Circuits de control automàtic d'arrencada i parada de motors de corrent continu

L'arrencada de qualsevol motor va acompanyada de certs interruptors en el circuit de potència i el circuit de control. En aquest cas, s'utilitzen dispositius de relé-contactor i sense contacte. Per limitar els motors de corrent continu corrents inicials Les resistències d'arrencada s'inclouen al circuit del rotor i de l'induït dels motors, que s'apaguen quan els motors s'acceleren per passos. Quan s'ha completat l'arrencada, les resistències d'arrencada s'evitaran completament.

El procés de frenada dels motors també es pot automatitzar. Després de l'ordre d'aturada, amb l'ajuda de l'equip de relé-contactor, es fan els interruptors necessaris als circuits de potència. Quan s'acosta a una velocitat propera a zero, el motor es desconnecta de la xarxa. Durant l'inici, els passos es desactiven a intervals regulars o en funció d'altres paràmetres. Això canvia el corrent i la velocitat del motor.

El control d'arrencada del motor es realitza en funció de l'EMF (o velocitat), el corrent, el temps i la trajectòria.

Subconjunts i circuits típics per al control automàtic d'arrencada de motors de corrent continu

L'arrencada d'un motor de corrent continu amb excitació paral·lela o independent es fa amb una resistència introduïda al circuit de l'induït. Es necessita una resistència per limitar el corrent d'entrada. A mesura que el motor accelera, la resistència d'arrencada s'incrementa. Quan s'hagi completat l'arrencada, la resistència serà completament anul·lada i el motor tornarà a les seves característiques mecàniques naturals (Fig. 1). A l'inici, el motor s'accelera segons la característica artificial 1, després 2, i després de maniobrar la resistència, segons la característica natural 3.

Arròs. 1. Característiques mecàniques i electromecàniques d'un motor de corrent continu amb excitació paral·lela (ω - velocitat angular de gir; I1 M1 - corrent màxima i parell del motor; I2 M2 - corrent i moment de commutació)

Considereu el node del circuit d'arrencada del motor de corrent continu (DCM) a la funció EMF (Fig. 2).

Arròs. 2. El node del circuit d'arrencada del DCT d'excitació paral·lel a la funció EMF

La funció EMF (o velocitat) està controlada per relés, voltatges i contactors. Els relés de tensió estan configurats per funcionar a diferents valors de fem d'armadura. Quan el contactor KM1 està encès, la tensió del relé KV en el moment de l'arrencada no és suficient per al funcionament. Quan el motor accelera (a causa de l'augment de la fem del motor), s'activa el relé KV1, després KV2 (les tensions d'activació del relé tenen els valors corresponents); inclouen els contactors d'acceleració KM2, KMZ i les resistències del circuit de l'induït estan derivades (els circuits de commutació del contactor no es mostren al diagrama; LM és el bobinat d'excitació).

Vegem l'esquema per engegar un motor de corrent continu en la funció EMF (Fig. 3). La velocitat angular del motor sovint es fixa indirectament, és a dir.mesurar magnituds relacionades amb la velocitat. Per a un motor de corrent continu, aquest valor és l'EMF. L'inici es realitza de la següent manera. L'interruptor QF s'encén, el camp del motor està connectat a la font d'alimentació. El relé KA s'activa i tanca el seu contacte.

La resta de dispositius del circuit romanen a la seva posició original. Per engegar el motor, cal prem el botó SB1 «Arrancada», després del qual s'activa el contactor KM1 i connecta el motor a la font d'alimentació. El contactor KM1 és autoalimentat. El motor de corrent continu s'accelera amb la resistència del circuit de l'induït del motor R.

A mesura que augmenta la velocitat del motor, augmenta la seva fem i la tensió a les bobines dels relés KV1 i KV2. A la velocitat ω1 (vegeu la figura 1.) s'activa el relé KV1. Tanca el seu contacte al circuit del contactor KM2, que dispara i curtcircuita la primera etapa de la resistència d'arrencada amb el seu contacte. A velocitat ω2 s'activa el relé KV2. Amb el seu contacte tanca el circuit d'alimentació del contactor KMZ que, en accionar-se, amb un contacte, curtcircuita la segona etapa d'arrencada de la resistència d'arrencada. El motor assoleix les seves característiques mecàniques naturals i finalitza l'enlairament.

Arròs. 3. Esquema d'inici de DCT d'excitació paral·lela en la funció EMF

Per al correcte funcionament del circuit, cal configurar el relé de tensió KV1 perquè funcioni a la FEM corresponent a la velocitat ω1 i el relé KV2 per funcionar a la velocitat ω2.

Per aturar el motor, premeu el botó Stop SB2. Per desconnectar el circuit elèctric, obriu l'interruptor QF.

La funció de corrent està controlada per un relé de corrent. Considereu el node del circuit d'arrencada del motor de corrent continu a la funció de flux. En el diagrama que es mostra a la fig.A la figura 4, s'utilitzen relés de sobreintensitat, que s'agafen amb el corrent d'entrada I1 i s'apagaran amb el corrent mínim I2 (vegeu la figura 1). El temps de resposta intern dels relés de corrent ha de ser inferior al temps de resposta del contactor.

Arròs. 4. El node del circuit d'arrencada del DCT d'excitació paral·lel en funció del corrent

L'acceleració del motor comença amb la resistència completament inserida al circuit de l'induït. A mesura que el motor accelera, el corrent disminueix, amb el corrent I2, el relé KA1 desapareix i amb el seu contacte tanca el circuit d'alimentació del contactor KM2, que obvia el primer contacte de la resistència d'arrencada amb el seu contacte. De la mateixa manera, la segona etapa d'arrencada de la resistència està en curtcircuit (relé KA2, contactor KMZ). Els circuits de potència del contactor no es mostren al diagrama. Al final de l'arrencada del motor, la resistència del circuit de l'induït es connectarà.

Considereu el circuit per engegar un motor de corrent continu com a funció de flux (Fig. 5). Les resistències dels passos de la resistència es seleccionen de manera que en el moment en què el motor s'encén i els passos es desvien, el corrent I1 al circuit de l'induït i el moment M1 no superin el nivell permès.

Arrancar un motor de corrent continu es realitza engegant l'interruptor QF i prement el botó «Inici» SB1. En aquest cas, el contactor KM1 s'activa i tanca els seus contactes. El corrent d'entrada I1 passa pel circuit de potència del motor, sota la influència del qual s'activa el relé de sobreintensitat KA1. El seu contacte s'obre i el contactor KM2 no rep energia.

Arròs. 5. Esquema de l'arrencada del DCT d'excitació paral·lel en funció del corrent

Quan el corrent baixa al valor mínim I2, el relé de sobreintensitat KA1 cau i tanca el seu contacte.El contactor KM2 s'activa i a través del seu contacte principal shundeix la primera secció de la resistència d'arrencada i el relé KA1. En canviar, el corrent augmenta fins al valor I1.

Quan el corrent torna a augmentar fins al valor de I1, el contactor KM1 no s'encén, perquè la seva bobina és anul·lada pel contacte KM2. Sota la influència del corrent I1, el relé KA2 s'activa i obre el seu contacte. Quan en el procés d'acceleració el corrent torna a baixar al valor de I2, el relé KA2 cau i el contactor KMZ s'encén. L'arrencada és completa, el motor funciona amb les seves característiques mecàniques naturals.

Per al correcte funcionament del circuit, és necessari que el temps de resposta del relé KA1 i KA2 sigui inferior al temps de resposta dels contactors. Per aturar el motor, premeu el botó «Stop» SB2 i apagueu l'interruptor QF per desconnectar el circuit.

El control del temps s'aconsegueix mitjançant un relé de temps i els contactors corresponents que curtcircuiteixen les etapes de resistència amb els seus contactes.

Considereu el motor de corrent continu del node del circuit d'arrencada en funció del temps (Fig. 6) El relé de temps KT s'activa immediatament quan apareix tensió al circuit de control a través del contacte d'obertura KM1. Després d'obrir el contacte KM1, el relé de temps KT perd la seva alimentació i tanca el seu contacte amb un retard de temps. El contactor KM2 després d'un interval de temps igual al retard de temps del relé de temps rep energia, tanca el seu contacte i deriva la resistència en el circuit de l'induït.

Arròs. 6. El node del circuit d'arrencada DCT d'excitació paral·lel en funció del temps

Els avantatges del control en funció del temps inclouen la facilitat de control, l'estabilitat del procés d'acceleració i desacceleració, la manca de retard de l'accionament elèctric a velocitats intermèdies.

Considereu el circuit per iniciar l'excitació paral·lel d'un motor de corrent continu en funció del temps. A la fig. La figura 7 mostra un diagrama d'un motor d'excitació paral·lel de corrent continu d'arrencada irreversible. El llançament es fa en dues etapes. El circuit utilitza els botons SB1 «Start» i SB2 «Stop», contactors KM1 ... KMZ, relés de temps electromagnètics KT1, KT2. El interruptor QF s'encén. En aquest cas, la bobina del relé de temps KT1 rep energia i obre el seu contacte en el circuit del contactor KM2. El motor s'engega prement el botó «Start» SB1. El contactor KM1 rep energia i amb el seu contacte principal connecta el motor a una font d'alimentació amb una resistència al circuit de l'induït.

Arròs. 7. Esquema d'arrencada irreversible d'un motor de corrent continu en funció del temps

El relé de subintensitat KA serveix per protegir el motor de la interrupció del circuit d'excitació. Durant el funcionament normal, el relé KA s'activa i el seu contacte al circuit del contactor KM1 es tanca, preparant el contactor KM1 per al funcionament. Quan es trenca el circuit d'excitació, el relé KA s'apaga, obre el seu contacte, després el contactor KM1 s'apaga i el motor s'atura. Quan s'acciona el contactor KM1, el seu contacte de bloqueig es tanca i s'obre el contacte KM1 del circuit de relés KT1, que s'apaga i tanca el seu contacte amb un retard de temps.

Després d'un interval de temps igual al retard de temps del relé KT1, es tanca el circuit d'alimentació del contactor d'acceleració KM2, que s'activa i amb el seu contacte principal curtcircuita una etapa de la resistència d'arrencada. Al mateix temps, s'activa el relé de temps KT2. El motor accelera. Després d'un interval de temps igual al retard del relé KT2, el contacte KT2 es tanca, el contactor d'acceleració KMZ s'activa i amb els seus contactes de contacte principal la segona etapa de la resistència d'arrencada en el circuit de l'induït. L'arrencada és completa i el motor torna a les seves característiques mecàniques naturals.

Unitats típiques de circuit de control de fre de corrent continu

Els sistemes de control automàtic de motors de corrent continu utilitzen frenada dinàmica, frenada oposada i frenada regenerativa.

En la frenada dinàmica, cal tancar el bobinatge de l'induït del motor a una resistència addicional i deixar el bobinatge d'excitació energitzat. Aquesta frenada es pot fer en funció de la velocitat i en funció del temps.

El control en funció de la velocitat (EMF) durant la frenada dinàmica es pot fer segons l'esquema que es mostra a la fig. 8. Quan el contactor KM1 està apagat, l'induït del motor es desconnecta de la xarxa, però hi ha tensió als seus terminals en el moment de la desconnexió. El relé de tensió KV funciona i tanca el seu contacte en el circuit del contactor KM2, que amb el seu contacte tanca l'induït del motor a la resistència R.

A velocitats properes a zero, el relé KV perd potència. Una desacceleració addicional des de la velocitat mínima fins a la parada total es produeix sota l'acció d'un moment de resistència estàtic.Per augmentar l'eficiència de frenada, es poden aplicar dues o tres etapes de frenada.

Arròs. 8. Node del circuit per al control automàtic de la frenada dinàmica en la funció EMF: a — circuit de potència; b — circuit de control

El frenat dinàmic constant d'excitació independent del motor en funció del temps es realitza segons l'esquema que es mostra a la fig. nou.

Arròs. 9. Node del circuit de frenada dinàmica DCT d'excitació independent en funció del temps

Quan el motor està en marxa, el relé de temps KT està encès, però el circuit del contactor de fre KM2 està obert. Per aturar-se, cal prémer el botó "Stop" SB2. El contactor KM1 i el relé de temps KT perden potència; el contactor KM2 s'activa perquè el contacte KM1 del circuit del contactor KM2 es tanca i el contacte del relé de temps KT s'obre amb un retard de temps.

Per a la temporització del relé de temps, el contactor KM2 rep energia, tanca el seu contacte i connecta l'induït del motor a la resistència addicional R. Es realitza una parada dinàmica del motor. Al final, el relé KT, al cap d'un temps, obre el seu contacte i desconnecta el contactor KM2 de la xarxa. La frenada addicional fins a una parada completa es realitza sota la influència del moment de resistència Sra.

En el frenat d'acció inversa, l'EMF del motor i la tensió de la xarxa actuen d'acord. Per limitar el corrent, s'insereix una resistència al circuit.

Control d'excitació de motors de corrent continu

El bobinatge de camp del motor té una inductància important i, si el motor s'apaga ràpidament, pot aparèixer una gran tensió, que farà que l'aïllament del bobinatge es trenqui. Per evitar-ho, podeu utilitzar els nodes del circuit que es mostren a la fig.10. La resistència d'extinció s'activa paral·lelament a la bobina d'excitació a través del díode (Fig. 10, b). Per tant, després d'apagar-se, el corrent passa per la resistència durant un breu temps (Fig. 10, a).

Arròs. 10. Nodes de circuits per activar les resistències d'extinció: a — la resistència d'extinció està connectada en paral·lel; b: la resistència d'extinció s'activa a través del díode.

La protecció contra la interrupció del circuit d'excitació es realitza mitjançant un relé de subintensitat segons l'esquema que es mostra a la fig. onze.

Arròs. 11. Protecció contra la interrupció del circuit d'excitació: a — circuit d'excitació de potència; b — circuit de control

En cas de trencament de la bobina d'excitació, el relé KA desactiva i desconnecta el circuit del contactor KM.