержкой времени своими контактами подключает катушку контактора КМ3.

Контактор КМ3 срабатывает и своими контактами шунтирует элемент пускового резистора R₂ и цепь якоря двигателя оказывается включенной на полное напряжение сети постоянного тока. На этом процесс пуска заканчивается и двигатель М переходит в рабочий режим.

Таким образом, продолжительность пуска на первой ступени и определяется временем замедления при срабатывании реле времени КТ1, а продолжительность пуска на второй ступени-временем замедления при срабатывании реле времени КТ2.

Для отключения двигателя необходимо кратковременно нажать кнопку SB2 «Стоп». При этом разомкнется цепь питания обмотки контактора КМ1, который своими контактами отключит якорь двигателя и цепи всех катушек реле и контакторов от сети. Следовательно, разомкунутся контакты КМ2 И КМ3, шунтирующие элементы пускового резистора, и двигатель будет подготовлен к следующему включению. Одновременно замкнутся контакты КМ1 в цепи резистора R_T и двигатель перейдет в режим динамического торможения, при котором кинетическая энергия вращающихся по инерции масс электропривода будет преобразовываться в теплоту и выделяться в резисторе R_T и обмотках в цепи якоря двигателя.

Количество ступеней пуска двигателя может быть увеличено путем добавления необходимого числа элементов сопротивления в пусковой резистор R_T с соответствующим увеличением количества реле времени КТ1 и контакторов КМ.