Разработанная принципиальная электрическая реверсивная схема управления пуском асинхронной машины в функции тока представлена на рис. 3.
Рис. 3. Принципиальная электрическая реверсивная схема управления электроприводом
Разработанная схема управления электроприводом включает:
- в силовой цепи: АД с фазным ротором M; разъединитель QS1; реле максимального тока КА1, КА2; реле тока управления КА3...КА7, тепловые реле КК1, КК2; пусковые резисторы Rд1...Rд5.
- в цепи управления: разъединитель QS2; предохранители FU1, FU2;
командоаппарат SA; линейные контакторы КM1, КМ2; контакторы ускорения КM3...КМ7; реле напряжения КU1, KU2.
Разработанная схема управления электроприводом предусматривает управление с помощью командоаппарата, реверсирование направления движения, защиту от токов короткого замыкания силовой цепи и цепи управления, нулевую защиту и автоматическое управление периодом пуска в функции тока.
Подготовка схемы к работе
При подготовке схемы к работе включаются разъединители QS1 в силовой цепи и QS2 в цепи управления. При этом в силовой цепи ничего не происходит. В цепи управления рукоятка командоаппарата устанавливается в нулевую позицию. При этом замыкается контакт SA-0 и ток, протекающий по цепи: QS2-FU1-SA-0-KA1-KA2-KK1-KK2-KU1-FU2-QS2, вызывает срабатывание реле напряжения KU1 и замыкание контакта KU1, шунтирующего контакт командоаппарата SA-0. На этом подготовка схемы к работе завершается.
Работа схемы при автоматическом управлении
При автоматическом пуске двигателя рукоятка командоаппарата SA устанавливается в одном из крайних положений (вправо или влево). При постановке рукоятки командоаппарата в крайнее правое положение (позиция 6) замыкаются контакты SA-1, SA-3, SA-4, SA-5, SA-6, SA-7 и размыкается контакт SA-0.
При замыкании контакта SA-1 ток, протекающий через катушку контактора КМ1 (по цепи: QS2-FU1-KU1-SA-1-KM2.2-KM1-KU2-FU2-QS2), вызывает его срабатывание и замыкание линейных (силовых) контактов КМ1.1, приводящих к подаче напряжения на статор двигателя М, который начинает вращаться согласно искусственной механической характеристике с добавочными резисторами Rд1+Rд2+Rд3+Rд4+Rд5. Одновременно с этим размыкается блок-контакт КМ1.2, обеспечивающий электрическую блокировку, замыкаются блок-контакты КМ1.3, шунтирующий контакт KU2, и КМ1.4, КМ1.5. При замыкании блок-контакта КМ1.4 ток протекает через катушку реле дуговой блокировки KU2, приводит к его срабатыванию и размыканию контакта KU2. Замыканием блок-контакта КМ1.5 осуществляется подготовка цепи питания катушки контактора ускорения КМ3. Пуск двигателя сопровождается броском пускового тока, вызывающего срабатывание реле тока КА3 и размыкание его контакта КА3 в цепи контактора ускорения КМ3, не позволяющего включению контактора ускорения КМ3. Увеличение скорости двигателя приводит к снижению тока. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА3 отпадает, а его контакт КА3 в цепи контактора ускорения КМ3 замыкается. Это приводит к срабатыванию контактора ускорения КМ3 и к замыканию его главных контактов КМ3.1, шунтирующих первую ступень пускового резистора Rд1 и к переводу двигателя на новуюискусственную механическую характеристику с добавочными резисторами Rд2+Rд3+Rд4+Rд5. Одновременно с этим замыкается блок-контакт КМ3.2, подготавливающий цепь питания катушки контактора ускорения КМ4. Переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику вновь сопровождается броском тока, приводящим к срабатыванию реле тока КА4. Разомкнувшийся его контакт КА4 не приводит к срабатыванию контактора ускорения КМ4.Увеличение скорости двигателя сопровождается снижением тока. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА4 отпадает, а его контакт КА4 в цепи контактора ускорения КМ4 замыкается. Это приводит к срабатыванию контактора ускорения КМ4 и к замыканию его главных контактов КМ4.1, шунтирующих вторую ступень пускового резистора Rд2, и к переходу двигателя на новую искусственную механическую характеристику с добавочным сопротивлением Rд3+Rд4+Rд5. Одновременно с этим замыкается блок-контакт КМ4.2, подготавливающий цепь питания катушки контактора ускорения КМ5. Переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику сопровождается броском тока, приводящим к срабатыванию реле тока КА5. Размыкается его контакт КА5, что предотвращает срабатывание контактора ускорения КМ5. Увеличение скорости двигателя приводит к снижению тока. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА5 отпадает, а его контакт КА5 в цепи контактора ускорения КМ5 замыкается. Это приводит к срабатыванию контактора ускорения КМ5 и к замыканию его главных контактов КМ5.1, шунтирующих третью ступень пускового резистора Rд3, и к переходу двигателя на новую искусственную механическую характеристику с добавочным сопротивлением Rд4+Rд5. Одновременно с этим замыкается блок-контакт КМ5.2, подготавливающий цепь питания катушки контактора ускорения КМ6. Переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику сопровождается броском тока, приводящим к срабатыванию реле тока КА6. Разомкнувшийся его контакт КА6 не приводит к срабатыванию контактора ускорения КМ6. Увеличение скорости двигателя сопровождается снижением тока. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА6 отпадает, а его контакт КА6 в цепи контактора ускорения КМ6 замыкается. Это приводит к срабатыванию контактора КМ6 и к замыканию его главных контактов КМ6.1, шунтирующих четвертую ступень пускового резистора Rд4, и к переходу двигателя на новую искусственную механическую характеристику с добавочным сопротивлением Rд5. Одновременно с этим замыкается блок-контакт КМ6.2, подготавливающий цепь питания катушки контактора ускорения КМ7. Переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику сопровождается броском тока, приводящим к срабатыванию реле тока КА7. Размыкается его контакт КА7, что предотвращает срабатывание контактора ускорения КМ7. Увеличение скорости двигателя приводит к снижению тока. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА7 отпадает, а его контакт КА7 в цепи контактора ускорения КМ7 замыкается. Это приводит к срабатыванию контактора КМ7 и к замыканию его главных контактов КМ7.1, шунтирующих пятую ступень пускового резистора Rд5. Двигатель начинает работать на естественной характеристике.
Работа схемы при ручном управлении
Схема предусматривает также ручное управление машиной. При ручном управлении оператор может выбрать необходимую скорость постановкой рукоятки командоаппарата SA в соответствующую позицию.
Подготовка схемы к работе аналогична подготовке при автоматическом управлении.
При постановке рукоятки командоаппарата в первую позицию (вправо) замыкается контакт SA-1, размыкается контакт SA-0. При замыкании контакта SA-1 ток, протекающий через катушку контактора КМ1, вызывает его срабатывание и замыкание его главных контактов КМ1.1, приводящих к подаче напряжения на статор двигателя М, который начинает вращаться согласно искусственной механической характеристике с добавочными резисторами Rд1+Rд2+Rд3+Rд4+Rд5. Одновременно с этим размыкается блок-контакт КМ1.2, обеспечивающий электрическую блокировку, замыкаются блок-контакты КМ1.3, шунтирующий контакт KU2, и КМ1.4, КМ1.5. При замыкании блок-контакта КМ1.4 ток протекает через катушку реле дуговой блокировки KU2. Его срабатывание приводит к размыканию контакта KU2. Замыканием блок-контакта КМ1.5 осуществляется подготовка цепи питания катушки контактора ускорения КМ3. Пуск двигателя сопровождается броском пускового тока, вызывающего срабатывание реле тока КА3 и размыкание его контакта КА3 в цепи контактора ускорения КМ3. Увеличение скорости двигателя приводит к снижению тока. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА3 отпадает, а его контакт КА3 в цепи контактора ускорения КМ3 замыкается. Но это ни к чему не приводит: контактор КМ3 не срабатывает, так как контакт SA-3 разомкнут, и двигатель продолжает вращаться до момента статических сопротивлений Мс. Для увеличения скорости двигателя рукоятку командоаппарата переводим во вторую позицию. При этом замыкается контакт SA-3. Катушка контактора ускорения КМ3 получает питание, срабатывает, и замыкаются его главные контакты КМ3.1, шунтирующие первую ступень пускового резистора Rд1, и осуществляется переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику с добавочными резисторами Rд2+Rд3+Rд4+Rд5. Одновременно с этим замыкается блок-контакт КМ3.2, подготавливающий цепь питания катушки контактора ускорения КМ4. Переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику вновь сопровождается броском тока, приводящим к срабатыванию реле тока КА4. Контакт КА4 размыкается. Увеличение скорости двигателя приводит к снижению тока. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА4 отпадает, а его контакт КА4 в цепи контактора ускорения КМ4 замыкается. Но это ни к чему не приводит: контактор КМ4 не срабатывает, так как контакт SA-4 разомкнут, и двигатель продолжает вращаться до момента статических сопротивлений Мс. Для увеличения скорости двигателя рукоятку командоаппарата переводим в третью позицию. При этом замыкается контакт SA-4. Катушка контактора ускорения КМ4 получает питание, срабатывает, и замыкаются его главные контакты КМ4.1, шунтирующие вторую ступень пускового резистора Rд2, и осуществляется переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику с добавочными резисторами Rд3+Rд4+Rд5. Одновременно с этим замыкается блок-контакт КМ4.2, подготавливающий цепь питания катушки контактора ускорения КМ5. Переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику вновь сопровождается броском тока, приводящим к срабатыванию реле тока КА5 и размыканию его контакта КА5. С увеличением скорости двигателя снижается ток. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА5 отпадает, а его контакт КА5 в цепи контактора ускорения КМ5 замыкается. Но это ни к чему не приводит: контактор КМ5 не срабатывает, так как контакт SA-5 разомкнут, и двигатель продолжает вращаться до момента статических сопротивлений Мс. Для увеличения скорости двигателя рукоятку командоаппарата переводим в четвертую позицию. При этом замыкается контакт SA-5. Катушка контактора ускорения КМ5 получает питание, срабатывает, и замыкаются его главные контакты КМ5.1, шунтирующие третью ступень пускового резистора Rд3, и осуществляется переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику с добавочными резисторами Rд4+Rд5. Одновременно с этим замыкается блок-контакт КМ5.2, подготавливающий цепь питания катушки контактора ускорения КМ6. Переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику сопровождается броском тока, приводящим к срабатыванию реле тока КА6 и размыканию его контакта КА6. С увеличением скорости двигателя снижается ток. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА6 отпадает, а его контакт КА6 в цепи контактора ускорения КМ6 замыкается. Но это ни к чему не приводит: контактор КМ6 не срабатывает, так как контакт SA-6 разомкнут, и двигатель продолжает вращаться до момента статических сопротивлений Мс. Для увеличения скорости двигателя рукоятку командоаппарата переводим в пятую позицию. При этом замыкается контакт SA-6. Катушка контактора ускорения КМ6 получает питание, срабатывает, и замыкаются его главные контакты КМ6.1, шунтирующие четвертую ступень пускового резистора Rд4, и осуществляется переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику с добавочными резисторами Rд5. Одновременно с этим замыкается блок-контакт КМ6.2, подготавливающий цепь питания катушки контактора ускорения КМ7. Переход двигателя на новую искусственную механическую характеристику сопровождается броском тока, приводящим к срабатыванию реле тока КА7 и размыканию его контакта КА7. С увеличением скорости двигателя снижается ток. Как только ток достигнет значения, соответствующего моменту переключения М2, якорь реле тока КА7 отпадает, а его контакт КА7 в цепи контактора ускорения КМ7 замыкается. Но это ни к чему не приводит: контактор КМ7 не срабатывает, так как контакт SA-7 разомкнут, и двигатель продолжает вращаться до момента статических сопротивлений Мс. Для увеличения скорости двигателя рукоятку командоаппарата переводим в шестую позицию. При этом замыкается контакт SA-7. Катушка контактора ускорения КМ7 получает питание, срабатывает, и замыкаются его главные контакты КМ7.1, шунтирующие пятую ступень пускового резистора Rд5, и осуществляется переход двигателя на работу на естественной механической характеристике.
Список литературы:
1. Малиновский А.К. Руководство для выполнения курсового проекта по дисциплине «Теория электропривода». – М.: МГГУ, 2010. – 63с.
2. Малиновский А.К. Теория электропривода: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – М.: МГГУ, 2011. – 58с.
3. Конспект лекций.