Схемы управления электроприводами

Управление наиболее распространёнными на пищевых предприятиях трёхфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором удобно осуществлять с помощью релейно-контакторных аппаратов. Асинхронные двигатели номинальной мощностью до 75 кВт при напряжении 380 В частоты 50 Гц включают включают и отключают при продолжительном и ненапряжённом повторно-кратковременном режимах работы нереверсивными и реверсивными магнитными пускателями как без тепловых реле, так и с ними при помощи двух- или трёхкнопочных станций.

В установке (рис. 1.20), обеспечивающей нереверсивное управление трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, предусмотрена двухкнопочная станция, обеспечивающая пуск и остановку двигателя М. При включённом трёхполюсном, выключателе Q1, выполненном в виде рубильника, нажатие пусковой кнопки S2 приводит к присоединению катушки линейного контактора K1 к источнику питания и включению главными замыкающими контактами K1.1 обмотки статора двигателя, в результате чего ротор приходит во вращение. Одновременно с этим в цепи управления срабатывают вспомогательные замыкающие контакты K1.2, которые шунтируют пусковую кнопку S2, вследствие чего дальнейшее её нажатие излишне. Нажатие остановочной кнопки S1 размыкает цепь катушки линейного контактора K1 и его главные контакты K1.1 отключают обмотку статора двигателя от сети, в результате чего вращение ротора прекращается.

Рис. 1.20. Схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.

 

Защита двигателя от длительной токовой перегрузки обеспечена двухполюсным тепловым реле F2 c ручным возвратом, а защита от токов короткого замыкания – плавкими предохранителями F1, которые при электроприводах малой мощности выполняют общими для силовой цепи и цепи управления, а при средней и большой мощности – раздельными. Защита от значительного снижения или полного исчезновения напряжения выполняется самим контактором, якорь которого при этом автоматически возвращается в исходное положение, а главные контакты K1.1 отключают двигатель от сети.

Для реверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором используют трёхкнопочную станцию, обеспечивающую пуск, изменение направления вращения ротора и остановку двигателя М (рис. 1.21).

 

Рис. 1.21. Схема реверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.

 

При включённом трёхполюсном выключателе Q1 после нажатия двухцепной пусковой кнопки S2 происходит включение катушки контактора K1, которая получает питание через вспомогательные размыкающие контакты K2.3 контактора другого направления и остающиеся размыкающие контакты F2.1 и F3.1 однополюсных тепловых реле. Это приводит к срабатыванию главных замыкающих контактов K1.1, в результате чего ротор приходит во вращение. Одновременно пусковая кнопка S2 шунтируется вспомогательными замыкающими контактами K1.2. Переход к другому направлению вращения ротора достигается нажатием двухцепной пусковой кнопки S3, которая сначала отключает катушку контактора K1, а затем включает катушку контактора K2. При этом происходит изменение последовательности фаз напряжений на зажимах обмотки статора, что вынуждает ротор вращаться в противоположном направлении, а шунтирование пусковой кнопки S3 вспомогательными замыкающими контактами K2.2 позволяет её отпустить, поскольку при этом цепь катушки K2 не размыкается. Нажатие остановочной кнопки S1 прерывает питание цепи управления, силовая цепь двигателя отсоединяется от питающей сети, а ротор останавливается.

Несмотря на то, что использование двухцепных пусковых кнопок исключает одновременное включение обоих контакторов направления при случайном одновременном нажатии пусковых кнопок S2 и S3, в схеме применена электрическая блокировка с помощью вспомогательных размыкающих контактов K2.3 и K1.3, не допускающая втягивание якоря второго контактора, если якорь первого из них по какой-либо причине не возвратился в исходное положение.

Защита двигателя при реверсивном управлении такая же, как и при нереверсивном.

В схеме нереверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором (рис. 1.22) обеспечивает включение обмоток статора при пуске звездой, а при работе – треугольником, что снижает пусковой ток, но уменьшает момент, что обеспечивает плавный пуск двигателя М. Обмотка реле времени K2 включена параллельно катушке линейного контактора K1.

Рис. 1.22. Схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с переключением фаз обмотки статора с звезды на треугольник.

 

Благодаря этому при включённых трёхполюсном автоматическом выключателе Q1 и двух однополюсных выключателях S3 и S4 нажатие пусковой кнопки S2, шунтируемой вспомогательными замыкающими контактами K1.2, приводит к одновременному включению катушек контакторов K1 и K3, а также обмотки реле времени K2, из-за чего включаются главные замыкающие контакты K1.1 и K3.1, из которых первые подают напряжение к обмотке статора, а вторые обеспечивают соединение её фаз звездой. Когда разгон ротора закончится, срабатывает реле времени и своими размыкающими контактами K2.1 с замедлителем, действующим при срабатывании, отключает катушку контактора K3, а затем своими же замыкающими контактами K2.2 с аналогичным замедлителем включает катушку контактора K4, вследствие чего фазы обмотки статора переключаются со звезды на треугольник.

В схеме предусмотрены электрическая блокировка вспомогательными размыкающими контактами K4.2 и K3.2, исключающая одновременное замыкание главных замыкающих контактов K3.1 и K4.1, а также отключающее устройство в виде остановочной кнопки S1.

Защита двигателя от длительной токовой перегрузки и токов короткого замыкания обеспечена трёхполюсным автоматическим выключателем Q1 с максимальными токовыми тепловыми и электромагнитными расцепителями, а от значительного снижения или полного исчезновения напряжения в сети осуществляется линейным контактором с катушкой K1.

Независимое питание цепи управления позволяет опробовать действие всех аппаратов и производить наладку при отключённом двигателе.

 

 

Рис. 1.23. Схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором при торможении противовключением.

 

 

Схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором при торможении противовключением содержит реле контроля угловой скорости S5 (рис. 1.23), которое механически связано с валом двигателя или производственного агрегата. При угловой скорости, составляющей до 10…15% номинальной, контакты реле разомкнуты, а при большей – замкнуты. Управление работой двигателя М осуществляется линейным контактором K1 и контактором торможения с катушкой K2, из которых первый применён для двигательного режима, а второй – для режима торможения.

Пуск двигателя происходит при включённых трёхполюсном автоматическом выключателе Q1 и двух однополюсных выключателях S3 и S4, в результате нажатия пусковой кнопки S2, шунтируемой вспомогательными замыкающими контактами K1.2. Это приводит к срабатыванию линейного контактора, присоединяющего главными замыкающими контактами K1.1 обмотку статора двигателя к питающей сети. При нажатии остановочной кнопки S1 отключается линейный контактори его вспомогательные размыкающие контакты K1.3 включают катушку контактора торможения K2, в результате чего к обмотке статора подаётся трёхфазная система напряжений с изменённой последовательностью, начинается энергичное торможение ротора, и угловая скорость его резко снижается. При угловой скорости, близкой к нулю, контакты реле контроля угловой скорости S5 размыкаются, катушка контактора торможения K2 отключается, и двигатель оказывается отсоединённым главными замыкающими контактами K2.1 от питающей сети.

В схеме предусмотрена электрическая блокировка, исключающая возможность одновременного замыкания главных замыкающих контактов K1.1 и K2.1.

В схеме нереверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором при динамическом торможении (рис. 1.24) пуск двигателя М обеспечивают включением трёхполюсного автоматического выключателя Q1, замыканием двух однополюсных выключателей S3 и S4 и нажатием пусковой кнопки S2.

При этом срабатывает линейный контактор, его главные замыкающие контакты K1.1 присоединяют обмотку статора к питающей сети, одни его вспомогательные замыкающие контакты K1.2 шунтируют пусковую кнопку S2, а другие аналогичные контакты K1.4 включают обмотку реле динамического торможения K3. Последняя получает питание от сети переменного напряжения через понижающий трансформатор Т1 и полупроводниковый выпрямитель U1.

Одновременно размыкаются вспомогательные размыкающие контакты K1.3, находящиеся в цепи катушки контактора торможения K2. Сработавшие замыкающие контакты реле динамического торможения K3.1 с замедлителем, действующим при возврате, подготавливают к включению цепь катушки контактора торможения K2 разомкнутыми вспомогательными размыкающими контактами K1.3.

 

Рис. 1.24. Схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором при динамическом торможении.

 

Нажатие остановочной кнопки S1 вызывает отключение главными замыкающими контактами K1.1 линейного контактора обмотки статора от питающей сети и включение его вспомогательными размыкающими контактами K1.3 катушки контактора торможения K2, в результате чего к двум зажимам статора подводится постоянное напряжение и начинается динамическое торможение. При этом вспомогательные замыкающие контакты K1.4 отключат обмотку реле динамического торможения K3, вследствие чего его замыкающие контакты K3.1 с замедлителем, действующем при возврате, спустя некоторое время, большее время торможения, разомкнутся и отключат катушку контактора торможения K2.

В схеме предусмотрена электрическая блокировка, исключающая одновременное замыкание главных замыкающих контактов K1.1 и K2.1.

Схема нереверсивного управления (рис. 1.25) двухскоростным трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, обеспечивающая изменение числа полюсов машины вдвое, содержит аппараты для переключения фаз обмотки статора с треугольника на двойную звезду. Пуск двигателя начинается с включения трёхполюсного автоматического выключателя Q1 и двух однополюсных выключателей S4 и S5 с дальнейшим нажатием двухцепной пусковой кнопки S2, отвечающей малой угловой скорости ротора. При этом срабатывает контактор малой скорости, который обеспечивает главными замыкающими контактами K1.1 присоединение обмотки статора к питающей сети при соединении фаз треугольником, что соответствует работе двигателя с большим числом полюсов, а, следовательно, меньшей угловой скоростью ротора.

 

Рис. 1.25. Схема нереверсивного управления двухскоростным трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и переключением фаз обмотки статора с треугольника на двойную звезду.

 

Переход на большую скорость двигателя достигается нажатием двухцепной пусковой кнопки S3, при котором сначала прерывается цепь катушки K1, из-за чего обмотка статора отключается от питающей сети, а затем происходит включение катушек K2 и K3. Главные замыкающие контакты K2.1 соединяют фазы обмотки статора двойной звездой, а аналогичные контакты K3.1 присоединяют обмотку статора к питающей сети с изменённой последовательностью фаз напряжений. В этом случае двигатель переходит на работу с меньшим числом полюсов, а ротор начинает вращаться с большей угловой скоростью. Нажатие остановочной кнопки S1 размыкает цепь питания катушек включённых контакторов и этим вызывает отключение двигателя от питающей сети.

В схеме предусмотрена электрическая блокировка с помощью вспомогательных размыкающих контактов K2.3, K3.3 и K1.3, исключающая возможность одновременного замыкания главных замыкающих контактов K1.1, K2.1, K3.1, отвечающих меньшей и большей угловыми скоростями ротора.