Automatinės valdymo grandinės nuolatinės srovės varikliams paleisti ir sustabdyti

Bet kurio variklio užvedimas lydimas tam tikrų maitinimo grandinės ir valdymo grandinės jungiklių. Šiuo atveju naudojami relė-kontaktorius ir bekontakčiai įtaisai. Nuolatinės srovės varikliams apriboti paleidimo srovės Į variklių rotoriaus ir armatūros grandinę yra įtraukti paleidimo rezistoriai, kurie išjungiami, kai varikliai spartinami žingsniais. Kai paleidimas baigtas, paleidimo rezistoriai visiškai apeinami.

Variklių stabdymo procesas taip pat gali būti automatizuotas. Po stabdymo komandos, relės-kontaktoriaus įrangos pagalba, maitinimo grandinėse padaromi reikalingi jungikliai. Kai greitis artėja prie nulio, variklis atjungiamas nuo tinklo. Paleidimo metu veiksmai išjungiami reguliariais intervalais arba priklausomai nuo kitų parametrų. Tai keičia variklio srovę ir greitį.

Variklio paleidimo valdymas atliekamas kaip EMF (arba greičio), srovės, laiko ir kelio funkcija.

Tipiški mazgai ir grandinės, skirtos automatiniam nuolatinės srovės variklių paleidimo valdymui

Nuolatinės srovės variklis su lygiagrečiu arba nepriklausomu sužadinimu paleidžiamas naudojant rezistorių, įvestą į armatūros grandinę. Norint apriboti įsijungimo srovę, reikalingas rezistorius. Varikliui įsibėgėjant, paleidimo rezistorius yra pakopinis. Užbaigus paleidimą, rezistorius bus visiškai apeinamas ir variklis grįš į natūralias mechanines charakteristikas (1 pav.). Paleidžiant variklis įsibėgėja pagal dirbtinę charakteristiką 1, tada 2, o manevravus rezistorių - pagal natūralią charakteristiką 3.

Ryžiai. 1. Nuolatinės srovės variklio su lygiagrečiu žadinimu mechaninės ir elektromechaninės charakteristikos (ω – sukimosi kampinis greitis; I1 M1 – didžiausia variklio srovė ir sukimo momentas; I2 M2 – srovė ir perjungimo momentas)

Apsvarstykite nuolatinės srovės variklio (DCM) paleidimo grandinės mazgą EMF funkcijoje (2 pav.).

Ryžiai. 2. Lygiagretaus sužadinimo DCT paleidimo grandinės mazgas EMF funkcijoje

EMF (arba greičio) funkcija valdoma relėmis, įtampa ir kontaktoriais. Įtampos relės sukonfigūruotos veikti esant skirtingoms armatūros emf vertėms. Įjungus kontaktorių KM1, KV relės įtampos paleidimo metu nepakanka darbui. Varikliui įsibėgėjus (dėl variklio emf padidėjimo), įsijungia KV1 relė, tada KV2 (relės įjungimo įtampos turi atitinkamas reikšmes); juose yra pagreičio kontaktoriai KM2, KMZ, o rezistoriai armatūros grandinėje yra šuntuoti (kontaktorių perjungimo grandinės diagramoje nepavaizduotos; LM yra sužadinimo apvija).

Pažiūrėkime į nuolatinės srovės variklio paleidimo schemą EMF funkcijoje (3 pav.). Variklio kampinis greitis dažnai fiksuojamas netiesiogiai, t.y.su greičiu susijusių dydžių matavimas. Nuolatinės srovės varikliui tokia vertė yra EMF. Paleidimas atliekamas taip. Įsijungia QF grandinės pertraukiklis, variklio laukas prijungiamas prie maitinimo šaltinio. KA relė įjungia ir uždaro savo kontaktą.

Likę grandinės įtaisai lieka pradinėje padėtyje. Norėdami užvesti variklį, turite Paspausk mygtuką SB1 „Pradėti“, po kurio įjungiamas kontaktorius KM1 ir prijungiamas variklis prie maitinimo šaltinio. Kontaktorius KM1 maitinamas savaime Nuolatinės srovės variklis pagreitinamas variklio armatūros grandinės rezistoriumi R.

Didėjant variklio greičiui, didėja jo emf ir įtampa relių KV1 ir KV2 ritėse. Esant greičiui ω1 (žr. 1 pav.) suveikia relė KV1. Jis uždaro savo kontaktą kontaktoriaus grandinėje KM2, kuris išjungia ir su savo kontaktu trumpai sujungia pirmąją paleidimo rezistoriaus pakopą. Esant greičiui ω2, įjungiama relė KV2. Su savo kontaktu jis uždaro KMZ kontaktoriaus maitinimo grandinę, kuri, įjungus, su kontaktu, trumpai sujungia antrąjį paleidimo rezistoriaus paleidimo etapą. Variklis pasiekia natūralias mechanines charakteristikas ir nutraukia kilimą.

Ryžiai. 3. Lygiagretaus sužadinimo DCT paleidimo EMF funkcijoje schema

Kad grandinė veiktų teisingai, reikia nustatyti, kad įtampos relė KV1 veiktų EMF, atitinkančia greitį ω1, o relę KV2 – ω2 greičiu.

Norėdami sustabdyti variklį, paspauskite sustabdymo mygtuką SB2. Norėdami atjungti elektros grandinę, atidarykite QF grandinės pertraukiklį.

Srovės funkciją valdo srovės relė. Apsvarstykite nuolatinės srovės variklio paleidimo grandinės mazgą srauto funkcijoje. Diagramoje, parodytoje pav.4, naudojamos viršsrovių relės, kurios ima esant įsijungimo srovei I1 ir iškrenta esant minimaliai srovei I2 (žr. 1 pav.). Vidinė srovės relių atsako trukmė turi būti mažesnė už kontaktoriaus atsako trukmę.

Ryžiai. 4. Lygiagretaus žadinimo DCT paleidimo grandinės mazgas priklausomai nuo srovės

Variklio pagreitis prasideda, kai rezistorius yra visiškai įdėtas į armatūros grandinę. Varikliui įsibėgėjant srovė mažėja, esant srovei I2, relė KA1 dingsta ir su savo kontaktu uždaroma kontaktoriaus KM2 maitinimo grandinė, kuri savo kontaktu aplenkia pirmąjį paleidimo rezistoriaus kontaktą. Panašiai trumpai jungiamas antrasis rezistoriaus paleidimo etapas (relė KA2, kontaktorius KMZ). Kontaktoriaus maitinimo grandinės diagramoje nepateiktos. Pasibaigus variklio užvedimui, rezistorius armatūros grandinėje bus perjungtas.

Apsvarstykite nuolatinės srovės variklio paleidimo grandinę kaip srauto funkciją (5 pav.). Rezistorių pakopų varžos parenkamos taip, kad tuo momentu, kai variklis įjungiamas ir laipteliai šuntuojami, srovė I1 armatūros grandinėje ir momentas M1 neviršytų leistino lygio.

Nuolatinės srovės variklio paleidimas atliekama įjungiant QF grandinės pertraukiklį ir paspaudus mygtuką «Start» SB1. Tokiu atveju kontaktorius KM1 aktyvuojamas ir uždaro savo kontaktus. Įsijungimo srovė I1 praeina per variklio maitinimo grandinę, kurios įtakoje įsijungia viršsrovių relė KA1. Atsidaro jo kontaktas ir kontaktorius KM2 negauna maitinimo.

Ryžiai. 5. Lygiagretaus žadinimo DCT paleidimo schema, kaip srovės funkcija

Srovei nukritus iki minimalios reikšmės I2, viršsrovių relė KA1 nukrenta ir uždaro kontaktą.Įjungiamas kontaktorius KM2 ir per jo pagrindinį kontaktą šuntuojamas pirmoji paleidimo rezistoriaus ir relės KA1 sekcija. Perjungiant srovė pakyla iki vertės I1.

Srovei vėl padidėjus iki I1 vertės, kontaktorius KM1 neįsijungia, nes jo ritę aplenkia kontaktas KM2. Veikiant srovei I1, įjungiama relė KA2 ir atidaromas jos kontaktas. Kai pagreičio metu srovė vėl nukrenta iki I2 vertės, relė KA2 nukrenta ir kontaktorius KMZ įsijungia. Užvedimas baigtas, variklis veikia pagal natūralias mechanines charakteristikas.

Kad grandinė tinkamai veiktų, būtina, kad relės KA1 ir KA2 reakcijos laikas būtų mažesnis nei kontaktorių atsako laikas. Norėdami sustabdyti variklį, paspauskite „Stop“ mygtuką SB2 ir išjunkite QF grandinės pertraukiklį, kad atjungtumėte grandinę.

Laiko kontrolė atliekama naudojant laiko relę ir atitinkamus kontaktorius, kurie trumpai sujungia rezistorių pakopas savo kontaktais.

Apsvarstykite paleidimo grandinės mazgo nuolatinės srovės variklį kaip laiko funkciją (6 pav.) Laiko relė KT įsijungia iš karto, kai valdymo grandinėje per atidarymo kontaktą KM1 atsiranda įtampa. Atidarius kontaktą KM1, laiko relė KT praranda maitinimą ir uždaro kontaktą su laiko uždelsimu. Kontaktorius KM2 po laiko intervalo, lygaus laiko relės vėlavimui, gauna maitinimą, uždaro kontaktą ir šuntuoja varžą armatūros grandinėje.

Ryžiai. 6. Lygiagretaus sužadinimo DCT paleidimo grandinės mazgas kaip laiko funkcija

Valdymo privalumai laiko funkcijoje yra valdymo paprastumas, greitėjimo ir lėtėjimo proceso stabilumas, elektrinės pavaros uždelsimo trūkumas esant tarpiniams greičiams.

Apsvarstykite nuolatinės srovės variklio lygiagretaus sužadinimo paleidimo grandinę kaip laiko funkciją. Fig. 7 parodyta negrįžtamo paleidimo nuolatinės srovės lygiagretaus žadinimo variklio schema. Paleidimas vyksta dviem etapais. Grandinėje naudojami mygtukai SB1 «Start» ir SB2 «Stop», kontaktoriai KM1 ... KMZ, elektromagnetinės laiko relės KT1, KT2. Įsijungia QF pertraukiklis. Šiuo atveju laiko relės KT1 ritė gauna maitinimą ir atidaro savo kontaktą kontaktoriaus KM2 grandinėje. Variklis užvedamas paspaudus „Start“ mygtuką SB1. Kontaktorius KM1 gauna maitinimą ir savo pagrindiniu kontaktu jungia variklį prie maitinimo šaltinio su rezistoriumi armatūros grandinėje.

Ryžiai. 7. Negrįžtamo nuolatinės srovės variklio užvedimo pagal laiko funkciją schema

Požeminės srovės relė KA skirta apsaugoti variklį nuo žadinimo grandinės pertrūkių. Įprasto veikimo metu KA relė įsijungia ir jos kontaktas KM1 kontaktoriaus grandinėje užsidaro, paruošdamas KM1 kontaktorių darbui. Nutrūkus žadinimo grandinei KA relė išsijungia, atidaro savo kontaktą, tada išsijungia kontaktorius KM1 ir sustoja variklis. Įjungus kontaktorių KM1, jo blokuojantis kontaktas užsidaro ir atsidaro kontaktas KM1 relės grandinėje KT1, kuris išsijungia ir uždaro kontaktą su laiko uždelsimu.

Po laiko intervalo, lygaus relės KT1 uždelsimui, užsidaro greitinančio kontaktoriaus KM2 maitinimo grandinė, kuri suveikia ir savo pagrindiniu kontaktu trumpai sujungia vieną paleidimo rezistoriaus pakopą. Tuo pačiu metu įjungiama laiko relė KT2. Variklis įsibėgėja. Po laiko intervalo, lygaus KT2 relės uždelsimui, KT2 kontaktas užsidaro, įjungiamas KMZ pagreičio kontaktorius ir su jo pagrindiniu kontaktu kontaktuoja antroji paleidimo rezistoriaus pakopa armatūros grandinėje. Užvedimas baigtas ir variklis grįžta į natūralias mechanines charakteristikas.

Tipiški nuolatinės srovės stabdžių valdymo grandinės blokai

Nuolatinės srovės variklių automatinės valdymo sistemos naudoja dinaminį, priešingą stabdymą ir regeneracinį stabdymą.

Dinaminio stabdymo metu būtina uždaryti variklio armatūros apviją iki papildomo pasipriešinimo ir palikti žadinimo apviją įjungtą. Šis stabdymas gali būti atliekamas kaip greičio ir laiko funkcija.

Valdymas kaip greičio (EMF) funkcija dinaminio stabdymo metu gali būti atliekamas pagal schemą, parodytą fig. 8. Išjungus KM1 kontaktorių, variklio armatūra yra atjungta nuo elektros tinklo, tačiau jo gnybtuose atjungimo momentu yra įtampa. Įtampos relė KV veikia ir uždaro savo kontaktą kontaktoriaus KM2 grandinėje, kuri savo kontaktu uždaro variklio armatūrą prie rezistoriaus R.

Kai greitis artimas nuliui, KV relė praranda galią. Tolesnis lėtėjimas nuo minimalaus greičio iki visiško sustojimo vyksta veikiant statiniam pasipriešinimo momentui.Norint padidinti stabdymo efektyvumą, galima taikyti du arba tris stabdymo etapus.

Ryžiai. 8. Automatinio dinaminio stabdymo EMF funkcijos valdymo grandinės mazgas: a — maitinimo grandinė; b — valdymo grandinė

Dinaminis stabdymo pastovus nepriklausomas variklio sužadinimas, kaip laiko funkcija, atliekamas pagal schemą, parodytą fig. devynios.

Ryžiai. 9. Nepriklausomo sužadinimo, kaip laiko funkcijos, DCT dinaminio stabdymo grandinės mazgas

Kai variklis veikia, laiko relė KT yra įjungta, tačiau stabdžių kontaktoriaus KM2 grandinė yra atvira. Norėdami sustabdyti, turite paspausti mygtuką "Stop" SB2. Kontaktorius KM1 ir laiko relė KT praranda galią; kontaktorius KM2 aktyvuojamas, nes kontaktoriaus KM2 grandinėje kontaktorius KM1 užsidaro ir laiko relės KT kontaktas atsidaro su laiko uždelsimu.

Laiko relės laiko nustatymui kontaktorius KM2 gauna maitinimą, uždaro savo kontaktą ir prijungia variklio armatūrą prie papildomo rezistoriaus R. Atliekamas dinaminis variklio sustabdymas. Jo pabaigoje KT relė po kurio laiko atidaro savo kontaktą ir atjungia KM2 kontaktorių nuo tinklo. Tolesnis stabdymas iki visiško sustojimo atliekamas veikiant pasipriešinimo momentui Ms.

Atvirkštinio stabdymo metu variklio EMF ir tinklo įtampa veikia atitinkamai. Norėdami apriboti srovę, į grandinę įkišamas rezistorius.

Nuolatinės srovės variklių sužadinimo valdymas

Variklio lauko apvija turi reikšmingą induktyvumą ir greitai išjungus variklį ant jos gali atsirasti didelė įtampa, dėl kurios suges apvijos izoliacija. Norėdami to išvengti, galite naudoti grandinės mazgus, parodytus fig.10. Gesinimo varža įjungiama lygiagrečiai su žadinimo rite per diodą (10 pav., b). Todėl išjungus srovė trumpam praeina per varžą (10 pav., a).

Ryžiai. 10. Gesinimo varžų įjungimo grandinių mazgai: a — lygiagrečiai jungiama gesinimo varža; b — per diodą įjungiama gesinimo varža.

Apsauga nuo žadinimo grandinės pertraukimo atliekama naudojant apatinės srovės relę pagal schemą, parodytą fig. vienuolika.

Ryžiai. 11. Apsauga nuo žadinimo grandinės pertrūkių: a — galios žadinimo grandinė; b — valdymo grandinė

Nutrūkus žadinimo ritei, relė KA atjungia maitinimą ir atjungia kontaktoriaus KM grandinę.