Obwody sterowania stycznikiem i zabezpieczenia silnika

W zależności od funkcji, która ma być wykonywana, istnieją różne obwody sterowania silnika stycznika.

Ryc. 1a przedstawia połączony schemat nieodwracalnego rozrusznika magnetycznego... W nim układ elementów pokrywa się z układem w naturze, to znaczy wszystkie elementy znajdujące się w pudełku rozrusznika są zgrupowane po lewej stronie schematu, oraz stacja przyciskowa z przyciskami «Start» i «Stop» pokazano po prawej stronie diagramu.

Stacja przycisku znajduje się zwykle w pewnej odległości od rozrusznik magnetyczny… Aby zrozumieć zasadę działania obwodu sterowania silnikiem, zwykle stosuje się szczegółowe (podstawowe) schematy (rys. 1.b). Naciśnięcie przycisku startu SB2 powoduje zamknięcie obwodu cewki stycznika KM, który obejmuje trzy styki KM obwodu zasilania silnika. W takim przypadku styk blokowy KM połączony równolegle z przyciskiem startu SB2 również zamyka się. Pozwala to na zasilenie cewki KM po zwolnieniu przycisku SB2.

Zatrzymanie silnika następuje po naciśnięciu przycisku SB1, podczas gdy cewka wyłącza się i zwalnia styki mocy (główne) oraz styk pomocniczy. Po zwolnieniu przycisku SB1 obwód cewki KM zostanie odłączony od napięcia. Aby ponownie uruchomić silnik, ponownie naciśnij przycisk SB2.

Obwód ten zapewnia również tak zwaną ochronę przed zerem, to znaczy, jeśli napięcie sieciowe zaniknie lub spadnie do 50-60% wartości nominalnej, cewka KM nie utrzyma styków zasilających KM i silnik zostanie wyłączony. Gdy napięcie pojawi się lub wzrośnie do wartości bliskiej wartości nominalnej, rozrusznik magnetyczny nie włączy się samoistnie. Aby go włączyć, musisz ponownie nacisnąć przycisk Start.

Ryż. 1. Schematy sterowania i zabezpieczenia silnika: a — kombinowany i b — szczegółowy schemat nieodwracalnego rozrusznika magnetycznego; c — zabezpieczenie silnika za pomocą bezpieczników i przekaźników termicznych; d — schemat potężnego stanowiska sterowania silnikiem; d — zerowa ochrona przed przekaźnikiem pośrednim

Zabezpieczenie silnika przed przegrzaniem uzwojenia odbywa się podczas długotrwałych przeciążeń przekaźniki termiczne FR, a ochronę przed dużymi przeciążeniami lub zwarciami zapewniają bezpieczniki FU lub wyłączniki automatyczne QF (ryc. 1, c). W celu ochrony przed długotrwałymi przeciążeniami stosuje się dwa przekaźniki termiczne, ponieważ za pomocą jednego przekaźnika w przypadku przepalenia bezpiecznika, szeregowo z którym połączony jest element grzejny tego przekaźnika, silnik zostanie podłączony do sieci jednofazowej i nie będą chronione. Styki przerywające tych przekaźników są połączone szeregowo z cewką rozrusznika. Gdy jeden z nich się otworzy, cewka KM jest pozbawiona napięcia i silnik zatrzymuje się, tak jak po naciśnięciu przycisku SB1.

Stanowisko sterowania silnikami dużej mocy przedstawiono na rys. 1, d. Zabezpieczenie przed zwarciem zapewnia przekaźnik przeciążeniowy KA1 — KA3, zabezpieczenie przed przeciążeniem zapewniają przekaźniki termiczne FR połączone przez przekładniki prądowe. Cewka stycznika trójbiegunowego jest zasilana prądem stałym. Aby zmniejszyć prąd w cewce stycznika po jej włączeniu do obwodu, wprowadza się dodatkową rezystancję R, która została wcześniej zwarta przez otwarty styk KM.

W ręcznych obwodach sterowania z wieloma kontrolerami, przełącznikami lub innymi urządzeniami przekaźniki pośrednie służą do zapewnienia ochrony przewodu neutralnego. (Rys. 1, e) Aby przyłożyć napięcie do obwodu sterującego, naciśnij przycisk SB2, włączając w ten sposób przekaźnik pośredni K, który obejmuje jego styk zamykający K i lampkę sygnalizacyjną HL, wskazującą obecność napięcia w obwodzie sterującym . Po zwolnieniu przycisku SB2 cewka przekaźnika zostanie zablokowana, podczas gdy obwody kontrolera SM1, przełącznika pakietów SM itp. a cewki styczników KM1, KM2 itd. zostaną zasilone.

W rozważanych schematach styki samoblokujące są niezbędne do ciągłej pracy silników. Często w praktyce silnik musi pracować tylko wtedy, gdy przycisk Start jest wciśnięty, na przykład w maszynach podnoszących. W takim przypadku w obwodzie sterowania nie ma przycisku Stop (ryc. 2, a). Czasami konieczne jest zapewnienie pracy napędu w dwóch trybach, czyli włączenie go na krótki czas podczas ustawiania maszyny lub na długi okres czasu. Następnie krótkim naciśnięciem przycisku SB2 (rys. 2.b) cewka stycznika KM załączy się i styk samoblokujący KM zamknie się, natomiast silnik będzie pracował po zwolnieniu przycisku SB2 .

Ryż. 2. Rodzaje obwodów sterowania silnikami asynchronicznymi: a — w trybie joggingowym; b i c — podczas długotrwałej pracy i joggingu; d — jednoczesne włączenie kilku silników; d — bezstopniowy rozruch silnika dwubiegowego

W trybie sterowania silnikiem nacisnąć przycisk SB3, jego styk zamykający włącza cewkę stycznika KM, a styk otwierający przerywa obwód samoblokujący stycznika. Wadą tego obwodu jest to, że otwarty styk przycisku SB3 może się zamknąć, zanim styk bloku KM się otworzy, a silnik się nie wyłączy. Obwód pokazany na ryc. 2, f, pozbawiony jest tej wady.

Do pracy ciągłej naciśnięcie przycisku SB2 włącza przekaźnik pośredni K. Jeden ze styków K włącza cewkę stycznika KM, a drugi jednocześnie blokuje przycisk SB2, tym samym wyłączając pracę silnika przyciskiem start wydany. Aby rozpocząć pracę, naciśnij przycisk SB3 i przytrzymaj go przez wymagany czas.

Rysunek 2d pokazuje schemat uruchamiania kilku silników jednocześnie z jednego przycisku startu za pomocą przekaźnika pośredniego ... Przycisk SB2 włącza przekaźnik K, którego styki zamykające jednocześnie włączają cewki styczników KM1, KM2 itp. Zatrzymaj wszystkie silniki jednocześnie przyciskiem SB1. Aby indywidualnie włączać i wyłączać każdy silnik, użyj odpowiednio przycisków SB3, SB4 i SB5, SB6 itd.

Bezstopniowy schemat rozruchu dwubiegowego dwuuzwojeniowego silnika wirnika klatkowego pokazanego na ryc. 2, e. Aby uruchomić silnik przy pierwszej prędkości, służy przycisk SB1, przy drugiej - SB2.Oba przyciski są mechanicznie zablokowane, aby uniemożliwić jednoczesne włączenie dwóch prędkości silnika.

Obwody rozrusznika są również zablokowane elektrycznie. Tak więc, gdy np. cewka KM1 zostanie wysterowana, styk rozwierny przerywa obwód cewki KM2, wykluczając możliwość jej włączenia. Aby przełączyć na drugą prędkość, należy nacisnąć przycisk SB2, podczas gdy obwód cewki KM1 jest przerwany i wyłącza się. Cewka obwodu KM2 otrzymuje moc i włącza silnik przy drugiej prędkości.

Sterowanie odwrotne silników asynchronicznych odbywa się za pomocą dwóch styczników (ryc. 3, a).

Figa. 3. Schematy sterowania silnikiem: a — rewersyjny rozrusznik magnetyczny z blokadą mechaniczną; b — to samo z blokadą elektryczną; c — połączenie opcji a i b; d i e — rozruch i zmiana kierunku obrotów silników prądu stałego małej mocy

Stycznik KM1 służy do włączania silnika w przód, a KM2 do biegu wstecznego. Aby zapobiec przypadkowemu jednoczesnemu załączeniu dwóch styczników, co prowadzi do zwarcia, w obwodzie zastosowano (patrz rys. 3, a) wzajemne mechaniczne blokowanie dwoma stykami przerywającymi przycisków SB1 i SB2. Naciskając przycisk SB1, włącz obwód cewki KM1 i odłączyć obwód cewki KM2.

Jednoczesne naciśnięcie przycisków SB1 i SB2 powoduje przerwanie obwodów cewek KM1 i KM2 i żaden ze styczników nie zostanie załączony. Blokowanie odbywa się za pomocą dwóch styków przerywających KM2 i KM1, zawartych odpowiednio w obwodach cewek KM1 i KM2 (ryc. 3, b). Aby cofnąć silnik w tym schemacie, musisz najpierw nacisnąć przycisk SB.

Obwód na ryc. 3, c jest kombinacją dwóch poprzednich obwodów, to znaczy występuje podwójne blokowanie.Przycisk SBI włącza stycznik KM1, a obwód cewki stycznika KM2 jest przerywany przez jednoczesne otwarcie styku przycisku SB1 i styku bloku KM1.

Ryc. 3, d i e przedstawia najprostsze schematy uruchamiania i cofania sekwencyjnie wzbudzanych silników małej mocy ... Takie silniki są podłączone do sieci bez reostatów rozruchowych. Zgodnie ze schematem na rys. 3, d, rozruch i cofanie silnika z wzbudzeniem szeregowym odbywa się za pomocą dwóch przekaźników pośrednich. Silnik jest odwracany przez odwrócenie kierunku prądu w cewce polowej LM. W silnikach z dwoma szeregowymi uzwojeniami wytwarzającymi strumienie magnetyczne w przeciwnych kierunkach obwód przełączający i odwracający ma tylko dwa styki (patrz ryc. 3, e).

Jak widać z rozważanych schematów sterowania, najłatwiej jest zautomatyzować proces rozruchu i nawrotu silników asynchronicznych z wirnikiem klatkowym. W takim przypadku cała kontrola podczas rozruchu sprowadza się do podłączenia silnika do sieci elektroenergetycznej, a podczas zatrzymywania - do odłączenia od sieci.

Bardziej złożona jest automatyzacja uruchamiania, zatrzymywania i zatrzymywania silników indukcyjnych z fazowym uzwojeniem wirnika, indukcyjnych silników klatkowych o zwiększonej mocy, silników prądu stałego średniej i dużej mocy, wielobiegowych silników indukcyjnych z rozruchem krokowym, a także jako silniki synchroniczne. Te silniki są kontrolowane jako funkcja czasu, prędkość I aktualny.

Oprócz powyższych przypadków można wykonać sterowanie silnikiem i zgodnie z zasadą ścieżki, gdy silnik uruchamia się i zwalnia, gdy ciało robocze osiągnie określoną pozycję w przestrzeni.Systemy wykonujące takie funkcje nazywane są systemami z pętlą otwartą, ponieważ nie mają sprzężenia zwrotnego między wartością wyjściową a wartością wejściową.