Elektrik motorlarının otomatik start ve stop kontrolünün prensipleri

Makale, faz rotorlu asenkron motorların ve DC motorların başlatma, geri alma ve durdurma otomasyonu için röle-kontaktör şemalarını ele almaktadır.

Başlatma dirençlerini ve bunları çalıştırırken kontrol eden KM3, KM4, KM5 kontaktörlerinin kontaklarını açma şemalarını göz önünde bulundurun. yara rotorlu asenkron motor (f.R ile AD) Ve Bağımsız uyarılan DC motor DPT NV (Şek. 1). Bu şemalar, dinamik frenleme (Şek. 1, a) ve ters frenleme (Şek. 1, b) sağlar.

Bir faz rotorlu bir DPT NV veya IM reostasını başlatırken, başlatma reostası R1, R2, R3'ün aşamalarının alternatif kapanması (kısa devre), KM3, KM4, KM5 kontaktörlerinin kontakları kullanılarak otomatik olarak gerçekleştirilir; üç yolla kontrol edilir:

• zaman rölelerinin kullanıldığı dt1, dt2, dt3 (Şekil 2) zaman aralıklarını sayarak (zaman yönetimi);

• elektrik motorunun hızını izleyerek veya EMF (Hız kontrolü).Reostalar aracılığıyla doğrudan bağlanan gerilim röleleri veya kontaktörler, EMF sensörleri olarak kullanılır;

• başlatma işlemi sırasında armatür (rotor) akımı Imin değerine düştüğünde bir komut darbesi veren akım sensörlerinin (Imin'e eşit bir dönüş akımı için ayarlanabilen akım röleleri) kullanımı (akım ilkesinin kontrolü).

Bir DC motorun (DCM) mekanik özelliklerini (Şekil 1) (bir endüksiyon motoru (IM) için, mekanik özelliğin çalışma bölümünü kullanırsanız aynıdır) başlatma ve durdurma sırasında ve ayrıca eğrileri dikkate alın hız, tork (akım) zamana karşı.

Pirinç. 1. Faz rotorlu (a) bir endüksiyon motorunun ve bağımsız uyarımlı (b) bir DC motorun başlatma dirençlerini açma şemaları

Pirinç. 2. Başlatma ve durdurma özellikleri (a) ve DPT bağımlılıkları (b)

Elektrik motorunun çalıştırılması (KM1 kontakları kapalıdır (Şek. 1)).

Gerilim uygulandığında motordaki akım (tork) I1 (M1) (A noktası)'na eşittir ve motor yol alma direnci (R1 + R2 + R3) ile hızlanır.

Hızlanma ilerledikçe akım azalır ve I2 akımında (B noktası) R1 kısa devre olur, akım I1 değerine (C noktası) yükselir ve bu böyle devam eder.

F noktasında, I2 akımında, marş reostasının son aşaması kısa devre olur ve elektrik motoru doğal karakteristiğine (G noktası) ulaşır. Akım Ic'ye (yüke bağlı) karşılık gelen (H noktasına) hızlanma olur. R1, B noktasında kısa devre yapmazsa, motor B' noktasına kadar hızlanacak ve sabit hıza sahip olacaktır.

Elektrik motoru momente (akım) karşılık gelen ve değeri Rtd direncine bağlı olan K noktasına gidene kadar dinamik frenleme (açık KM1, kapalı KM7).

Elektrik motoru L noktasına giderken karşıt frenleme (KM1 açık, KM2 kapalı) ve dirençle (R1 + R2 + R3 + Rtp) çok hızlı yavaşlamaya başlar.

Bu özelliğin eğimi ve dolayısıyla değeri, dirençle (R1 + R2 + R3 + Rtp) ilk özellik ile aynıdır (paralel).

N noktasında bir kısa devre Rtp gerekir, elektrik motoru P noktasına gider ve ters yönde hızlanır. Rtp, N noktasında kısa devre yapmazsa, motor N' noktasına kadar hızlanacak ve bu hızda çalışacaktır.

DPT'yi başlatmak için otomatik kontrol şemaları

Zamanın bir fonksiyonu olarak kontrol (Şekil 3) Çoğu zaman, elektromanyetik zaman röleleri EP devrelerinde zaman röleleri olarak kullanılır. Önceden ayarlanmış zaman gecikmeleri dt1, dt2,…'yi hesaba katacak şekilde ayarlanırlar. Her zaman rölesi karşılık gelen bir güç kontaktörü içermelidir.

Pirinç. 3. Zamanın bir fonksiyonu olarak DPT'nin otomatik olarak başlatılmasının şeması

Hızın bir fonksiyonu olarak kontrol (çoğunlukla dinamik frenleme ve ters frenleme için kullanılır) Kontrol otomasyonunun bu prensibi, elektrik motorunun hızını doğrudan veya dolaylı olarak kontrol eden rölelerin kullanımını içerir: DC motorlar için armatür emf'si, asenkron motorlar için ölçülür ve senkron elektrik motorlarında, EMF veya akım frekansı ölçülür.

Hızı doğrudan ölçen cihazların (karmaşık bir cihazda hız kontrol rölesi (RCC)) kullanılması, kurulum ve kontrol devresini karmaşık hale getirir.RKS daha çok elektrik motorunu sıfıra yakın bir hızda şebekeden ayırmak için fren kontrolü için kullanılır. Dolaylı yöntemler daha sık kullanılır.

Sabit manyetik akıda, DPT'nin armatür emf'si hız ile doğru orantılıdır. Bu nedenle, gerilim röle bobini doğrudan armatür terminallerine bağlanabilir. Bununla birlikte, armatür terminal voltajı Uy, armatür sargısı boyunca voltaj düşüşünün büyüklüğünde Eya'dan farklıdır.

Bu durumda iki seçenek mümkündür:

• farklı çalıştırma gerilimlerine ayarlanabilen KV gerilim rölelerinin kullanımı (Şekil 4, a);
• başlangıç ​​​​dirençleri aracılığıyla bağlanan KM kontaktörlerinin kullanılması (Şek. 4, b). KV1, KV2 rölesinin kapatma kontakları, KM2, KM3 güç kontaktörlerinin bobinlerine voltaj sağlar.

Pirinç. 4. DCS olarak gerilim röleleri (a) ve kontaktörler (b) kullanan DPT bağlantısı için besleme devreleri

Pirinç. 5. Elektrik devresi (a) ve kontrol devresi (b) Hıza bağlı başlatma otomasyonlu DPT. Kesikli çizgiler, voltajı ölçmek için KV1, KV2 voltaj röleleri kullanıldığında devreyi gösterir.

Mevcut fonksiyonda kontrol. Bu kontrol prensibi, akım I1 değerine ulaştığında güç kontaktörlerini açan düşük akım röleleri kullanılarak gerçekleştirilir (Şekil 6, b). Çoğu zaman, manyetik akının zayıflamasıyla artan hıza başlamak için kullanılır.

Pirinç. 6. Bağlantı şeması (a) ve akıma bağlı olarak bir DC motoru çalıştırırken Ф, Ia = f (t) (b) bağımlılığı

Kalkış akımı (Rp2 kısa devre olduğunda) KA rölesine enerji verilir ve KA kontağı üzerinden bobin KM4'e güç verilir.Armatür akımı ters akıma düştüğünde, KM4 kontaktörü kapanır ve manyetik akı azalır (LOB alan sargı devresine Rreg verilir). Bu durumda armatür akımı artmaya başlar (armatür akımının değişim hızı, manyetik akının değişim hızından daha yüksektir).

t1 noktasında Iya = Iav değerine ulaşıldığında, KA ve KM4 röleleri etkinleştirilir ve Rreg manipüle edilir. Akıyı artırma ve Ia'yı azaltma süreci, uzay aracı ve KM4 kapandığında t2 zamanında başlayacaktır. Tüm bu komütasyonlar ile M>Ms ve elektrik motoru hızlanacaktır. Başlatma işlemi, manyetik akının büyüklüğü, uyarma bobininin devresine Rreg direncinin eklenmesiyle belirlenen ayar değerine yaklaştığında ve KA, KM4'ün bir sonraki bağlantısının kesilmesinde armatür akımı Iav'a ulaşmadığında sona erer ( nokta ti). Bu kontrol ilkesine titreşim denir.

DPT fren kontrol otomasyonu

Bu durumda, başlatma otomasyonu ile aynı ilkeler geçerlidir. Bu devrelerin amacı, elektrik motorunu sıfıra eşit veya sıfıra yakın bir hızda şebekeden ayırmaktır. Zaman veya hız ilkeleri kullanılarak dinamik frenleme ile en kolay şekilde çözülür (Şek. 7).

Pirinç. 7. Elektrik devresi (a) ve kontrol devresi (b) dinamik frenleme

Çalıştırırken, SB2'ye basıyoruz ve KM1 bobinine voltaj verilirken: SB2 düğmesi (KM1.2) manipüle edilir, motorun armatürüne (KM1.1), besleme devresine KV () voltaj uygulanır. KM1.3 ) açılır.

Dururken, armatürün ağla bağlantısı kesilirken SB1'e basıyoruz, KM1.3 kapanıyor ve KV rölesi devreye giriyor (çünkü kapatma anında yaklaşık olarak Uc'ye eşit ve hız azaldıkça azalıyor). KM2 bobinine voltaj verilir ve RT motorun armatürüne bağlanır. Açısal hız sıfıra yaklaştığında KV rölesinin armatürü kaybolur, KM2'nin enerjisi kesilir ve RT kapanır. Bu devredeki KV rölesi mümkün olan en düşük geri besleme faktörüne sahip olmalıdır, çünkü ancak o zaman minimum hızda fren yapmak mümkündür.

Motor ters çevrildiğinde, karşı anahtarlamalı frenleme kullanılır ve kontrol devresinin görevi, ters komut verildiğinde ek bir direnç aşaması eklemek ve motor hızı sıfıra yaklaştığında onu atlamaktır. Çoğu zaman, bu amaçlar için kontrol, hızın bir fonksiyonu olarak kullanılır (Şekil 8).

Pirinç. 8. Ters DPT frenlemenin elektrik devresi (a), kontrol devresi (b) ve frenleme özellikleri (c)

Başlangıç ​​otomasyon bloğu olmayan bir devre düşünün. Elektrik motorunun doğal olarak "ileri" çalışmasına izin verin (KM1 dahil, hızlanma dikkate alınmaz).

SB3 düğmesine basmak KM1'i kapatır ve KM2'yi açar. Armatüre uygulanan voltajın polaritesi tersine çevrilir. KM1 ve KM3 kontakları açıktır, armatür devresine empedans verilir. Bir ani akım belirir ve motor, hangi frenlemenin yapılacağına göre karakteristik 2'ye hareket eder. Sıfıra yakın bir hızda, KV1 rölesi ve KM3 kontaktörü açılmalıdır. Rpr aşaması manipüle edilir ve hızlanma, karakteristik 3'e göre ters yönde başlar.

Asenkron Motor (IM) Kontrol Devrelerinin Özellikleri

1. Endüksiyon Hız Kontrol (RKS) röleleri genellikle frenlemeyi (özellikle geri vites) kontrol etmek için kullanılır.

2. Yara rotorlu IM için, farklı rotor EMF değerleri tarafından tetiklenen KV voltaj röleleri kullanılır (Şekil 9). Bu röleler, rotor akımının frekansının rölenin bobinlerinin endüktif direnci üzerindeki etkisini dışlamak için bir doğrultucu aracılığıyla açılır (XL değişiklikleri ve Iav, Uav'daki bir değişiklikle), geri dönüş katsayısını azaltır ve arttırır. operasyonun güvenilirliği.

Pirinç. 9. Ters kan basıncı durdurma şeması

Çalışma prensibi: elektrik motorunun rotorunun yüksek açısal hızında, sargılarında indüklenen EMF küçüktür, çünkü E2s = E2k · s ve kayma s ihmal edilebilir düzeydedir (%3-10). KV röle gerilimi armatürünü çekmeye yetmez. Tersine (KM1 açılır ve KM2 kapanır), statordaki manyetik alanın dönüş yönü tersine çevrilir. KV rölesi çalışır, KMP ve KMT kontaktörlerinin besleme devresini açar ve yolverme Rp ve frenleme Rp dirençleri rotor devresine verilir. Sıfıra yakın bir hızda KV rölesi kapanır, KMT kapanır ve motor ters yönde hızlanır.