Принципы автоматического управления пуском и торможением двигателей

Типовые узлы схем автоматического двигателя.

Системы автоматического управления пуском, торможением и реверсом, конструктивно выполняют в виде комплектных стандартизованных устройств – станций управления. Кроме названного, станции управления обеспечивают возможность регулирования скорости двигателя, т.е. различные по величине скорости установившегося режима работы двигателя. На станциях управления устанавливаются аппараты электрической защиты главных цепей и цепей управления двигателем, командоаппараты, пускорегулировочные и тормозные резисторы, токоограничивающие реакторы и другие элементы располагают чаще всего вне станций управления.

У электрических аппаратов станций управления предусмотрены запасные контакты, которые могут быть использованы для сигнализации и различных блокировок. Возможно также подключение в цепи управления станций контактов конечных выключателей, технологических датчиков и аппаратов других автоматических устройств.

Принципы построения типовых узлов рассмотрим на примере реостатного пуска ДПТ с независимым возбуждением с двумя ступенями пускового сопротивления. Схема включения двигателя приведена на рис. 1а, диаграмма скорости двигателя ω и тока якоря I_Я – на рис. 1б.

В первую очередь подключается к источнику напряжения U_В обмотка возбуждения LM. Ток возбуждения I_В, протекая по LM, создает магнитный поток Ф. после этого к источнику якорного напряжения U подключается якорная цепь двигателя.

При разомкнутых контактах контакторов ускорения КУ1 и КУ2 в момент времени t=0 замыкается контакт контактора линейного КЛ. Пусковой ток якоря I_Я1 протекает по обеим ступеням пускового сопротивления R_ДП1 и R_ДП2. Если величина пускового сопротивления R_П=R_ДП1+R_ДП2 выбрана правильно, то пусковой ток не будет превышать допустимого значения I_Я1≤I_{Я доп}≤2,5I_{Я н}. На якорь двигателя при скорости ω=0 начинает действовать пусковой момент М_П. Если М_П больше момента сопротивления М_с, момент динамический имеет положительную величину М_Д>0, то в соответствии с уравнением движения электропривода при пуске , величина углового ускорения будет положительна и скорость вращения якоря двигателя ω будет возрастать.

Рис. 1. а) схема включения двигателя;

б) диаграмма скорости двигателя ω и тока якоря I_Я.

В обмотке якоря двигателя, вращающейся в магнитном потоке Ф, будет находиться э.д.с. вращения Е=кωФ. Как следует из схемы включения двигателя на рис. 3.1а, э.д.с. вращения Е по отношению к источнику якорного напряжения U направлена встречно. Поэтому с увеличением ω будет увеличиваться Е и уменьшаться якорный ток . С уменьшением I_Я будет уменьшаться и вращающий момент двигателя М=кФI_Я. Это, в свою очередь приведет к уменьшению динамического момента

М_Д=М-М_с и скорости ω. Как следует из диаграммы на рис. 3.1б по истечении промежутка времени Δt₁ двигатель достиг скорости ω₁, а якорный ток величины I_Я2. Вращающий момент двигателя М стал равным М_с, т.е. М_Д=0 и поэтому увеличение скорости вращения якоря двигателя прекратилось. Двигатель из переходного режима работы с при ω=ω₁ перешел в установившийся режим с .

Для того, чтобы продолжить разгон, необходимо замкнуть контакт первого контактора ускорения R_ДП1 КУ1 и зашунтировать первую ступень пускового сопротивления R_ДП1. При этом якорный ток практически мгновенно увеличится до значения I_Я1, что приведет к появлению положительного М_Д и росту скорости. По истечении промежутка времени Δt₂ двигатель достигнет скорости ω₂, а якорный ток уменьшится до величины I_Я2. Двигатель перейдет в установившийся режим работы со скоростью ω₂. Для продолжения разгона необходимо замкнуть контакт второго контактора ускорения КУ2 и зашунтировать R_ДП2. Вновь увеличится I_Я, появится М_Д>0 и продолжится рост скорости, который прекратится при М=М_с.

Из графиков изменения во времени скорости и тока ДПТ при реостатном пуске с 2 ступенями пускового сопротивления видно, что автоматическое выключение (шунтирование) ступеней пускового сопротивления должно производиться:

1. через определенные промежутки времени (Δt₁, Δt₂);

2. при определенных значениях скорости (ω₁, ω₂);

3. при определенной величине тока I_Я2.

Таким образом, автоматическое управление пуском, суть которого заключается в шунтировании ступеней пускового реостата, может быть осуществлен:

1 – в функции времени;

2 – в функции скорости;

3 - в функции тока.

Управление в функции времени предполагает наличие в схеме автоматического управления реле времени, настраиваемых на отсчет заданных выдержек времени.

Управление в функции скорости производится при помощи реле, контролирующих скорость двигателя непосредственно или косвенно.

Управление в функции тока реализуется применением реле минимального тока. Все аппараты подают команды на включение контакторов ускорения.

Управление торможением может производиться в функции тех же самых величин и средств автоматизации, что и при пуске.

Все сказанное справедливо для ДПТ с последовательным возбуждением и АД с фазным ротором.

Дата добавления: 2014-01-05