Изучение схем автоматического связывания нескольких асинхронных

Двигателей

Цель работы: изучение средств и способов связывания нескольких асинхронных двигателей. Изучение схем последовательного включения двухфазных асинхронных двигателей.

Общие положения

Во многих производственных комплексах (в цехах с разветвленной сетью пневмотранспорта, в сушилах периодического действия, в системах электрического управления гидроприводом и др.) возникает необходимость осуществлять направленный последовательный запуск нескольких асинхронных двигателей. Например, в цехах с большой запыленностью необходимо сначала запустить двигатели вентиляторов отсоса воздуха, затем двигатели транспортеров или конвейеров и уже в последнюю очередь - двигатели производственных механизмов. Такое управление запуском производственных механизмов (приводов) может быть выполнено с помощью релейно-контакторных схем со специальными блокировками и реле времени.

По характеру работы релейные схемы разделяют на однотактные и многотактные.

В многотактных схемах состояние исполнительных элементов определяется не только входными сигналами, но и последовательностью их поступления, а так же состоянием исполнительных элементов.

В многотактных релейных схемах исполнительные реле работают как бегуны в эстафете, т.е. предусматривается определенная последовательность работы исполнительных реле. При исследовании схем решаются две задачи:

1. Синтез схем - нахождение структуры схемы по заданным условиям работы схемы.

2. Анализ схем - определение условий работы схемы или определенных ее элементов по имеющейся структурной схеме.

При анализе схем производят преобразования, при которых число промежуточных элементов стараются выбрать минимальным, т.к. при этом надежность схемы увеличивается. Преобразование схемы является подчас сложной и самостоятельной задачей. Рассмотрим возможность блокировочных связей для обеспечения определенной последовательности работы электродвигателей или их взаимосвязи.

Блокировочные связи очень часто используются в схемах путевого управления электродвигателями. В качестве блокировочных связей часто используют конечные выключатели, технологические контакты и др.

Принцип пути здесь означает, что какой-нибудь узел электрической схемы управления электродвигателями работает в зависимости от положения в пространстве органов машин и механизмов (столы, суппорты, головки станков и т.п.). Эти узлы выполняют часто такие задачи, как подача первоначальных команд на пуск или остановку двигателей только в определенной области перемещений, изменение режимов работы (в т.ч. скорости вращения двигателя) и др.

Рассмотрим наиболее распространенные типовые узлы путевых схем.

1. Узел автоматического управления двумя асинхронными двигателями 1АД и 2АД в определенном диапазоне перемещений рабочего органа А (рис. 6.1). В этой схеме горизонтальные перемещения рабочего органа А, если он не в крайних положениях, не ограничивает управление двигателями. При замыкании кнопок ПВ и ПН включается один или другой двигатель. Если рабочий орган попадает в одно из крайних положений, он нажимает на стержень соответствующего конечного выключателя (например, ККВ), а последний отключает от сети соответствующий контактор (КВ) и работающий электродвигатель (1АД). После этого движение рабочего органа предполагается возможным лишь в обратную сторону, т.е. включиться может только двигатель 2АД.

 

Рис.6.1 Схема путевого принципа управления двигателями

 

2. Управление скоростью двигателя на определенном участке пути (рис.6.2). Узел, представленный на рис.6.2, дает возможность двухскоростному АД работать на низкой скорости, когда рабочий орган А находится на заданном участке пути.

Когда рабочий орган А уходит за пределы заданного участка, двигатель работает с удвоенной скоростью.

Действительно, если кулачек К нажимает на ролик двухконтактного путевого выключателя с самовозвратом ПВ, тогда контактор 2В автоматически отключается, а включается контактор 1В и двигатель подключается к сети с обмоткой, соединенной по схеме “ треугольник ”.

Если рабочий орган переместится и не будет воздействовать на путевой выключатель ПВ, то последний отключает контактор 1В и включает 2В, который соединит обмотки двигателя по схеме “ двойная звезда ”, и его синхронная скорость увеличится в два раза.

Рис.6.2 Схема путевого управления скоростью двигателя

 

3. Узел, обеспечивающий ограниченное перемещение рабочего органа в одну сторону (вправо) (рис.6.3).

Рис.6.3 Схема управления с ограничением перемещения

 

Рабочий орган приводится в движение двигателем АД, который может работать, если не нажат соответствующий выключатель ПВ.

Если же он нажат, контактор Л отключается, а следовательно, отключится и двигатель. Кроме того задается, что даже в аварийных случаях рабочий орган А не должен перемещаться вправо за отметку конечного выключателя КВ. Если, например, приварились контакты контактора Л или выключателя ПВ, или разрушилась его механическая часть и кулачок К не может отключить этот выключатель, то отключится аварийный конечный выключатель КВ и рабочий орган А будет остановлен. Принцип пути широко применяется при управлении многодвигательным приводом станков, автоматических линий, транспортных устройств т.д.

4. Кроме того, управление многодвигательными приводами может быть выполнено с помощью реле времени, когда необходима временная последовательность включения электродвигателей.

Рассмотри одну из схем временного управления (рис.6.5). Тактограмма работы системы изображена на рис.6.4. По нажатию кнопки SB1 система подключается к питанию и происходит запуск работы системы по заданной тактограмме. Схема содержит два реле времени КТ1 и КТ2. Срабатывание контактных групп данного типа реле происходит с некоторой задержкой времени, на которую предварительно настроено соответствующее реле времени. Цепи питания содержат систему защиты от коротких замыканий и перегрузок, состоящую из:

1) автоматического выключателя SF1;

2) плавких предохранительных вставок FU1, FU2.

Отключение схемы производится по нажатию кнопки SB2.

Учитывается, что кнопки SB1 и SB2 с самовозвратом. При разработке схем использовались как нормально замкнутые контакты так и нормально разомкнутые.

Таблица 6.1

Тактограмма работы системы по тактам
1 такт	2 такт	3 такт
М1	М1, М2	М1, М2, М3

 

Рис.6.4 Тактограмма работы схемы

 

Схема работает следующим образом (в соответствии с тактограммой рис.6.4).

При нажатии SB1 к питанию подключаются катушки реле КМ1 и КТ1. Контакт КМ1.1 шунтирует кнопку SB1, при этом при отпускании SB1 цепь остается под питанием. Контакт КМ1.2 подключает двигатель М1 к питанию. Реле времени начинает отсчет времени t1. Через t1 замыкается контакт КТ1.1 и подключает к питанию катушку реле КМ2. Контакт КМ2.1 подключает к питанию катушку реле времени КТ2, которое начинает отсчет времени t2. Контакт КМ2.2 подключает двигатель М2 к питанию. Через время t2 замыкается контакт КТ2.1 и подключает к питанию катушку реле КМ3. Контакт КМ3.1 подключает двигатель М3 к питанию. Все три двигателя вращаются. При нажатии на кнопку SB2 цепь отключается от питания и все контакты возвращаются в исходное положение.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему управления тремя двигателями (рис.6.5) и дать проверить ее преподавателю. После чего можно включить и убедиться в последовательности запуска двигателей.

2. Заменив нормально открытые контакты на нормально закрытые (по указанию преподавателя), включить схему и убедиться в нарушении первоначальной последовательности работы электродвигателей. Объяснить, чем обеспечивается данный порядок работы двигателей.

Рис.6.5 Схема управления по функции времени

 

Содержание отчета

Цель работы. Перечень аппаратуры, используемой в работе. Тактограмма работы двигателей. Лабораторная схема. Описание работы схемы. Тактограмма работы двигателей в соответствии с заданием преподавателя. Разработанная схема. Описание работы схемы.

6.3. Контрольные вопросы

1. Описание работы схемы исходной и измененной.

2. Что такое электромагнитное реле, каков принцип его действия?

3. В чем отличие электромагнитного реле от магнитных пускателей, контакторов?

4. Назвать и дать краткую характеристику принципов управления многодвигательными системами.

5. Виды реле, их назначение.

Лабораторная работа № 7