Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

Управлять асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором можно посредством контакторов. При использовании маломощных электродвигателей, для которых нет необходимости ограничивать пусковой ток, запуск производится при действующем напряжении.

Нереверсивная схема управления асинхронного двигателя.

Рисунок 1 — Простейшая схема асинхронного двигателя

Для подачи напряжения на управляющую и силовую цепь используется автоматический выключатель QF. Пуск асинхронного двигателя осуществляется кнопкой SB1 «Пуск”, которая замыкает свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ. Который срабатывая замыкает основные контакты силовой цепи статора. Вследствие чего электродвигатель М подсоединяется к питанию. В то же время в управляющей сети происходит замыкание блокирующего контакта КМ который шунтирует кнопку SB1.

Чтобы отключить асинхронный двигатель с кз ротором, необходимо нажать клавишу SB2 «Стоп». При этом питающая сеть контактора КМ размыкается и подача напряжения на статор прекращается. После этого нужно выключают автомат QF.
Схема управления АД с кз предусматривает несколько защит:

• от КЗ — посредством автоматического выключателя QF и плавкими предохранителями FU;
• от перегрузок — посредством теплореле КК (при перегреве данные устройства отсоединяют контактор КМ, прекращая работу движка);
• нулевая защита — посредством магнитного пускателя КМ (при низком напряжении или его полном отсутствии контактор КМ оказывается незапитанным, размыкается и электродвигатель выключается).

Для подключения электродвигателя после срабатывания защитного механизма требуется снова надавить клавишу SB1.

Реостатный пуск асинхронного двигателя с кз ротором.

Если невозможно запустить АД с кз ротором в стандартном режиме, используют запуск при сниженном напряжении. С этой целью в цепь статора добавляют сопротивление, реостат или используют автотрансформатор. Автоматический выключатель QF срабатывает и на управляющую и силовую цепь поступает напряжение. После нажатия кнопки SB1 пускатель КМ1 приходит в действие, подавая электроток в цепь статора с включенным сопротивлением. В то же время питание поступает и на реле времени КТ.

Рисунок 2 — Схема асинхронного двигателя с симметричными сопротивлениями (реостатный пуск)

Через определенный временной интервал, задаваемый реле КТ, происходит замыкание контакта КТ. В итоге пускатель КМ2 шунтирует (закорачивает) сопротивление статора. Процедура запуска электродвигателя завершается. Для его выключения необходимо нажать клавишу SB2 и выключить автомат QF.

Реверсивный пуск асинхронного двигателя

Рисунок 3. Схема реверсивный пуск асинхронного двигателя с кз ротором.

Данная схема дает возможность производить запуск электродвигателя и изменять направленность его вращения. Для запуска необходимо включить автомат QF и нажать SB1 «Пуск», в результате чего ток поступает на магнитный пускатель КМ1, который запитывает статор. АД реверсируется последовательным нажатием кнопок «Стоп» SB3 (КМ1 выключается и двигатель останавливается) и «Реверс» SB2 (срабатывает КМ2 и асинхронный двигатель запускается в реверсивном направлении).

В данной схеме нажатием кнопки реверса меняется чередование фаз питающего напряжения на статоре двигателя, что будет вызывать смену направленности его вращения (реверсом). При помощи нормально замкнутых контактов КМ1 и КМ2 выполнена защита от ошибочного включения сразу двух магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Также действуют защиты, аналогичные описанным ранее. Отключить электродвигатель можно кнопкой SB3 и автоматом QF.

МОНТАЖ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРЁХФАЗНЫМИ АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЗАДАННОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИХ ПУСКА

Цель работы

1.1 Изучение принципиальных электрических схем систем управления пуском электродвига­телей в определённой последовательности.

1.2 Приобретение практических навыков по чтению элек­трических схем, выбору электрооборудования и монтажу силовых цепей и цепей управления приводных электродвигателей при заданной последовательности их пуска.

Содержание работы и описание лабораторной установки

Принципиальная электрическая схема пуска двух электродвигателей в определённой последовательности приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Принципиальная электрическая схема управления пуском электродвигателей в определенной последовательности

Определённая последовательность пуска двигателей и рабочих механизмов необ­ходима в установках, связанных между собою общим технологическим процессом. В сельском хозяйстве к таким технологическим процессам могут быть отнесены: уборка навоза, перемещение сыпу­чих грузов, приготовление кормов, очистка, сушка и сортировка зерна и т.п.

Пуск электродвигателей в заданной последовательности обеспечивается системой электрической блокировки. Схема исключает возможность пуска электродвигателя М2 прежде, чем запустится электродвигатель M 1. Для этой цели в цепи управ­ления двигателя М2 включены замыкающие контакты КМ1.3, свя­занные с процессом пуска двигателя M 1. Если двигатель M 1 оста­новится, то автоматически остановится и двигатель М2. Такая по­следовательность включения необходима, например, при уборке навоза в коровниках с помощью транспортёров ТСН — 160. Для предотвращения завала вначале запускается двигатель M 1 привода наклонного транспортёра, а затем включается двигатель М2 приво­да горизонтального транспортёра. Для раздельного включения двигателей при наладке схемой предусмотрен выключатель SA 1 типа «тумблер».

Подготовка к лабораторной работе

При подготовке к лабораторной работе необходимо:

3.1 По [1, 5, 9] изучить соответствующий теоретический мате­риал.

3.2 Изучить принципиальную электрическую схему лаборатор­ной установки (рисунок 2.1).

3.3 По паспортным данным электродвигателей M 1 и М2 вы­брать автоматические выключатели QF 1 и QF 2 с комбинированными расцепителями, магнитные пускатели КМ1 и КМ2, кнопочные станции управления SB 1, SB 3 и SB 2, SB 4, выключатель SA1 и плавкие предохранители цепей управления FU 1 и FU 2.

Порядок выполнения работы

4.1 Представить для проверки результаты расчёта и выбора электрооборудования и электрическую схему соединений.

4.2 Ознакомиться со стендом лабораторной установки. Изучить конструктивные особенности и паспортные данные установленного электро­оборудования. Сравнить их с паспортными данными вы­бранного электрооборудования.

4.3 Собрать схему лабораторной установки согласно рисунку 2.1 Про­извести раздельный пуск двигателей и пуск в заданной по­следовательности.

4.4 Оформить отчёт по работе в соответствии с требованиями [11].

Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

— результаты расчёта и выбора электрооборудования;

— паспортные данные электрооборудования лабораторной ус­тановки.

— принципиальную электрическую схему лабораторной уста­новки и её описание.

— выводы по работе.

Вопросы для самоконтроля

6.1 Как работает схема управления пуском двух электродвига­телей в определённой последовательности?

6.2 Для какой цели в схеме на рисунке 2.1 используется выключатель SA 1?

6.3 В каких случаях необходим пуск электродвигателей в опре­делённой последовательности? Приведите примеры.

6.4 Какие степени защиты от воздействия окружающей среды имеет электрооборудование лабораторной установки? Правильно ли произведен выбор исполнения электрооборудования по степени защиты?

6.5 Как выбрать автоматический выключатель для защиты элек­тродвигателя от перегрузок и коротких замыканий?

6.6. Как выбрать плавкий предохранитель для защиты цепей управления от коротких замыканий?

6.7 Перечислить основные требования при монтаже коммутационно-защитной аппаратуры систем управления электроприводом.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алиев И. И. Электрические аппараты [Текст] : справочник / И. И. Алиев, М. Б. Абрамов – М. : Изд-во Радио Софт, 2004. – 256 с.

2. Выключатели автоматические низковольтные. Общие технические условия [Текст] : ГОСТ 9098 – 78 (СТ СЭВ 3562 -82). – Введ. 1980–01–01. – М. : ИПК Издательство стандартов, 1978. – 18 с.

3. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах : СПДС [Текст] : ГОСТ 21.614-88 (СТ СЭВ 3217-81). – Введ. 1988–01–07. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1988. – 15 с.

4. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок [Текст] : ПОТ РМ–016–2001 : РД 153.34.0–03.150–00. – Введ. 2001–01–07. – СПБ. : Издательство ДЕАН, 2003. – 208 с.

5. Монтаж электрооборудования и средств автоматизации [Текст] : учеб. для вузов / А. П. Коломиец [и др.]. – М. : КолосС, 2007. – 350 с.

6. Низковольтные плавкие предохранители. Общие требования [Текст] : ГОСТ Р 50339.0–92 (МЭК 269-1-86). – Введ. 1994–01–01. – М. : ИПК Издательство стандартов, 1992. – 24 с.

7. Правила выполнения электрических схем : ЕСКД [Текст] : ГОСТ 2.702-75. – Введ. 1977–01–07; переиздан с изменениями 2000–10–01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. – 23 с.

8. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) [Текст] / 7-е издание, дополн. с исправл. – Ч. : ООО «Центр безопасности труда», 2004. – 848 с.

9. Практикум по электроприводу в сельском хозяйстве [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / П. И. Савченко [и др. ]. – М. : Колос, 1996. – 224 с.

10. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий : свод правил по проектированию и строительству [Текст] : СП 31-110-2003. – Взамен ВСН 59-88; введ. 2004–01–01. – М. : Госком РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу (Госстрой России), 2004. – 59 с.

11. Стандарт организации. Самостоятельная работа студента. Оформление текста рукописи [Текст] : СТО 0493582-003-2009. – Взамен СТП 0493582-003-2006; введ. 2009– 04–01. – Уфа. : БГАУ, 2009. – 36 с.

12. Электропроводки : Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 52. [Текст] : ГОСТ Р 50571.15-97 (МЭК 364-5-52-93) – Введ. 1997–01–07. – М. : ИПК Издательство стандартов, 1997. – 28 с.

13. Электроустановки зданий и сооружений с электрообогреваемыми полами и поверхностями : Электроустановки зданий. Часть 7. [Текст] : ГОСТ Р 50571.25-2001 – Введ. 2002–01–07.– М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 21 с.

Лицензия РБ на издательскую деятельность № 0261 от 10.04.1998 г.

Подписано в печать ______________________2006 г.

Формат 60Ч84. Бумага типографская.

Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. ______. Усл. изд. л. _____.

Тираж 100 экз. Заказ №______.

Издательство Башкирского государственного аграрного университета.

Типография Башкирского государственного аграрного университета.

Адрес издательства и типографии: 450001, г.Уфа, ул. 50 лет Октября, 34.

Дата добавления: 2019-09-13 ; просмотров: 279 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Управление асинхронным двигателем. Три наиболее популярные схемы.

Управление асинхронным двигателем

Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня поговорим про управление асинхронным двигателем, а так же рассмотрим три простые схемы, которые применяются наиболее часто.

Все электрические принципиальные схемы станков, установок и машин содержат определенный набор типовых блоков и узлов, которые комбинируются между собой определенным образом. В релейно-контакторных схемах главными элементами управления двигателями являются электромагнитные пускатели и реле.

Наиболее часто в качестве привода в станках и установках применяются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели просты в устройстве, обслуживании и ремонте. Они удовлетворяют большинству требований к электроприводу станков. Главными недостатками асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором являются большие пусковые токи (в 5-7 раз больше номинального) и невозможность простыми методами плавно изменять скорость вращения двигателей.

С появлением и активным внедрением в схемы электроустановок преобразователей частоты такие двигатели начали активно вытеснять другие типы двигателей (асинхронные с фазным ротором и двигатели постоянного тока) из электроприводов, где требовалось ограничивать пусковые токи и плавно регулировать скорость вращения в процессе работы.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Одной из преимуществ использования асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является простота их включения в сеть. Достаточно подать на статор двигателя трехфазное напряжение и двигатель сразу запускается. В самом простом варианте для включения можно использовать трехфазный рубильник или пакетный выключатель. Но эти аппараты при своей простоте и надежности являются аппаратами ручного управления.

В схемах же станков и установок часто должна быть предусмотрена работа того или иного двигателя в автоматическом цикле, обеспечиваться очередность включения нескольких двигателей, автоматическое изменение направления вращения ротора двигателя (реверс) и т.д.

Обеспечить все эти функции с аппаратами ручного управления невозможно, хотя в ряде старых металлорежущих станков тот же реверс и переключение числа пар полюсов для изменения скорости вращения ротора двигателя очень часто выполняется с помощью пакетных переключателей. Рубильники и пакетные выключатели в схемах часто используются как вводные устройства, подающие напряжение на схему станка. Все же операции управления двигателями выполняются электромагнитными пускателями.

Включение двигателя через электромагнитный пускатель обеспечивает кроме всех удобств при управлении еще и нулевую защиту. Что это такое будет рассказано ниже.

Электромагнитный пускатель

Наиболее часто в станках, установках и машинах применяются три электрические схемы:

схема управления нереверсивным двигателем с использованием одного электромагнитного пускателя и двух кнопок «пуск» и «стоп»,

схема управления реверсивным двигателем с использованием двух пускателей (или одного реверсивного пускателя) и трех кнопок.

схема управления реверсивным двигателем с использованием двух пускателей (или одного реверсивного пускателя) и трех кнопок, в двух из которых используются спаренные контакты.

Разберем принцип работы всех этих схем.

1. Управление асинхронным двигателем с помощью одного магнитного пускателя

Схема показана на рисунке.

Управление асинхронным двигателем с помощью магнитного пускателя

При нажатии на кнопку SB2 «Пуск» катушка пускателя попадает под напряжение 220 В, т.к. она оказывается включенной между фазой С и нулем ( N) . Подвижная часть пускателя притягивается к неподвижной, замыкая при этом свои контакты. Силовые контакты пускателя подают напряжение на двигатель, а блокировочный замыкается параллельно кнопке «Пуск». Благодаря этому при отпускании кнопки катушка пускателя не теряет питание, т.к. ток в этом случае идет через блокировочный контакт.

Если бы блокировочный контакт не был бы подключен параллельно кнопки (по какой-либо причине отсутствовал), то при отпускании кнопки «Пуск» катушка теряет питание и силовые контакты пускателя размыкаются в цепи двигателя, после чего он отключается. Такой режим работы называют «толчковым». Применяется он в некоторых установках, например в схемах кран-балок.

Остановка работающего двигателя после запуска в схеме с блокировочным контактом выполняется с помощью кнопки SB1 «Стоп». При этом, кнопка создает разрыв в цепи, магнитный пускатель теряет питание и своими силовыми контактами отключает двигатель от питающей сети.

В случае исчезновения напряжения по какой-либо причине магнитный пускатель также отключается, т.к. это равносильно нажатию на кнопку «Стоп» и созданию разрыва цепи. Двигатель останавливается и повторный запуск его при наличии напряжения возможен только при нажатии на кнопку SB2 «Пуск». Таким образом, магнитный пускатель обеспечивает т.н. «нулевую защиту». Если бы он в цепи отсутствовал и двигатель управлялся рубильником или пакетным выключателем, то при возврате напряжения двигатель запускался бы автоматически, что несет серьезную опасность для обслуживающего персонала.

2. Схема управления реверсивным двигателем с помощью двух магнитных пускателей

Схема работает аналогично предыдущей. Изменение направления вращения (реверс) ротор двигателя меняет при изменении порядка чередования фаз на его статоре. При включении пускателя КМ1 на двигатель приходят фазы — A , B , С, а при включении пускателя KM2 — порядок фаз меняется на С, B , A.

Схема показана на рис. 2.

Управление асинхронным двигателем с помощью двух магнитных пускателей

Включение двигателя на вращение в одну сторону осуществляется кнопкой SB2 и электромагнитным пускателем KM1 . При необходимости смены направления вращения необходимо нажать на кнопку SB1 «Стоп», двигатель остановится и после этого при нажатии на кнопку SB 3 двигатель начинает вращаться в другую сторону. В этой схеме для смены направления вращения ротора необходимо промежуточное нажатие на кнопку «Стоп».

Кроме этого, в схеме обязательно использование в цепях каждого из пускателей нормально-закрытых (размыкающих) контактов для обеспечения защиты от одновременного нажатия двух кнопок «Пуск» SB2 — SB 3, что приведет к короткому замыканию в цепях питания двигателя. Дополнительные контакты в цепях пускателей не дают пускателям включится одновременно, т.к. какой-либо из пускателей при нажатии на обе кнопки «Пуск» включиться на секунду раньше и разомкнет свой контакт в цепи другого пускателя.

Необходимость в создании такой блокировки требует использования пускателей с большим количеством контактов или пускателей с контактными приставками, что удорожает и усложняет электрическую схему.

3. Схема управления реверсивным двигателем с помощью двух магнитных пускателей и трех кнопок (две из которых имеют контакты с механической связью)

Схема показана на рисунке.

Управление асинхронным двигателем с помощью двух магнитных пускателей и трех кнопок (две из которых имеют контакты с механической связью)

Отличие этой схемы от предыдущей в том, что в цепи каждого пускателя кроме общей кнопки SB1 «Стоп»включены по 2 контакта кнопок SB2 и SB 3, причем в цепи КМ1 кнопка SB2 имеет нормально-открытый контакт (замыкающий), а SB 3 — нормально-закрытый (размыкающий) контакт, в цепи КМ3 — кнопка SB2 имеет нормально-закрытый контакт (размыкающий), а SB 3 — нормально-открытый. При нажатии каждой из кнопок цепь одного из пускателей замыкается, а цепь другого одновременно при этом размыкается.

Такое использование кнопок позволяет отказаться от использования дополнительных контактов для защиты от одновременного включения двух пускателей (такой режим при этой схеме невозможен) и дает возможность выполнять реверс без промежуточного нажатия на кнопку «Стоп», что очень удобно. Кнопка «Стоп» нужна для окончательной остановки двигателя.

Приведенные в статье схемы являются упрощенными. В них отсутствуют аппараты защиты (автоматические выключатели, тепловые реле), элементы сигнализации. Такие схемы также часто дополняются различными контактами реле, выключателей, переключателей и датчиков. Также возможно питание катушки электромагнитного пускателя напряжение 380 В. В этом случае он подключается от двух любых фаз, например, от А и B . Возможно использование понижающего трансформатора для понижения напряжения в схеме управления. В этом случае используются электромагнитные пускатели с катушками на напряжение 110, 48, 36 или 24 В.