15.5. Управление электроприводом. Управление эл двигателями


15.5. Управление электроприводом

Управление электроприводом заключается в пуске и останове электродвигателя, регулировании частоты его вращения, торможении и реверсировании, т. е. сводится к непрерывному поддержанию режима, обусловленного технологическим процессом производства. Управление электроприводом может быть ручным или автоматическим.

Аппараты ручного управления в большинстве своем служат для включения и отключения электрических двигателей сравнительно не­большой мощности. Ручное управление мощными электроприводами осложняется необходимостью применять большие усилия, которые иногда превышают физические возможности человека. В этом случае управлять электроприводами можно только с помощью аппаратов автоматического управления.

Автоматическое управление позволяет удовлетворить многим требо­ваниям современного производства и поэтому является предпочтитель­ным в промышленности, а для некоторых видов производств — и единст­венным способом управления. Современные автоматизированные элект­роприводы позволяют управлять машинами на расстоянии, производить остановку производственной машины в определенном положении, изме­нять направление вращения двигателя, защищать двигатель и машину от перегрузок, осуществлять требуемую последовательность операций технологического процесса и т. д.

Автоматизация управления электроприводом требует широкого ис-пользования различных реле, контакторов, электромагнитных аппаратов, магнитных и электромашинных усилителей, электронных и ионных преобразователей, вычислительных машин и т. п. Это позволяет воздейст-вовать на электроприводы в соответствии с требованиями технологи-ческого процесса производства и переходить к программированному управлению электроприводом, при котором работа исполнительных механизмов осуществляется в соответствии с ранее установленной программой, определяемой последовательностью технологического про-цесса.

Электрические схемы управления отдельными производственными машинами составляют на основе изучения технологического процесса, выбора типа электродвигателя и использования принципов построения схем автоматизированного электропривода. Широкое распространение систем автоматического управления электроприводами привело к созда­нию ряда типовых схем управления. Все элементы аппаратов имеют установленные графические изображения и названия, часть из которых приведена в табл. 15.1. Положение контактов аппаратов, изображаемых на схемах управления, при отсутствии внешнего воздействия соответ­ствует их нормальному состоянию.

Таблица 15.1

Наименование

Обозначение

Выключатель кнопочный нажимный: с замыкающим контактом

с размыкающим контактом

Выключатель однополюсный

Выключатель трехполюсный

Контакт коммутационного устройства: замыкающий

размыкающий

переключающий

Контакт для коммутации сильноточной цепи: замыкающий

размыкающий

замыкающий дугогасительный

размыкающий дугогасительный

Контакт замыкающий с замедлителем, действующим:

при срабатывании

при возврате

при срабатывании и возврате

Реле электрическое с замыкающим, размыкающим и переключающим контактом

Контакты аппаратов подразделяют на замыкающие, размыкающие и переключающие. В схемах управления электроприводом различают силовые или главные цепи, по которым подается электрический ток к электродвигателям, а также вспомогательные, к которым относятся цепи управления, защиты и сигнализации, В простых схемах управ­ления электрические схемы с небольшим числом соединений можно изображать совмещенными. В сложных схемах с большим числом соединений отдельные элементы аппаратов управления изображают разнесенными, т. е. не в соответствии с их действительным пространст­венным расположением, что делается для удобства вычерчивания и наглядности схемы.

При проведении монтажных, ремонтных или наладочных работ используют принципиальные (полные) схемы, а также схемы соединений (монтажные). На принципиальных схемах изображают полный состав элементов и связи между ними, необходимые для детального понима­ния принципа работы установки. Монтажные схемы составляются в соответствии с принципиальными схемами. На них изображают электрические аппараты и оборудование с разводкой проводов силовых цепей и цепей управления в полном соответствии с их действитель­ным территориальным расположением. Эти схемы даже в простейших случаях достаточно сложные.

Автоматизация управления электроприводами сводится в основном к автоматизации пуска, торможения и останова, постепенному переклю­чению резисторов при разбеге двигателя и изменению их параметров при регулировании частоты вращения в период работы и т. д.

Основные принципы автоматического управления электроприводами подразделяют по функциональной зависимости от различных величин: 1) управление как функция тока, т. е. в зависимости от значения тока, протекающего по обмоткам электродвигателя; 2) управление как функция времени, основанное на установлении наперед заданной выдержки времени между двумя соседними операциями по переключениям в цепи электродвигателя; 3) управление как функция частоты вращения электропривода; 4) управление как функция пути исполнительного механизма, приводимого двигателем.

Однако в одной и той же схеме управления часто применяют различные принципы автоматического управления. При этом формируют­ся весьма сложные схемы управления, причем в них всегда можно выделить схемы управления отдельными электроприводами.

Управление пуском короткозамкнутого асинхронного двигателя. На рис. 15.5, а показана совмещенная схема дистанционного управления пуском и остановом асинхронного короткозамкнутого двигателя с помощью магнитного пускателя МП и кнопок С (стоп) и П (пуск). В силовую цепь включены рубильник Р для снятия напряжения, предохранители Пр, главные контакты K1 K2, К3 магнитного пускателя с искрогасительными камерами, тепловые реле РТ, служащие для защи­ты двигателя М от перегрева, вызванного перегрузками или другими причинами. На рис. 15.5,б показана схема цепи управления. Все элемен­ты магнитного пускателя (силовые контакты К1, К2, К3 и дополнитель­ные контакты в цепи управления К4, контакты тепловых реле РТ) показаны в нормальном положении, т. е. при выключенном магнитном пускателе. Элементы управления на рисунке показаны в одинаковой последовательности, но представленная на рис. 15.5,б схема управления читается проще.

При пуске двигателя нажимают кнопку П и в цепь управления подается напряжение (линии Л1 и Л2), через катушку магнитного пускателя МП проходит ток, замыкаются главные контакты K1 K2, К3 пускателя и одновременно с ними дополнительные контакты К4, шунтирующие кнопку пуска П. Цепь управления и после прекращения нажатия на кнопку «Пуск» не прерывается, и главные контакты магнитного пускателя остаются включенными. При останове двигателя нажимают на кнопку С вручную или автоматически, вследствие чего цепь управления разрывается и двигатель останавливается. При перегрузке двигателя срабатывают тепловые реле РТ, размыкающими контактами РТ отключается от сети цепь катушки магнитного пускателя МП, размыкаются главные контакты пускателя и двигатель, таким образом, отключается от сети.

Реверсивное управление трехфазными асинхронными короткозамкнутыми двигателями. Для управления трехфазными асинхронными короткозамкнутыми двигателями, которые должны в процессе работы изме­нять направление вращения, применяют магнитные пускатели с двумя трехполюсными контакторами, имеющие кнопки В (вперед), Н (назад), С (стоп) и два тепловых реле РТ (рис. 15.6).

В зависимости от требуемого направления вращения контакторы переключают две фазы (зажимы С1 и С3 электродвигателя). Например, для пуска двигателя в одном из направлений (условно названным «Вперед») необходимо нажать на двойную кнопку В, замыкающий кон­такт которой замкнет цепь катушки КВ. При этом замкнутся контакты трехполюсного контактора KB и двигатель начнет вращаться вперед. Одновременно кнопка В шунтируется блокировочными замыкающими контактами КВ.

Если требуется изменить направление вращения двигателя, то необходимо нажать на кнопкуH, размыкающий контакт которой разор­вет цепь катушки КB и отключит контактор KB, а замыкающий контакт кнопки Н замкнет цепь катушки КН и включит контакты трехполюсного контактора КН, вследствие чего двигатель изменит направление вращения. Одновременно замыкающий контакт кнопки Н шунтируется блокировочными замыкающими контактами КН. Блокиро­вочные замыкающие контакты KB и КН обеспечивают продолжение работы двигателя в выбранном направлении при возвращении контак­тов пусковых кнопок В и Н в исходное положение. Одновременное включение контакторов KB и КH недопустимо, так как в этом случае возникает короткое замыкание сети. Во избежание этого в схеме применяют две кнопки В и H с замыкающими и размыкающи­ми контактами.

Двигатель останавливают вручную путем нажатия на кнопку С или он останавливается автоматически при перегрузке за счет размыкания контактов тепловых реле РТ.

studfiles.net

Электрическая система управления

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Дизельные двигатели

Электрическая система управления

Современные электрические и смешанные системы дистанционного автоматического управления, в которых передача команд производится при помощи электрических связей, имеют неограниченный радиус действия и практически мгновенную скорость распространения электрического импульса, что позволяет использовать их при управлении на небольших расстояниях.

Электрические системы выполняются по двум основным типам:1. Автоматические электроприводы непрерывного действия.2. Автоматические электроприводы прерывистого действия, так называемые контактно-релейные схемы автоматического управления.

Электросхемы автоматики, построенные на бесконтактных элементах, имеют высокую надежность, но дороже и до настоящего времени не получили широкого распространения на речных судах. Имеются системы дистанционного управления двигателями с одним органом управления. В этих схемах в качестве датчиков используются сельсины машинных телеграфов, а в качестве приемников — сельсины, связанные с рукояткой управления. Ток рассогласования усиливается полупроводниковым усилителем и приводит в действие электродвигатель, который через редуктор устанавливает рукоятку в согласованное положение.

Ниже приводится описание следящей контактно-релейной системы для судовых двигателей NVD-48. Автоматизация двигателей этого типа сводится к управлению рядом простейших операций позиционного регулирования «включено-выключено». Пуск и реверс осуществляются средствами пневматики. Для управления этими операциями используются электромагнитные клапаны, а для привода рукояток реверса и пуска — электроприводные механизмы специальной конструкции.

Электрическая система дистанционного автоматического управления двигателем NVD -48

Принципиальная электрическая схема рассматриваемой системы ДАУ для двигателя NVD-48 представлена на рис. 188. Действие системы заключается в следующем. Предположим, что двигатель с заднего хода требуется перевести на передний ход. При установке рукоятки машинного телеграфа в положение «Полный вперед» замыкаются цепи «Реверс — вперед», «Пуск» и «Подача топлива» на «Полный вперед». При этом получает питание катушка реле В и своими контактами включает электродвигатель Д1 механизма привода рукоятки реверса, который переводит рукоятку в положение «Вперед», после чего отключается конечным выключателем 1KB. Одновременно с этим замыкается конечный выключатель ЗКВ в цепи реле реверса PP. Реле РР включает электромагнитный клапан-пилот реверса ЭМР, через который воздух поступает в клапан реверса и открывает его. Воздух через клапан реверса и золотник поступает в реверсивный механизм, передвигающий распределительный вал в положение «Вперед». В этом положении конечным выключателем 5КВ через реле РР размыкается цепь электромагнита. Клапан реверса закрывается, и воздух из трубопровода стравливается в атмосферу. Реверс на этом заканчивается.

Рис. 1. Электрическая схема дистанционного автоматического управления двигателем NVD-48

Если пускается двигатель, который был остановлен в положении «Вперед», то реверсирования при установке рукоятки машинного телеграфа в положение «Полный вперед» не происходит, а сразу выполняется «Пуск», который осуществляется следующим образом. Одновременно с отключением пускового выключателя 5КВ включается путевой выключатель 7КВ в цепи реле пуска РП, которое посредством электромагнитного клапана пуска ЭЭМП открывает главный пусковой клапан. При этом пусковой воздух поступает в цилиндры и начинает раскручивать коленчатый вал.

В двигателях типа NVD-48, прежде чем распределительный вал начнет перемещаться при реверсировании, открываются пусковые клапаны цилиндров. После перестановки распределительного вала пусковые клапаны закрываются. Чтобы пусковой воздух не подавался в цилиндры в период, когда они сообщаются с атмосферой, и не стравливался напрасно, устанавливают механизм задержки пуска.

Для задержки открытия главного пускового клапана до момента закрытия пусковых клапанов цилиндров после реверса служит пневматическое реле, состоящее из емкости и двух невозвратных клапанов. Во время реверса емкость заполняется воздухом, а во время пуска стравливающийся из этой емкости воздух задерживает открытие главного пускового клапана на время, в течение которого закрываются пусковые клапаны.

После того как число оборотов двигателя достигнет необходимой величины, реле РНВ, получающее питание от тахогенератора, связанного с валом главного двигателя, размыкает цепь реле скорости PC. Реле PC размыкает цепь реле Р. В результате прекращается подача пускового воздуха, а рукоятка пуска перемещается в положение «Работа». При этом электродвигатель Д2 рукоятки пуска отключается конечным выключателем 11КВ. Если двигатель не запустился, число его оборотов начинает уменьшаться, реле РНВ замыкает свои контакты, и пуск автоматически повторяется.

При срабатывании реле скорости PC срабатывает также реле Б, которое включает электродвигатель Д3 подачи топлива. Электродвигатель включает насосы на полную подачу топлива и отключается путевым выключателем ПВг. Одновременно с включением и отключением электродвигателя Д3 включается и отключается тормозной электромагнит ТЭМ, освобождающий или затормаживающий электродвигатель Д3.

Двигатель останавливается при установке рукоятки машинного телеграфа в положение «Стоп», после чего он отключается конечным выключателем 9КВ через реле С. Подача топлива прекращается, реле скорости PC замыкает цепь катушки М, и электродвигатель Д3 переводит рукоятку подачи топлива в положение, соответствующее подаче топлива при пуске, а сам отключается пусковым выключателем ПВв.

Пуск на задний ход производится перестановкой рукоятки машинного телеграфа в положение «Задний ход». При этом одновременно с отключением конечного выключателя 9КВ включается пусковой выключатель 10КВ, получает питание катушка Я, включается электродвигатель Дх привода рукоятки реверса, который переводит рукоятку реверса в положение «Назад». После этого происходит реверс и пуск в той же последовательности, как было описано выше.

Реле скорости PC через реле М включает электродвигатель Д3 подачи топлива, который уменьшает подачу топлива до пускового значения. После окончания реверса в цилиндры главного двигателя начинает поступать пусковой воздух, который вначале затормаживает вращение вала двигателя, а затем раскручивает его в заданном направлении до пускового значения числа оборотов. Далее пуск двигателя происходит так, как описано выше.

Читать далее: Техническое обслуживание и ремонт автомобилей

Категория: - Дизельные двигатели

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Автоматическое управление двигателем

Автоматическое управление двигателями переменного тока в насосных станциях осуществляется электрической аппаратурой высокого и низкого напряжения, вручную и автоматически. При ручном управлении дежурный персонал может производить включение и отключение двигателей непосредственно у места их установки или дистанционно — со щита управления, находящегося в том же здании или расположенного на небольшом расстоянии от объекта управления. 

При автоматическом управлении вмешательство дежурного персонала не требуется, так как импульсы на включение и отключение двигателей подают специальные реле, реагирующие на изменение тех или иных технологических параметров (давление, расход, уровень и пр.). 

Осуществление дистанционного и автоматического управления двигателями возможно лишь при использовании релейно-контакторной аппаратуры, какая приходит в действие от импульсов малой мощности и обеспечивает высокую надежность работы. Электрические аппараты, входящие в состав электрических схем контакторного управления, выполняют различные функции. 

Одни из них подают командный импульс другим элементам схемы для изменения режима электрического привода и сигнализации: аппараты управления (кнопки, универсальные переключатели и т. п.), аппараты, контролирующие электрические и технологические параметры (реле напряжения тока, реле уровня, давления и др.), аппараты, контролирующие положение механизмов (путевые и конечные выключатели) и пр. 

Другие аппараты воспринимают командный импульс и осуществляют переключения в главных или силовых цепях двигателей. Основными из них являются: контакторы, автоматы, масляные выключатели и др. Кроме них в электрические схемы включаются защитные аппараты, отключающие электрические цепи и двигатели при электрических и гидромеханических повреждениях—реле, а также контрольно-измерительные и сигнальные приборы. 

Большая часть аппаратуры, применяемой в схемах контакторного управления двигателями, монтируется на станциях управления (магнитные станции), которые по своему конструктивному исполнению делятся на панели управления и блоки управления. 

Аппараты ручного управления, приборы измерения и сигнализации, в зависимости от способа управления могут устанавливаться у места установки двигателя или монтироваться на щитах управления в насосных станциях и в диспетчерских пунктах. 

Аппараты, контролирующие технологические параметры и положение механизмов, устанавливаются в соответствующих устройствах (резервуары, трубопроводы, насосы, задвижки и пр.) в различных местах и на различном расстоянии от места управления. 

Все указанные элементы независимо от места установки связываются одной общей схемой, которая составляется в соответствии с технологическим заданием и должна обеспечить определенную последовательность выполнения операций рабочим механизмом, а также необходимые блокировки. 

Блокировками называются механические и электрические связи, исключающие опасный режим, возможный по различным причинам (повреждения в схеме, неправильные действия обслуживающего персонала) и электрические связи, разрешающие работу электрического привода только в случае соблюдения определенных условий, например, при определенном деленном положении другого механизма, при работе электрического привода другого механизма и т. п. 

Схемы контакторного управления двигателями составляются по определенным правилам, главные из которых следующие: Цепи главного тока или силовые цепи отделяются от цепей управления и вычерчиваются жирными линиями, а вспомогательные — тонкими линиями. 

Отдельные элементы одного и того же аппарата для удобства чтения изображаются не сосредоточенно в одном месте схемы, а в различных участках ее, причем элементы одного и того же аппарата имеют одни и те же буквенные обозначения. Буквенные обозначения аппаратуры содержат одну или несколько букв, из которых первая может соответствовать наименованию аппарата, а вторая — ее назначению. 

 

Например, КЛ — контактор линейный, КУ — контактор ускорения и т. д. Если в схеме имеется несколько аппаратов, выполняющих одинаковые функции, каждому из них дается порядковый номер, например 1КУ—первый контактор ускорения, 2КУ— второй контактор ускорения и т. д. При выверчивании схем пользуются условными обозначениями, установленными ГОСТ 7624-55. Главные из них приведены в таблице 33. 

Схемы управления асинхронными двигателями. Наибольшее распространение в электрическом приводе центробежных насосов получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Для управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором небольшой мощности часто применяется магнитный пускатель. Он представляет собой контактор с двумя тепловыми реле, укрепленными на изоляционной плите в общем металлическом кожухе (рис. 299). 

Схема магнитного пускателя (рис. 300) предусматривает следующую последовательность действия. При нажатии кнопки «пуск» возбуждается катушка линейного контактора JI, которая замыкает главными контактами силовую цепь двигателя, а блокконтактами шунтирует кнопку «пуск», что позволяет при возвращении кнопки в нормально открытое положение держать цепь катушки линейного контактора под напряжением. 

Для остановки двигателя нажимают на кнопку «стоп» — катушка контактора, потеряв возбуждение, отпускает главные контакты в силовой цепи двигателя и блокировочные во вспомогательной цепи- Для повторного включения необходимо нажать вновь кнопку «пуск». Таким образом, схема позволяет произвести только пуск и отключение двигателя и предусматривает следующую защиту двигателя: а) от перегрузки — тепловыми реле РТ, б) от произвольного самозапуска— нормально открытыми контактами «пуск». 

Нагревательные элементы теплового реле РТ включены в силовую цепь двигателя, а нормально закрытый контакт — в цепь катушки линейного контактора. В случае перегрузки двигателя биметаллический элемент реле нагревается, своими контактами размыкает цепь питания катушки Л и тем самым силовую цепь двигателя. Так как цепь управления магнитного пускателя питается от силовой цепи двигателя, в случае внезапного исчезновения напряжения контактор отключает двигатель от сети. 

Повторное включение двигателя после перерыва в подаче энергии возможно только после нажатия кнопки «пуск», т. е. самозапуск двигателя невозможен. Описанный порядок работы схемы предполагает полуавтоматическое управление, при котором импульсы на включение и отключение двигателя подаются от руки с помощью кнопок «пуск» и «стоп». В случае автоматического управления импульсы на включение и отключение двигателя посылаются реле технологического контроля РТК, какими могут быть: реле уровня, реле давления и др. 

 

Контакты этих реле присоединяются параллельно кнопке «пуск» и последовательно кнопке «стоп» и действуют автоматически с изменением регулирующего параметра (на схеме пускателя обозначены пунктиром). Для управления электродвигателями задвижек используются реверсивные магнитные пускатели, снабженные двумя контакторами, позволяющими не только включать и выключать двигатели, но и изменять направление их вращения. 

На рис. 301 показана схема управления короткозамкнутым двигателем с помощью реверсивного магнитного пускателя. При нажатии кнопки «вперед» включается контактор В, при нажатии кнопки «назад» — контактор Н. При этом меняется порядок чередования фаз, изменяется направление вращения магнитного потока и ротора двигателя. Одновременное включение контакторов В и Н недопустимо, так как при этом происходит короткое замыкание силовой цепи двигателя. 

Поэтому в схеме пускателя предусматривается электрическая блокировка, не допускающая одновременного включения реверсивных контакторов. Она производится при помощи нормально закрытых блок-контактов H— в цепи катушки В и блок-контактов В — в цепи катушки Н. Кроме электрической, обычно предусматривается еще и механическая блокировка контакторов. 

 

Применение магнитных пускателей для управления и защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором желательно во всех случаях, когда это допустимо по мощности двигателя (при напряжении 380 в около 55 квт), исключая установки, где требуется самозапуск двигателя, а также действие защиты на сигнал, а не на отключение (пожарные насосы). 

 

Для привода вакуум-насосов и дренажных насосов магнитные пускатели могут быть установлены и без тепловой защиты, так как работа их непродолжительна, а перегрузка по технологическому режиму исключена. 

 

Магнитные станции управления. Для пуска двигателей малой и средней мощности в настоящее время широко используются магнитные станции нормализованных серий (блоки управления, панели управления), на которых монтируются автоматы, контакторы, максимальные реле или предохранители, иногда тепловые реле и предохранители. 

 

 

Блоки управления имеют схему управления, подобную схеме магнитного пускателя, и отличаются от последней только деталями. Аппаратура блока монтируется на одной изоляционной плите, которая может быть установлена индивидуально или по несколько штук на одной общей раме. В отличие от блоков панели управления имеют более сложную схему управления, большее количество аппаратов и монтируются на нескольких изоляционных плитах, укрепленных на общей раме из угловой стали. 

На рис. 302 показана схема управления станции управления серии БН нулевой, 1 и 2-й величин, а на рис. 303—общий вид станции. Предельный ток в длительном режиме этих станций составляет соответственно 15, 40 и 75а. Максимально-мгновенная защита в трех фазах главной цепи и тепловая в трех фазах, действующая при перегрузке либо при двухфазной работе двигателя, осуществляется воздушным автоматом А, установленным совместно с контактором Л на общей изоляционной плите. 

 

Для подготовки схемы к действию необходимо перед пуском включить автомат от руки. Дистанционное или автоматическое управление производится импульсами, подаваемыми от установленных вне станций командоаппаратов (кнопок, универсальных переключателей с самовозвратом в нулевое положение или реле, воспринимающих изменения тех или иных технологических параметров). 

У станций серии БН 3-й величины максимальная защита осуществляется с помощью плавких предохранителей, тепловая защита — тепловыми реле. У станций 4-й и 5-й величины максимально мгновенная защита осуществляется максимальными реле, а тепловая — тепловыми реле РТ, включенными через трансформаторы тока. 

Элементная схема и общий вид станции серии БН 4-й и 5-й величины показаны на рис. 304 и 305. В зависимости от величины установленного контактора (КТЗЗА, КТ34А или КТ35А) предельный ток в длительном режиме станции 3, 4 и 5-й величины составляет 150, 300 и 600а. Станции серии БН рассчитаны на прямой пуск двигателя от полного напряжения сети. Однако пусковые тока отдельных асинхронных двигателей большой мощности при прямом пуске могут вызвать значительное снижение напряжения в сети и нарушить нормальную работу других приемников. 

В таких случаях для уменьшения пусковых токов в цепь статора двигателя на период пусков включается активное сопротивление. На рис. 306 приведена схема пуска асинхронного двигателя с активным сопротивлением в цепи статора магнитной станции серии ПИ5320. При включении вспомогательной цепи рубильником 2Р возбуждается электромагнитное реле времени РУ. Так как катушка реле работает на постоянном токе, она подключена к цепи переменного тока через, купроксный выпрямитель ВК. Своими контактами реле РУ мгновенно замыкает цепь катушки контактора ускорения У, подготавливая цепь пуска двигателя, и размыкает цепь катушки линейного контактора Л. 

При подаче импульса от руки кнопкой «пуск» или контактами реле технологического контроля возбуждается контактор У и своими глазными контактами подает пониженное, с помощью пускового сопротивления СП, напряжение в цепь статора двигателя, а блок-контактами подготавливает цепь катушки линейного контактора и размыкает цепь реле управления РУ. 

Реле РУ с выдержкой времени, достаточной для разгона двигателя, размыкает цепь катушки контактора ускорения и замыкает цепь катушки линейного контактора, который подает полное напряжение на статор двигателя. Защита двигателя от перегрузки осуществляется тепловыми реле ITT и 2ТТ, подключенными к статору через трансформаторы тока, а от коротких замыканий — максимальными реле 1PM, 2РМ и ЗРМ. Общий вид магнитной станции серии ПН5320 приведен на рис. 307. 

 

Схемы управления синхронными двигателями. Отсутствие пускового момента у синхронного двигателя требует специальных устройств для разгона двигателя. Для этой цели на ротор укладывается короткозамкнутая пусковая обмотка, создающая момент, подобно асинхронному двигателю. При достижении ротором подсинхронной скорости в обмотку возбуждения подают постоянный ток, двигатель входит в синхронизм, развивая момент за счет взаимодействия магнитного поля статора и магнитного поля ротора, возбуждаемого постоянным током. 

Процесс автоматизации пуска синхронного двигателя сводится главным образом к установлению определенной очередности в управлении цепями статора и ротора. Операции по управлению цепями статора синхронного двигателя аналогичны операциям при управлении асинхронного двигателя. Операции по управлению цепи ротора заключаются в том, чтобы на период пуска замкнуть обмотку возбуждения на разрядное сопротивление, а при подходе к синхронной скорости подать в нее полное возбуждение от источника постоянного тока. 

Схема прямого пуска синхронного двигателя высокого напряжения в функции пускового тока двигателя показана на рис. 308. Статор двигателя присоединяется к сети масляным выключателем Л, а ротор с обмоткой возбуждения постоянно подключен к возбудителю В через разрядное сопротивление СГ. Токовое пусковое реле РПТ, дающее импульс на подачу полного возбуждения в ротор, питается от трансформатора тока, а реле форсировки возбуждения — от трансформатора напряжения, присоединенных к высоковольтной стороне двигателя. 

При пуске двигателя реле РПТ возбуждается сразу при подаче напряжения на статор, замыкает свой н. о. контакт в цепи блокировочного реле 1РБ,.которое закрывает контакт в цепи 2РБ и открывает в цепи катушки контактора М. Пои подходе к синхронной скорости и уменьшении пускового тока реле РПТ размыкает цепь реле 1РБ, которое с выдержкой времени ~ 0,5 сек. замкнет контакты в цепи катушки контактора М; контактор М своими главными контактами зашунтирует разрядное сопротивление СГ и подаст полное возбуждение на ротор двигателя, а блок-контактом подготовит цепь отключающей катушки контактора. 

 

 

Наличие отключающей катушки у контактора М объясняется тем, что контактор имеет защелку и его контакты удерживаются во включенном положении при обесточенной катушке. При отключении двигателя от сети блок-контакты масляного выключателя замыкают цепь питания отключающей катушки (катушка защелки), которая своими блок-контактами подключает параллельно основную катушку контактора и совместным тяговым усилием освобождает подвижную систему контактора. 

Блокировочное реле 2РБ вводится в схему управления для защиты пусковой обмотки двигателя от затянувшегося асинхронного пуска, так как она не рассчитана на длительную работу. Выдержка времени этого реле устанавливается в 3 сек. Если по прошествии 3 сек. контактор М не включится и двигатель по какой-либо причине не войдет в синхронизм, реле 2РБ отключит контактор М и снимет тем самым возбуждение на роторе. 

 

Реле форсировки возбуждения РФ срабатывает при уменьшении напряжения в сети ниже заданного предела, подает напряжение на втягивающую катушку контактора Ф, который своими блок-контактами шунтирует сопротивление в обмотке возбуждения возбудителя, чем обеспечивает повышение тока возбуждения ротора. Усиление тока возбуждения повышает момент двигателя и предотвращает выпадение его из синхронизма при колебаниях напряжения в сети. 

Цепь управления двигателя питается постоянным током от возбудителя и защищается тепловыми реле автомата АВ. Защита цепи статора от перегрузки и коротких замыканий в схему станции не включается и осуществляется реле, установленными в распределительном устройстве высокого напряжения, с действием на отключение масляного выключателя JI.  

Внешний вид магнитной станции показан на рис. 309. Для механизмов с легкими условиями пуска, к которым относятся и центробежные насосы, в настоящее время рекомендуется схема запуска синхронного двигателя с глухо присоединенным возбудителем В. Реле пусковое токовое, разрядное сопротивление и контактор подачи возбуждения М — устраняются. Возбудитель разворачивается вместе с двигателем и при подходе к синхронной скорости обеспечивает полное напряжение возбуждения. 

На рис. 310 показана схема станции типа БН7302 для управления высоковольтным синхронным двигателем с глухоприсоединенным возбудителем. Статор подключается на полное напряжение сети масляным выключателем Л и разгоняется как асинхронный. Так как в процессе разгона напряжение возбудителя растет, при подходе к синхронной скорости, обеспечивается полный ток в обмотке возбуждения ротора и двигатель нормально входит в синхронизм, развивая соответствующий момент. 

Схема позволяет форсировку возбуждения двигателя контактором Ф, цепь которого замыкается реле РФ, подключенным вместе с включающей катушкой масляного выключателя JI к трансформатору напряжения. Добавочное сопротивление СД в цепи контактора Ф уменьшает величину тока в катушке, когда контактор сработает, так как для удержания его во включенном положении требуется меньшее усилие, чем при включении. Общий вид магнитной станции типа БН7302 показан на рис. 311. 

Упрощение схемы пуска двигателя с глухоприсоединенным возбудителем имеет большое практическое значение, однако требует известного сопоставления со схемой пуска на разрядное сопротивление, так как у некоторых двигателей при данной схеме пуска наблюдается провал в асинхронной характеристике двигателя — снижение входного момента при подходе к синхронной скорости. Если прямой пуск двигателей большой мощности недопустим по своему воздействию на сеть, то для уменьшения напряжения в цепь статора низковольтных двигателей включается дополнительное активное сопротивление, как показано на схеме рис. 306, а для высоковольтных индуктивное сопротивление (реакторный пуск) или автотрансформатор (автотрансформаторный пуск — см. главу XXIV, рис. 230). 

Эти способы применяются как для асинхронных, так и синхронных двигателей. При автотрансформаторном пуске схема получается сложной и оборудование дорогим. Применять этот способ можно только для весьма ответственных двигателей, когда другие способы пуска невозможны.

nasosnaya-stantsiya.ru