Контрольные вопросы

1. Что такое управление пуском и торможением двигателя постоянного тока независимого возбуждения в функции времени и в чем основные до­стоинства и недостатки этого способа управления?

2. Что такое управление пуском и торможением в функции скорости и в чем основные до­стоинства и недостатки этого способа управления?

3. Что такое управление пуском и торможением двигателя постоянного тока независимого возбуждения в функции тока и в чем достоинства и недостатки этого способа управления?

4. Как рассчитать пусковые и тормозные сопротивления?

5. Как рассчитать уставки реле времени при пуске и торможении в функции времени?

6. Как рассчитать уставки реле времени при пуске и торможении в функции скорости?

7. Как рассчитать уставки реле тока при пуске и торможении в функции тока?

Таблица 1

Варианты задания

Номер варианта	Пуск в функции	Торможение в функции	Вид торможения	Число ступеней пуска	Конечная скорость в % от номинальной
1	Времени	Скорости	Противовключением	две	20
2	Скорости	Времени	динамическое	две	15
3	Тока	Скорости	динамическое	две	20
4	Времени	Скорости	динамическое	две	20
5	Скорости	Времени	динамическое	две	10
6	Времени	Времени	динамическое	две	15

Лабораторная работа 2

Цель работы: изучить работу типовой схемы релейно-контакторного управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения, методику расчета сопротивлений силовой части привода, методику расчета уставок электрических аппаратов управления электропривода и аппаратов защит, методику настройки релейно-контакторных электроприводов постоянного тока.

1. Описание лабораторной установки и ее работы

Основой лабораторной установки являются две электрические машины постоянного тока, валы которые жестко соединены через муфту. Одна из машин используется, а качестве двигателя, для управления которым служит собранная на панели ПУ - 232 - 12Б2В типовая релейно-контакторная схема. Другая машина используется в качестве нагрузочного устройства. Якорь этой машины получает питание от реверсивного тиристорного преобразователя с системой регулирования момента. Функционирование системы электропривода нагрузочного устройства, его характеристики и приемы работы с ним подробно изложены в гл. 2. Перечень используемых в панели управления электрических аппаратов и параметры используемых электрических машин приведены на укрепленном на стенде планшете.

Типовая релейно-контакторная схема управления реализует автома­тический пуск двигателя в функции времени с двумя ступенями пускового реостата, динамическое торможение в функции скорости, реверс, ступенчатое peгyлирование скорости, а также максимально-токовую защиту якорной цепи, защиту от снижения тока возбуждения ниже допустимого уровня, защиту от самозапуска, блокировки, исключающие одновременное включение двигателя на направление «вперед» и «назад», максимально-токовую защиту цепей управления, защиту от перенапряжения при отключении аппаратов схемы управле­ния от обмотки возбуждения. Принципиальная схема электропривода приведена на рис. 1.

В исходном положении должны быть включены рубильники FQ1 и FQ2, а ручка командоаппарата установлена в нулевое положение. В результате чего к источнику напряжения будут подключены обмотка возбуждения двигателя 1М с последовательно соединененной с ней катушкой реле наличия тока возбуждения РНТ, катушка реле управления 1РУ. Реле РНТ и 1РУ притянут якоря, в результате чего замкнутся контакты РНТ в цепи катушки реле напряжения РН и без выдержки времени разомкнутся контакты 1РУ в цепи катушек контакторов ус­корений 1У и 2У. Реле напряжения РН притянет якорь и замкнет кон­такты РН , шунтирующие цепь нулевого положения командоаппарата КА.

При переводе ручки командоаппарата в крайнее правое или край­нее левое положение будет происходить автоматический пуск двига­теля в функции времени в направлении вращения якоря «вперед» или "назад", причем пуск будет осуществляться вплоть до выхода на естественную механическую характеристику. Если, например, ручка командоаппарата переводится в крайнее правое положение, то под напряжение попадают катушки линейного контактора Л и контактора вращения "вперед" В. Замыкаются силовые контакты Л и В, и подключают цепь двигателя на напряжение источника питания через последовательно включенные пусковые сопротивления R1, R2.

Якорь двигателя начинает разгоняться по самой мягкой реостатной механической характеристике. Возникшее падение напряжения на сопротивлении R1 вызовет притягивание якоря реле ускорения 2РУ, в результате чего размыкается без выдержки времени контакт 2РУ в цепи катушки контактора 2У. Кроме того, при включении на напряжение катушки В нормально замкнутые блокировочные контакты В разрывают цепь питания катушки реле 1РУ, в результате чего это реле времени начинает отсчитывать выдержку времени разгона двигателя с полно­стью введенным пусковым реостатом. Другие нормально закрытые блокировочные контакты В разрывают цепь катушки контактора динамиче­ского торможения Д. Замкнувшиеся нормально открытые блокировочные контакты контактора В подключают катушку реле динамического торможения РДВ на якорь двигателя. В процессе разгона катушка РДВ притягивает свой якорь и своими контактами шунтирует блокировочные контакты В, а также замыкает контакты в цепи катушки контактора динамического торможении Д. По истечении выдержки времени реле 1РУ замыкает свои контакты в цепи катушки контактора 1У, в результате чего контактор 1У своими силовыми контактами выводит из якорной цепи двигателя ступень пускового реостата R1 и шунтирует катушку реле времени 2РУ. Двигатель начинает разгоняться на следующей, более жесткой механической характеристике, а реле 2РУ отсчитывает выдержку времени разгона на этой характеристике. По истечении этой выдержки времени реле 2РУ замыкает свой контакты в цепи ка­тушка контактора 2У, и контактор 2У своими силовыми контактами выводит из якорной цепи двигателя ступень пускового реостата R2. Двигатель начинает разгоняться на естественной характеристике до тех пор, пока момент двигателя не станет равным моменту нагрузки на валу. Аналогичные процессы в схеме происходят и при установке ручки командоаппарата в крайнее левое положение.

При переводе ручки из нулевого положения в первое или второе промежуточное положение также происходит автоматический пуск, но установившийся режим достигается, соответственно, на первой или второй реостатной характеристике, так как не получает питание, соответственно, катушки контакторов 1У или 2У.

Для торможения ручку командоаппарата переводят в нулевое по­ложение. Если двигатель работал в направлении «вперед», то при этом обесточиваются катушки Л, В, 1У, 2У. Якорь двигателя отклю­чается от сети постоянного тока, замыкаются блокировочные контак­ты контактора В в цепи катушки контактора Д, последний притягивает якорь и своими силовыми контактами подключает параллельно якорю двигателя сопротивление динамического торможения Rд. Одновременно с включе­нием катушки Д под напряжение включается катушка 1РУ, при этом реле 1РУ притягивает свой якорь и подготавливает схему к следующему пуску. По мере снижения скорости двигателя в процессе динамического торможения уменьшается напряжение на катушке реле РДВ, при до­стижении этим напряжением уставки отпускания реле РДВ отпускает свой якорь, размыкает свои контакты в цепи катушки контактора Д, и процесс динамического торможения заканчивается. Аналогично происходит процесс динамического торможения и с направления вращения двигателя с направления "назад", но при этом в торможении участвует не реле РДВ, а реле РДН.

Для реверса двигателя ручку командоаппарата переводят с одного положения через нулевое в другое положение. При этом сразу же начинается процесс динамического торможения и лишь после его окончания, когда отпустится якорь одного из реле динамического торможения, нормально закрытые контакты этого реле замкнутся в цепи катушки соответствующего контактора направления и разрешат автоматический пуск двигателя в противоположном направлении.

Для надежной работы в схеме предусмотрены блокировки, исключающие одновременность включения катушек В и Н, а также В или Н и Д, и блокировки, обеспечивающие невозможность реверса двигателя до окончания динамического торможения. Вышеперечисленные бло­кировки осуществляются нормально закрытыми контактами РДВ, РДН в цепи катушек контакторов Н и В.

В схеме предусмотрены защиты, уменьшающие вероятность повреж­дения элементов электропривода и обеспечивающие безопасность его эксплуатации.

Максимально-токовая защита якорной цепи двигателя осуществляется с помощью реле максимального тока 1PM, 2PM.

Для исключения самопроизвольного запуска двигателя при восстановлении напряжения питания после его исчезновения или его чрезмерного снижения в схеме предусмотрена нулевая защита с помощью реле РН. Данная защита также производит отключение двигателя, при снижении напряжения ниже допустимого уровня.

Отключение двигателя при снижении тока возбуждения ниже допу­стимого уровня производится с помощью токового реле РНТ.

Все вышеперечисленные защиты при срабатывании размыкают цепь питания катушки реле РН, что ведет к снятию напряжения с катушек контакторов Л, В, Н, 1У, 2У, отключению якорной цепи двигателя от источника питания и подключению якоря двигателя (если в момент срабатывания защиты были притянуты якоря реле РДВ или РДН) на сопротивление динамического торможения Rд.