РКСУ асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

Различают режимы пуска, торможения (остановки) и реверса

(изменения направления вращения).

Наиболее простой способ пуска асинхронного короткозамк- нутого двигателя (АД, или, иначе, АДКР) – прямое включение об- мотки статора в сеть с помощью коммутационной аппаратуры. Это реле (для маломощных АД), рубильники, контакторы, автоматиче- ские выключатели, тиристорные или симисторные пускатели, вы- соковольтные выключатели (для высоковольтных АД). Пуск дви- гателя при этом сопровождается броском тока (до 6–7-кратного по отношению к номинальному току статора). Очевидно, что макси- мально-токовые реле и автоматические выключатели должны быть настроены на эти пусковые токи.

При необходимости ограничения пускового тока АД средней и большой мощности используется реакторный пуск (рис. 5.1, а), а для маломощных АД – реостатный пуск (рис. 5.1, б). В послед-

ние годы стали широко применяться полупроводниковые системы плавного пуска.

 

~6 кВ                                                            ~380 В

 

M                                                                   M

а                                                                       б

Рис. 5.1. Пуск АД: а – реакторный; б – реостатный

 

При пуске вначале включается выключатель Q1. Пуск АД осуществляется в режиме ограничения тока статора за счет пуско- вого реактора LR или пускового резистора R. После уменьшения пускового тока в процессе разгона двигателя включается выклю- чатель Q2.

Торможение АД с короткозамкнутым ротором осуществляют в режиме свободного выбега (отключения от сети и остановки под действием момента сопротивления холостого хода) или в режиме динамического торможения. Режим динамического торможения реализуют либо подключением двух фаз АД к сети постоянного тока (с возбуждением постоянным током), либо подключением статора АД к батарее конденсаторов, включенных в звезду или треугольник (в режиме самовозбуждения двигателя). Недостатка- ми второго способа торможения являются возникновение тормоз- ного эффекта внутри достаточно узкого диапазона скоростей и не- обходимость в использовании конденсаторов большой емкости. Достоинство этого способа – реализация режима компенсации ре- активной мощности питающей сети в процессе динамического торможения.

Реверс АД осуществляют в режиме динамического торможе- ния до нулевой скорости с последующим разгоном в обратную сторону переключением фаз или, что чаще, с использованием ре- жима противовключения.

Для управления типовыми производственными установками применяют универсальные станции и панели РКСУ, осуществ- ляющих управление режимами пуска, торможения и реверса, а также реализующих необходимые функции блокировок и защи- ты АД. На рис. 5.2 приведена принципиальная электрическая схе- ма станции ПУ-5522, осуществляющей пуск привода ИМ в вы- бранном ключом SA направлении, динамическое торможение АД с наложением механического тормоза при установке ключа SA в нейтральное положение (остановка АД), торможение АД проти- вовключением с последующим разгоном в обратном направлении при переводе ключа SA из одного крайнего положения в противо- положное.

Рис. 5.2. Принципиальная электрическая схема станции ПУ-5522 управления короткозамкнутым АД

В нейтральном положении ключа SA при поданном питании на силовую схему и схему управления срабатывают реле KТ1 и KSV, катушки реле KB и всех контакторов обесточены.

Конечные выключатели SQ1, SQ2 ограничивают ход испол- нительного механизма в крайних положениях.

При повороте ключа SA в любое из положений 1 или 2 сраба- тывает один из контакторов KM2 или KM3, затем контактор KM1. Запитываются катушки реле KТ2 и контактора электромагнитного тормоза KM5. АД разгоняется до номинальной скорости.

При переводе ключа SA в нейтральное положение контакты контакторов KM1, KM2 и KM3 переходят в обесточенное состоя- ние и запитывается катушка контактора динамического торможе- ния KM4. При этом срабатывает реле блокировки динамического торможения KB.

Блокировочное реле KB обеспечивает прерывание динамиче- ского торможения и повторное подключение АД к сети, если клю- чом SA выбрано одно из крайних положений 1 или 2. Это реле должно надежно втягиваться, запитываясь через последовательно включенную катушку контактора KM2 или KM3. Выдержка вре- мени этого реле при отпадании должна быть на 20–30 % больше времени включения контакторов KM2 и KM3 (0,2–0,3 с).

Сопротивление резистора динамического торможения R вы- бирается из условия ограничения тока динамического торможения на уровне 3–4-кратного значения номинального тока.

При переводе ключа SA из одного крайнего положения в дру- гое АД тормозится в режиме противовключения и разгоняется в обратном направлении.

Защиту АД от перегрузки выполняют максимально-токовые реле KА1 и KА2. В цепях питания катушек контакторов KM2, KM3 и KM4 включены блок-контакты, исключающие возмож- ность одновременного включения любых двух из них.

На рис. 5.3 приведены механические характеристики АД, со- ответствующие реализуемым пуско-тормозным режимам. Момент статической нагрузки М _с на валу АД принят реактивным.

Пуск АД производится из неподвижного состояния (начала координат) по характеристике 1 (см. направления стрелок) до точ- ки А установившегося состояния. Торможение АД осуществляется в режиме динамического торможения из установившегося состоя- ния (точка А) по характеристике 2 до неподвижного состояния (начало координат). Реверс АД происходит в режиме противовк- лючения из установившегося состояния (точка А) по характери- стике 3 с разгоном в обратном направлении до нового установив- шегося состояния (точка A ¢).

Рис. 5.3. Механические характеристики короткозамкнутого АД в пуско-тормозных режимах