Automaatsed juhtimisahelad alalisvoolumootorite käivitamiseks ja seiskamiseks

Mis tahes mootori käivitamisega kaasnevad teatud lülitid toiteahelas ja juhtimisahelas. Sel juhul kasutatakse relee-kontaktorit ja mittekontaktseid seadmeid. Alalisvoolumootorite piiramiseks käivitusvoolud mootorite rootori ja armatuuri ahelasse kuuluvad käivitustakistid, mis lülituvad välja mootorite astmeliselt kiirendamisel. Kui käivitamine on lõppenud, jäetakse käivitustakistid täielikult mööda.

Ka mootorite pidurdusprotsessi saab automatiseerida. Pärast seiskamiskäsku tehakse relee-kontaktorseadmete abil toiteahelates vajalikud lülitid. Nullilähedasele kiirusele lähenedes on mootor võrgust lahti ühendatud. Käivitamise ajal lülitatakse sammud välja regulaarsete ajavahemike järel või sõltuvalt muudest parameetritest. See muudab mootori voolu ja kiirust.

Mootori käivitamise juhtimine toimub EMF-i (või kiiruse), voolu, aja ja tee funktsioonina.

Tüüpilised alakoostud ja ahelad alalisvoolumootorite käivitamise automaatseks juhtimiseks

Paralleelse või sõltumatu ergutusega alalisvoolumootori käivitamine toimub armatuuri ahelasse sisestatud takistiga. Sisselülitusvoolu piiramiseks on vaja takistit. Kui mootor kiirendab, on käivitustakisti astmeline. Kui käivitamine on lõppenud, jäetakse takisti täielikult mööda ja mootor taastub oma loomulike mehaaniliste omaduste juurde (joonis 1). Käivitamisel kiirendab mootor vastavalt tehiskarakteristikule 1, seejärel 2 ja pärast takistiga manööverdamist - vastavalt loomulikule karakteristikule 3.

Riis. 1. Paralleelergutusega alalisvoolumootori mehaanilised ja elektromehaanilised karakteristikud (ω — pöörlemise nurkkiirus; I1 M1 — mootori tippvool ja pöördemoment; I2 M2 — vool ja lülitusmoment)

Mõelge alalisvoolumootori (DCM) käivitusahela sõlmele EMF-funktsioonis (joonis 2).

Riis. 2. EMF-funktsiooni paralleelse ergastusega DCT käivitusahela sõlm

EMF-i (või kiiruse) funktsiooni juhivad releed, pinged ja kontaktorid. Pingereleed on konfigureeritud töötama erinevatel armatuuri emf väärtustel. Kui kontaktor KM1 on sisse lülitatud, ei piisa KV-relee pingest käivitamise ajal töötamiseks. Mootori kiirendamisel (mootori emf suurenemise tõttu) aktiveeritakse relee KV1, seejärel KV2 (relee aktiveerimise pingetel on vastavad väärtused); nende hulka kuuluvad kiirenduskontaktorid KM2, KMZ ja armatuuriahela takistid on šunteeritud (kontaktori lülitusahelaid diagrammil pole näidatud; LM on ergutusmähis).

Vaatame alalisvoolumootori käivitamise skeemi EMF-funktsioonis (joonis 3). Mootori nurkkiirus on sageli fikseeritud kaudselt, s.t.kiirusega seotud suuruste mõõtmine. Alalisvoolumootori puhul on selline väärtus EMF. Käivitamine toimub järgmiselt. QF kaitselüliti lülitub sisse, mootoriväli on ühendatud toiteallikaga. KA relee aktiveerib ja sulgeb oma kontakti.

Ülejäänud vooluringi seadmed jäävad algsesse asendisse. Mootori käivitamiseks peate vajuta nuppu SB1 «Start», mille järel aktiveerub kontaktor KM1 ja ühendab mootori toiteallikaga. Kontaktor KM1 on omatoitel.Alalisvoolumootorit kiirendatakse mootori armatuuriahela takistiga R.

Mootori kiiruse kasvades suureneb selle emf ja pinge releede KV1 ja KV2 mähistes. Kiiruse ω1 juures (vt joonis 1.) aktiveerub relee KV1. See sulgeb oma kontakti kontaktori ahelas KM2, mis lülitub välja ja lühistab oma kontaktiga käivitustakisti esimese astme. Kiiruse ω2 juures on relee KV2 pingestatud. Oma kontaktiga sulgeb see KMZ-kontaktori toiteahela, mis kontaktoriga käivitamisel lühistab käivitustakisti teise käivitusastme. Mootor saavutab oma loomulikud mehaanilised omadused ja lõpetab stardi.

Riis. 3. EMF-funktsiooni paralleelse ergastuse DCT käivitamise skeem

Ahela korrektseks tööks on vaja seadistada pingerelee KV1 töötama EMF-il, mis vastab kiirusele ω1, ja relee KV2 töötama kiirusel ω2.

Mootori seiskamiseks vajutage seiskamisnuppu SB2. Elektriahela lahtiühendamiseks avage QF kaitselüliti.

Voolufunktsiooni juhib voolurelee. Mõelge alalisvoolumootori käivitusahela sõlmele voo funktsioonis. Joonisel fig.4, kasutatakse liigvoolureleed, mis käivad sisselülitusvoolul I1 ja langevad välja minimaalsel voolul I2 (vt joonis 1). Voolureleede sisemine reaktsiooniaeg peab olema lühem kui kontaktori reaktsiooniaeg.

Riis. 4. Paralleelergutus DCT käivitusahela sõlm sõltuvalt voolust

Mootori kiirendamine algab siis, kui takisti on täielikult sisestatud armatuuri ahelasse. Mootori kiirendamisel vool väheneb, vooluga I2 kaob relee KA1 ja oma kontaktiga sulgeb kontaktori KM2 toiteahela, mis läheb käivitustakisti esimesest kontaktist oma kontaktiga mööda. Samamoodi on takisti teine ​​käivitusaste lühises (relee KA2, kontaktor KMZ). Skeemil pole kontaktori toiteahelaid näidatud. Mootori käivitamise lõpus sillatakse armatuuriahela takisti.

Mõelge alalisvoolumootori käivitamise vooluringile kui voofunktsioonile (joonis 5). Takisti astmete takistused valitakse nii, et mootori sisselülitamise ja astmete šunteerimise hetkel ei ületaks armatuuriahela vool I1 ja hetk M1 lubatud taset.

Alalisvoolumootori käivitamine toimub QF kaitselüliti sisselülitamisega ja nupu «Start» vajutamisega SB1. Sel juhul aktiveeritakse kontaktor KM1 ja sulgeb selle kontaktid. Sisselülitusvool I1 läbib mootori toiteahelat, mille mõjul aktiveerub liigvoolurelee KA1. Selle kontakt avaneb ja kontaktor KM2 ei saa toidet.

Riis. 5. Paralleelergutus DCT käivitamise skeem voolu funktsioonina

Kui vool langeb minimaalse väärtuseni I2, langeb liigvoolurelee KA1 ja sulgeb oma kontakti.Kontaktor KM2 aktiveeritakse ja selle peakontakti kaudu šunteeritakse käivitustakisti ja relee KA1 esimene sektsioon. Lülitamisel tõuseb vool väärtuseni I1.

Kui vool tõuseb uuesti väärtuseni I1, ei lülitu kontaktor KM1 sisse, kuna selle mähis läheb kontakti KM2 poolt mööda. Voolu I1 mõjul aktiveerub relee KA2 ja avab selle kontakti. Kui kiirenduse ajal langeb vool uuesti väärtuseni I2, langeb relee KA2 ja kontaktor KMZ lülitub sisse. Käivitamine on lõppenud, mootor töötab oma loomulike mehaaniliste omadustega.

Ahela korrektseks toimimiseks on vajalik, et relee KA1 ja KA2 reaktsiooniaeg oleks lühem kui kontaktorite reaktsiooniaeg. Mootori seiskamiseks vajutage nuppu «Stopp» SB2 ja lülitage vooluringi lahtiühendamiseks välja QF kaitselüliti.

Aja juhtimine toimub ajarelee ja vastavate kontaktorite abil, mis lühistavad takisti astmed oma kontaktidega.

Vaatleme käivitusahela sõlme alalisvoolumootorit aja funktsioonina (joonis 6) Ajarelee KT aktiveerub koheselt, kui pinge ilmub juhtahelasse läbi avamiskontakti KM1. Pärast kontakti KM1 avamist kaotab ajarelee KT toiteallika ja sulgeb kontakti viiteajaga. Kontaktor KM2 saab pärast ajarelee viivitusega võrdset ajavahemikku voolu, sulgeb kontakti ja šunteerib takistuse armatuuriahelas.

Riis. 6. Paralleelergastuse DCT käivitusahela sõlm aja funktsioonina

Juhtimise eelised aja funktsioonis hõlmavad juhtimise lihtsust, kiirendus- ja aeglustusprotsessi stabiilsust, elektriajami viivituse puudumist vahepealsetel kiirustel.

Vaatleme alalisvoolumootori paralleelse ergastuse käivitamise ahelat aja funktsioonina. Joonisel fig. 7 on näidatud pöördumatu käivituse alalisvoolu paralleelse ergutusmootori skeem. Käivitamine toimub kahes etapis. Ahel kasutab nuppe SB1 «Start» ja SB2 «Stop», kontaktoreid KM1 ... KMZ, elektromagnetilisi ajareleesid KT1, KT2. QF kaitselüliti lülitub sisse. Sel juhul saab ajarelee KT1 mähis toidet ja avab oma kontakti kontaktori KM2 vooluringis. Mootor käivitatakse, vajutades nuppu «Start» SB1. Kontaktor KM1 saab toite ja oma põhikontaktiga ühendab mootori toiteallikaga, mille armatuuriahelas on takisti.

Riis. 7. Alalisvoolumootori pöördumatu käivitamise skeem aja funktsioonina

Alavoolurelee KA eesmärk on kaitsta mootorit ergutusahela katkemise eest. Normaalse töö ajal lülitub KA relee pingesse ja selle kontakt KM1 kontaktori ahelas sulgub, valmistades KM1 kontaktori tööks ette. Kui ergutusahel on katkenud, lülitub KA relee välja, avab oma kontakti, seejärel lülitub KM1 kontaktor välja ja mootor seiskub. Kontaktori KM1 käivitamisel sulgub selle blokeerimiskontakt ja avaneb releeahelas KT1 olev kontakt KM1, mis lülitub välja ja sulgeb kontakti viivitusega.

Pärast ajaintervalli, mis on võrdne relee KT1 viivitusega, suletakse kiirenduskontaktori KM2 toiteahel, mis vallandub ja oma põhikontaktiga lühistab ühe käivitustakisti astme. Samal ajal on ajarelee KT2 pinge all. Mootor kiirendab. Pärast ajavahemikku, mis on võrdne KT2 relee viivitusega, KT2 kontakt sulgub, KMZ kiirenduskontaktor aktiveeritakse ja selle põhikontaktiga kontakteeruvad armatuuriahela käivitustakisti teine ​​etapp. Käivitamine on lõppenud ja mootor taastub oma loomulike mehaaniliste omaduste juurde.

Tüüpilised alalisvoolupiduri juhtimisahela seadmed

Alalisvoolumootori automaatjuhtimissüsteemid kasutavad dünaamilist pidurdamist, vastassuunalist pidurdamist ja regeneratiivpidurdust.

Dünaamilise pidurdamise korral on vaja mootori armatuurimähis sulgeda täiendava takistusega ja jätta ergutusmähis pingesse. Seda pidurdamist saab teha nii kiiruse kui ka aja funktsioonina.

Juhtimist kiiruse funktsioonina (EMF) dünaamilise pidurdamise ajal saab teha vastavalt joonisel fig. 8. Kui kontaktor KM1 on välja lülitatud, on mootori armatuur vooluvõrgust lahti ühendatud, kuid selle klemmidel on lahtiühendamise hetkel pinge. Pingerelee KV töötab ja sulgeb oma kontakti kontaktori KM2 ahelas, mis oma kontaktiga sulgeb mootori armatuuri takistile R.

Nullilähedasel kiirusel kaob KV relee võimsus. Edasine aeglustumine minimaalselt kiiruselt täisseiskamiseni toimub staatilise takistusmomendi toimel.Pidurdustõhususe suurendamiseks saab rakendada kahte või kolme pidurdamisetappi.

Riis. 8. EMF-funktsiooni dünaamilise pidurdamise automaatse juhtimise ahela sõlm: a — toiteahel; b — juhtimisahel

Dünaamilise pidurdamise konstantne mootorist sõltumatu ergutus aja funktsioonina viiakse läbi vastavalt joonisel fig. üheksa.

Riis. 9. Sõltumatu ergutuse DCT dünaamilise pidurdusahela sõlm aja funktsioonina

Kui mootor töötab, on ajarelee KT sees, kuid pidurikontaktori KM2 ahel on avatud. Peatamiseks peate vajutama nuppu "Stopp" SB2. Kontaktor KM1 ja ajarelee KT kaotavad võimsuse; kontaktor KM2 aktiveerub, kuna kontaktori KM2 ahelas olev kontakt KM1 sulgub ja ajarelee KT kontakt avaneb viiteajaga.

Ajarelee ajastamiseks saab kontaktor KM2 toidet, sulgeb oma kontakti ja ühendab mootori armatuuri lisatakistiga R. Teostatakse mootori dünaamiline seiskamine. Selle lõpus avab KT-relee mõne aja pärast oma kontakti ja ühendab KM2 kontaktori võrgust lahti. Edasine pidurdamine kuni täieliku peatumiseni toimub takistusmomendi Ms mõjul.

Pöördpidurdamisel toimivad mootori EMF ja võrgupinge vastavalt. Voolu piiramiseks sisestatakse vooluahelasse takisti.

Alalisvoolumootorite ergutamise juhtimine

Mootori välimähisel on märkimisväärne induktiivsus ja mootori kiirel väljalülitamisel võib sellele tekkida suur pinge, mis põhjustab mähise isolatsiooni purunemise. Selle vältimiseks võite kasutada joonisel fig.10. Kustutustakistus lülitatakse sisse paralleelselt ergutusmähisega läbi dioodi (joon. 10, b). Seetõttu läbib vool pärast väljalülitamist lühikest aega takistust (joon. 10, a).

Riis. 10. Kustutustakistuste sisselülitamise ahelate sõlmed: a — kustutustakistus on ühendatud paralleelselt; b — läbi dioodi lülitatakse sisse kustutustakistus.

Ergastusahela katkestuste eest kaitsmine toimub alavoolurelee abil vastavalt joonisel fig. üksteist.

Riis. 11. Kaitse ergutusahela katkestuste eest: a — ergutusahel; b — juhtimisahel

Ergastusmähise katkemise korral vabastab relee KA pinge ja lahutab kontaktori KM vooluringi.