Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема пуска двигателя постоянного тока независимого возбуждения в функции времени

Схема пуска двигателя постоянного тока независимого возбуждения в функции времени

ads

Схема пуска двигателя постоянного тока НВ в функции времени построена на применении реле времени, которые по истечению выдержки времени поэтапно выводят ступени пускового резистора.

Перед изучением принципа работы схемы — рекомендуется ознакомиться с данным материалом.

Схема пуска двигателя постоянного тока независимого возбуждения в функции времени

Принцип работы схемы

Пуск двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) осуществляется с полностью ведённым резистором в цепи якоря. После включения автоматического выключателя QF1 напряжение поступает на обмотку возбуждения LM, катушку реле КА и катушку реле времени КТ1.

Схема пуска ДПТ НВ в функции времени

Что приводит к их срабатыванию. Контакт КТ1 размыкается в цепи катушки контактора КМ2, а контакт КА замыкается в цепи КМ1.

Схема пуска ДПТ НВ в функции времени

Реле минимального тока КА служит для защиты двигателя. При возникновении обрыва в цепи возбуждения — реле отпускает контакт КА и обесточивает цепь якоря ДПТ через КМ1.

После нажатия кнопки “Пуск” SB1, запитывается магнитный пускатель КМ1, который своими контактами:

  • КМ1.2 — шунтирует кнопку “Пуск” (позволяет не удерживать кнопку SB1 в нажатом положении)
  • КМ1.1 запитывает цепь якоря — двигатель запускается с двумя ступенями реостата, так как контакторы КМ2 и КМ3 питания не получают.
  • КМ1.3 обесточивает реле времени КТ1.

Схема пуска ДПТ НВ в функции времени

После выдержки времени КТ1 замыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМ2.

Схема пуска ДПТ НВ в функции времени

КМ2 срабатывает и замыкает свои контакты:

  • КМ2.1 — шунтируя первую ступень резистора (Двигатель разгоняется по искусственной механической характеристике 2);
  • КМ2.2 — запитывая реле времени КТ2.

Схема пуска ДПТ НВ в функции времени

Реле времени КТ2 срабатывает после выдержки времени, и замыкает цепь питания катушки контактора КМ3.

Схема пуска ДПТ НВ в функции времени

КМ3 срабатывая шунтирует вторую ступень резистора и двигатель выходит на естественную характеристику 3. Пуск окончен.

Схема пуска ДПТ НВ в функции времени

Останов двигателя осуществляется нажатием кнопки «стоп» SB2.

К достоинствам схемы можно отнести простоту управления, стабильность процесса разгона и торможения, отсутствие задержки электропривода на промежуточных скоростях.

Управление возбуждением двигателей постоянного тока

По способу возбуждения двигатели постоянного тока подразделяются аналогично генераторам на двигатели независимого (рис.1), параллельного (рис.2), последовательного (рис.3) и смешанного (рис.4) возбуждения. При параллельном, последовательном и смешанном возбуждении напряжение на обмотке возбуждения зависит от напряжения на обмотке якоря, при независимой системе возбуждения, обмотка возбуждения питается от дополнительного источника постоянного тока и не зависит от режима работы и нагрузки двигателя.

Рис.1 Схема независимого возбуждения

Рис.2 Схема параллельного возбуждения

Рис.3 Схема последовательного возбуждения

Рис.4 Схема смешанного возбуждения

Для регулирования скорости двигателей постоянного тока применяют различные способы.
В общем случае скорость двигателя определяется выражением:

Как видно из выражения (1.1), регулировать скорость двигателя постоянного тока возможно двумя способами:

— Изменением питающего напряжения U

— Изменением магнитного потока машины Ф (изменением тока возбуждения)

Раньше регулирование питающего напряжения встречало трудности связанные с преобразованием напряжения постоянного тока, изменение скорости вращения двигателя осуществлялось с помощью включения в цепь якоря дополнительного регулировочного реостата. Основными недостатками этого метода являются потери в реостате, через который протекает ток полной нагрузки двигателя, неудобство управления.

Наиболее удобным, распространенным и экономичным способом регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока, является изменение магнитного потока машины (изменение тока возбуждения). Экономия связана с тем, что в данном случае управлять можно не большим током якоря, а малым током возбуждения, что уменьшает потери и удешевляет систему управления. Однако этот способ позволяет лишь увеличивать скорость вращения двигателя.

Читайте так же:
Расшифровка названия автоматического выключателя

Согласно выражению (1.1), с уменьшением Ф скорость возрастает (рис.5). Двигатели рассчитываются для работы при номинальном режиме с наибольшим значением Ф, т. е. с наименьшей величиной n. При таком регулировании к. п. д. двигателя остается высоким, так как мощность возбуждения мала, и потери при регулировании минимальны. Максимальная скорость вращения в данном случае ограничивается механической прочностью машины и условиями ее коммутации.

Рис.5 Характеристики ДПТ при регулировании тока возбуждения

Современные способы регулирования скорости двигателей постоянного тока

Сегодня основным средством управления двигателями постоянного тока становятся современные тиристорные регуляторы (назовем их “приводы постоянного тока”), их производят множество фирм, специализирующихся на приводной технике (например, Control Techniques, Siemens, Sprint-Electric и т.д.). Современные приводы постоянного тока позволяют управлять не только скоростью вращения двигателя, но и его моментом (например, на линиях намотки). За счет различных интерфейсов обмена сигналами с автоматизированной системой управления, изменять параметры работы двигателя достаточно просто и удобно.

Приводы постоянного тока могут работать как в одном квадранте, так и во всех четырех, при этом изменяя не только ток обмотки якоря, но и ток обмотки возбуждения — многие приводы имеют встроенные “контроллеры поля”, что дает возможность регулировать скорость двигателя в самом широком диапазоне.

Следует отметить, что “ослабление” поля при задании скорости двигателя выше номинальной, привод производит автоматически, контроллер поля представляет собой тот же тиристорный регулятор. Встроенные контроллеры поля имеют приводы Mentor, Mentor MP (Control Techniques), PL, PLX (Sprint-Electric). Остальные модели приводов постоянного тока этих брендов для питания обмотки возбуждения двигателей имеют неуправляемые выпрямители.

Номинальный ток контроллеров возбуждения приводов постоянного тока имеют следующие значения:
Sprint-Electric PL, PLX — 8A (для приводов с номинальным током якоря 12-123A), 16A (для приводов с номинальным током якоря 155-330A), 32A (для приводов с номинальным током якоря 430-630A).

Control Techniques Mentor — M25(R) — M210(R) — 8 А, остальные габариты с неуправляемым выпрямителем.
Control Techniques Mentor MP —
MP25Ax(R), MP45Ax(R), MP75Ax(R), MP105Ax(R), MP155Ax(R), MP210Ax(R) — 8А
MP350Ax(R), MP420Ax(R), MP550Ax(R), MP700Ax(R), MP825Ax(R), MP900Ax(R) — 10A
MP1200Ax(R), MP1850Ax(R) — 20А.

Для токов обмотки возбуждения имеющих значение свыше 8А, Control Techniques предлагает внешние контроллеры поля, которые связываются с приводом постоянного тока по цифровой шине — это контроллеры FXM-5 (до 90А) и FXMP-25 (до 25А).

На практике часто встречаются двигатели с низковольтными обмотками возбуждения с большими токами. В данном случае, для изменения тока можно применить приводы постоянного тока, при этом вместо обмотки якоря подключить обмотку возбуждения. Это может быть любой аналоговый или цифровой привод постоянного тока. При использовании в качестве регуляторов поля простых аналоговых преобразователей Sprint-Electric (модели 340, 680, 1220, 340i, 680i, 1220i, 370, 370E, 400E, 800E, 1200E, 400, 800, 1200, 400i, 1600i, 3200i, SL, SLE), производитель рекомендует настраивать их в режим управления моментом.
Привод Mentor MP (Control Techniques) имеет для этого специальный режим.

Схема подключения реверсивного пускателя

Прибор реверсивный пускатель

Электромагнитный пускатель являет собой низковольтное комбинированное электромеханическое приспособление, специализированное для запуска трёхфазных электродвигателей, для обеспечения их постоянной работы, для отключения питания, а в некоторых случаях и для охраны цепей электродвигателя и иных подключённых цепей. Определённые двигатели обладают функцией реверса мотора.

По сущности, электромагнитный пускатель — это улучшенный, изменённый контактор. Но более компактный, нежели контактор в обычном понятии: легче по весу и рассчитан непосредственно для работы с двигателями. Определённые модификации магнитных пускателей опционально оборудованы тепловым микрореле аварийного отключения и защитой от обрывания фазы.

Читайте так же:
Розетки выключатели схематичное изображение

Для управления запуском мотора путём замыкания контактов устройства предназначается клавиша или слаботочная группа контактов:

  • с катушкой на определённое напряжение;
  • в некоторых случаях — и то и другое.

В пускателе за коммутирование силовых контактных отвечает непосредственно катушка в металлическом сердечнике, к которой прижимается якорь, давящий на контакты и замыкающий цепь. При выключении питания катушки возвратная пружинка перемещает якорь в противоположное положение — цепь размыкается. Каждый контакт находится в дугогасительной специальной камере.

Реверсивные и нереверсивные пускатели

Устройства бывают различных видов и выполняют все поставленные задачи.

Пускатели бывают двух типов:

  • нереверсивные;
  • реверсионные.

Как работает пускатель

В реверсивном пускателе в одном корпусе существуют два единичных магнитных устройства, имеющих электрическое подсоединение между собой и прикреплённых в совокупном основании, но функционировать может только один из данных пускателей — или только первый, или только второй.

Реверсивный прибор вводится через естественно-закрытые блокировочные контакты, роль которых — устранить синхронное включение двух групп контактов — реверсивной и нереверсивной, для того чтобы не случилось межфазного замыкания. Определённые модификации реверсивных пускателей для предоставления этой же функции имеют защиту. Фазы питания возможно переключать по очереди для того, чтобы выполнялась главная функция реверсивного пускателя — перемена направления вращения электродвигателя. Изменился порядок чередования фаз — поменялось и направление ротора.

Возможности пускателей

Для лимитирования пускового тока трёхфазного двигателя его обмотки могут связываться «звездой», затем, если мотор вышел на номинальные обороты, перейти в «треугольник». При этом магнитные пускатели могут быть: раскрытыми и в корпусе, реверсивными и нереверсивными, с защитой от перегрузок и без защиты от нагрузки.

Каждый электромагнитный пускатель имеет блокировочные и силовые контакты. Силовые коммутируют нагрузки. Блокировочные контакты нужны для управления работой контактов. Блокировочные и силовые контакты бывают естественно-незамкнутыми либо нормально-закрытыми. В принципиальных схемах контакты изображают в их нормальном состоянии.

Удобство использования реверсивных пускателей невозможно пересмотреть. Это и эксплуатационное управление трёхфазными асинхронными моторами разных станков и насосов, и управление системой вентиляции, арматурой, вплоть до замков и вентилей отопительной системы. Особенно примечательна вероятность удалённого управления пускателями, если электрический источник дистанционного управления коммутирует катушки пускателей аналогично реле, а последние безопасно связывают силовые цепи.

Конструкция реверсивного магнитного двигателя

Распространение этих модификаций становится все обширнее с каждым годом, так как они помогают управлять асинхронным двигателем на дистанции. Это приспособление даёт возможность как включать, так и отключать мотор.

Корпус реверсивного пускателя состоит из таких следующих частей:

  1. Контактор.
  2. Тепловое микрореле.
  3. Кожух.
  4. Инструменты управления.

Как работает пускатель двигателя

После того как поступила команда «Пуск», цепь замыкается. Далее ток начинает передаваться на катушку. В это же время действует механическое блокирующее приспособление, которое не дает запуститься ненужным контактам. Здесь нужно отметить, что механическая блокировка также закрывает и контакты клавиши, это дает возможность не удерживать её надавленной постоянно, а спокойно освободить. Еще одна важная часть состоит в том, что вторая клавиша этого устройства совместно с пуском всего аппарата будет размыкать электрическую цепь. Благодаря этому даже надавливание не дает практически никакого результата, формируя дополнительную безопасность.

Особенности функционирования модели

При нажатии клавиши «Вперед» действует катушка, и вводятся контакты. Вместе с этим выполняется операция пусковой клавиши постоянно разомкнутыми контактами устройства КМ 1.3, благодаря чему при непосредственном отпускании клавиши питание на катушку действует по шунтированию.

Читайте так же:
Однофазный автоматический выключатель с25

После введения первого пускателя размыкаются именно контакты КМ 1.2, что отключает катушку К2. В итоге при непосредственном нажатии в клавишу «Назад» ничего не происходит. Для того чтобы ввести мотор в обратную сторону необходимо надавить «Стоп» и обесточить К1. Все блокировочные контакты возвратиться могут в противоположное состояние, после этого возможно ввести мотор в противоположном направлении. Аналогично при этом вводится К2 и отключается блок с контактами. Происходит включение катушки 2 пускателя К1. К2 содержит силовые контакты КМ2, а К1- КМ1. К кнопкам для подсоединения от пускателя следует провести пятижильный провод.

Правила подключения

Как подключить пускатель

В любой установке, в которой требуется пуск электродвигателя в прямом и в противоположном направлении, непременно существует электромагнитный прибор реверсивной схемы. Подсоединение подобного элемента не считается столь непростой задачей, как может показаться на первый взгляд. К тому же нужность подобных задач возникает довольно часто. К примеру, в сверловочных станках, отрезных конструкциях либо же лифтах, если это не касается домашнего применения.

Принципиальным различием трехфазной схемы от одинарной считается наличие дополнительной цепочки управления и несколько модифицированной энергосиловой части. Кроме того, для реализации переключения подобная установка оборудована клавишей. Подобная система, как правило, защищена от замыкания. Для этого перед самими катушками в цепи предусмотрено присутствие двух нормально-замкнутых силовых контактов (КМ1.2 и КМ2.2), помещённых в позиции (КМ1 и КМ2).

Реверсивное подключение трехфазного двигателя

При работе выключателя QF1, одновременно все без исключения три фазы прилегают к контактам пускателя (КМ1 и КМ2) и находятся в таком состоянии. При этом первая стадия, представляющая собой питание для цепочки управления, протекая через аппарат защиты схемы управления SF1 и клавишу выключения SB1, непосредственно подаёт напряжение в контакты под третьим номером, который относится к SB2, SB3. При этом существующий контакт 13НО приобретает значение основного дежурного. Подобным способом система считается целиком готовой к работе.

Переключение системы при противоположном вращении

Реверсивный пускатель в корпусе

Задействовав клавишу SB2, направляем напряжение первой фазы в катушку, что относится к пускателю КМ1. Уже после этого совершается введение нормально-разомкнутых контактов и выключение нормально-замкнутых. Подобным образом, замыкая имеющийся контакт КМ1, совершается эффект самозахвата магнитного устройства. При этом все без исключения три фазы поступают в нужной обмотке двигателя, который, в свою очередь, начинает формировать вращательное перемещение.

Созданная модель предусматривает наличие одного рабочего приспособления. К примеру, может функционировать только лишь КМ1 либо же, напротив, КМ2. Отмеченная цепь обладает действительными элементами.

Изменение поворотного движения

Теперь для придания противоположного направления перемещения вам следует поменять состояние силовых фаз, что удобно совершить при помощи переключателя КМ2. Все совершается благодаря размыканию первой фазы. При этом все без исключения контакты вернутся в исходное состояние, обесточив обмотку мотора. Эта фаза считается ждущим режимом.

Задействование клавиши SB3 приводит в работу электромагнитный пускатель КМ2, который в свою очередь изменяет положение второй и третьей фазы. Это влияние вынуждает мотор вращаться в противоположном направлении. Теперь КМ2 будет ведущим, и пока не случится его разъединение, КМ1 будет не задействован.

Защита цепей от короткого замыкания

Как правильно подключить реверсивный пускатель

Как уже было заявлено прежде, прежде чем осуществить процесс перемены фазности, необходимо прекратить вращение мотора. Для этого в системе учтены нормально-замкнутые контакты. Поскольку при их нехватке невнимательность оператора привела бы к межфазному непосредственному замыканию, которое может случиться в обмотке мотора второй и третьей фазы. Предложенная модель считается оптимальной, поскольку допускает работу только лишь одного магнитного пускателя.

Читайте так же:
Ячейка с вакуумным выключателем с выкатными элементами

Схема подсоединения реверсивного магнитного пускателя считается ядром управления, так как много электрооборудования функционирует на реверсе, и непосредственно этот аппарат меняет направление верчения мотора.

Реверсивные схемы электромагнитных пускателей устанавливают там, где они на самом деле нужны, поскольку существуют подобные устройства, а обратный процесс недопустим и может вызвать серьёзную поломку автоматического характера.

Как выполняется реверс электрического двигателя с различными типами тока

реверс электрического двигателя

Реверс – изменение направления роторного вращения в противоположную сторону. Поменять вращение возможно у электрического двигателя с током, как постоянной величины, так и с переменным значением.

Реверс используется практически во всех устройствах (крановые балки, лебёдки, тельферы, подъёмные механизмы и так далее).

Изменение направления роторного вращения не применяется в затачивающем оборудовании, вытяжках и тому подобное.

Реверс двигателей с током постоянной величины

shema-elektromotora-s-mnogoobmotochnym-yakorem реверс

Очень просто выполняется реверс силовых установок, имеющих постоянный ток. Для этого достаточно поменять полярность, и ротор будет крутиться в противоположную сторону.

Более сложной задачей является реверсирование двигателя с электрическим последовательным либо параллельным возбуждением.

Простой сменой полярности питания здесь не обойтись. Потребуется изменить поляризацию в возбуждающей обмотке или на роторных щётках.

Для моторов, обладающих высокой мощностью применима смена якорной полярности.

Разрыв возбуждающей обмотки на функционирующем двигателе не допускается, потому что образовавшаяся электрическая движущаяся сила обладает большим напряжением, что приведёт к пробою изоляции и, в итоге, двигатель потеряет работоспособность.

реверс электрического двигателя с различными типами тока

Для выполнения реверсирования используют релейные, транзисторные мосты, либо контакторы. С транзисторной мостовой схемой можно контролировать и менять вращающую скорость.

На картинке показана транзисторная схема. Для иллюстрации функционала вместо транзисторов показаны переключающие контакты. Идентично выполняются мосты для полевых транзисторов.

Коэффициент полезного действия данной схемы на порядок больше транзисторной. Управление выполняется контроллером либо логическими схемами, исключающими одновременное поступление сигнала.

Реверс асинхронного мотора

Большой популярностью в производстве пользуются асинхронные моторы, которые питаются от 3-фазного напряжения в триста восемьдесят вольт. Для изменения вращения нужно поменять местами две фазы, какие – не имеет значения.

Для подключения часто применяют схему с использованием магнитных пускателей. Для моторов с постоянным током эта схема будет идентична, за исключением применения в ней контакторов с двумя полюсами либо пускателей.

Она называется «реверсивный запуск асинхронного 3-фазного электрического двигателя».

реверс электрического двигателя с различными типами тока

При запуске пускателя «KM 1» кнопочным включателем «Пуск 1», напряжение подаётся непосредственно к обмоткам, при этом «Пуск 2» блокируется от незапланированного срабатывания посредством разрыва контактов «KM 1».

Вращение двигателя, при этом, осуществляется в одном направлении.

Когда пускатель«KM 1» отключён кнопочным выключателем «Стоп» либо полным отключением напряжения, допускается включение«KM 2» выключателем «Пуск 2», вследствие чего напряжение по линии«L 2» подаётся напрямую, а линии«L1» и «L3» меняют места.

«Пуск 1» зафиксирован в результате размыкания контактов«KM 2». Начинается движение в обратном направлении.

Схема довольно популярна и широко применяется из-за своей простоты и доступности комплектующих деталей. Сейчас активно используются коммутационные управляющие системы, работающие на тиристорах.

Пускатели в такой цепи применяют для дистанционного управления.

реверс электрического двигателя с различными типами тока

Устройство более сложное, чем у контакторов, но и более надёжное. Управление осуществляется системой «СИФУ» и частотами.

Читайте так же:
Схема соединения для проходного выключателя

Данные устройства имеют множество функций, благодаря которым можно выполнять и реверсирование асинхронного электрического мотора, и менять скорость вращения.

В быту может появиться надобность подключения мотора триста восемьдесят на двести двадцать вольт с реверсированием. Для этого нужно переключить схему со звезды на треугольник.

Здесь для изменения направления вращения, нужно перекинуть сетевой проводник с «B» на«A», затем отключить конденсатор от «A» и подключить к«B».

Эту процедуру удобно выполнить тумблером с шестью контактами. Так выглядит типовое подключение асинхронного мотора в сеть на двести двадцать вольт с конденсатором.

Подключение коллекторного электродвигателя с реверсом

Подключение коллекторного электродвигателя с реверсом

При выполнении реверса такого двигателя, нужно помнить, что:

  1. Не все коллекторные двигатели могут реверсироваться. При наличии стрелки, указывающей направление вращения, мотор реверсироваться не может.
  2. Двигатели с высокой вращательной скоростью могут работать только в одном направлении, к примеру, болгарки.
  3. Если обороты низкие, то менять направление можно (дрели, стиральные машины и тому подобное).

Выше показана схема коллекторного мотора с реверсом, работающего от различных видов тока. Для изменения направления, достаточно будет сменить полярность на роторной либо статорной обмотке, также как в моторах с током постоянной величины.

реверс

При простой смене полярности питающего напряжения, роторное вращение не поменяется. Это нужно брать во внимание при сетевом подсоединении коллекторного двигателя с реверсом.

Учитывайте, что в силовых агрегатах с высокой мощностью происходит коммутация якорной обмотки. Когда обмотки переключаются, начинает расти само индуцирующее напряжение, достигающее значений, приводящих к поломке мотора.

Домашние умельцы часто используют разные виды моторов для создания своих поделок. Это может быть щёточный двигатель, устанавливаемый на автоматические стиральные машины, которые довольно удобны, поскольку включаются прямо в домашнюю сеть двести двадцать вольт.

Им не нужны дополняющие конденсаторы, а частоту вращения можно изменять обычным регулятором мощности. На колодку с клеммами выходят 6-7 проводов.

Это зависит от вида мотора:

  • Два проводника подаются на коллекторные щётки.
  • Два провода от датчика оборотов.
  • Возбуждающие обмотки имеют два либо три проводника. Третий проводник регулирует число оборотов.

Реверсирование мотора стиральной машинки выполняется перестановкой выводов возбуждающей обмотки. Третий вывод, при его наличии, не используется.

Реверс двигателя на «arduino»

При создании различного оборудования и в роботизированной технике используют компактные щёточные моторы постоянного тока, управляемые программным контроллером«arduino».

Когда реверс не нужен, мощность двигателя низкая, а питающее напряжение составляет от трёх до пяти вольт – схему упрощают и подать питание напрямую от «arduino», но это редкость.

В устройствах с удалённым управлением, где нужно применить реверс двигателей с питанием больше пяти вольт, используют ключи, выполненные по схеме моста. В такой схеме используют полевые транзисторы или подключающие драйвера.

Обращаем ваше внимание на то, что сборку реверсивной схемы двигателя лучше доверить специалисту.

Но если вы обладаете необходимыми знаниями и навыками, безусловно, это можно выполнить самому, главное – строго придерживаться требований безопасности, определиться с правильной схемой подключения и приобрести качественные детали.

На сегодня это вся информация, которой мы хотели поделиться с вами касательно схем реверсирования различных типов электрических двигателей.

Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментариях под статьёй либо на нашем форуме, мы обязательно постараемся вам помочь!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector