Ступенчатый пуск короткозамкнутого асинхронного двигателя в функции времен (рисунки 20.1, 20.2, 20.3.)

Рассмотрим пример ступенчатого пуска двухскоростного однообмоточного двигателя. Обмотка статора выполнена из шести катушек. При последовательном соединении двух катушек в каждой фазе (рисунок 20.2) в статоре создается две пары полюсов ( р = 2 ).

Если же катушки в фазах включены параллельно (рисунок 20.3) в статоре создается одна пара полюсов, что соответствует повышенной частоте вращения магнитного поля статора: n₀ = 60 f₁ / p, а следовательно и ротора двигателя.

Для работы двигателя на пониженной скорости вращения он запускается по одноступенчатой схеме включением автоматического выключателя QF и нажатием кнопки SB2. При этом следует учесть, что катушка реле времени KT1окажется под напряжением и ее замыкающий контакт КТ1.1 в цепи катушки контактора КМ1 замкнется. Контактор КМ1 срабатывает, замыкает силовые контакты КМ1.1 блок–контакт KM1.2 размыкает блок–контакт КМ1.3 в цепи питания катушек контакторов КМ2 и KМ3. Обмотка статора оказывается включенной по схеме треугольник (рисунки 20.1, 20.2) и двигатель работает с пониженной частотой вращения (Р=2).

Студенту предлагается самому провести анализ работы схемы, если нажать теперь кнопку SB3 при работаю­щем двигателе на пониженной частоте вращения. (т.е. нажата была кнопка SB2)

Мы же рассмотрим пуск двигателя на повышенную частоту вращения, начиная с исходного состояния, когда он отключен. При выключенном QF реле времени КТ1находится под напряжением, контакт KТ1.1 в цепи катушки контактора KM1 замкнут, а контакт KT1.2 в цепи катушек контакторов КМ2 и КМЗ разомкнут.

При нажатии кнопки SB3 срабатывает электромагнитное реле КV1, шунтирует кнопки SB2 и SВЗ и размыкает своим контактом KV1.3 цепь реле времени КТ1. Через контакт KT1.1 цепь катушки контактора КМ1 оказывается замкнута. Контактор срабатывает и силовыми контактами KM1.1 подключает в сеть обмотку статора, соединенную треугольником (рисунки 20.1, 20,2).

Двигатель разгоняется сначала до первой частоты вращения, а затем автоматически с помощью реле времени КТ1 переключается на вторую более высокую частоту вращения. Происходит это следующим образом. Через заданный промежуток времени после размыкания контакта K1.3 размыкается замыкающий контакт реле времени KT1.1 с замедлением при размыкании и отключает катушку контактора KM1, контакты KM1.1 размыкаются. Замыкается также размыкающий контакт реле времени КТ1.2 с замедлением при замыкании. При этом срабатывает контактор КМ2 и своими силовыми контактами КМ2.1 и КМ2.2 соединяет обмотку статора на двойную звезду (рисунки 20.1, 20.3), а блок–контактом КМ2.3 подает питание в обмотку контактора КМЗ. Контактор КМЗ силовыми контактами КМЗ.1 включает двойную звезду в сеть. Двигатель работает на второй ступени, т.е. на повышенной частоте вращения (D=1).

Остановка двигателя выполняется нажатием кнопки SВ1.

Рисунок 20.1 – Схема ступенчатого пуска короткозамкнутого асинхронного двигателя в функции времени
Рисунок 20.2 – Включение обмоток статора треугольником	Рисунок 20.3 – Включение обмоток статора двойной звездой

КМ2.2 КМ2.1 a 2 a 1 Z 2 X 1 C 1 Z 1 X 2 C 1 b 2 Y 2 Y 1 b 1 КМ1.1 Л 3 Л 2 Л 1

Рисунок 20.4 – включение обмоток статора двойной звездой

5.12. Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором переключением со «звезды» на «треугольник» (рисунок 21)

Для уменьшения пускового тока асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором прибегают к снижению напряжения, подводимого к обмотке статора. Одним из способов снижения напряжения во время пуска служит переключение обмоток статора со "звезды" на "треугольник"

(у “звезды” , у ”треугольника” ).

При включении трехполюсного автоматического выключателя QF и нажатии кнопки SB2 замыкается цепь катушки контактора КМ1, который срабатывает и силовыми контактами КМ1.1 замыкает первую ступень цепи питания двигателя, а блок–контактом KMI.2 шунтирует кнопку SB2. Одновременно подключаются к сети катушки реле времени КТ1 и контактора КМЗ; последний срабатывает и замыкает при помощи силовых контактов КМЗ.I обмотку статора "звездой" (рисунок 21 а, б). Двигатель включается и разгоняется при пониженном напряжении.

Через заданный промежуток времени срабатывает реле времени KTI, размыкает контакт КТ1.2 и замыкает КТ1.1. При этом цепь катушки контактора КМЗ размыкается, а цепь катушки контактора KМ2 замыкается: двигатель подключается треугольником с помощью силовых контактов КМ2.1 контактора КМ2 (рисунок 21 а, в).

Так как в цепи катушки контактора КМ2 находится блок–контакт КМ3.2, включение контактора КМ2 не может произойти раньше отключения контактора КМЗ. И наоборот, включение контактора КМЗ не может произойти раньше отключения контактора КМ2 за счет его размыкающего контакта КМ2.2 в цепи катушки контактора КМ3.

Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени (рисунок 22)

В целях уменьшения пускового тока и повышения пускового момента двигателя в цепь фазного ротора вводится пусковой трехфазный трехступенчатый реостат R1-R2-R3. По мере разгона двигателя реостат автоматически выводится из цепи ротора путем закорачивания его ступеней R1, R2, R3. Выдержка времени, необходимая для закорачивания отдельных ступеней пускового реостата, обеспечивается реле времени, число которых равно числу ступеней.

Работа схемы осуществляется следующим образом. При включении трехполюсного автоматического выключателя QF и нажатии на кнопку SB1 замыкаются цепи катушек контактора КМ1 и реле времени КТ1. Контактор срабатывает, включая своими контактами KM1.1 статор двигателя в сеть. Пусковой реостат при этом введен в цепь ротора полностью.

Через заданный интервал времени реле времени КТ1 замыкает свой контакт КT1.1 в цепи катушек контактора КМ2 и реле времени КТ2. Контактор КМ2 срабатывает и контактами КМ2.1 замыкает накоротко первую секцию R1 пускового реостата в цени ротора. А реле времени КТ2 замыкает с замедлением свой контакт KT2.1 и включает под напряжение катушки контактора КМЗ и реле времени КТЗ. Контакты KM3.1 контактора КМЗ закорачивает вторую ступень R2 пускового реостата.

Далее с замедлением времени замыкается контакт КТЗ.1 реле времени КТЗ, включающий под напряжение катушку контактора КМ4, который срабатывает и контактами КM4.I закорачивает последнюю ступень R3 пускового реостата. Пуск завершен. Двигатель работает как с короткозамкнутым ротором.

Останов двигателя производят кнопкой SB2. При перегрузках и коротких замыканиях двигатель отключается автоматическим выключателем QF. Пря этом отключается контактор КМ1, размыкается его блок–контакт KM1.2 и реле времени без выдержки времени размыкают свои контакты, отключая контакторы КМ2, КМ3 и КМ4. Схема готова к следующему пуску.

Студенту предлагается дополнить рассмотренную схему диаграммой пуска двигателя, вспомнить механическую характеристику двигателя и зависимость критического скольжения от сопротивления цепи ротора, и увязать с работой схемы - рисунка 22.

Рисунок 22 – Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором в функции времени

Управление двигателем постоянного тока параллельного возбуждения в функции времени (рисунок 23)

В целях уменьшения пускового тока двигателя в цепь его якоря при пуске вводится дополнительное сопротивление, роль которого в рассматриваемой схеме выполняет пусковой двухступенчатый реостат RI-R2.

Включением автоматического выключателя QF двигатель подготавливается к пуску. Обмотка возбуждения LМ двигателя так же оказывается включенной под напряжение Ток протекает также по цепи, состоящей из катушки реле времени КТ1, якоря двигателя М и двух ступеней пускового реостата R1, R 2. Вследствие большого сопротивления катушки реле времени КТ1, ток в этой цепи весьма мал и никакого действия на двигатель не оказывает, но само реле срабатывает и его размыкающий контакт КТ1.1 в цепи катушки контактора КМ2 размыкается.

В обмотку второго реле времени КТ2, включенную параллельно сопротивлению RI ответвляется столь малый ток, что сработать оно не может. Пуск двигателя выполняется нажатием кнопки SB2. Замыкается при этом цепь катушки контактора КМ1, который срабаты­вает и замыкает свой контакт KM1.1 в цепи якоря двигателя, закорачивая катушку реле времени КТ1. Сопротивление цепи якоря резко падает.

Рисунок 23 – Схема управления двигателем постоянного тока параллельного возбуждения в функции времени

Большой пусковой ток в цепи якоря ограничивается двумя ступенями реостата R1 и R2. Часть этого тока ответвляется в катушку реле времени КТ2, и оно, срабатывая, размыкает свой контакт КТ2.1. в цепи контактора КМ3.

Через заданный промежуток времени при возврате реле времени KT1 в исходное состояние замкнет свой контакт КТ1.1 в цепи катушки контактора КМ2. Контактор срабатывает и своим контактом KM2.1 закоротит первую ступень R1 пускового реостата и обмотку реле времени КТ2. С замедлением при возврате его рабочий контакт КТ2.1 включит контактор КМ3, который своим контактом КМ3.1 закоротит вторую ступень R2 пускового реостата. На этом пуск двигателя заканчивается.

При нажатии на кнопку SB1 контактор KМ1 обесточится и разомкнет свой главный контакт КМ1.1 в цепи якоря. Якорь остается под напряжением, но оказывается включен последовательно с обмоткой реле времени КТ1, благодаря чему через него проходит незначительный ток. Реле KTI сработает, разомкнет свой контакт КТ1.1 в цепи контакторов КМ2 и KM3, они отключатся и разомкнут свои контакты KM2.I и КМЗ.1, закорачивающие сопротивления R1 и R2. Произойдет останов двигателя, но его обмотка возбуждения остается подключенной к сети и двигатель тем самым подготовлен для следующего пуска.

Полное отключение двигателя выполняют выключением автоматического, выключателя QF.

Список используемой литературы

1.Александров К.К., Кузьмина Е.Г., Электротехнические чертежи и схемы, - М.: Энергоатомиздат; 1990-288с.

2.Пижурин А.А. Электрооборудование и электроснабжение лесопромышленных и деревообрабатывающих предприятий – М.: Лесная промышленность, I987-296c.

3. Ушев Н.И. Развитие навыков чтения электрических схем управления.

БГИТА, 1993.

Николай Иванович Ушев

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Учебно-методическое пособие

к практическим занятиям

по развитию навыков чтения принципиальных

электрических схем управления электродвигателями

для самостоятельной работы студентов

механико–технологического

и строительного факультетов

Формат 1/16 Объём 2 п.л. Т. 50 экз. Бесплатно

Брянская государственная инженерно–технологическая академия

г. Брянск, проспект Станке Димитрова, 3,

редакционно-издательский отдел,

Подразделение оперативной печати