Principis de control automàtic d'arrencada i parada de motors elèctrics

L'article tracta els esquemes de relé-contactor per a l'automatització de l'arrencada, la marxa enrere i la parada de motors d'inducció amb un rotor de fase i motors de corrent continu.

Tingueu en compte els esquemes d'encesa de les resistències d'arrencada i els contactes dels contactors KM3, KM4, KM5 que els controlen, quan s'inicien motor d'inducció de rotor bobinat (AD amb f. R.) I Motor de corrent continu excitat independentment DPT NV (Fig. 1). Aquests esquemes preveuen la frenada dinàmica (Fig. 1, a) i la frenada oposada (Fig. 1, b).

Quan s'inicia un reòstat DPT NV o IM amb un rotor de fase, el tancament alternatiu (curtcircuit) de les etapes del reòstat d'arrencada R1, R2, R3 es realitza automàticament mitjançant els contactes dels contactors KM3, KM4, KM5, que es poden controlat per tres maneres:

• comptant els intervals de temps dt1, dt2, dt3 (fig. 2), per als quals s'utilitzen relés de temps (gestió del temps);

• controlant la velocitat del motor elèctric o EMF (control de velocitat).Com a sensors EMF s'utilitzen relés de tensió o contactors connectats directament mitjançant reòstats;

• l'ús de sensors de corrent (relés de corrent ajustables per a un corrent de retorn igual a Imin) que donen un pols d'ordre quan el corrent de l'induït (rotor) disminueix durant el procés d'arrencada fins al valor de Imin (control del principi de corrent).

Considereu les característiques mecàniques d'un motor de corrent continu (DCM) (Fig. 1) (per a un motor d'inducció (IM), és el mateix si utilitzeu la secció de funcionament de la característica mecànica) durant l'arrencada i la parada, així com les corbes de velocitat, parell (corrent) en funció del temps.

Arròs. 1. Esquemes d'encesa de les resistències d'arrencada d'un motor d'inducció amb un rotor de fase (a) i un motor de corrent continu amb excitació independent (b)

Arròs. 2. Característiques d'inici i parada (a) i dependències DPT (b)

Arrancar el motor elèctric (els contactes KM1 estan tancats (Fig. 1)).

Quan s'aplica tensió, el corrent (parell) al motor és igual a I1 (M1) (punt A) i el motor accelera amb la resistència d'arrencada (R1 + R2 + R3).

A mesura que avança l'acceleració, el corrent disminueix i al corrent I2 (punt B) R1 es curtcircuita, el corrent augmenta fins al valor I1 (punt C) i així successivament.

En el punt F, al corrent I2, l'última etapa del reòstat d'arrencada es fa curtcircuit i el motor elèctric arriba a la seva característica natural (punt G). L'acceleració es produeix al (punt H) que correspon al corrent Ic (dependent de la càrrega). Si R1 no està en curtcircuit al punt B, el motor accelerarà fins al punt B' i tindrà una velocitat constant.

Frenada dinàmica (obert KM1, tancat KM7) fins que el motor elèctric va al punt K, que correspon al moment (intensitat) i el seu valor depèn de la resistència Rtd.

Frenada per oposició (KM1 obert, KM2 tancat) mentre el motor elèctric va al punt L i comença a desaccelerar molt ràpidament amb resistència (R1 + R2 + R3 + Rtp).

El pendent d'aquesta característica, i per tant el valor, és el mateix (paral·lel) que la característica inicial amb la resistència (R1 + R2 + R3 + Rtp).

En el punt N, cal un curtcircuit Rtp, el motor elèctric va al punt P i accelera en sentit contrari. Si Rtp no està en curtcircuit al punt N, el motor accelerarà fins al punt N' i funcionarà a aquesta velocitat.

Esquemes de control automàtic per iniciar DPT

Control en funció del temps (Fig. 3) Molt sovint, els relés de temps electromagnètics s'utilitzen com a relés de temps en circuits EP. Estan configurats per tenir en compte els retards de temps preestablerts dt1, dt2,.... Cada relé de temps ha d'incloure un contactor de potència corresponent.

Arròs. 3. Esquema d'arrencada automàtica del DPT en funció del temps

Control en funció de la velocitat (utilitzat més sovint per a la frenada dinàmica i la frenada oposada) Aquest principi de l'automatització del control implica l'ús de relés que controlen directament o indirectament la velocitat del motor elèctric: per als motors de corrent continu es mesura la fem de l'induït, per a síncrons. i motors elèctrics síncrons, es mesura l'EMF o freqüència de corrent.

L'ús d'aparells que mesuren directament la velocitat (relé de control de velocitat (RCC) en un dispositiu complex) complica la instal·lació i el circuit de control.RKS s'utilitza més sovint per al control de frenada per desconnectar el motor elèctric de la xarxa a una velocitat propera a zero. Els mètodes indirectes s'utilitzen més sovint.

A flux magnètic constant, la fem d'armadura del DPT és directament proporcional a la velocitat. Per tant, la bobina del relé de tensió es pot connectar directament als terminals de l'induït. Tanmateix, la tensió terminal de l'induït Uy difereix d'Eya en la magnitud de la caiguda de tensió a través del bobinatge de l'induït.

En aquest cas, hi ha dues opcions possibles:

• l'ús de relés de tensió KV, que es poden ajustar a diferents tensions d'accionament (Fig. 4, a);
• utilitzant contactors KM connectats mitjançant resistències d'arrencada (Fig. 4, b). Els contactes de tancament de la tensió d'alimentació del relé KV1, KV2 a les bobines dels contactors de potència KM2, KM3.

Arròs. 4. Circuits d'alimentació per a la connexió de DPT mitjançant relés de tensió (a) i contactors (b) com a DCS

Arròs. 5. Circuit elèctric (a) i circuit de control (b) DPT amb automatisme d'arrencada en funció de la velocitat. Les línies discontínues mostren el circuit quan els relés de tensió KV1, KV2 s'utilitzen per mesurar la tensió.

Control en la funció actual. Aquest principi de control s'implementa mitjançant relés de subintensitat, que encenen els contactors de potència quan el corrent arriba al valor I1 (Fig. 6, b). S'utilitza amb més freqüència per engegar a una velocitat més gran amb un debilitament del flux magnètic.

Arròs. 6. Esquema de connexió (a) i dependència de Ф, Ia = f (t) (b) en arrencar un motor de corrent continu en funció del corrent

Quan el corrent d'entrada (Rp2 està en curtcircuit), el relé KA s'activa i s'aplica energia a la bobina KM4 a través del contacte KA.Quan el corrent de l'induït disminueix al corrent invers, el contactor KM4 es tanca i el flux magnètic disminueix (Rreg s'introdueix al circuit de bobinatge de camp LOB). En aquest cas, el corrent de l'induït comença a augmentar (la velocitat de canvi del corrent de l'induït és superior a la velocitat de canvi del flux magnètic).

Quan s'arriba a Iya = Iav al punt t1, s'activen els relés KA i KM4 i es manipula Rreg. El procés d'augment del flux i disminució de Ia començarà en el temps t2 quan la nau espacial i el KM4 s'apaguin. Amb totes aquestes commutacions, M> Ms i el motor elèctric s'acceleraran. El procés d'arrencada acaba quan la magnitud del flux magnètic s'acosta al valor establert determinat per la introducció de la resistència Rreg al circuit de la bobina d'excitació i quan, a la següent desconnexió de KA, KM4, el corrent de l'induït no arriba a Iav ( punt ti). Aquest principi de control s'anomena vibració.

Automatització de control de frens DPT

En aquest cas, s'apliquen els mateixos principis que per a l'automatització d'arrencada. L'objectiu d'aquests circuits és desconnectar el motor elèctric de la xarxa a una velocitat igual o propera a zero. Es resol més fàcilment amb la frenada dinàmica, utilitzant els principis de temps o velocitat (Fig. 7).

Arròs. 7. Circuit elèctric (a) i circuit de control (b) frenada dinàmica

En arrencar, premem SB2 i la tensió es subministra a la bobina KM1, mentre que: el botó SB2 (KM1.2) es manipula, la tensió s'aplica a l'induït del motor (KM1.1), el circuit d'alimentació KV ( KM1.3) s'obre.

En parar, premem SB1 mentre l'induït està desconnectat de la xarxa, el KM1.3 es tanca i s'activa el relé KV (ja que en el moment de l'apagada és aproximadament igual a Uc i disminueix amb la disminució de la velocitat). La tensió es subministra a la bobina KM2 i RT es connecta a l'induït del motor. Quan la velocitat angular és propera a zero, l'armadura del relé KV desapareix, KM2 es desactiva i RT s'apaga. El relé KV d'aquest circuit ha de tenir el factor de retroalimentació més baix possible, perquè només així és possible aconseguir la frenada a la velocitat mínima.

Quan el motor s'inverteix, s'utilitza el frenat en contraconmutació i la funció del circuit de control és introduir una etapa de resistència addicional quan es dóna l'ordre de marxa enrere i anul·lar-la quan la velocitat del motor és propera a zero. Molt sovint, per a aquests propòsits, el control s'utilitza en funció de la velocitat (Fig. 8).

Arròs. 8. Circuit elèctric (a), circuit de control (b) i característiques de frenada (c) de frenada DPT inversa

Penseu en un circuit sense un bloc d'automatització d'arrencada. Deixeu que el motor elèctric funcioni "avant" de manera natural (incloent el KM1, no es té en compte l'acceleració).

En prémer el botó SB3 s'apaga el KM1 i s'activa el KM2. La polaritat de la tensió aplicada a l'induït s'inverteix. Els contactes KM1 i KM3 estan oberts, s'introdueix la impedància al circuit de l'induït. Apareix un corrent d'entrada i el motor passa a la característica 2, segons la qual es produeix la frenada. A una velocitat propera a zero, s'han d'encendre el relé KV1 i el contactor KM3. Es manipula l'etapa Rpr i l'acceleració comença en sentit contrari segons la característica 3.

Característiques dels circuits de control del motor d'inducció (IM).

1. Els relés de control de velocitat d'inducció (RKS) s'utilitzen sovint per controlar la frenada (especialment la marxa enrere).

2. Per a IM amb un rotor bobinat, s'utilitzen relés de tensió KV, que s'activen per diferents valors de FEM del rotor (Fig. 9). Aquests relés s'encenen mitjançant un rectificador per excloure la influència de la freqüència del corrent del rotor sobre la resistència inductiva de les bobines del mateix relé (amb un canvi en els canvis XL i Iav, Uav), reduint el coeficient de retorn i augmentant la fiabilitat del funcionament.

Arròs. 9. Esquema d'aturada de pressió arterial inversa

Principi de funcionament: a una velocitat angular elevada del rotor del motor elèctric, l'EMF induït en els seus bobinatges és petit, ja que E2s = E2k · s, i el lliscament s és insignificant (3–10%). La tensió del relé KV no és suficient per tirar de la seva armadura. A la inversa (KM1 s'obre i KM2 es tanca), el sentit de gir del camp magnètic a l'estator s'inverteix. El relé KV funciona, obre el circuit d'alimentació dels contactors KMP i KMT, i les resistències d'arrencada Rп i de frenada Rп s'introdueixen al circuit del rotor. A una velocitat propera a zero, el relé KV s'apaga, el KMT es tanca i el motor accelera en sentit contrari.