книги из ГПНТБ / Кузнецов Б.В. Электрооборудование и электроснабжение торфопредприятий учеб. пособие

Л (рис. 7-4,6), который срабатывает и своими главными контак­ тами замыкает цепь статора электродвигателя. Одновременно с главным замыкается и вспомогательный контакт (блок-контакт контактора), закрепленный на траверсе контактора, что позволяет отпустить кнопку П, так как она зашунтируется блок-контактом.

Рис. 7-4. Элементная схема дистанционного управления асин­ хронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором:

а —схема силовых цепей; б —схема цепей управления: в —схема включения кнопок для подачи команд с двух рабочих мест; г —схе­ ма’включения кнопки толчкового режима работы.

Для останова электродвигателя нажимают на кнопку С, осу­ ществляя тем самым разрыв на участке 1—3 цепи питания обмотки контактора Л. Якорь электромагнита отпадает и Своими главными контактами отключит электродвигатель от сети, а блок-контакт произведет дополнительный' разрыв цепи управления на участке

3—5.

В случае перегрузки электродвигателя тепловые реле 1РТ и 2РТ своими^азмыкающими контактами разорвут цепь управления на участках 6—4 и 4—2, что приведет к автоматическому отключе­ нию электродвигателя.

Отключение электродвигателя от сети происходит также при исчезновении напряжения или при понижении его ниже 70% от но­ минального, так как электромагнит контактора при этих условиях не может удержать якорь в притянутом положении, и последний ■отпадает.

При коротком замыкании в цепи электродвигателя плавкие вставки предохранителя ПР мгновенно перегорают и отключают электродвигатель от сети.

Схема позволяет осуществить и ряд других вариантов управ­ ления, например дистанционное включение и отключение электро­ двигателя с нескольких мест, для чего необходимо кнопки Я и С разных постов управления включить, как показано на рис. 7-4^ в.

120

Толчковый (наладочный) режим работы может быть получен при установке дополнительной двухцепной кнопки Т (толчок), кото­ рую необходимо включить, как показано на рис. 7-4, г. Из схемы следует, что электродвигатель в этом случае будет работать только во время .нажатия кнопки Т.

Рис. 7-5. Схемы включения асинхронных электродвигателей с механиче­

121

На рис. 7-5, б приведена схема включения трехфазного элек­ тромагнита отдельным контактором Т (тормозной). Обмотка кон­ тактора Т включается параллельно обмотке линейного контактора

Л, как показано на рис. 7-5, в.

Вряде случаев, например в металлорежущих станках, дли­ тельное включение обмотки электромагнита в сеть нежелательно

.вследствие дополнительного потребления электроэнергии. Затормо­ женное состояние механизма после остановки также нежелательно, так как часто возникает необходимость провернуть вручную шпин­ дель станка. В этом случае применяют механический тормоз, в ко-

Рис. 7-6. Схема управления асинхронным короткозамкнутым электро­ двигателем при торможении противовключением.

•тором растормаживание происходит под действием пружины, а •торможение — ,под действием электромагнита. Включение элек­ тромагнита такого тормоза осуществляется по схеме, приведенной на рис. 7-5, б, а элементная схема одного из вариантов цепей ди­ станционного управления приводом изображена на рис. 7-5, г. В схеме включение и отключение электродвигателя осуществляется контактором Л при нажатии на кнопки П или С. Контактор Т включает электромагнит ЭМ только при нажатой кнопке С, для чего в схеме используется двухцепная кнопка с размыкающим -(цепь 1—3) и замыкающим (цепь 1—7) контактами. После отпус-' кания кнопки контактор Т отпадает и выключает электромагнит ЭМ, прекращая торможение.

Недостатками механического торможения является относитель­ ная сложность и громоздкость тормозного устройства, плохая ре­ гулировка величны тормозного момента, большая зависимость его от состояния трущихся тормозных поверхностей, быстрый износ, необходимость замены отдельных деталей и др. Этих недостатков лишены электрические способы торможения. Из электрических спо­

собов торможения наиболее широко применяется торможение противовключением и динамическое.

Схема управления асинхронным короткозамкнутым электродви­ гателем при торможения противовключением для остановки при­ вода приведена на рис. 7-6. Здесь включение электродвигателя в сеть при пуске осуществляется линейным контактором Л по цепи

1—3—5—7—9—2.

Автоматическое управление процессом торможения выполнено с помощью реле контроля скорости РКС. Во время пуска электро­ двигателя, когда его скорость достигнет 10—15% номинальной, ре-

''Ху

ле РКС замкнет свой контакт, включенный в цепь контактора Т (цепь 1—11), но контактор Т не сработает, так как блок-контакт Л в цепи И — 13 при работе электродвигателя разомкнут. При нажа­ тии на кнопку С контактор Л отключает электродвигатель от сети и одновременно замыкает свой блок-контакт в цепи контактора Т (15—2). Скорость вращения электродвигателя мгновенно не спа­ дает из-за инерции, поэтому контактор Т сработает и включит электродвигатель в обратном направлении. Произойдет интенсив­ ное торможение, и, когда скорость рабочей машины будет близкой к нулю, контакт РКС разомкнется и отключит электродвигатель от сети, не допуская его разгона в обратном направлении.

В схеме управления предусмотрена взаимная блокировка кон­ такторов Т и Л размыкающими блок-контактами, исключающая возможность одновременного включения контакторов, что привело бы к короткому замыканию питающей сети. ,

На рис. 7-7 приведена схема динамического торможения асин­ хронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Как из­

123

I

вестно, при динамическом торможении статор электродвигателя отключают от сети трехфазного тока и подключают к сети постоян­ ного тока.

Включение электродвигателя в сеть трехфазного тока и его от­ ключение осуществляются контактором Л при нажатии на кнопки П или С. Контактор Л при включении разрывает размыкающим блок-контактом цепь 15—17 контактора торможения Т, а замы­ кающим блок-контактом подает постоянный ток в катушку реле РВ. Реле РВ мгновенно замыкает свой замыкающий с выдержкой времени при размыкании контакт в цепи 11— 13 катушки контак­ тора торможения Т и тем самым подготавливает его к включению.

. При нажатии кнопки С контактор Л отпадает, и электродвига­ тель отключается от сети. Размыкающий ѵблок-контакт Л в цепи 13— 15 замыкается, и контактор Т включает постоянный ток в об­ мотку статора. Начинается процесс торможения. Одновременно замыкающий блок-контакт Л в цепи катушки реле РВ размыка­ ется, и реле начинает отсчет выдержки времени. По окончании вы­ держки реле отпадает и, размыкая свой контакт в цепи 11— 13, выключает контактор Т, а последний выключает постоянный ток, прекращая торможение. Поэтому длительность выдержки времени у реле РВ должна быть достаточной для полной остановки элек­ тродвигателя. В схеме предусмотрена взаимная блокировка кон­ такторов Л и Т, которая обеспечивается размыкающими блок-кон­ тактами в цепях 5—7 и 13—15.

Управление процессом динамического торможения может осу­ ществляться и в функции скорости электродвигателя, для чего мо­ жет быть применено реле направления вращения, например реле РКС. В этом случае реле РВ из схемы исключается, а его кон­ такт в цепи 11— 13 заменяется замыкающим контактом реле на-

.правления вращения.

Во многих производственных механизмах требуется изменение направления вращения электродвигателя. В этом случае схема

.дистанционного управления должна обеспечить возможность пуска электродвигателя в. любом требуемом направлении.

На рис. 7-8, а приведена схема силовых цепей трехфазнрго электродвигателя при реверсивном управлении. Здесь контактор В (Вперед) обеспечивает включение электродвигателя в одном на­ правлении, а Н (Назад) .— в другом направлении вращения. За­ щита цепей от токов короткого здмыкания осуществляется авто­ матическим выключателем А с мгновенным расцепителем макси­ мального тока, а от перегрузки электродвигателя — общим для

•обоих направлений тепловым двухэлементным реле РТ с одним (общим) размыкающим контактом.

Схема цепей управления реверсивного магнитного пускателя (рис. 7-8, б) содержит две подобные друг другу цепи управления контакторами В и Н с помощью двухцепных кнопок В и Я, имею- ;щих по одному замыкающему и одному размыкающему контакту. Кнопка С с размыкающим контактом и блок-конткакт РТ — общие для обеих цепей. Нажатием на кнопку В при неподвижном элек-

:124

тродвигателе включается контактор В, и электродвигатель начи­ нает вращаться в определенном направлении (например, вправо), а нажатием на кнопку Я при неподвижном электродвигателе вклю­ чается контактор Н, и электродвигатель начнет вращаться в обрат­ ном направлении — влево (т. е. схема при пуске из неподвижного

I

Рис. 7-8. Схема реверсивного управления асин­ хронным короткозамкнутым электродвигателем.

состояния работает аналогично схемам нереверсивного управ­ ления) .

Если электродвигатель уже вращается, например вправо (т. е. контактор В включен и его блок-контакт в цепи 3—5 замкнут, а в цепи 13— 15 разомкнут), то нажатием на кнопку Я производится его реверсирование. При нажатии на кнопку' Я цепь 5—7 размыка­ ется и обмотка контактора В теряет питание, а цепь 3—11 замы­ кается. Контактор В отключает электродвигатель от сети и, замы­ кая блок-контакт в цепи 13— 15, включает контактор Я. При этом блок-контакт Я в цепи 3— 11 замыкается и обеспечит питание об­ мотки Я после отпускания кнопки Я, а главные контакты контак­ тора Я подключат электродвигатель к сети по схеме левого направ­ ления вращения. Вращающийся по инерции электродвигатель бу­ дет вначале интенсивно тормозиться в 'режиме противовключения, а после остановки сразу же начнет разгоняться в обратном направ­ лении. Реверс с левого направления на правое происходит анало­ гично после, нажатия на двухцепнуіЬ кнопку В.

Останов электродвигателя без торможения (свободный выбег) ■осуществляется после нажатия на кнопку С. Преимуществом при­ веденной схемы является возможность реверсирования без пред­ варительного нажима на кнопку С.

В ряде случаев дистанционного управления электроприводами возникает необходимость защиты производственного механизма от

125

поломки или заклинивания при ограниченном пути перемещения рабочего органа механизма. Такая защита выполняется обычно конечными механическими выключателями. На рис. 7-9 приведена схема реверсивного управления электроприводом, предусматриваю­ щая такую защиту. В цепи контакторов В и Я установлены конеч­ ные выключатели, соответственно КВВ (конечный выключатель хода вперед) и КВН (конечный выключатель хода назад). При

Рис. 7-9. Схема реверсивного управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с конечными выключателями.

подходе рабочего органа к крайнему правому положению закреп­ ленный на нем упор воздействует на выключатель КВВ и, размы­ кая его контакт, выключает контактор В. При этом электродвига­ тель останавливается в процессе свободного выбега. Аналогично работает выключатель КВН при подходе рабочего органа к край­ нему левому положению.

Асинхронный двух-, трех- и четырехскоростные электродвига­ тели в зависимости от схемы переключения обмоток и требований технологического процесса имеют различные схемы управления. Один из вариантов схем управления двухскоростным однообмоточ­ ным электродвигателем приведен на рис. 7-10.

Схема обеспечивает возможность получения Двух скоростей с соотношением 2:1 путем переключёния обмотки статора электро­ двигателя с треугольника на двойную звезду.

При нажатии на кнопку П1 включается контактор К, который подготавливает электродвигатель для включения по схеме мед­ ленно (М) или быстро (Б). Нажатием кнопки М включается кон­ тактор 1К, соединяющий обмотки статора электродвигателя по схеме треугольник. При нажатии на кнопку Б включаются контак­ торы 2К и ЗК, соединяющие обмотку статора по схеме двойная звезда.

126

Особенностью схемы является наличие двухцепных кнопок, которые позволяют осуществить дополнительную электрическую блокировку, исключающую одновременное включение контакторов

Рис. 7-10. Схема реверсивного управления двухскоростным асинхронным электродвигателем.

ІК, 2К и ЗК. Схема допускает переход с одной скорости на другую' без остановки электродвигателя.

Асинхронные электро- ти двигатели с фазным ротором пускаются в ход с по­ мощью пусковых сопротив­ лений, включаемых в цепь ротора. По мере разгона электродвигателя сопротив­ ления шунтируют ступенями до полного их закорачи­ вания. Шунтирование при релейно-контакторном уп­ равлении осуществляется автоматически, что по срав­ нению. с ручным управле­ нием позволяет более точно

(выдержать заданные условия пуска и освобождает человека от необходимости выполнять однообразные утомительные операции.

127

Автоматическое шунтирование пусковых ступеней, как это 'следует из пусковой диаграммы, приведенной на рис. 7-11, можно осуществлять при определенной скорости вращения (сщ, юг и 'Юз), определенной величине тока 1%и через определенные промежутки времени (ti, t2 и f3). В соответствии с этим момент шунтирования

может осуществляться по результатам автоматического контро­ ля одной из трех следующих величин: 1) в функции скорости; 2) в функции тока; 3) в функции времени.

Наиболее часто управление процессом автоматического разго­ на асинхронных электродвигателей с фазным ротором выполняется в функции времени с использованием электромагнитных и других реле времени. Одна из подобных схем приведена на рис. 7-12.

При нажатии кнопки П включается _контактор Л, который своими главными контактами включает в сеть электродвигатель с полностью включенным пусковым реостатом. Одновременно на­ чинает отсчет времени пристроенное к контактору Л маятниковое реле времени. По окончании отсчета времени реле замыкает свой контакт в цепи 1—7 и включает контактор ускорения Щ, который

128

шунтирует первую пусковую ступень 1П и запускает пристроенное к нему реле времени. После отсчета времени замыкается цепь 9— 11 и включается контактор 2У, шунтируя ступень 2П и запуская третье реле. После срабатывания ЗУ пусковой реостат будет пол­ ностью закорочен, а скорость вращения и ток электродвигателя достигнут установившихся значений сос и /с (рис. 7-11), определя­ емых нагрузкой на его валу.

Схемой предусмотрено автоматическое отключение контакто­ ров 1У и 2У в конце процесса пуска, для чего контактор ЗУ стано­ вится на самопитание через контакт ЗУ в цепи 7— 13 и размыкает цепь 7—9.

Вместо пристраиваемых к контакторам реле могут быть исполь­ зованы реле времени других типов.

Вопросы для самопроверки

1.Какие преимущества имеет автоматическое управление перед ручным?

2.Назовите основные функции, выполняемые схемами релейно-контакторной автоматики.

3.Поясните основные различия в начертании элементных и монтажных

схем управления электроприводами.

4. Рассмотрите схемы автоматического торможения электроприводами с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями, приведенными на рис. 7-6 и 7-7, и поясните, как осуществляется взаимная блокировка линейного кон­ тактора и контактора торможения.

5. Начертите принципиальную схему реверсирования асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.

6 . Поясните с помощью элементной схемы защиту асинхронного электро­

двигателя при работе в 'крайних положениях.

7. Поясните принцип автоматического разгона асинхронного электродвигате­ ля с фазным ротором. Рассмотрите схему разгона асинхронного электродвигателя, приведенную на рис. 7-12, и укажите целесообразность отключения контакторов ІУ и 2У в конце процесса пуска.

■»

5 З а к а з 10S1