СХЕМА  УПРАВЛЕНИЯ  ПУСКОМ  ДВИГАТЕЛЯ  ПО  ПРИНЦИПУ  ВРЕМЕНИ,  РЕВЕРСОМ  И  ТОРМОЖЕНИЕМ  ПРОТИВОВКЛЮЧЕНИЕМ  ПО  ПРИНЦИПУ  ЭДС

Садоков  Вадим  Олегович

студент  4  курса,  кафедра  электротехнических  дисциплин  Госуниверситет  —  УНПК,  РФ,  г.  Орел

Е-mail :  vads19@yandex.ru

Крючков  Александр  Геннадьевич

студент  4  курса,  кафедра  электротехнических  дисциплин

Госуниверситет  —  УНПК,  РФ,  г.  Орел

Е-mail :  GHOSTRIDER-1995@YANDEX.RU

Симаков  Александр  Фёдорович

научный  руководитель,  преподаватель  Госуниверситет  —  УНПК,  РФ,  г.  Орел

Трехфазные  асинхронные  двигатели  широко  используются  при  разработке  и  эксплуатации  промышленного  и  сельскохозяйственного  оборудования:  в  качестве  электропривода,  в  станках,  насосах,  транспортерах,  вентиляторах,  подъемных  механизмах,  и  т.  д.  [1;  3].  Использование  различных  схем  управления  двигателями  позволяет  оптимизировать  работу  оборудования,  минимизировать  потери  электроэнергии  и  рабочего  времени.

Рассмотрим  схему  управления  пуском  двигателя,  представленную  на  рисунке  1,  которая  содержит  два  линейных  контактора  КМ1  и  КМ2.  Они  обеспечивают  вращение  двигателя  и  имеют  два  условных  направления  «Вперед»  и  «Назад».  Главные  контакты  этих  аппаратов  формируют  реверсивный  контактный  мостик,  посредством  которого  можно  изменить  полярность  напряжения  на  якоре  М,  что  обеспечивают  функцию  торможения  противовключением  и  изменение  направления  вращения  (реверс)  двигателя.  Для  реализации  этой  функции  в  якорную  цепь  дополнительно  включен  резистор  противовключения  Rд₂,  который  управляется  контактором  противовключения  КМЗ.  Резистор  Rд₁  в  этой  схеме  выполняет  функцию  пускового.

Реле  противовключения  КV1  и  КV2  реализуют  задачу  управления  двигателем  при  торможении  противовключением  и  реверсе.  Они  предназначены  для  того,  чтобы  в  режиме  противовключения  для  ограничения  тока  в  якоре  до  допустимого  уровня  обеспечить  ввод  в  цепь  якоря  в  дополнение  к  пусковому  резистору  Rд₁  еще  и  резистор  противовключения  Rд_2.  Такой  подход  реализуется  за  счет  выбора  точки  присоединения  катушек  реле  КV1  и  КV2:  в  данной  схеме  —  это  точка  присоединения  к  резистору  (Rд₁  +Rд₂).

Рисунок  1.  Схема  управления  пуском  двигателя

Пуск  двигателя  осуществляется  в  любом  направлении  и  в  одну  ступень  в  функции  времени.  Так,  например,  при  нажатии  кнопки  SВ1  срабатывает  контактор  КМ1,  подключая  якорь  М  к  источнику  питания.  За  счет  падения  напряжения  на  резисторе  Rд₁  от  пускового  тока  срабатывает  реле  времени  КТ,  размыкающее  свой  контакт  в  цепи  контактора  КМ.

Включение  КМ1  влечет  за  собой  также  срабатывание  реле  КV1,  которое  фиксирует  свой  замыкающий  контакт  в  цепи  контактора  противовключения  КМЗ.  Следствием  этого  является  включение  КМЗ,  что  приведет  к  закорачиванию  ненужного  при  пуске  резистора  противовключения  Rд₂  и,  следовательно,  катушки  реле  времени  КТ.  При  этом  двигатель  начнет  набирать  разбег  по  характеристике  2  (рисунок  2),  а  реле  времени  КТ  —  обеспечит  отсчет  выдержки  времени.

По  истечении  выдержки  времени  реле  КТ  замкнет  свой  контакт  в  цепи  катушки  контактора  КМ,  что  приведет  к  замыканию  цепи  пускового  резистора  Rд₁,  и  двигатель  выйдет  на  свою  естественную  характеристику  1  (рисунок  2).

При  торможении  нажимается  кнопка  SВ2.  При  этом  отключаются  контактор  КМ1,  реле  КV1,  контакторы  КМЗ  и  КМ4  и  включается  контактор  КМ2.  Это  приводит  к  изменению  полярности  напряжения  на  якоре,  и  двигатель  переходит  в  режим  торможении  противовключением  с  двумя  резисторами  в  цепи  якоря  Rд₁  и  Rд₂.  Применяемая  на  основе  вышеизложенного  настройка  позволяет,  несмотря  на  замыкание  контакта  КМ2  в  цепи  реле  КV2,  блокировать  его  включение.  Это  не  дает  как  включиться  аппаратам  КМЗ  и  КМ4,  так  и  зашунтировать  резисторы  Rд₁  и  Rд₂.

Перевод  двигателя  в  режим  противовключения  соответствует  его  переходу  с  естественной  характеристики  1  на  искусственную  характеристику  4  (рисунок  2).  Причем  на  этой  характеристике  двигатель  работает  в  режиме  противовключения  во  всем  диапазоне  частот  вращения  0  <  ω  <  ω₀, 

По  мере  уменьшения  частоты  вращения  двигателя  возрастает  напряжение  на  катушке  реле  КV2.  Поэтому  при  частоте  вращения,  близкой  к  нулю,  оно  достигнет  напряжения  срабатывания.  Если  к  этому  моменту  времени  кнопка  SВ2  будет  отпущена,  то  произойдет  отключение  контактора  КМ2,  что  приведет  к  возвращению  схемы  в  исходное  положение,  т.  е.  процесс  торможения  заканчивается.

Рисунок  2.  Механические  характеристики  при  пуске,  реверсе  и  торможении

Кроме  того,  если  при  достижении  малой  частоты  вращения  кнопка  SВ2  все-таки  остается  нажатой,  то  включается  реле  КV2.  Это  приведет  к  повторному  пуску  двигателя,  но  уже  в  противоположную  сторону. 

Таким  образом,  реверсирование  двигателя  реализуется  в  два  этапа:  торможение  противовключением  и  пуск  в  противоположном  направлении,  причем  второй  этап  реверса,  отображенный  на  рисунке  2,  описывается  переходом  двигателя  с  характеристики  4  на  характеристику  3,  соответствующую  обратной  полярности  напряжения  на  якоре  двигателя  и  наличию  в  якоре  добавочного  резистора  Rд₁.

Вывод.

Рассмотренная  схема  управления  пуском  двигателя  дает  преимущество  в  использовании  перед  другими  схемами,  использующимися  в  настоящее  время,  т.к.  обеспечивают  пуск  двигателя  в  любом  направлении  (изменение  полярности  напряжения)  и  в  одну  ступень  в  функции  времени  [2;  4;  5].  В  ходе  курсового  проектирования  коллективом  авторов  разработана  лабораторная  установка  по  исследуемой  теме,  что  позволяет  не  только  продемонстрировать  принципы  работы  такой  схемы,  но  и  при  выполнении  студентами  лабораторной  работы  научиться  процессу  управления  данным  видом  двигателя.

При  прохождении  производственной  практики  на  предприятиях  Орловской  области  было  проведено  исследование  зависимости  различных  механических  характеристик  двигателя  при  пуске,  реверсе  и  торможении  на  производственном  оборудовании,  а  также  разработана  и  успешно  апробирована  методика  оптимизации  управлением  двигателя  при  его  пуске.

Список  литературы:

1.Бабин  А.И.,  Беспалов  В.В.  Принципы  автоматического  управления  пуском  и  торможением  двигателя:  учеб.  пособие.  Екатеринбург:  Изд-во  УГЛТУ,  2010.  —  23  с.

2.Гульков  Г.И.,  Петренко  Ю.Н.  и  др.  Схемы  автоматического  управления  электроприводами:  учеб.  пособие.  Мн.:  Новое  знание,  2004.  —  384  с.

3.Принципы  автоматического  управления  пуском  и  торможением  двигателе   —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://freqlist.ru/elektrosnabjenie/avtomatizirovanniie-elektroprivod-garyaja/principi-avtomaticheskogo-upravleniya-puskom-i-tormojeniem-dvigatele.html   (дата  обращения  03.04.2015).

4.Схемы  автоматического  управления  пуском  и  торможением  двигателей  постоянного  тока  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://electricalschool.info/main/electroshemy/1107-skhemy-avtomaticheskogo-upravlenija.html   (дата  обращения  18.03.2015).

5.Управление  двигателями  в  функции  тока  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://electricalschool.info/main/electroshemy/917-upravlenie-dvigateljami-v-funkcii-toka.html   (дата  обращения  23.03.2015).