Управление пуско – тормозными режимами

в функции скорости (ЭДС)

Данный способ пуска требует контроля скорости двигателя с последующим автоматическим воздействием на контакторы ускорения. Скорость вращения электродвигателя можно измерять, например, при помощи тахогенератора, соединенного с валом двигателя. Однако этот вариант для простой схемы управления не является достаточно экономичным и надежным. Поэтому на практике скорость двигателя контролируется косвенным путем: через ЭДС для машин постоянного тока или через ЭДС и частоту тока в роторе для машин переменного тока.

Контролировать через ЭДС скорость двигателя постоянного тока можно благодаря тому, что при постоянном магнитном потоке в якоре наводится ЭДС, пропорциональная скорости вращения. Катушки реле (или контакторов) в этом случае можно включить на напряжение якоря двигателя, которое превосходит ЭДС только на величину падения напряжения в якоре.

На рис. 1.5,а изображен узел схемы пуска двигателя постоянного тока в функции скорости (ЭДС), а на рис. 1.5,б – переходные процессы изменения ЭДС и напряжения на якоре двигателя во времени.

а)	б)
Рис. 1.5. Схема пуска двигателя в функции скорости (а) и переходные процессы при пуске (б)

Реле напряжения KV1 и KV2, включенные параллельно якорю двигателя, настроены на определенное значение напряжения срабатывания (втягивания). Пуск двигателя начинается после нажатия кнопки SB2 («Пуск») и включения линейного контактора КМ. В начале пуска напряжение на якоре двигателя мало, т.к. при неподвижном двигателе его ЭДС равна нулю и напряжение будет определяться падением напряжения на якоре .

По мере увеличения скорости двигателя его ЭДС возрастает (пуск по характеристике 1 на рис. 1.3), и при скорости двигателя, равной ω1, напряжение на катушке реле KV1 станет равным напряжению срабатывания реле KV1 (рис.1.5,б):

.

Реле KV1 втягивается и своим замыкающим контактом подключает питание к катушке контактора KM1. Контактор KM1 срабатывает и шунтирует пусковой резистор R1. Двигатель переходит на вторую характеристику, ток возрастает скачком до величины I1, двигатель продолжает разгон. При достижении скорости ω2, напряжение на катушке реле KV2 достигает величины срабатывания

,

реле KV2 втягивается, подключая напряжение к катушке контактора KM2. Контактор KM2 срабатывает, шунтирует пусковой резистор R2, двигатель переходит на естественную характеристику и разгоняется до установившейся скорости, определяемой величиной нагрузки на валу.

Как видно при таком пуске , что требует различной регулировки реле. Последний недостаток можно несколько сгладить, если катушку KV1 подключить на резистор R2 и якорь двигателя (пунктирная линия на рис. 1.5); в этом случае

.

Либо для подстройки напряжения срабатывания реле последовательно с катушкой включают регулировочный резистор.

В некоторых случаях вместо промежуточных реле KV на якорь двигателя подключаются катушки контакторов KM1 и KM2.

Достоинством данного узла пуска является простота и дешевизна его реализации.

К недостаткам можно отнести:

ð неточность срабатывания реле в холодном и горячем состоянии катушек;

ð зависимость времени пуска (торможения) от величин статического момента и момента инерции, напряжения питающей сети, температуры сопротивлений и катушек;

ð изменение скоростей переключения ступеней пускового резистора и бросков тока при колебаниях подводимого напряжения;

ð возможность задержки процесса пуска на промежуточной скорости вращения, что вызывает перегрев пусковых резисторов.

Данный узел пуска применяют в приводах малой мощности, например, в станочном электроприводе.

Управление в функции скорости (ЭДС) наиболее широко применяется при осуществлении торможения электродвигателя, т.к. в этом случае торможение будет обеспечиваться до тех пор, пока двигатель вращается (т.е. пока скорость двигателя отлична от нуля).

В качестве примера рассмотрим узел динамического торможения двигателя, представленный на рис. 1.6.

Рис.1.6. Узел динамического торможения двигателя

При работающем двигателе, напряжение на катушке реле KV достаточно для его срабатывания и реле втянуто. При нажатии на кнопку SB1 («Стоп») отключается контактор KM, двигатель отключается от сети и продолжает вращаться по инерции, при этом и реле остается втянутым. Размыкающий контакт KM в цепи катушки контактора торможения KMT замыкается и подает напряжение через замкнутый контакт KV на катушку KMT. Контактор KMT срабатывает и своим замыкающим контактом подключает к якорю двигателя резистор динамического торможения Rдт. Теперь в якорной цепи протекает ток под действием ЭДС двигателя, поэтому ток якоря (момент) изменяет свое направление, т.е. становится тормозным. Двигатель переходит на характеристику динамического торможения (рис.1.7) и останавливается.

Рис.1.7. Характеристики динамического торможения

При скорости двигателя ωТ близкой к нулю, реле KV отпадает и отключает катушку контактора торможения KMT. Прекращается электрическое торможение двигателя и, как правило, накладывается механический тормоз на вал двигателя, или торможение происходит под действием статического момента (пунктирные линии после ωТ на рис. 1.7).