Принципы автоматического управления процессами пуска, торможения, реверса

В разомкнутых системах АЭП для пуска двигателей и асинхронных двигателей с фазным ротором должен быть реостатный способ, который позволяет быстро пустить (остановить) двигатель и ограничить броски тока. Схема ДПТ НВ и диаграмма сигналов при двухступенчатом пуске приведены на рисунках 2.1 и 2.2. Из диаграммы видно, что переключение ступеней реостата должно происходить в определенные моменты времени (t₁, t₂), при достижении определенной скорости (W₁, W₂) или при снижении тока якоря до определенного значения (I₂), отсюда три способа управления:

1) управление в функции времени f (t);

2) управление в функции скорости f(W);

3)

(8в) Узлы пуска и торможения электродвигателей, работающие по принципу времени.

Управление в функции времени предполагает, что в схеме управления есть аппараты контролирующие время (т.е. реле времени) настраиваемые на отсчёт наперед заданных выдержек времени ti. Каждое реле включает соответствующий контактор ускорения, который закорачивает главным контактом нужную ступень пускового сопротивления. Современные реле (электронные, моторные и др.) могут обеспечить выдержки времени от сотых долей секунды до нескольких часов.

Выдержка времени для каждого реле определяется на основании расчета переходного процесса двигателя. Для электроприводов, имеющих линейные механические характеристики и при Мс=const, время разгона на i-той ступени определяется по выражению:

где - электромеханическая постоянная времени на i-той ступени.

, - начальные и конечные значения скорости ЭП на i-той ступени. J – момент инерции ЭП. Мнач i, Мкон i – начальное и конечное значение момента ЭП на i-ой ступени

При определении выдержки времени необходимо учитывать собственное время срабатывания аппаратов, которые в некоторых случаях могут быть соизме-римы с выдержкой времени реле.

После подачи напряжения на главные цепи и цепи управления срабатывает электромагнитное Реле К2, которое открывает свой размыкающий нормально закрытый контакт и тем самым не даёт возможности преждевременно включится контакторам ускорения К3 и К4.Далее нажатие на кнопку SB2 приводит к включению контактора К1, который замыкает свой главный контакт в цепи якоря двигателя, замыкающим блок - контактом закорачивает пусковую кнопку SB2, а вторым замыкающим блок -контактом размыкает цепь катушки реле К2.

Двигатель начинает разгонятся в соответствии с первой искусственной характеристикой. Реле К5 срабатывает и открывает свой размыкающий контакт, магнитный поток в сердечнике К2 после отключения катушки от сети уменьшается по экспоненциальному закону, в результате создаётся выдержка времени равная времени разгона двигателя на 1-ой ступени ускорения. По истечении необходимой выдержки времени, реле К2 замыкает свой контакт и включает контактор К3 закорачивающий 1-ую ступень сопротивления.

Начинается разгон двигателя согласно 2-ой искусственной МХ и отсчёт выдержки времени вторым реле ускорения, катушка которого закорочена контактом К3, а магнитный поток в стальном сердечнике уменьшается также по экспоненте. Отсчитав нужную выдержку времени, реле К5 замкнёт свой замыкающий контакт в цепи катушки К4, который включившись закорачивает контакт цепи катушки контакта К4, который включившись закорачивает 2-ую ступень пускового реостата двигатель начинает работать на своей естественной хар-ке. Уставка реле времени К2 определяется, как разность между временем разгона двигателя согласно 1-ой искусственной МХ и собственных времён включения контактора К3:

tк2= t1-tк3вкл

. Аналогично определяется уставка К4.

tк₅= t₂-tк₄вкл

В качестве реле можно использовать реле времениразличных классов

(9) Пуск ЭП в функции ЭДС. Динамическое торможение.

Принцип времени широко используется при управлении динамическим торможением.

На рисунке представлены типовые узлы схемы динамического торможения ДПТ с независимым возбуждением, механические характеристики и кривые тормозного тока и скорости двигателя при торможении

Предположим, что двигатель работает с установившейся скоростью, тогда контакторы К1 и К4 включены и реле торможения К2 замкнуло свой контакт. Однако катушка тормозного контактора К3 не обтекается током т.к. в её цепи разомкнут размыкающий блок контакт К1. Для динамического торможения нажимается кнопка SB1 – “Стоп”, отключающая контактор К1, который своими главными контактами отключает двигатель от сети. Замыкающий блок контакт контактора К1 размыкает цепь катушки реле К2 и оно начинает отсчёт времени торможения. Размыкающий контакт контактора К1 замыкает цепь катушки контактора К3. Последний включается и замыкает якорь двигателя на тормозное сопротивление R2, что необходимо для начала динамического торможения. Уставка времени реле К2 должна быть приблизительно равна или превосходить время торможения – tт.

Преимуществами управления пуском, торможением и реверсом по принципу времени является примерное постоянство времени пуска, торможения и реверса даже при значительных изменениях Мс, момента инерции, напряжений питающей сети, температуры катушек эл. магн. реле времени и пусковых сопротивлений, а также простота и надёжность. Недостаток такого упр.: значительное возрастание толчков пускового тока, момента при соответствующем увеличении статического момента и момента инерции на валу двигателя.

(16) Узлы пуска и торможения электродвигателей, работающих по принципу тока

Управление в функции тока реализуется применением реле минимального тока. Эти реле включают контакторы ускорения в моменты достижения током двигателя заданного значения I2. Узел такой схемы приведен на рисунке в применении к ДПТ последовательного возбуждения, там же приведена кривая тока якоря при пуске. После замыкания контакта линейного контактора К1 в главной цепи начинает протекать пусковой ток, постоянно уменьшающийся от значения I1. Реле ускорения К2 имеет токовую катушку и срабатывает в начале пуска, размыкая свой размыкающийся контакт в цепи катушки контактора КЗ. Ток втягивания этого реле меньше I1, а ток отпускания равен току переключения I2.

В цепи катушки контактора ускорения имеется замыкающий контакт блокировочного реле К4, не позволяющий контактору ускорения включиться сразу после включения контактора К1. Собственное время включения реле К4 выбирается большим или равным собственному времени включения реле ускорения К2. Контакт реле К2 закорачивается контактом контактора КЗ, следовательно, при втором броске пускового тока контактор КЗ остается включенным.