Файл: В.А. Старовойтов Бесконтактное управление асинхронным электродвигателем.pdf

9

Принцип работы.

Схема пускателя приведена на рис. 5.

Входным сигналом пускателей является напряжение отрицательной полярности, подаваемое относительно контакта 8 на вход «М» (контакт 7) или вход «Б» (контакт 9).

Обозначения «М» (меньше) и «Б» (больше) приняты условно. Для осуществления управления пускателем с помощью ключей в

пускателе имеется источник напряжения, положительный потенциал которого выведен на клемму 8, отрицательный – на клемму 10.

С помощью ключей контакт 10 подключается ко входу «М» или

«Б».

Висходном состоянии (входные сигналы отсутствуют) напряжение на эмиттере транзистора V17 меньше напряжения включения за счёт малой величины сопротивления резисторов R7, R20, уменьшающих напряжение на эмиттере через положительный вывод выпрямительного моста V12.

Всвязи с этим транзисторы V13 и V14 закрыты, управляющих импульсов на трансформаторах Т2 и Т3 нет. Симисторы V4 – V7 закрыты. Напряжение на входе отсутствует.

При подаче управляющего напряжения на клеммы 8 – 7 (8 – 9) происходит заряд конденсаторов С1 (С2) и С3, выполняющих функции фильтров и элементов схемы задержки на реверсе. Протекание тока через резисторы R7, R20, отрицательный вывод выпрямительного моста V12 и диод V10 (V11) приводит к увеличению падения напряжения на резисторах R7 и R20 и открытию диода отрицательного вывода выпрямительного моста V12. В результате этого на базе транзистора V12 (V14) напряжение уменьшается, происходит заряд конденсаторов С3 и С7 и увеличение напряжения на базе транзистора V14 (V13) и эмиттере транзистора V17 относительно базы 1 транзистора V17. При достижении напряжением на эмиттере транзистора V17 напряжения включения транзистор открывается и конденсатор С7 разряжается по цепи: резистор R10, переход база-эмиттер транзистора V14 (V13), диод V16 (V15), переход эмиттер-база транзистора V17 и отрицательный вывод выпрямительного моста V12.

10

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема ПБР-3А

11

Ток разряда конденсатора, протекающий через базу транзистора V14 (V13), усиливается им и в трансформаторе Т2 (Т3) формируется импульс, отпирающий симисторы V4 (V5) и V7 (V6). Процесс зарядразряд конденсатора С7 повторяется периодически и прекращается только после снятия входного напряжения.

Симистор силовой цепи служит для подачи напряжения на электродвигатель.

Конденсатор С4 и резисторы R8, R9 предназначены для улучшения условий коммутации симисторов.

Пускатель защищён от одновременного отпирания всех симисторов, вызванного подачей напряжения на оба входа или быстрым реверсом напряжения управления.

Пускатель ПБР-3А содержит схему защиты электродвигателя от перегрузки. Схема защиты обеспечивает отключение электродвигателя механизма при выходе выходного органа механизма на упор либо при заклинивании его в промежуточном положении.

Входной сигнал схемы защиты – ток электродвигателя. Выходное напряжение трансформаторов тока Т4 и Т5 через вы-

прямительный мост V26, резистор R22 подаётся на конденсатор С11. Если конденсатор зарядится до напряжения отпирания транзистора V25, транзистор откроется, уменьшит потенциал эмиттера транзистора V22 (при практически постоянном напряжении на базе этого транзистора).

Транзистор V22 откроется и зашунтирует цепь питания эмиттера транзистора V17, формирование импульсов прекратится.

В таком положении схема остаётся до снятия входного напряжения со входа пускателя.

Пускатель рассчитан на подключение электродвигателей различной мощности, поэтому предусмотрено изменение тока срабатывания защиты изменением положения движка потенциометра R29, расположенного на передней панели пускателя.

Защита пускателя от коротких замыканий.

Для защиты пускателя от коротких замыканий напряжение подаётся на клеммы 1-2-3 пускателя через предохранители ПК45 5А.

12

5. ОПИСАНИЕ СТЕНДА

Стенд выполнен на вертикально расположенной металлической стойке, на передней панели которой размещены собственно пускатель ПБР-3А, органы управления и сигнализации, а также выведен конец вала электродвигателя с защищённым от прикосновения вращающимся диском (рис. 6).

Рис. 6. Внешний вид стенда:

1 – выходной конец вала электродвигателя с диском; 2 – переключатель сетевой; 3 – пускатель ПБР-3А; 4 – тумблер управления режимом работы электродвигателя; 5, 6 – светодиод сигнальный

13

Следует отметить, что пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-3А является одним из устройств комплекса АК9СР второй очереди и предназначен для совместной работы с блоком регулирующим типа РП-4 [2, c. 64]. Именно последний формирует на выходе импульсы постоянного пульсирующего тока напряжением 24 В, которые и способен воспринимать ПБР-3А.

На стенде регулирующий блок имитирует тумблер управления режимом работы 4, имеющим три положения: «Вперёд», «0», «Назад». Положения «Вперёд» и «Назад» могут соответствовать, например, командным сигналам регулятора «Больше» и «Меньше» или наоборот.

Положение тумблера 4 «0» соответствует так называемой зоне нечувствительности, возможность установки которой предусмотрена для регулирующих блоков (устройств) в случае автоматического управления. Величина этой зоны определяет частоту срабатывания ПРБ-3А. Чем меньше эта зона, тем больше частота срабатывания и, соответственно, износ ПБР-3А. Кроме того, реверсирование электродвигателя хотя бы и без кратковременной остановки ведёт к возникновению больших токов в обмотке статора и цепей ПБР-3А.

В соответствии с вышеизложенным реверсирование электродвигателя, который вращается без нагрузки, следует производить только после его остановки.

Подаваемые с помощью тумблера 4 команды в виде импульсов определённой полярности реализуются с помощью специальной схемы, в работе не предусматриваемой.

Стенд питается переменным током напряжением 220 В. Подача (отключение) напряжения на стенде производится с помощью клавишного переключателя 2 с подсветкой.

6. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Перед началом работы следует внимательно изучить материал, представленный в указаниях, и ознакомиться с техническими средствами автоматизации, размещёнными на стенде.

После разрешения преподавателя приступить к выполнению работы.

1. Убедиться, что тумблер 4 (рис. 6) установлен в среднее положение «0».

14

2.Подать питание на стенд, нажав верхнюю часть клавишного переключателя 2, после чего должна загореться его подсветка.

3.Переместить тумблер 4 влево, что соответствует вращению электродвигателя «Вперёд». При этом имеет смысл прислушаться к работе пускателя ПБР-3А и отметить, что характерный для электромагнитного пускателя стук подвижных частей отсутствует. Установка тумблера в положение «Вперёд» вызывает загорание сигнальной лампы 5.

4.Установить тумблер 4 в положение «0» (лампа 5 погаснет) и дождаться полной остановки электродвигателя, ориентируясь по отметкам на диске 1.

5.Установить тумблер 4 в положение «Назад» (перемещение вправо). Одновременно должна загореться сигнальная лампа 6 и двигатель начнёт вращаться в обратном направлении.

6.Остановить электродвигатель с помощью тумблера 4 (отметка

«0»).

7.Повторить операции последовательно по п. 3, 4, 5, 6, а затем по п. 5, 4, 3, 6, т.е. в обратной последовательности.

8.Отключить стенд, нажав нижнюю часть клавишного переключателя 2 (подсветка погаснет).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Каковы достоинства тиристорного управления электродвигате-

лями?

2.Как работает триодный тиристор и какова его вольт-амперная характеристика?

3.Как влияет на характеристики триодных тиристоров ток управ-

ления?

4.Какое устройство называют симистором и для чего оно исполь-

зуется?

5.Каким образом осуществляется защита электродвигателя от перегрузки?

6.Чем ограничивается в ПБР-3А максимально коммутируемый

ток?

7.Как осуществляется защита электродвигателя от короткого замыкания?

15

8.Какой сигнал является управляющим для ПБР-3А и куда он по-

даётся?

9.Какими символами обозначаются на принципиальных электрических схемах тиристоры и симисторы?

10.Каковы недостатки контактных систем управления?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Подлипенский В.С. Элементы и устройства автоматики / В.С. Подлипенский, Ю.А. Сабинин, Л.Ю. Юрчук; Под ред. Ю.А. Сабинина. – СПб.: Политехника, 1995. – 472 с.

2.Коновалов Л.Н. Элементы и системы электроавтоматики / Л.И. Коновалов, Д.П. Петелин. – М.: Высш. шк, 1985. – 216 с.

3.Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник / В.Я. Баранов, Т.Х. Безновская, В.А. Бек и др.; Под общ. ред. В.В. Черенкова. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1987.– 847с., ил.

16

Составители Владимир Алексеевич Старовойтов Надежда Михайловна Шаулева

БЕСКОНТАКТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Управление техническими системами»

для студентов специальностей 170500, 170100

Редактор А.В. Дюмина

Подписано в печать 17.01.03. Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Уч.-изд.л. 1,0 . Тираж экз. Заказ ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.