Схемы управления двигателями в функции времени

Этот вид управления применяется тогда, когда все переключения в схеме электродвигателя осуществляют в определенные моменты времени, например при автоматизации процесса пуска электродвигателей без контроля частоты вращения или тока. Длительность интервалов обусловлена и может регулироваться уставками реле времени.

Управление в функции времени получило наибольшее распространение в промышленности из-за простоты и надежности серийно выпускаемых электромагнитных и электронных реле времени .

Так, из рис. 1, а и б видно, что замыканием контакта К линейного контактора в цепь якоря включается все сопротивление реостата, равное R1 + R2 + R3, а включение секций пускового сопротивления может происходить через определенные интервалы времени t1, t2 и t3 при определенных частотах вращения двигателя n1, n2, n3 и при снижении пускового тока до заданного значения I2. Интервалы времени подбираются так, чтобы при каждом очередном закорачивании сопротивления ток двигателя не превышал бы допустимого I1.

При разгоне двигателя от n= 0 до n1 ток убывает до I2 в результате роста противоэлектродвижущей силы. Через промежуток времени t1 замыкается контакт К1, шунтирующий сопротивление R1, что вызывает уменьшение сопротивления реостата до R2+R3, новое увеличение тока до I1 и т. д. По окончании пуска двигатель разгоняется до номинальной частоты вращения, пусковой реостат полностью выведен.

Рис. 1. Схемы управления двигателями в функции времени: а — пускового реостата двигателя постоянного тока, б — пусковая диаграмма

Рассмотрим некоторые схемы управления двигателя в функции времени.

При управлении асинхронным двигателем с фазным ротором в функции времени (рис. 2) выдержка времени, необходимая для закорачивания отдельных ступеней пускового реостата, обеспечивается маятниковыми реле времени, число которых равно числу ступеней. Работа схемы осуществляется следующим образом.

Рис. 2. Схема управления в функции времени асинхронного двигателя с фазным ротором

При нажатии на кнопку SB1 получает электропитание катушка линейного контактора КМ, включающего статор двигателя в сеть. Пусковой реостат при этом введен полностью. Вместе с контактором включается реле времени КТ1, которое через заданный интервал времени замыкает контакт в цепи катушки контактора КМ1.

Контактор срабатывает и замыкает первую секцию пускового реостата ротора. При этом включается реле времени КТ2, которое замыкает с замедлением свои контакты и включает катушку КМ2 и реле времени КТЗ. Контакты контактора КМ2 закорачивают вторую ступень КМ2 пускового реостата. Далее с замедлением времени срабатывает контакт реле КТЗ, включающий катушку КМЗ, которая закорачивает последнюю ступень пускового реостата КМЗ, и двигатель продолжает работать в дальнейшем как с короткозамкнутым ротором.

Останов двигателя производят кнопкой SB, а при перегрузках двигатель отключается расцепителями автоматического вводного выключателя QF. При этом отключается линейный контактор, его блок-контакт КМ и все контакторы ускорения и реле времени без выдержки времени. Схема готова к следующему пуску.

Для пуска вхолостую асинхронного двигателя повышенной мощности с переключением обмотки статора со звезды на треугольник можно использовать схему рис. 3. Переключение в этой схеме выполняется автоматически в функции времени. Нажатием кнопки SB2 обмотку статора включают в сеть контактором КМ. Одновременно подключаются к сети реле времени КТ и катушка KY, соединяющего обмотку статора звездой при помощи трех замыкающих контактов в силовой цепи.

Рис. 3. Схема управления в функции времени асинхронного двигателя переключением со Y на Δ

Двигатель включается и разгоняется при пониженном напряжении. Через заданный промежуток времени реле КТ выключает контактор KY и включает катушку контактора КΔ соединяющего обмотку статора треугольником. Так как в цепи катушки КΔ находится блок-контакт KY, включение контактора КΔ не может произойти раньше выключения контактора KMY.

Ступенчатый пуск многоскоростных асинхронных двигателей является более экономичным и выполняется в функции времени. Рассмотрим пример ступенчатого пуска двухскоростного однообмоточного двигателя (рис. 4). Обмотка статора переключается с треугольника на двойную звезду с удвоением частоты вращения.

Рис. 4. Схема управления в функции времени ступенчатого пуска асинхронного двигателя

Контактором КМ двигатель включается на первую ступень частоты вращения, а контакторами КМ2 и КМ1 на вторую. Для включения двигателя на первую частоту вращения нажатием кнопки SB2 включается катушка контактора КМ и его силовые контакты КМ в главной цепи. Обмотка статора, соединенная треугольником, включается в сеть. Катушка реле времени КТ находится под напряжением, а ее замыкающий контакт (в цепи катушки КМ) замкнут.

Ступенчатый пуск двигателя на вторую частоту вращения выполняется при помощи промежуточного реле К, цепь которого замыкается пусковой кнопкой SB3. Замыкающие контакты К шунтируют обе пусковые кнопки, а размыкающий контакт К отключает реле времени КТ. Замыкающий контакт КТ в цепи катушки КМ отключается с замедлением при возврате, поэтому катушка КМ в первый период пуска оказывается замкнутой, а двигатель включается на первую частоту вращения.

Блок-контакт КМ в цепи катушек КМ2 и КМ1 размыкается. Эти катушки отключены также размыкающим контактом КТ, который срабатывает с замедлением при возврате. Через заданный промежуток времени замыкающий контакт КТ отключит катушку КМ, а его размыкающий контакт включит катушки контакторов второй частоты вращения КМ1 и КМ2. Их главные контакты в силовой цепи переключат обмотку статора на двойную звезду и включат ее в сеть.

Следовательно, двигатель сначала разгоняется до первой частоты вращения, а затем автоматически переключается на вторую частоту вращения. Отметим, что предварительное соединение обмотки статора на двойную звезду и последующее включение ее в сеть выполняется сначала включением двух замыкающих силовых контактов КМ2, а затем трех замыкающих главных контактов КМ1. Такая последовательность включения достигается тем, что катушка КМ1 включается на напряжение через замыкающий блок-контакт КМ2. Останов двигателя выполняется нажатием кнопки «Стоп», обозначенной на схеме буквой SB1.

На рис. 5 изображена схема автоматического пуска двигателя постоянного тока параллельного возбуждения в функции времени. Включением автоматического выключателя QF двигатель подготавливается к пуску. Ток течет по цепи, состоящей из катушки реле времени КТ1, якоря двигателя М и двух ступеней пускового реостата R1 + R2.

Рис. 5. Схема управления в функции времени двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Вследствие большого сопротивления катушки реле КТ1 ток в этой цепи весьма мал и никакого действия на двигатель не оказывает, но само реле срабатывает и его размыкающий контакт в цепи контактора КМ1 размыкается. В обмотку второго реле времени КТ2, включенную параллельно сопротивлению R1, ответвляется столь малый ток, что включиться оно не может. Обмотка возбуждения LM двигателя также оказывается включенной.

Пуск двигателя выполняется нажатием кнопки SB2. Включаются при этом контактор КМ и его контакт в цепи якоря двигателя. Большой пусковой ток ограничивается двумя ступенями реостата R1 и R2. Часть этого тока ответвляется в катушку реле КТ2, и оно, срабатывая, размыкает свой контакт КТ2 в цепи контактора КМ2. Одновременно с замыканием цепи якоря М рабочий контакт контактора КМ закорачивает катушку реле КТ1.

После установленного промежутка времени при возврате реле КТ1 замкнет свой контакт КТ1 в цепи контактора КМ1. Этот контактор своим рабочим контактом KM1 закоротит первую ступень R1 пускового реостата и обмотку реле времени КТ2. С замедлением при возврате его рабочие контакты КТ2 включат контактор КМ2, который своими рабочими контактами КМ2 закоротит вторую ступень R2 пускового реостата. На этом пуск двигателя заканчивается.

При нажатии на кнопку SB1 контактор КМ обесточится и отключит свой главный контакт в цепи якоря. Якорь остается под напряжением, но оказывается включен последовательно с обмоткой реле КТ1, благодаря чему через него проходит незначительный ток. Реле КТ1 сработает, разомкнет свой контакт в цепи контакторов КМ1 и КМ2, они отключатся и разомкнут свои контакты, закорачивающие сопротивления R1 и R2. Произойдет останов двигателя, но его обмотка возбуждения остается подключенной к сети и двигатель тем самым подготовлен для следующего пуска. Полное отключение двигателя выполняют выключением автоматического вводного выключателя ВВ.

Динамическое торможение двигателей также выполняется в функции времени. Для динамического торможения, например асинхронного двигателя, обмотка статора отключается от сети переменного тока и по одной из схем, показанных в табл.1, подключается к источнику постоянного тока. В лесной и деревообрабатывающей промышленности постоянный ток получают от специальных полупроводниковых выпрямителей. В этом случае отпадает необходимость в специальном источнике постоянного тока.

При включении обмотки статора по одной из схем (см. табл. 1) к выпрямителю в обмотке создается неподвижное в пространстве магнитное поле. В неподвижном поле по инерции продолжает вращаться ротор двигателя. В роторе двигателя при этом будут создаваться переменная ЭДС и ток, который будет возбуждать переменное магнитное поле. Переменное магнитное поле ротора при взаимодействии с неподвижным полем статора создает тормозной момент. При этом запасенная кинетическая энергия ротором и исполнительным механизмом превращается в цепи ротора в электрическую энергию, а последняя — в тепловую.

Тепловая энергия рассеивается из цепи ротора в окружающую среду. Выделение тепла в роторе будет нагревать двигатель. Количество выделенного тепла зависит от тока в обмотке статора при питании ее постоянным током. В зависимости от принятой схемы включения обмотки статора при питании ее постоянным током отношение тока к фазному току статора будет различным. Соотношения этих токов для различных схем включения показаны в табл. 1

Схема динамического торможения асинхронного двигателя показана на рис. 6.

Re][miLL

Джамшутим и отдыхаем

Схема подключения реле времени RT-SD для пуска электродвигателя «Звезда-Треугольник» от компании EKF electrotechnica

Здравствуйте дорогие друзья! Сегодня я хочу показать Вам свой пример электрической схемы подключения реле времени RT-SD и небольшое видео о том, как работает реле времени серии RT-SD для запуска электродвигателя «Звезда-Треугольник» от компании EKFelectrotechnica.

Но для начала о самом реле…

Назначение

Реле времени RT-SD предназначено для запуска электродвигателей по схеме «Звезда-Треугольник» с использованием независимой выдержки временипри старте с режима «Звезда» и последующим переходе электродвигателя в режим «Треугольник».

Внешний вид

* На рисунке я забыл указать еще два индикатора (светодиодную индикацию),индикация показывает, в каком состоянии сейчас находиться реле:

• «Р» — Реле включено (индикатор светится постоянно);
• «R/T» — Отсчет времени до отключения режима «Звезда» (индикатор моргает).

Внимание! Есть еще одно состояние у реле времени RT-SD, оно почему-то не описано в паспорте?

Если моргают оба индикатора «P» и «R/T», это означает, что реле не настроено должным образом. Т.е. регулировки на лицевой панели реле, выставлены некорректно «учтите этот момент», т.к. я сначала подумал, что реле неисправно ))).

Преимущества

Отличительной особенностью реле RT-SD от обычных реле времени или от пневматических реле с задержкой времени, является дополнительная возможность регулировки интервала времени от 1 секунды до 10 минут на задержку выключения режима «Звезда» и возможность регулировки времениот 20мс до 300мс для переключения электродвигателя с режима «Звезда» в режим «Треугольник».

Но и это еще не все! Есть еще одна особенность, которую я хотел бы отметить отдельно: это возможность настроить регулировку времени от 10 до 100% от предустановленного значения установленных настроек при выключении режима «Звезда» и переключения электродвигателя в режим«Треугольник».

Пример работы Реле времени RT-SD

Применение

Реле времени RT-SD можно применять не только для запуска электродвигателей по схеме «Звезда-Треугольник», еще его можно с легкостью применять в системе промышленной и бытовой автоматики:

• Вентиляционные системы;
• Отопительные системы;
• Осветительные системы.

Хочется добавить и свой пример, где и в какой ситуации можно применить это реле еще! Этот пример я придумал по ходу написания статьи ;).

Мой пример применения реле времени RT-SD

Представьте себе такую ситуацию: У нас есть электропечь «камера для покраски порошковой краской» — согласитесь, что это довольно опасная зона, в которой не должен находиться работник, когда она работает.

Вопрос

Что можно придумать или лучше поставить вопрос немного по другому:

Как можно применить Реле времени RT-SD на практике и обезопасить работников или случайных людей находившихся рядом с электропечью от несчастного случая на производстве?

Ответ на вопрос

Я придумал вот что: можно установить две звуковых сирены (Одну громкую, а вторую сирену, тихую) и подключить их, через переключающийся контакт на реле, т.к. у реле времени RT-SD такая возможность присутствует и вот, как это будет работать…

Как это работает

Включение первого звукового оповещения:

При подаче напряжения на катушку реле времени RT-SD, контакт замыкается и включается сирена с громким и продолжительным сигналом, тем самым предупреждая работника о том, что автоматика покрасочной камеры включилась и работнику следует покинуть опасную зону.

Включение второго звукового оповещения:

После выдержки времени, установленной на реле, контакт реле переключается и включает второй тихий и прерывистый звуковой сигнал, сигнализируя тем самым, что электропечь находится в работе.

Звуковой сигнал продолжает работать до тех пор, пока не завершится весь рабочий цикл в камере для покраски порошковой краски.

Вот, как-то так можно применить это реле для сигнализации. Ладно, идем далее…

Технические характеристики

Номинальное напряжение	230В АС 50…60Гц
Номинальное импульсное напряжение	АС400В
Потребляемая мощность	При AC ≤1,5ВА
Диапазон задержек времени	Стартовый — от 1 сек до 10 мин
	Переходной – от 20 мс до 300 мс
Точность установки	≤5%
Точность повторения	≤0,2%
Прерывание подачи питания	Не менее 200 мс
Коммутационная износостойкость	100000
Механическая износостойкость	1000000
Условный тепловой ток	5А
Категория применения	АС-15
Контакт	17 — 18 для подключения режима «звезды», 17 — 28 для подключения режима «треугольник»
Номинальный ток нагрузки	2х1,5А при 230В
Помехоустойчивость	3, в соответствии с МЭК 61000-4
Высота над уровнем моря	Не более 2000 м
Степень защиты	IP20
Степень загрязнения	3
Рабочая температура	От -5 до +40С
Температура хранения	От -25 до +75С
Подключение	Винтовые клеммы, макс. сечение провода 2,5кв.мм
Момент затяжки	0,5Н*м
Монтаж	На 35мм DIN-рейку

Габаритные и установочные размеры

Устанавливается реле времени RT-SD также как и простой модульный автоматический выключатель на DIN-рейку.

Типовые схемы подключения реле времени RT-SD

Ну а теперь, давайте рассмотрим схемы подключения этого устройства для запуска электродвигателя в режиме «Звезда-треугольник».

В электрической схеме, реле времени RT-SD я обозначил как «KT1″ и связь между катушкой реле и ее исполнительным контактом я выделил « зеленой пунктирной линией » катушка КТ1 ——- исполнительный контакт КТ1 (28-17-18).

ОЧЕНЬ ВАЖНО

Пожалуйста, не пустайте реле временини RT-SD с обычным реле времени, т.к. у реле RT-SD — однин контакт!

Схема пуска электродвигателя «Звезда-Треугольник» с реле времени RT-SD и контакторами (кат.

Схема пуска электродвигателя «Звезда-Треугольник» с реле времени RT-SD и контакторами (кат.

Что касается электрических схем с применением реле времени RT-SD, то они, чем-то похожи на схемы из предыдущей статьи про Пуск электродвигателя «Звезда-Треугольник» с одной пневматической приставкой выдержки времени DEKraft.

Кому будет интересно, посмотрите потом, ну а сейчас, давайте все-таки разберем эту схему и посмотрим как она работает.

Внимание: Между контакторами KM2 и KM3 обязательно должна устанавливаться механическая блокировка и электрическая блокировка для предотвращения одновременного включения силовых контактов!

Если это не предусмотреть, вы попросту можете запороть электродвигатель.

Принцип работы электрической схемы «Звезда-Треугольник» с применением реле времени RT-SD

Нажимая на кнопку SB2 мы тем самым, подаем напряжение на катушку KM1. После этого, срабатывает следующее условие:

Контактор KM1 включается, срабатывают его силовые и вспомогательные контакты. Силовые контакты KM1 подают напряжение на начало обмотки U1-V1-W1 электродвигателя M1, а вспомогательные контакты:

• Контакт 13-14 производит самоблокировку катушки KM1
• Контакт 53-54 подает напряжение на лампочку HL1 (Питание двигателя включено)
• Контакт 63-64 подает напряжение на катушку реле времени KT1

Пуск двигателя «Звезда»

После того, как на катушке KT1 появилось напряжение, реле запускается и замыкает свой перекидной контакт 17-18, тем самым, запуская контактор KM3.

В это же время: начинается отсчет времени в KT1 на отключение контактора KM3 (регулировка задержки времени регулируется на лицевой части реле) для включения контактора KM2.

Контактор KM3 включается, срабатывают его силовые и вспомогательные контакты. Силовые контакты контактора KM3 замыкают конец обмоток U2-V2-W2 на электродвигателе М1 и двигатель запускается в режиме «Звезда».

• Вспомогательный контакт 53-54 на контакторе KM3 подает напряжение на лампочку HL2 (Пуск двигателя в режиме «Звезда» включен)

Пуск двигателя «Треугольник»

Через некоторое время (установленное на лицевой панели реле), реле времениKT1 переключает свой контакт с 17-18 на контакт 17-28, тем самым отключая контактор KM3 режим «Звезда».

После того, как произошло переключение исполнительного контакта реле времени KT1, включается контактор KM2. Силовые контакты KM2 подают напряжение на конец обмотки U2-V2-W2, включается режим «Треугольник».

• Вспомогательный контакт 53-54 на контакторе KM2 подает напряжение на лампочку HL2 (Пуск двигателя в режиме «Треугольник» включен)

Уф, пожалуй это все по схеме ))). Так вот это работает на самом деле, а чтобы отключить все это, нужно нажать кнопку SB1.

И все-таки, в чем собственно преимущество этого реле?

Попробую сказать это своими словами: у движков с большой мощностью, пусковой ток при запуске может превышать рабочий ток в 5-7 раз.

По этой простой причине для пуска двигателя по схеме «Звезда-Треугольник» применяют Реле времени такие как RT-SD.

Реле служит для того, чтобы снизить пусковые токи у двигателей большой мощности при старте режим «Звезда», и для последующего переключения электродвигателя в режим «Треугольник» для работы электродвигателя на его номинальных значениях.

Реле времени RT-SD — это, так сказать «главное не ошибиться», альтернатива устройствам плавного пуска. Т.к. устройства плавного пуска намного дороже, чем реле времени, поэтому и применяют их на сегодняшний день довольно часто.

Ладно, дорогие друзья! Жду, от вас комментариев по теме и не забывайте нажимать на кнопочки, чтобы поделиться этой темой с друзьями. На этом я завершаю эту статью, но не закрываю эту тему совсем, есть у меня еще одна мысль в запасе.