Исследование схемы управлений электродвигателем постоянного тока

Цель работы. Практически изучить схему автоматического управления электродвигателем постоянного тока параллельного возбуждения и приобрести навыки в сборке и регулировке этой схемы.

Программа работы.

1. Ознакомиться с лабораторной установкой, записать паспортные данные электродвигателя и данные релейно-контакторных аппаратов.

2. Собрать схему управления по рис.44 и после проверки ее преподавателем настроить время срабатывания реле ускорения РУ1 и РУ2

3.  Произвести пуск установки и измерить параметры, характе­ризующие пуск и остановку электродвигателя.

4. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе. Подготовка к работе.    1. Пов­арить теоретический материал: принципы релейно-контакторного управления электроприводами по­стоянного тока; схемы управления электродвигателями постоянного тока; способы управления пуском электродвигателей постоянного тока — в функциях скорости, тока и времени; схемы управления ре­версивные и нереверсивные; уп­равление торможением электродвигателей постоянного тока.

2. Подготовить в рабочей тет­ради таблицу для занесения результатов измерений.

Порядок проведения работы. Схема автоматического управления. Рассматриваемая схема (рис.44) обеспечивает автоматическое нереверсивное управление пуском электродвигателя постоянного тока двумя ступенями в функции времени и его динамическое торможение к отключении. Схема состоит из двух электрически не соединенных частей: силовой и управляющей.

Силовая часть схемы включает в себя электродвигатель (цепь якоря цепь возбуждения), пусковое сопротивление с двумя элементами (r₁ –r₂), сопротивление динамического торможения r_д.т и контакты, осуществляющие включение всей силовой части и ее элементов.

Управляющая часть схемы состоит из реле и контакторов, осуществляющих управление электродвигателем при его пуске и отключении по определенной программе. Процесс пуска электродвигателя в функции времени осуществляется с помощью реле времени — реле ускорения — РУ1 и РУ2, устанавливаемых на замедление при срабатывании.

 

 

 

Рис.44. Схема нереверсивного управления пуском электродвига­теля постоянного тока параллельно­го возбуждения в функции времени с динамическим торможением

Силовая и управляющая части схемы имеют раздельное питание, что позволяет настраивать управляющую часть схемы без включения в сеть электродвигателя. Силовая часть схемы подключается к сети  рубильником Р1, а управляющая часть — рубильником Р2.

Работает схема следующим образом. При кратковременном нажатии кнопки «Пуск» замыкается цепь катушки линейного контактов Л, при срабатывании которого замыкаются блок-контакты 3-5 размыкается контакт Л в цепи сопротивления r_д.т, замыкается контакт 7—2, включающий реле ускорения РУ1 и замыкается силовой контакт Л, замыкающий цепь якоря электродвигателя М. При это начинается пуск электродвигателя при полном пусковом сопротивлении r₁ + г₂ (первая ступень пуска). Реле ускорения РУ1 срабатывает с установленным временем замедления и своим контактом 9-7  замыкает цепь катушки контактора ускорения У1, при срабатывании которого замыкаются контакты У1, шунтирующие элемент пускового сопротивления r₁. В итоге электродвигатель переходит на вторую сту­пень пуска с пусковым сопротивлением г₂ и якорь электродвигателя получает дальнейшее ускорение. Одновременно замыкаются контакты 11—7, подключающие обмотку реле ускорения РУ2, которое сраба­тывает с заданным временем замедления и своим контактом 13—7 включает обмотку контактора ускорения У2. Срабатывание этого кон­тактора приводит к замыканию его контактов У2, шунтирующих эле­мент пускового сопротивления г₂, и электродвигатель оказывается включенным на номинальное напряжение сети. На этом процесс пус­ка заканчивается.

Для отключения электродвигателя следует кратковременно на­жать кнопку «Стоп». При этом разомкнётся цепь обмотки линейного контактора Л, который своими контактами отключит цепь якоря электродвигателя от сети и цепи обмоток всех ускоряющих реле и контакторов. Следовательно, разомкнутся контакты У1 и У2, шун­тирующие элементы пускового сопротивления г₁ - г₂, чем подгото­вят силовую часть схемы для следующего пуска электродвигателя. Одновременно замкнутся контакты Л в цепи сопротивления r_д.т и электродвигатель перейдет в режим динамического торможения, при котором кинетическая энергия вращающихся по инерции масс электропривода будет преобразовываться в теплоту и выделяться на сопротивлении г_д,т.

При сборке схемы сначала собирают силовую часть с последо­вательным соединением пускового сопротивления г₁- г₂, амперметра А, цепи якоря электродвигателя М и силовых контактов Л. Затем к этой цепи присоединяют параллельные ветви: обмотку возбуждения ОВ, сопротивление г_д.т с размыкающими контактами и контакты У1 и У2, шунтирующие элементы пускового сопротивления. Амперметр в цепи обмотки якоря должен иметь двустороннюю шкалу.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Затем переходят к сборке управляющей части схемы, поочередно собирая цепи катушек контакторов и реле.

Настройка ускоряющих реле. Настройку времени замедления при срабатывании реле ускорения РУ1 и РУ2 выполняют по заданному преподавателем времени замедления для каждого из этих реле. Для проверки установленного времени замедления можно воспользоваться секундомером часового типа, хотя более точные результаты дает применение электросекундомера. В этом случае реле ускорения РУ и электросекундомер ЭС включают по схеме, Изображенной на рис.45. При нажатии сдвоенной кнопки «Пуск» одновременно включаются реле РУ и электросекундомер ЭС, который сразу же начинает отсчет времени. При срабатывании РУ его замыкающие контакты шунтируют обмотку электросекундомера ЭС, который оказывается отключенным. На шкале  ЭС будет указано время замедления при  срабатывании РУ. Для более точной настройки реле времени опыт повторяют сколько раз.

 

 

 

Рис.45. Схема включе­ния электросекундомера для проверки времени за­медления при срабатыва­нии реле ускорения РУ

Пуск и остановка электродвигателя. После замыкания рубильников Р1 и Р2 (см. рис.44), нажатия кнопки «Пуск» начинается процесс пуска электродвигателя в соответствии с заложенной в схеме управления программой. Пуск повторяют три раза, наблюдая за бросками пускового тока на каждой ступени пуска. Время пусковой операции измеряется секундомером, начиная с момента нажатия кнопки «Пуск» и кончая моментом уменьшения тока якоря до установившегося значения.

Для проверки эффективности динамического торможения следует сначала отключить электродвигатель при разомкнутой цепи сопротивления r_д.т и секундомером измерить время от момента нажатия кнопки «Стоп» до полной остановки якоря (время выбега), а затем замкнуть цепь сопротивления r_д.т и опыт повторить.

Все параметры, характеризующие пуск и остановку электродвигателя, измеряют три раза и показания приборов заносят в табл. 32.1. Затем определяют средние значения этих параметров как сумму трех измерений, деленную на три.

В выводах о результатах проделанной работы следует изложить свойства исследованной схемы автоматического управления электродвигателем постоянного тока и указать средние значения параметров, полученных опытным путем.

Контрольные вопросы.

1. В функции каких параметров возможен автоматический пуск электродвигателей постоянного тока?

2. В какой последовательности происходит срабатывание контакторов и реле в рассматриваемой схеме управления?

3. Как влияет изменение времени замедления при срабатывании реле  ускорения на броски пускового тока в цепи якоря электродвигателя постоянного тока?

4. Зависит ли продолжительность пусковой операции в рассматриваемой схеме от нагрузки на вал электродвигателя?

5. Какой способ электрического торможения применен в рассматриваемой  схеме управления электродвигателем постоянного тока?

6. Будет ли работать схема управления, если кнопку «Пуск» не шунтировать блок-контактами контактора Л?

7. Какие дополнения необходимо внести в рассматриваемую схему управления электродвигателем, чтобы его пуск происходил тремя сту­пенями?

 

Таблица 32.1

 

Номера замеров	Пуск			Остановка
	Время пуска, с	Пусковой ток (А) для двух ступеней		Время выбега (с)
		первой	второй	без торможения	в режиме динамического торможения
1
2
3
Средние значения