Файл: Лаб. работы 2-2.docx

Схема (рис. 6.3 б) работает следующим образом:

• в исходном состоянии подано напряжение питания на фазы А, В, С; автоматический выключатель QF включен; кнопки SB1 (замкнута), SB2 (разомкнута), SB3 (разомкнута) не нажаты; катушки КМ1, КМ2 пускателей обесточены; двигатель М отключен от сети;

• при кратковременном нажатии кнопки «Пуск вправо» SB2 на катушку КМ1 подается напряжение питания и она срабатывает; замыкающиеся блок-контакты КМ1 шунтируют (т. е. подключаются параллельно) контакт кнопки SB2 и ее после этого можно отпускать, размыкающиеся блок-контакты КМ1 отключают цепь питания катушки пускателя КМ2, а силовые контакты пускателя КМ1 подают напряжение питания на обмотку статора двигателя М, он начинает вращаться вправо;

• для отключения двигателя М надо кратковременно нажать кнопку SB1, при этом производится разрыв по цепи питания катушки пускателя КМ1, которая отключается и обесточивает двигатель М, а также снимается блокировка контактов кнопки SB2 и замыкается цепь питания катушки пускателя КМ2; в результате вся схема возвращается в исходное состояние;

• при кратковременном нажатии кнопки «Пуск влево» SB3 на катушку КМ2 подается напряжение питания и она срабатывает; замыкающиеся блок-контакты КМ2 шунтируют (т. е. подключаются параллельно) контакт кнопки SB3 и ее после этого можно отпускать, размыкающиеся блок-контакты КМ2 отклю­чают цепь питания катушки пускателя КМ1, а силовые контакты пускателя КМ1 подают напряжение литания на обмотку статора двигателя М, он начинает вращаться влево;

• для отключения двигателя М надо кратковременно нажать кнопку SB1, при этом производится разрыв по цепи питания катушки пускателя КМ2, которая отключается и обесточивает - двигатель М, а также снимается блокировка контактов кнопки SB3 и замыкается цепь питания катушки пускателя КМ1; в результате вся схема возвращается в исходное состояние,

• включение размыкающихся блок-контактов пускателей в соответствующие цепи питания катушек обеспечивает электрическую блокировку от одновременного срабатывания обеих катушек пускателей; срабатывание теплового реле приводит к размыканию его контактов КК, что эквивалентно нажатию кнопки «Стоп» SB1.

На рис. 6.3 в приведена схема реверсивного управления элек­тродвигателем, имеющая электромеханическую блокировку от одно­временного включения катушек пускателей. Эта схема позволяет из­менить направление вращения электродвигателя на обратное, не нажимая кнопку «Стоп» (SB1). В ней используются двухцепные кнопочные элементы с самовозвратом - это кнопки управления «Пуск вправо» (SB2) и «Пуск влево» (SB3). С их помощью осуществляется электрическая блокировка от одновременного включения пускателей КМ1 и КМ2. Для повышения надежности работы в схеме должны быть применены магнитные реверсивные пускатели с механической бло­кировкой. Механическая блокировка используется только в реверсив­ных пускателях, она реализуется рычажной системой, препятствую­щей срабатыванию одного пускателя, если включен другой. При из­менении направления вращения двигателя, осуществляемом во вре­мя его работы без использования кнопки «Стоп», приводит сначала к его работе в режиме торможения противовключением, а только затем наступает реверс двигателя. В остальном эта схема аналогична рас­смотренной ранее (рис. 6.3 б).

---

---

Указания и порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с электрооборудованием лабораторного стенда.

2. Собрать нереверсивные схемы управления асинхронным электродвигателем (рис. 6.2 а, б, в, г). Для каждой из этих схем осуще­ствить все возможные пуски и остановки двигателя, проверить дейст­вие блокировки от самозапуска.

3. Собрать реверсивные схемы управления асинхронным электродвигателем (рис. 6.3 а, б, в). Для каждой из этих схем осуществить все возможные пуски и остановки двигателя, проверить действие блокировок и работу при одновременном нажатии кнопок «Пуск влево» и «Пуск вправо».

4. Вычертить принципиальные электрические схемы управления - рис. 6.2 и 6.3. Изобразить в координатах  и М, как происходит реверс электродвигателя с использованием режима динамического торможения по схеме на рис. 6.3 в.

Лабораторная работа № 7 управление торможением асинхронного электро­двигателя при помощи репе контроля скорости

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучить принцип управления асинхронным электродвигателем в функции скорости, ознакомиться с конструкцией и работой реле контроля скорости (РКС).

ПРОГРАММА РАБОТЫ

1. Изучить устройство и принцип работы РКС.

2. Исследовать работу схем управления торможением асинхрон­ным электродвигателем в функции скорости.

Основные теоретические положения

При отключении электродвигателя от сети электропривод продолжает вращаться под действием сил инерции, а остановка вра­щающихся и поступательно движущихся частей рабочей машины (станка, кормораздатчика и т. д.) происходит за счет сил трения. При значительном моменте инерции системы «электродвигатель – рабочая машина» время остановки (самоторможения) может достигать не­скольких десятков секунд. Для станка, работающего с частыми пуска­ми и остановками, это будет означать значительную потерю рабочего времени, а для кормораздатчика или подъемника - остановку в слу­чайном месте пути.

Для уменьшения времени торможения электропривода и полу­чения точной позиционной остановки оборудования применяют раз­личные способы электрического торможения электродвигателей. Наи­более широко используется способ торможения противовключением с применением РКС. Он заключается в том, что после отключения об­моток статора электродвигателя от сети на них вновь подают напря­жение питания (практически при неизменной скорости вращения), но поменяв порядок чередования двух любых фаз. Это приводит к изме­нению направления вращения электромагнитного поля статора, вра­щающий момент электродвигателя изменяет свой знак и становится тормозным. Остановка рабочей машины происходит за счет тормозно­го момента электродвигателя и сил трения. Время остановки электро­привода составляет доли или единицы секунд. Однако при этом спо­собе в момент остановки ротора электродвигателя его обмотки стато­ра надо отключить от сети, иначе произойдет реверс электропривода, т. е. его вращение в обратном направлении. Для реализации способа торможения противовключением используют датчик частоты враще­ния, соединенный непосредственно с ротором электродвигателя в ви­де реле контроля скорости РКС.

---

РКС представляет собой индукционное реле, вал которого жест­ко соединен с ротором электродвигателя, его конструктивная схема дана на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Индукционное реле контроля скорости (РКС)

1 - постоянный магнит; О - валик, соединенный с валом электродвигателя; 2 - алюминиевый цилиндр; 3 - упор; 4 – контакты; 5 – подстроечные винты.

РКС состоит из постоянного магнита 1, закрепленного на валике О, соединяемом с валом электродвигателя. Постоянный магнит NS помещен внутри алюминиевого цилиндра 2, который выполнен по типу обмоток ротора короткозамкнутого асинхронного электродвигателя и может поворачиваться вокруг оси валика О на не­большой угол в обе стороны. При этом связанный с цилиндром 2 упор 3, преодолевая сопротивление пружин, переключает контакты 4. В за­висимости от направления вращения переключается либо левая, либо правая группа контактов. Условное обозначение, применяемое на электрических схемах для изображения переключающихся контактов 4 РКС, приведено на рис. 7.1 - BN.

Реле РКС работает по принципу асинхронного электродвигателя. При вращении магнита 1 уже при сравнительно низких скоростях на цилиндр 2 воздействует момент, достаточный для переключения в со­ответствии с направлением вращения одной пары контактов 4 (на­пример, правой). При изменении направления вращения происходит переключение другой пары контактов 4 (например, левой). Величина скорости, при которой переключаются контакты РКС, регулируется подстроечными винтами 5.

В конце процесса торможения при определенней низкой частоте вращения РКС возвращает свои контакты в исходное положение (рис. 7.1), подавая сигнал в схему управления электродвигателем на пре­кращение, торможения.

При торможении асинхронного электродвигателя с использова­нием РКС осуществляется управление электроприводом в функции угловой скорости. Реле РКС, исполняющее функции датчика угловой скорости, непосредственно воздействует на управляющий аппарат, включенный в силовой цепи обмоток статора двигателя.

Принципиальная электрическая схема нереверсивного управле­ния асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором и торможением противовключением с использованием реле РКС приведена на рис.7.2.

---

Временная диаграмма работы схемы приведена на рис. 7.3, а соответствующие ей механические характеристики электродвигателя – на рис. 7.4.

Рис. 7.2. Нереверсивная схема управления асинхронным

электродвигателем с торможением противовключением

Рис. 7.3. Временная диаграмма работы схемы управления с РКС

Рис. 7.4. Механические характеристики двигателя при торможении противовключением

Схема на рис. 7.2 содержит: М - асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором; BN - реле РКС; КМ1, КМ2 - силовые контакты магнитных пускателей, подающих напряжение питания на обмотки статора и обеспечивающих вращение двигателя в рабочем направлении и его реверс соответственно; QF - автоматический вы­ключатель, защищающий электродвигатель от ненормальных и аварийных режимов работы; три фазы питающего напряжения перемен­ного тока - А, В, С; SB1, SB2 - кнопки управления, соответственно «Стоп» и «Пуск», включающие и отключающие катушку КМ1; блокиро­вочные контакты КМ1, КМ2, BN.

На временной диаграмме (рис.7.3) показаны состояния контак­тов всех элементов схемы управления (рис. 7.2) в различные моменты времени t, начиная с ее исходного состояния. Замкнутому положению контакта соответствует горизонтальная линия, проведенная над соот­ветствующей осью абсцисс. Моменты времени, соответствующие временам замыкания и размыкания контактов изображены в виде на­клонных линий. Пунктирные линии со стрелками отражают порядок переключений в схеме.

На рис. 7.4 изображены механические характеристики асинхрон­ного электродвигателя с короткозамкнутым ротором при его работе в двигательном режиме - точка 1, правый верхний квадрант; в режиме торможения противовключением - от точки 2 до точки 3, левый верх­ний квадрант; в двигательном режиме с вращением в обратном на­правлении - точка 4, левый нижний квадрант.

Нереверсивная схема управления асинхронным электродвигате­лем с торможением противовключением с использованием реле РКС работает следующим образом (рис. 7.2, 7.3, 7.4):

---