Тема: Аппаратура для пуска двигателей

Необходимость защиты электротехнических устройств от возможных токов перегрузки очевидна, хотя такая защита далеко не всегда оказывается эффективной, поскольку результат ее срабатывания – отключение объекта и прекращение его функционирования. Во многих случаях можно было бы предотвратить возникновение опасных перегрузок путем изменения режима цепи в эти моменты времени. Примером таких устройств, ограничивающих неизбежные перегрузки электродвигателей при пуске, являются устройства плавного пуска двигателей. Назначение этих устройств – ограничить пусковой ток асинхронного двигателя при его разгоне до номинальной частоты вращения. Ограничение тока не должно приводить к существенному уменьшению пускового момента. Устройства пуска по напряжению наиболее просты и пригодны для электродвигателей с вентиляторной нагрузкой, т.е. приводящих в движение насосы, помпы, вентиляторы и другие подобные устройства.

Основная идея пуска двигателя по напряжению – плавное ограничение напряжения источника питания при пуске так, чтобы потребляемый ток не превысил допустимое значение. По мере разгона двигателя противо-ЭДС его якоря увеличивается, и напряжение питания двигателя также следует увеличивать до тех пор, пока оно не станет равным напряжению источника питания.

Ограничить переменное напряжение можно с помощью тиристорного регулятора: для однофазного двигателя он содержит всего два силовых тиристора, для трехфазного – три пары тиристоров. Как известно, с помощью тиристоров легко осуществляется регулирование среднего значения напряжения на нагрузке путем изменения угла включения тиристора (рис. 10.6). Изменяя угол в каждой фазе соответственно от до 0, можно добиться плавного изменения напряжения от 0 до U.

Рис.10.6. Форма кривой напряжения (а) в

цепи тиристорной пары (б)

Микропроцессорная система устройства плавного пуска трехфазного асинхронного двигателя (АД), представленная на рис. 10.7, состоит из датчиков нуля напряжения (ДНИ), фиксирующих момент начала отсчета угла включения блока тиристоров VS. Сигналы с ДНИ поступают в микропроцессорную систему и служат для запуска таймеров соответствующей фазы.

Рис. 10.7. Структурная схема устройства пуска АД

Таймер представляет собой счётчик импульсов внутреннего генератора стабильной частоты. От обычного счётчика таймер отличается наличием предустановки, т.е. определенного числа, при достижении которого счётчик таймера останавливается и выдает выходной сигнал. Этот сигнал подается на устройство управления тиристорами и служит для включения соответствующего тиристора. Счётчик таймера сбрасывается на ноль и ждет появления следующего импульса от соответствующей фазы ДНИ. Предустановка таймера может изменяться, вместе с этим будет меняться и угол включения тиристора. Для этого каждый канал таймера подключается к микропроцессору через параллельный интерфейс вывода. На микро­процессор возлагается задача менять предустановки таймера в соответствии с выбранным законом изменения напряжения на двигателе М.

Этот закон может быть задан как некоторая функция U(t), где t - текущий момент времени пуска (разгона) двигателя. В этом случае напряжение будет изменяться по жёсткому закону U(t) вне зависимости от того, как будет происходить реальное увеличение числа оборотов двигателя n(t). При возможных отклонениях в условиях пуска (пуск в холодную погоду, увеличение вязкости смазки в подшипниках, изменение параметров нагрузки и т.п.) такой жёсткий закон может привести к появлению токовых перегрузок двигателя.

Более надежным способом пуска является использование функциональной связи между напряжением на двигателе U, током I через его обмотки и числом оборотов п: U = f(I, п). Однако для реализации этого закона нужен датчик частоты вращения двигателя. Такой датчик требует дополнительного канала таймера – канала записи момента – со счётчиком и генератором стабильной частоты.

После разгона двигателя до номинальной скорости, угол становится равным нулю. Тиристоры шунтируются силовыми контактами контактора КМ, управление которым осуществляет микропроцессор.

Контрольные вопросы:

1. В каких ситуациях применяется микропроцессорная аппаратура в качестве защиты?

2. Как используется микропроцессорная аппаратура для защиты двигателя?

Домашнее задание:

Дата добавления: 2014-01-11