Obwody rozruchu i hamowania silnika

Obecnie najpopularniejsze trójfazowe silniki indukcyjne z wirnikiem klatkowym. Uruchamianie i zatrzymywanie takich silników po włączeniu przy pełnym napięciu sieciowym odbywa się zdalnie za pomocą rozruszników magnetycznych.

Najczęściej używany obwód jest z jednym rozrusznikiem i przyciski sterujące „Start” i „Stop”. Aby zapewnić obrót wału silnika w obu kierunkach, zastosowano obwód z dwoma rozrusznikami (lub z rozrusznikiem nawrotnym) i trzema przyciskami. Ten schemat umożliwia zmianę kierunku obrotu wału silnika „w locie” bez uprzedniego zatrzymywania go.

Schematy rozruchu silnika

Silnik elektryczny M jest zasilany z trójfazowej sieci napięcia przemiennego. Wyłącznik trójfazowy QF przeznaczony jest do rozłączania obwodu w przypadku zwarcia. Jednofazowy wyłącznik automatyczny SF zabezpiecza obwody sterujące.

Głównym elementem rozrusznika magnetycznego jest stycznik KM (przekaźnik mocy do przełączania dużych prądów). Jego styki mocy przełączają trzy fazy odpowiednie dla silnika elektrycznego. Przycisk SB1 („Start”) służy do uruchamiania silnika, a przycisk SB2 („Stop”) do zatrzymywania.Termiczne przekaźniki bimetalowe KK1 i KK2 rozłączają obwód w przypadku przekroczenia prądu pobieranego przez silnik elektryczny.

Ryż. 1. Schemat uruchamiania trójfazowego silnika asynchronicznego za pomocą rozrusznika magnetycznego

Po naciśnięciu przycisku SB1 załącza się stycznik KM i styki KM.1, KM.2, KM.3 podłączają silnik elektryczny do sieci, a zestykiem KM.4 blokuje przycisk (samoblokujący) .

Aby zatrzymać silnik elektryczny, wystarczy nacisnąć przycisk SB2, podczas gdy stycznik KM zwalnia i wyłącza silnik elektryczny.

Ważną właściwością rozrusznika magnetycznego jest to, że w przypadku przypadkowego zaniku napięcia w sieci silnik zostaje wyłączony, ale przywrócenie napięcia w sieci nie prowadzi do samoistnego uruchomienia silnika, gdyż gdy następuje wyłączenie napięcia, zwolnienie stycznika KM iw celu jego ponownego załączenia należy nacisnąć przycisk SB1.

W przypadku awarii instalacji np. gdy wirnik silnika zatnie się i zatrzyma, prąd pobierany przez silnik wzrasta kilkukrotnie co prowadzi do zadziałania przekaźników termicznych, rozwarcia styków KK1, KK2 i wyłączenie instalacji. Powrót styków KK do stanu zamkniętego odbywa się ręcznie po usunięciu usterki.

Odwracalny rozrusznik magnetyczny umożliwia nie tylko uruchamianie i zatrzymywanie silnika elektrycznego, ale także zmianę kierunku obrotów wirnika. W tym celu obwód rozrusznika (rys. 2) zawiera dwa zestawy styczników i przycisków startowych.

Ryż. 2. Schemat uruchamiania silnika za pomocą odwracalnego rozrusznika magnetycznego

Stycznik KM1 i przycisk samoblokujący SB1 są przeznaczone do włączania silnika w trybie „do przodu”, a stycznik KM2 i przycisk SB2 obejmują tryb „wsteczny”.Aby zmienić kierunek obrotów wirnika silnika trójfazowego, wystarczy zamienić dowolne dwie z trzech faz napięcia zasilania, które zapewniają styki główne styczników.

Przycisk SB3 służy do zatrzymywania silnika, styki KM 1,5 i KM2,5 są zablokowane, a przekaźniki termiczne KK1 i KK2 zapewniają ochronę przed przetężeniem.

Rozruchowi silnika przy pełnym napięciu sieciowym towarzyszą wysokie prądy rozruchowe, które mogą być niedopuszczalne dla ograniczonej sieci zasilającej.

Obwód rozruchu silnika elektrycznego z ograniczeniem prądu rozruchowego (rys. 3) zawiera rezystory R1, R2, R3 połączone szeregowo z uzwojeniami silnika. Rezystory te ograniczają prąd w momencie rozruchu, gdy stycznik KM jest załączany po naciśnięciu przycisku SB1. Równocześnie z KM, gdy styk KM.5 jest zwarty, załączany jest przekaźnik czasowy KT.

Opóźnienie zapewniane przez przekaźnik czasowy powinno być wystarczające do przyspieszenia silnika. Po upływie czasu podtrzymania styk KT zamyka się, przekaźnik K zostaje pobudzony i poprzez jego styki K.1, K.2, K.3 manewruje rezystorami rozruchowymi. Proces rozruchu jest zakończony, a silnik pracuje pod pełnym napięciem.

Ryż. 3. Schemat rozruchu silnika z ograniczeniem prądu rozruchowego

Następnie przyjrzymy się dwóm najpopularniejszym schematom hamowania trójfazowych silników indukcyjnych klatkowych: schematowi hamowania dynamicznego i schematowi hamowania odwrotnego.

Łańcuchy hamulca silnikowego

Po odłączeniu napięcia od silnika, jego wirnik jeszcze przez pewien czas obraca się na skutek bezwładności. W wielu urządzeniach, na przykład w mechanizmach podnoszących i przenoszących, wymagane jest wymuszone zatrzymanie w celu zmniejszenia wielkości nawisu.Hamowanie dynamiczne polega na tym, że po odłączeniu napięcia przemiennego przez uzwojenia silnika elektrycznego przepływa prąd stały.

Obwód hamowania dynamicznego pokazano na rys. 4.

Ryż. 4. Schemat dynamicznego hamowania silnikiem

W obwodzie oprócz głównego stycznika KM znajduje się przekaźnik K, który włącza tryb zatrzymania. Ponieważ przekaźnik i stycznik nie mogą być włączone w tym samym czasie, stosowany jest schemat blokowania (styki KM.5 i K.3).

Wciśnięcie przycisku SB1 powoduje aktywację stycznika KM, który załącza silnik (styki KM.1 KM.2, KM.3), blokuje przycisk (KM.4) i blokuje przekaźnik K (KM.5). Zamknięcie KM.6 aktywuje przekaźnik czasowy KT i zamyka styk KT bez zwłoki czasowej. Więc silnik się uruchamia.

Aby zatrzymać silnik, naciśnij przycisk SB2. Stycznik KM zostaje zwolniony, styki KM.1 — KM.3 otwarte, wyłączając silnik, styk KM.5 zamyka się, co powoduje załączenie przekaźnika K. Styki K.1 i K.2 zamykają się, doprowadzając prąd stały do ​​cewek. Następuje szybkie zatrzymanie.

Gdy styk KM.6 zostanie otwarty, przekaźnik czasowy KT zostanie zwolniony, rozpocznie się odliczanie. Czas postoju musi być wystarczający do całkowitego zatrzymania silnika. Pod koniec opóźnienia styk KT otwiera się, przekaźnik K zwalnia i usuwa napięcie stałe z uzwojeń silnika.

Najskuteczniejszym sposobem zatrzymania jest odwrócenie kierunku obrotów silnika, gdy bezpośrednio po wyłączeniu zasilania na silnik elektryczny podawane jest napięcie, które powoduje pojawienie się przeciwnego momentu obrotowego. Przeciwny obwód hamowania pokazano na rys. 5.

Ryż. 5. Obwód hamulca silnikowego przez opozycję

Prędkość silnika jest monitorowana przez przekaźnik prędkości ze stykiem SR.Jeśli prędkość jest wyższa niż określona wartość, styk SR zamyka się. Gdy silnik się zatrzyma, styk SR otwiera się. Oprócz stycznika bezpośredniego KM1 obwód zawiera stycznik rewersyjny KM2.

Po uruchomieniu silnika stycznik KM1 jest aktywowany i wraz ze stykiem KM 1,5 przerywa obwód cewki KM2. Po osiągnięciu określonej prędkości styk SR zamyka się, przygotowując obwód do włączenia biegu wstecznego.

Gdy silnik się zatrzyma, stycznik KM1 zwalnia i zamyka styk KM1.5. W rezultacie stycznik KM2 załącza się i dostarcza napięcie zwrotne do silnika hamującego. Spadek prędkości wirnika powoduje otwarcie SR, zwolnienie stycznika KM2, zatrzymanie hamowania.