Вериги за управление на контактори и защита на двигателя - Училище за електротехник всичко за електротехниката и
Фигура 1, а показва комбинирана схема на нереверсивен магнитен стартер. В него разположението на елементите съвпада с разположението в натура, т.е. всички елементи, разположени в корпуса на стартера, са групирани от лявата страна на диаграмата, а бутонната станция с бутоните "Старт" и "Стоп" е показана от дясната страна на диаграмата.
Бутонната станция обикновено се намира на известно разстояние от магнитния стартер. За да разберат принципа на работа на веригата за управление на двигателя, те обикновено използват подробни (принципни) диаграми (фиг. 1.b). Чрез натискане на бутона за стартиране SB2 се затваря веригата на бобината на контактора KM, която включва три контакта KM на веригата за захранване на двигателя. В същото време блоковият контакт KM, свързан паралелно с бутона за стартиране SB2, се затваря. Това ви позволява да захранвате бобината KM, когато бутонът SB2 е освободен.
Двигателят се спира чрез натискане на бутона SB1, докато бобината се изключва и освобождава силовите (основните) контакти и спомагателния контакт. Когато бутонът SB1 бъде освободен, веригата на бобината KM ще бъде изключена. За да рестартирате двигателя, натиснете отново бутона SB2.
Тази верига осигурява също така наречената нулева защита, т.е. ако мрежовото напрежение изчезне или падне до 50-60% от номиналната стойност, тогава КМ бобината няма да държи затворени контактите на КМ и двигателят ще се изключи. Когато напрежението се появи или се повиши до стойност, близка до номиналната стойност, магнитният стартер няма да се включи спонтанно. За да го включите, натиснете отново бутона за стартиране.
Ориз. Фиг. 1. Схеми за управление и защита на двигатели: a - комбинирани и b - разгърнати необратими схемимагнитен стартер; c - защита на двигателя чрез предпазители и термични релета; d - диаграма на мощна станция за управление на двигателя; e - нулева защита чрез междинно реле
Защитата на двигателя срещу прегряване на намотката при продължителни претоварвания се осъществява от термични релета FR, а защитата срещу големи претоварвания или къси съединения се осъществява от предпазители FU или прекъсвачи QF (фиг. 1, в). За защита от продължителни претоварвания се използват две термични релета, тъй като с едно реле, в случай на изгаряне на предпазител, последователно, с който е свързан нагревателният елемент на това реле, двигателят ще бъде свързан към еднофазна мрежа и няма да бъде защитен. Отварящите контакти на тези релета са свързани последователно с бобината на стартера. При отваряне на една от тях бобината KM се изключва и двигателят спира, както при натискане на бутона SB1.
Станцията за управление на двигателя с висока мощност е показана на фиг. 1, г. Защитата срещу късо съединение се осигурява от релето за максимален ток KA1-KA3, защитата от претоварване се осигурява от термични релета FR, свързани чрез токови трансформатори. Бобината на триполюсен контактор се захранва с постоянен ток. За да се намали тока в бобината на контактора след включването му във веригата, се въвежда допълнително съпротивление R, което преди това е било съединено на късо от NC контакта KM.
В схеми за ръчно управление с няколко контролера, партидни превключватели или други устройства, междинните релета се използват за осигуряване на нулева защита (фиг. 1, д). За подаване на напрежение към управляващата верига е необходимо да натиснете бутона SB2, като по този начин включите междинното реле K, което включва нормално отворения му контакт K и сигналната лампа HL, показваща наличието на напрежение в управляващата верига. След отпускане на бутона SB2намотката на релето ще бъде блокирана, докато веригите на контролера SM1, пакетния превключвател SM и др. и намотките на контакторите KM1, KM2 и т.н. ще бъдат под напрежение.
В разглежданите схеми са необходими самозаключващи се контакти за продължителна работа на двигателите. Често на практика двигателят трябва да работи само при натиснат бутон за стартиране, например при подемни механизми. В този случай в управляващата верига няма бутон "Стоп" (фиг. 2, а). Понякога е необходимо да се осигури работа на задвижването в два режима, т.е. да се включи за кратко време при настройка на машината или за дълъг период от време. След това с кратко натискане на бутона SB2 (фиг. 2. b) бобината на контактора KM ще се включи и ще затвори самозаключващия се контакт KM, докато двигателят ще работи с освободен бутон SB2.
Ориз. 2. Разновидности на вериги за управление на асинхронни двигатели: а - в режим на бутване; b и c - при продължителна работа и инчов режим; g - едновременно включване на няколко двигателя; e - безстепенно стартиране на двускоростен двигател
За режим на настройка на двигателя се натиска бутон SB3, неговият NO контакт включва намотката на контактора KM, а NC контактът прекъсва веригата на самозаключване на контактора. Тази схема има недостатъка, че отварящият контакт на бутона SB3 може да се затвори, преди спомагателният контакт KM да се отвори и двигателят да не се изключи. Схемата, показана на фиг. 2, д, е лишена от този недостатък.
За продължителна работа натискането на бутона SB2 включва междинното реле K. Един от контактите K включва бобината на контактора KM, а другият едновременно блокира бутона SB2, като по този начин изключва двигателя с освободен бутон за стартиране. За настройка натиснете бутона SB3 и го задръжте за необходимото време.
На фиг.2, dпоказва диаграма на стартиране на няколко двигателя едновременно от един бутон за стартиране с помощта на междинно реле. Бутонът SB2 включва релето K, чиито затварящи контакти едновременно включват намотките на контакторите KM1, KM2 и др. Спирането на всички двигатели едновременно се извършва с бутона SB1. За да включите и изключите всеки двигател поотделно, използвайте съответно бутоните SB3, SB4 и SB5, SB6 и т.н.
Схемата за безстепенно стартиране на двускоростен двигател с две намотки с ротор с катерица е показана на фиг. 2, д. За стартиране на двигателя при първа скорост се използва бутонът SB1, при втората - SB2. За да се предотврати включването на двигателя на две скорости едновременно, двата бутона са механично блокирани.
Блокирани стартови вериги и електрически. Така че, когато например се задейства намотката KM1, NC контактът прекъсва веригата на намотката KM2, изключвайки възможността за включване. За да превключите на втора скорост, трябва да натиснете бутона SB2, докато веригата на бобината KM1 е прекъсната и тя се изключва. Веригата на бобината KM2 получава захранване и включва двигателя на втора скорост.
Обратното управление на асинхронни двигатели се извършва с помощта на два контактора (фиг. 3, а).
Фиг.3. Схеми за управление на двигателя: а - реверсивен магнитен стартер с механично блокиране; b - същото с електрическо блокиране; c - комбинация от опции a и b; d и e - стартиране и реверсиране на маломощни постояннотокови двигатели
Контакторът KM1 се използва за включване на двигателя напред, а KM2 - назад. За да се предотврати случайно едновременно задействане на двата контактора, което води до късо съединение, веригата използва (виж фиг. 3, а) взаимно механично блокиране с два NCконтакти на бутони SB1 и SB2. Чрез натискане на бутона SB1 веригата на бобината KM1 се включва и веригата на бобината KM2 се изключва.
При едновременно натискане на бутоните SB1 и SB2 веригите на бобините KM1 и KM2 се прекъсват и нито един от контакторите няма да се включи. Взаимното блокиране се осъществява от два NC контакта KM2 и KM1, включени съответно във веригите на намотките KM1 и KM2 (фиг. 3, b). За да обърнете двигателя в тази верига, първо трябва да натиснете бутона SB.
Веригата на фиг. 3, c е комбинация от двете предходни вериги, т.е. има двойно блокиране. Бутонът SBI включва контактора KM1 и веригата на намотката на контактора KM2 се прекъсва едновременно от отварящия контакт на бутона SB1 и спомагателния контакт KM1.
Фигура 3, d и e показва най-простите вериги за стартиране и реверсиране за двигатели с серийно възбуждане с ниска мощност. Такива двигатели се включват в мрежата без стартови реостати. Съгласно схемата на фиг. 3, г, двигателят с последователно възбуждане се стартира и реверсира с помощта на две междинни релета. Двигателят се реверсира чрез промяна на посоката на тока във възбудителната намотка LM. При двигатели с две последователни възбуждащи намотки, които създават магнитни потоци в противоположни посоки, веригата за превключване и обръщане има само два затварящи контакта (виж фиг. 3, д).
Както може да се види от разгледаните схеми за управление, процесът на стартиране и обръщане на асинхронни двигатели с ротор с катерица е най-просто автоматизиран. В този случай целият контрол при стартиране се свежда до включване на двигателя в захранващата мрежа, а при спиране - до изключването му от мрежата.
По-сложна е автоматизацията на стартиране, спиране и спиране на асинхронни двигатели с фазова намотка на ротора, асинхронни двигатели с ротор с катерица с увеличенмощност, постояннотокови двигатели със средна и голяма мощност, многоскоростни асинхронни двигатели със стъпков старт, както и синхронни двигатели. Тези двигатели се управляват като функция на времето, скоростта и тока.
В допълнение към горните случаи, управлението на двигателя може да се извърши и на принципа на пътя, когато двигателят стартира и се забавя, когато работният орган достигне определена позиция в пространството. Системите, които изпълняват такива функции, се наричат системи с отворена верига, тъй като нямат обратна връзка между изходната стойност и входа.