2.1. Принципы автоматического управления пуском и торможением двигателей

Классические графики изменения во времени скорости и тока двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей с фаз­ным ротором при реостатном пуске (с тремя ступенями пускового сопро­тивления) имеют вид, показанный на рис. 2.1. Из этих графиков видно, что автоматическое выключение (закорачи­вание) ступеней сопротивления должно производиться через определенные про­межутки времени (Δt₁, Δt₂, Δt₃) при определенных скоростях (ω₁, ω₂, ω₃) и при определенной величине тока (I₂). Таким образом, управление пуском в принципе может быть осуществлено: а) в функции независимой выдержки времени; б) в функции скорости; в) в функции тока.

Рис. 2.1. Графики изменения тока и скорости при пуске

Управление в функции времени предполагает, что в схеме управле­ния есть аппараты, контролирующие время, т.е. реле времени, настраиваемые на отсчет определенных, наперед заданных выдержек времени. Каждое реле включает соответствующий контактор ускоре­ния, который закорачивает главным контактом нужную ступень пуско­вого сопротивления. Для линейных механических характеристик двигателя при M_с. = const время разгона привода на i-й ступени пуска , (2.1)

где - электромеханичес­кая постоянная времени привода наi-й ступени; ω_нач , М_нач и ω_кон , М_кон начальные и конечные значения скорости и момента двигателя на i-й ступени; J — момент инерции привода.

Управление в функции скорости производится при помощи реле, контролирующих скорость двигателя непосредственно или косвенно. По достижении заданного значения скорости соответствующее реле выдает команду на включение контактора ускорения. Наиболее часто применяют косвенные способы, в которых используют величины, пропорциональные скорости двигателя, например ЭДС якоря (для дви­гателей постоянного тока), ЭДС или частоту тока ротора (для дви­гателей асинхронных с фазным ротором и синхронных). В этих случаях говорят об управлении в функции ЭДС или частоты.

Управление в функции тока реализуется применением реле мини­мального тока. Эти реле включают контакторы ускорения в моменты достижения током двигателя заданного значения I₂.

На практике наибольшее распространение получило управление пуском в функции времени. Для двигателей постоянного тока незави­симого возбуждения некоторое применение нашли способы управления пуском в функции ЭДС и тока (последний обычно для управления разгоном двигателя выше основной скорости при ослаблении магнит­ного потока). Управление пуском в функции частоты или тока исполь­зуют для синхронных двигателей при их синхронизации.

Управление торможением двигателей может производиться в функ­ции времени, скорости (ЭДС, частоты) или тока с применением тех же средств, что и при пуске. Окончание процесса торможения со скорости ω_нач фиксируется соответственно: по истечению выдержки времени (Δt_т), при снижении скорости двигателя до нуля (если торможение происходит до остановки) или до заданного значения ω_кон , при сниже­нии тормозного тока двигателя до величины, отвечающей скорости ω_кон . Время торможения привода для линейной механической харак­теристики двигателя при М_с = const

,

где Т_м.т - электромеханическая постоянная времени привода на дан­ной характеристике.

Каждый из перечисленных ранее принципов автоматического управления пуском и торможением двигателей реализуется в схемах электроприводов типовыми узлами. Наиболее характерные из этих узлов рассмотрены ниже.