Схемы узлов автоматизации пуска и торможения электропривода лебедки

1. Схема автоматизации пуска при переходе с 1-й скорости на 2-ю (рис. 1)

Рис.1. Схема автоматизации пуска при переходе с 1-й скорости на 2-ю

 

Элементы схемы:

КС1 – катушка контактора 1-й скорости;

КС2 - катушка контактора 2-й скорости;

КС3 - катушка контактора 3-й скорости;

РВ1 – катушка реле времени с демпфером (питается через выпрямительный мостик – на схеме не показан).

 

Подготовка схемы к работе (исходное состояние).

При подаче напряжения на схему включаются контактор 1-й скорости КС1 и реле времени РВ1. Контактор КС1 замыкает главные контакты в цепи обмотки 1-й

скорости (не показаны), а реле времени мгновенно размыкает контакт РВ1 в цепи

катушек контакторов 1-й и 2-й скорости КС1 и КС2, тем самым препятствуя их включению без выдержки времени.

Схема готова к работе.

Работа схемы.

При переводе рукоятки командоконтроллера (далее – КК) в 1-е положение

состояние контакторов КС1, КС2 и КС3 не изменится, но включается реверсивный контактор «Вперед» В (или реверсивный контактор «Назад» Н). При этом размыкается вспомогательный контакт В (или Н) в цепи катушки реле РВ1.

Реле РВ1 теряет питание и с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи катушек контакторов КС2 и КС3.

Таким образом, пр переводе рукоятки из нулевого положения во 2-е (или 3-е) двигатель задержится на 1-й скорости, а затем перейдет на 2-ю (3-ю).

 

Схема автоматизации пуска при переходе со 2-й скорости на 3-ю

(вариант №1, рис. 2)

Рис.2. Схема автоматизации пуска при переходе со 2-й скорости на 3-ю (вариант №1)

 

Элементы схемы:

КС1 – катушка контактора 1-й скорости;

КС2 - катушка контактора 2-й скорости;

КС3 - катушка контактора 3-й скорости;

РВ1 – катушка реле времени с демпфером (питается через выпрямительный мостик – на схеме не показан).

Подготовка схемы к работе (исходное состояние)

При подаче напряжения на схему включаются контактор 1-й скорости КС1 и реле времени РВ1. Контактор КС1 замыкает главные контакты в цепи обмотки 1-й

скорости (не показаны), а реле времени мгновенно размыкает контакт РВ1 в цепи

катушки контактора 3-й скорости КС3, тем самым препятствуя его включению без выдержки времени.

Схема готова к работе.

Работа схемы

При переводе рукоятки командоконтроллера (далее – КК) в 1-е положение

состояние контакторов КС1, КС2 и КС3 не изменится.

Однако при переводе рукоятки КК во 2-е положение замыкается контакт КК1, через который получает питание катушка контактора КС2.

Контактор КС2 размыкает вспомогательный контакт КС2:1 в цепи катушки контактора 1-й скорости КС1, отключая его, и одновременно размыкает второй вспомогательный контакт КС2:2 в цепи катушки реле времени РВ1.

Двигатель переходит с 1-й скорости на 2-ю, а реле РВ1 теряет питание и с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи катушки контактора КС3.

Если выдержка времени РВ1 не закончилась, а рукоятку перевести из 2-го положения в 3-е, двигатель продолжит работу на 2-й скорости до тех пор, пока

не закончится выдержка времени РВ1 и не замкнется контакт РВ1 в цепи катушки контактора КС3. Это происходит потому, что катушка контактора КС2 продолжает питаться через контакт КК2, который замкнут как во 2-м, так и в 3-м положении рукоятки КК.

Когда выдержка времени РВ1 закончится, замкнется контакт РВ1 в цепи катушки КС3. Контактор КС3 включится и разомкнет свой вспомогательный контакт в цепи катушки контактора 2-й скорости КС2, тем самым отключая его.

Таким образом, пр переводе рукоятки из нулевого положения в 3-е двигатель задержится на 2-й скорости, а затем перейдет на 3-ю.

 

Схема автоматизации пуска при переходе со 2-й скорости на 3-ю

(вариант №2, рис. 3)

Рис. 3. Схема автоматизации пуска при переходе со 2-й скорости на 3-ю (вариант №2)

 

Элементы схемы:

КС1 – катушка контактора 1-й скорости;

КС2 - катушка контактора 2-й скорости;

КС3 - катушка контактора 3-й скорости;

РВ1 – катушка реле времени с демпфером (питается через выпрямительный мостик – на схеме не показан).

Подготовка схемы к работе (исходное состояние).

При подаче напряжения на схему включаются контактор 1-й скорости КС1 и реле времени РВ1. Контактор КС1 замыкает главные контакты в цепи обмотки 1-й

скорости (не показаны), а реле времени мгновенно размыкает контакт РВ1:2 в цепи катушки контактора 3-й скорости КС3 (тем самым препятствуя его включе-

нию без выдержки времени), и замыкает контакт РВ1:1 в цепи катушки контактора 2-й скорости КС2.

Схема готова к работе.

Работа схемы.

При резком переводе рукоятки из нулевого положения в 3-е замкнется контакт КК2, через него и замкнутый контакт РВ1:1 получит питание контактор 2-й скорости КС2. Двигатель сразу же включится на 2-ю скорость (минуя 1-ю).

Контактор КС2 размыкает вспомогательный контакт КС2:1 в цепи катушки контактора 1-й скорости КС1, отключая его, и одновременно размыкает второй вспомогательный контакт КС2:2 в цепи катушки реле времени РВ1.

Когда выдержка времени РВ1 закончится, разомкнется контакт РВ1:1 в цепи катушки КС2, и замкнется контакт РВ1:2 в цепи катушки КС3.

В результате двигатель перейдет со 2-й скорости на 3-ю с выдержкой времени.

Таким образом, включение 3-й скорости произошло с выдержклой времени реле РВ1.

Каждая из рассмотренных схем на рис. 1, 2 и 3 имела один и тот же недостаток, а именно: выдержка времени имела место лишь при переходе с одной скорости на другую.

Такой пуск называют частично автоматизированным.

Указанный недостаток устранен в схеме на рис. 4, в которой два реле времени РВ1 и РВ2 поочередно задерживают переход двигателя с 1-й скорости на 2-ю, а затем со 2-й на 3-ю.

 

4. Схема автоматизации пуска при переходе с 1-й скорости на 2-ю, а затем со 2-й на 3-ю (рис. 4)

Рис. 4. Схема автоматизации пуска при переходе с 1-й скорости на 2-ю, а затем со 2-й на 3-ю

 

Элементы схемы:

КС1 – катушка контактора 1-й скорости;

КС2 - катушка контактора 2-й скорости;

КС3 - катушка контактора 3-й скорости;

РВ1 – катушка реле времени с демпфером;

РВ2 - катушка реле времени с демпфером.

Оба реле времени питаются через выпрямительный мостик, который на схеме не показан.

 

Подготовка схемы к работе (исходное состояние).

При подаче напряжения на схему включаются контактор 1-й скорости КС1 и реле времени РВ1 и РВ2. Контактор КС1 замыкает главные контакты в цепи обмотки 1-й скорости (не показаны), а оба реле времени мгновенно размыкают свои контакты в цепях катушек контакторов 2-й и 3-й скорости КС2 и КС3, тем самым препятствуя их включению без выдержки времени.

Схема готова к работе.

Работа схемы.

При переводе рукоятки КК в 1-е положение включается контактор «Вперед»

В (или контактор «Назад» Н), размыкая свой вспомогательный контакт В (Н) в

цепи катушки реле РВ1.

Во 2-м положении рукоятки КК замыкается контакт КК1, но контактор КС2 сможет включиться лишь по истечении выдержки времени РВ1.

При включении КС2 размыкается вспомогательный контакт КС2:1, отклю-

чая контактор КС1, и размыкается контакт КС2:2, отключая реле РВ2.

Двигатель переходит с 1-й скорости на 2-ю, одновременно начинается

выдержка времени реле РВ2.

Если выдержка не закончилась, а рукоятку из 2-го положения перевести в 3-е, двигатель останется работать на 2-й скорости, т.к. катушка контактора КС2 продолжает получать питание через контакт КК1, который замкнут как во 2-м, так и в 3-м положении.

По истечении выдержки времени реле РВ2 замыкает свой контакт в цепи катушки КС3.

Контактор КС3 размыкает контакт КС3:1, продолжая удерживать отключен

ным контактор КС1, размыкает КС3:2, отключая контактор КС2, и размыкает КС3:3, не давая включиться реле РВ2 на 3-й скорости.

Двигатель переходит со 2-й скорости на 3-ю с выдержкой времени реле РВ2.

Таким образом, при резком переводе рукоятки КК из нулевого положения в 3-е, двигатель включится на 1-й скорости, затем с выдержкой времени реле РВ1 перейдет на 2-ю, а потом с выдержкой времени реле РВ2 перейдет на 3-ю.

Нетрудно увидеть, что схема на рис. 4 представляет собой сочетание схем на рис. 1 и 2.

 

5. Автоматизация рекуперативного торможения (рис. 5)

Напомним, что суть рекуперативного торможения состоит в следующем: при

каждом переходе двигателя с большей скорости на меньшую, например, с 3-й на

2-ю или со 2-й на 1-ю, двигатель автоматически переходит в режим рекуператив

ного торможения, при котором прежняя (по инерции) скорость ротора больше скорости магнитного поля обмотки статора. Двигатель работает в режиме асинхрон

ного генератора, возвращая энергию в сеть. Процесс возвращения накопленной ранее механической энергии в виде электрической в сеть называется рекуперацией.

Рис. 5. Автоматизация рекуперативного торможения

 

Элементы схемы:

В – катушка реверсивного контактора «Вперед»;

Н – катушка реверсивного контактора «Назад»;

1С – катушка контактора 1-й скорости;

РВ – катушка реле времени с демпфером (реле питается через выпрямительный мостик, который на схеме не показан).

Подготовка схемы к работе (исходное состояние).

При подаче напряжения на схему включается контактор 1-й скорости 1С.

Схема готова к работе.

Работа схемы.

При переводе рукоятки КК в 1-е положение «Вперед» («Назад») замыкается контакт КК1 (КК2). При этом включается контактор В (Н), который замыкает свои главные контакты в силовой части схемы (не показаны) и вспомога

тельный В1 в цепи катушки В1. Одновременно размыкается контакт В2 в цепи катушки Н, блокируя его случайное включение (при одновременном включении двух реверсивных контакторов В и Н происходит двойное металлическое короткое замыкание).

Поскольку включены контакторы В и 1С, двигатель начинает работать на

1-й скорости.

На 2-й скорости размыкается контакт 2С:1, отключая контактор 1С, и замы

кается контакт 2С:2, включая реле времени РВ2. Реле мгновенно замыкает контакт РВ, вследствие чего через него и ранее замкнувшийся контакт В1 образуется вторая

цепь питания катушки контактора В, параллельная контакту КК1.

На 3-й скорости эта двойная цепь питания катушки В сохраняется, т.к. реле РВ остается включенным через контакт 3С:2 (контакт 2С:2 разомкнут).

Рекуперативное торможение происходит так.

При переводе рукоятки КК из 3-го (или 2-го) положения в нулевое контак-

ты 2С:1 и 3С:1 замыкаются, включается контактор 1-й скорости 1С. Одновременно

размыкаются контакты 2С:2 и 3С:2, отключая реле времени РВ. Поэтому контакт РВ в цепи катушки В некоторое время остается замкнутым, в результате чего, несмотря на разомкнувшийся контакт КК1, катушка контактора В остается включенной.

Поскольку включены контакторы В и 1С, двигатель подключен к сети и работает на 1-й скорости в режиме рекуперативного торможения (см. выше).

Когда же выдержка времени реле РВ истечет, контакт РВ размыкается, ка-

тушка контактора В обесточивается, контактор отключается, тем самым отключая двигатель от сети.

На этом процесс рекуперативного торможения прекращается.

 

6. Автоматизация динамического торможения (рис. 6)

Напомним, что суть рекуперативного торможения состоит в следующем:

для получения этого вида торможения работающий двигатель отключают от сети переменного тока, после чего в обмотку статора подают выпрямленный постоян-

ный ток.

Вращающееся магнитное поле обмотки статора становится неподвижным, как в машинах постоянного тока. Вращающийся по инерции ротор пересекает магнитные силовые линии этого поля, в результате чего в роторе индуктируется ЭДС, под действием которой в роторе возникает ток и электромагнитный тормозной момент.

Двигатель тормозится, и в момент остановки ротора ЭДС в нем исчезает,

т.к. проводники ротора перестают пересекать магнитное поле обмотки статора.

На этом динамическое торможение прекращается.

 

Рис. 6. Автоматизация динамического торможения

 

На рис. 6 в силовой части схемы для получения выпрямленного напряжения

использован мостик Гретца.

Поскольку при динамическом торможении в обмотку статора подается постоянный ток, индуктивное сопротивление обмотки исчезает, остается лишь небольшое активное сопротивление (т.н. омическое). Чтобы не сжечь обмотку статора, переменное напряжение сети предварительно понижают при помощи трансформатора Т до нескольких десятков вольт.

 

Элементы схемы:

КМ – контакты линейного контактора (цепь катушки не показана);

Т – понижающий трансформатор;

UZ1 – выпрямительный мостик для получения постоянного тормозного тока обмотки статора;

UZ2 - выпрямительный мостик для получения постоянного тока для питания реле времени РВ;

РВ – реле времени с демпфером (выдержка времени – при отключении катушки реле).

Подготовка схемы к работе (исходное состояние).

При подаче переменного напряжения на схему управления (нижняя часть рис. 6),

питание поступает на выпрямительный мостик UZ2, однако реле РВ не включается, т.к. контакты В:2 (Н:2) разомкнуты.

Схема готова к работе.

Работа схемы.

С началом работы схемы, размыкается контакт В:1(Н:1) и замыкается В:2 (Н:2). Реле РВ включается и мгновенно замыкает свой контакт РВ в цепи катушки контактора динамического торможения КДТ. Однако контактор КДТ не включается, т.к. разомкнут контакт В:1 (Н:1). Замкнуты контакты КМ, двигатель включен в сеть переменного тока.

При остановке двигателя контакторы КМ и В (Н) отключаются, замыкается контакт В:1 (Н:1) и размыкается контакт В:2 (Н:2), последний отключает реле РВ.

Через замкнувшийся контакт В:1 (Н:1) включается контактор динамиче

ского торможения КДТ, через замыкающиеся контакты которого в обмотку статора подается постоянный ток.

Когда выдержка времени реле РВ закончится, контакт РВ в цепи катушки КДТ размыкается, обмотка статора отключается от выпрямителя UZ1 (UZ2).

На этом динамическое торможение прекращается.

 

 

Приложение 9.