Električni krug za upravljanje motorom. Tipični upravljački krugovi električnog pogona

VAŽNO! Prije spajanja elektromotora morate se uvjeriti da je ispravan u skladu sa svojim specifikacijama.

1. Simboli na dijagramima

(u daljnjem tekstu starter) je sklopni uređaj namijenjen pokretanju i zaustavljanju motora. Starterom se upravlja preko električna zavojnica, koji djeluje kao elektromagnet; kada se na zavojnicu dovede napon, on djeluje električki magnetsko polje na pomične kontakte startera koji se zatvaraju i uključuju strujni krug, i obrnuto, kada se napon ukloni sa zavojnice startera, elektromagnetsko polje nestaje i kontakti startera se pod djelovanjem opruge vraćaju u prvobitni položaj, prekidajući krug.

Magnetski pokretač ima kontakti za napajanje namijenjen za prebacivanje strujnih krugova pod opterećenjem i blokirati kontakte koji se koriste u upravljačkim krugovima.

Kontakti se dijele na normalno otvoren- kontakti koji su u svom normalnom položaju, tj. prije nego što se na svitak magnetskog pokretača dovede napon ili prije mehanički utjecaj na njima su u otvorenom stanju i normalno zatvoreno- koji su u svom normalnom položaju u zatvorenom stanju.

Novi magnetski starteri imaju tri kontakta za napajanje i jedan normalno otvoreni blok kontakt. Ako je potrebno imati veći broj blok kontakata (na primjer, tijekom montaže), na vrhu magnetskog pokretača dodatno se ugrađuje nastavak s dodatnim blok kontaktima (kontaktni blok), koji u pravilu ima četiri dodatna bloka. kontakte (na primjer, dva normalno zatvorena i dva normalno otvorena).

Tipkala za upravljanje elektromotorom nalaze se u tipkalnim stanicama, tipkalne stanice mogu biti s jednom tipkom, s dvije tipke, s tri tipke itd.

Svaki gumb stupića s tipkama ima dva kontakta - jedan od njih je normalno otvoren, a drugi je normalno zatvoren, tj. Svaki od gumba može se koristiti i kao gumb "Start" i kao gumb "Stop".

1. Dijagram izravnog spajanja elektromotora

Ova shema je najjednostavnija shema za spajanje elektromotora, nema upravljački krug, a elektromotor se uključuje i isključuje automatskim prekidačem.

Glavne prednosti ove sheme su niska cijena i jednostavnost montaže, ali nedostaci ove sheme uključuju činjenicu da prekidači nisu dizajnirani za često prebacivanje krugova; to, u kombinaciji s udarnim strujama, dovodi do značajnog smanjenja životni vijek stroja; osim toga, ova shema ne uključuje mogućnost dodatne zaštite motora.

1. Dijagram spajanja elektromotora preko magnetskog pokretača

Ova se shema također često naziva jednostavan krug pokretanja motora, u njemu se, za razliku od prethodnog, osim strujnog kruga pojavljuje i upravljački krug.

Kada pritisnete gumb SB-2 (gumb "START"), napon se primjenjuje na zavojnicu magnetskog pokretača KM-1, dok starter zatvara svoje kontakte za napajanje KM-1 pokretanjem elektromotora, a također zatvara svoj blok kontakt KM-1.1 kada se gumb otpusti SB-2 njegov kontakt se ponovno otvara, ali zavojnica magnetskog pokretača nije isključena, jer njegovo napajanje će sada biti osigurano kroz KM-1.1 blok kontakt (tj. KM-1.1 blok kontakt zaobilazi tipku SB-2). Pritiskom na tipku SB-1 (gumb "STOP") dolazi do prekida u upravljačkom krugu, isključuje zavojnicu magnetskog pokretača, što dovodi do otvaranja kontakata magnetskog pokretača i, kao rezultat, zaustavljanja električnog motor.

1. Dijagram spajanja reverzibilnog motora (Kako promijeniti smjer vrtnje elektromotora?)

Za promjenu smjera vrtnje trofaznog elektromotora potrebno je zamijeniti bilo koje dvije faze koje ga napajaju:

Ako je potrebno često mijenjati smjer vrtnje elektromotora, koristi se:

Ovaj krug koristi dva magnetska startera (KM-1, KM-2) i stup s tri gumba; magnetske sklopke koje se koriste u ovom krugu, osim normalno otvorenog blok kontakta, moraju imati i normalno zatvoreni kontakt.

Kada pritisnete gumb SB-2 (gumb START 1), napon se primjenjuje na zavojnicu magnetskog pokretača KM-1, dok starter zatvara svoje kontakte za napajanje KM-1 pokretanjem elektromotora, a također zatvara svoj blok kontakt KM -1.1 koji zaobilazi tipku SB-2 i otvara njen blok kontakt KM-1.2 koji štiti elektromotor od uključivanja obrnuta strana(pritiskom tipke SB-3) dok se prvo ne zaustavi, jer Pokušaj pokretanja elektromotora u suprotnom smjeru bez prethodnog odspajanja startera KM-1 rezultirat će kratkim spojem. Za pokretanje elektromotora u suprotnom smjeru potrebno je pritisnuti tipku "STOP" (SB-1), a zatim tipku "START 2" (SB-3), čime će se napajati zavojnica magneta KM-2. starter i pokrenite elektromotor u suprotnom smjeru.

10

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA UKRAJINE

SEVASTOPOL VIŠA STRUČNA ŠKOLA br. 3

DIPLOMSKI PISANI

ISPITNI RAD

"Montaža električni dijagram upravljanje elektromotorom"

Učenik grupe 7/8:

Levitski Pavel Vladimirovič

Po zanimanju:

brodski električar.

Nadglednik:

E.I.Korshunova

Sevastopolj.

1. Uvod. Uloga elektrotehnike u razvoju brodogradnje

2 Glavni dio

2.1 Upravljački krug motora

2.2 Glavni elementi strujnog kruga i njihova namjena.

2.3 Princip rada električnog kruga ventilatora

2.4 Tehnologija instalacije električnog kruga

3. Materijali korišteni za montažu kruga

4. Alati

5. Sigurnosne mjere opreza

Književnost

1. Uvod. Uloga elektrotehnike u razvoju brodogradnje

Elektrotehnika u brodogradnji ima vrlo veliki značaj. Ova grana znanosti i tehnologije povezana je s proizvodnjom, transformacijom i korištenjem električne energije.

U brodogradnji se koriste električni i magnetski fenomeni. Na brodovima su položeni mnogi kilometri arterija električnih instalacija, ugrađeni su brojni električni pogoni brodskih mehanizama, moderni automatski uređaji, navigacijska i radio oprema.

Pouzdanost i trajnost porinutog plovila ovisi o pouzdanosti električnih uređaja.

Godine 1832. Faraday je otkrio zakon elektromagnetske indukcije i time postavio temelje elektrotehnici. Godinom rođenja brodskog električnog pogona s pravom se može smatrati 1838., kada je ruski znanstvenik B. S. Jacobi stvorio prvo veslanje na svijetu električne instalacije. Električni motor koji je napravio istosmjerna struja instaliran je na malom brodu i testiran na Nevi. Motor je dobivao napajanje iz galvanske baterije. Vrlo slaba energetska baza u prvoj polovici 19. stoljeća kočila je razvoj električnih pogona, pa se električna energija na brodovima koristila samo za rasvjetu.

Prvi ozbiljniji radovi na uspostavi brodskog električnog pogona na ruskim brodovima poduzeti su u drugoj polovici 19. stoljeća. Tako su 1886. električni ventilatori korišteni na krstaricama „Admiral Nahimov“, „Admiral Kornilov“, „Poručnik Iljin“, a 1892. na oklopnom krstašu „Dvanaest apostola“, prvi put u svjetskoj praksi, električni kormilarski uređaj je instaliran. Korištenje elektromotora za pogon uređaja za podizanje počelo je 1897. godine ugradnjom električnog vitla na transportni brod Europe. Sljedećih godina elektrifikacija uređaja za upravljanje i sidrenje provedena je na kruzerima Gromoboy, Pallada i drugima.

Prava revolucija u razvoju brodske energetike bio je rad ruskog izumitelja trofazne struje M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Sinkroni generatori koje je stvorio, trofazni transformator a asinkroni motori transformirali su brodske elektrana. Od 1908. godine na brodovima se počela uvoditi izmjenična struja, što je dalo velike tehničke i ekonomske prednosti. Na krstarici "Bayan" i minopolagaču "Amur" ugrađene su sump pumpe, pogonjene asinkroni motori. Izgrađen prema dizajnu akademika A.N. Krilovljevi bojni brodovi tipa Sevastopolj imali su trofaznu elektranu.

Rusija i Ukrajina stvorile su ogroman broj opremljenih brodova složeni sustavi automatizacija s visokim stupnjem elektrifikacije brodskih mehanizama i sustava. Snaga generatorskih agregata brodskih elektrana znatno je porasla.

Elektrotehnika je vrlo važna na brodovima. Za osiguranje normalnih radnih uvjeta i stanovanja potrebna je električna rasvjeta. Uređaji za grijanje dizajniran za stvaranje topline potrebne za kuhanje, povećanje temperature okolnog zraka, tekućine, pojedinačni elementi sklon smrzavanju, kao i zadovoljstvo potrebe kućanstva putnika i posade. Sigurnost plovidbe tereta, životi ljudi i sigurnost tereta ovise o mnogim električnim uređajima, npr. upravljački uređaj, protupožarne i drenažne pumpe, radio stanica, navigacijski uređaji, mreža za nužnu rasvjetu itd. Elektrifikacija mehanizama koji služe uređajima za sidrenje, privez, teret i spašavanje omogućuje automatizaciju ovih radno intenzivnih procesa.

2. Glavni dio

2.1 Upravljački krug motora

Funkcionalna shema upravljanja asinkronim motorom s kaveznim rotorom prikazana je na slici 1.

Slika 1. Funkcionalni dijagram upravljanja asinkronim motorom.

Trofazna izmjenična struja dovodi se do prekidača, koji služi za spajanje trofaznog asinkronog motora. Osim kontaktnog sustava, prekidač ima kombinirane okidače (toplinski i elektromagnetski) čime se osigurava automatsko isključivanje tijekom dugotrajnog preopterećenja i kratkog spoja. Iz osigurač napajanje se dovodi do magnetskog pokretača. Magnetski pokretač je uređaj za daljinsko upravljanje motorom. Pokreće, zaustavlja i štiti motor od pregrijavanja i ozbiljnog pada napona. Glavni dio magnetskog pokretača je tropolni elektromagnetski kontaktor. S magnetskog pokretača upravljanje se prenosi na trofazni asinkroni elektromotor naizmjenična struja. Asinkroni motor odlikuje se jednostavnom konstrukcijom i lakoćom održavanja. Sastoji se od dva glavna dijela - statora - nepokretnog dijela i rotora - rotirajućeg dijela. Stator ima utore u koje se postavlja trofazni statorski namot spojen na mrežu izmjenične struje. Ovaj namot je dizajniran za stvaranje rotirajućeg kružnog magnetskog polja. Rotacija kružnog magnetskog polja osigurava se faznim pomakom jedan u odnosu na drugi svakog od tri sustava trofazne struje za kut od 120 stupnjeva.

Namoti statora za priključak na mrežni napon 220V spojeni su u trokut (slika 8). Ovisno o vrsti namota rotora, strojevi mogu biti s namotanim i kaveznim rotorima. Unatoč činjenici da motor s namotanim rotorom ima bolja svojstva pokretanja i upravljanja, kavezni motor je jednostavniji i pouzdaniji za rad, kao i jeftiniji. Odabrao sam kavezni motor jer su većina motora koji se danas proizvode u industriji upravo kavezni motori. Namot rotora je napravljen kao vjeveričiji kotač, vrući aluminij se pod pritiskom ulijeva u utore rotora. Vodiči namota rotora povezani su u trofazni sustav. Motor pokreće ventilator. Ventilatori koji se koriste na brodovima razlikuju se ovisno o pritisku koji stvaraju. Ventilator montiran u krug je ventilator niski pritisak. Tipično, ventilatori nisu podesivi ili reverzibilni, tako da njihov pogon ima jednostavan upravljački krug, koji se svodi na pokretanje, zaustavljanje i zaštitu.

Shematski prikaz nereverzibilne trofazne regulacije asinkroni elektromotor s kaveznim rotorom preko strujnog prekidača i magnetskog pokretača s bipolarnim toplinskim relejem prikazan je na slici 2.

S ploče napajanja napajanje se dovodi do prekidača s toplinskim i elektromagnetskim prekostrujnim okidačima. Krug magnetskog pokretača dizajniran je u skladu s preporučenim uvjetima grafički simboli elementi automatskih upravljačkih krugova motora. Ovdje su svi elementi istog uređaja označeni istim slovima.

Slika 2. Dijagram upravljanja asinkronim motorom s kratkospojenim namotom rotora.

Dakle, glavni kontakti za zatvaranje linearnog tropolnog kontaktora, koji se nalazi u strujnom krugu, njegova zavojnica i pomoćni kontakti za zatvaranje, koji se nalaze u upravljačkom krugu, označeni su slovima CL. Grijaći elementi toplinskog releja uključeni u strujni krug i preostali prekidni kontakti s ručnim vraćanjem istog releja u prvobitni položaj, koji se nalaze u upravljačkom krugu, označeni su slovima RT. Kada je tropolna sklopka uključena, nakon pritiska tipke za pokretanje KnP, svitak linearnog tropolnog kontaktora CL je uključen i njegovi glavni kontakti za zatvaranje CL povezuju namot statora trofaznog asinkronog motora IM na opskrbna mreža, zbog čega se rotor počinje okretati. Istodobno, pomoćni kontakti za zatvaranje CL-a su zatvoreni, prebacujući gumb za pokretanje KnP-a, što omogućuje njegovo otpuštanje. Pritiskom na tipku za zaustavljanje KnS isključuje se strujni krug napajanja zavojnice CL, uslijed čega armatura kontaktora ispada, glavni kontakti za zatvaranje CL se otvaraju i namot statora motora se odvaja od opskrbne mreže.

2.2 Glavni elementi strujnog kruga i njihova namjena

Upravljanje pogonom uključuje pokretanje elektromotora, regulaciju brzine vrtnje, promjenu smjera vrtnje, kočenje i zaustavljanje elektromotora. Za upravljanje pogonima koriste se električni sklopni uređaji, kao što su automatski i neautomatski prekidači, kontaktori i magnetski pokretači. Za zaštitu elektromotora od nenormalnih uvjeta (preopterećenja i kratkih spojeva) koriste se prekidači, osigurači i toplinski releji.

Upravljanje elektromotorima s kaveznim rotorom. Na sl. Slika 2.8 prikazuje dijagram upravljanja za asinkroni motor s kaveznim rotorom koji koristi magnetski pokretač.

Riža. 2.8. pomoću magnetskog pokretača: Q- sklopka; F– osigurač;

KM- magnetski prekidač, KK1, KK2- toplinski relej; SBC SBT

Magnetski starteri naširoko se koriste za motore snage do 100 kW. Koriste se u dugotrajnom i kratkotrajnom pogonu. Magnetski pokretač omogućuje daljinsko pokretanje. Za uključivanje elektromotora M Prvi se uključuje prekidač Q. Motor se pokreće uključivanjem prekidača SBC. Zavojnica (preklopni elektromagnet) magnetskog pokretača KM KM u glavnom krugu i u upravljačkom krugu. Pomoćni kontakt KM SBC i osigurava neprekidan rad pogona nakon uklanjanja opterećenja pritiska s prekidača. Za zaštitu elektromotora od preopterećenja, magnetski starter ima termalne releje KK1 I KK2, uključen u dvije faze elektromotora. Pomoćni kontakti ovih releja uključeni su u strujni krug zavojnice KM magnetski pokretač. Za zaštitu od kratkog spoja osigurači su ugrađeni u svaku fazu glavnog kruga elektromotora. F. Osigurači se također mogu ugraditi u upravljački krug. U stvarnim krugovima, neautomatski prekidač Q i osigurači F može se zamijeniti prekidačem. Elektromotor se isključuje pritiskom na prekidač SBT.

Najjednostavnija shema samo neautomatski prekidač može upravljati elektromotorom Q i osigurači F ili strujni prekidač.

U mnogim slučajevima kod upravljanja električnim pogonom potrebno je promijeniti smjer vrtnje elektromotora. U tu svrhu koriste se reverzibilni magnetski starteri.

Na sl. Slika 2.9 prikazuje upravljački dijagram za asinkroni elektromotor s kaveznim rotorom koji koristi reverzibilni magnetski pokretač. Za uključivanje elektromotora M prekidač mora biti uključen Q. Elektromotor se uključuje za jedan smjer, konvencionalno "Naprijed", pritiskom na tipkalo SBC1 u strujnom krugu svitka KM1 magnetski pokretač.U ovom slučaju zavojnica (preklopni elektromagnet) magnetskog pokretača KM1 prima napajanje iz mreže i zatvara kontakte KM1 V

glavni krug i upravljački krug. Pomoćni kontakt KM1 prekidač s tipkama je premošten u upravljačkom krugu SBC1 i osigurava neprekidan rad pogona nakon uklanjanja opterećenja pritiska s prekidača.

Riža. 2.9. pomoću reverzibilnog magnetskog pokretača: Q- sklopka; F– osigurač; KM1, KM2- magnetski prekidač, KK1, KK2- toplinski relej; SBC1, SBC2 – prekidač za pokretanje motora s gumbom; SBT– tipkalo za gašenje motora

Za pokretanje elektromotora u suprotnom smjeru, uvjetno

"Natrag", morate pritisnuti prekidač SBC2. Prekidači s tipkama SBC1 I SBC2 imaju električnu bravu, eliminirajući mogućnost istovremenog aktiviranja zavojnica KM1 I KM2. Da biste to učinili, u krugu zavojnice KM1 uključuje se pomoćni kontakt startera KM2, i u krug zavojnice KM2– pomoćni kontakt KM1.

Da biste isključili električni motor iz mreže kada se okreće u bilo kojem smjeru, morate pritisnuti prekidač SBT. U ovom slučaju, krug bilo koje zavojnice i KM1 I KM2 prekida, njihovi kontakti u glavnom krugu elektromotora se otvaraju i elektromotor se zaustavlja.

Krug za uključivanje unatrag može se, u opravdanim slučajevima, koristiti za kočenje motora povratnim prebacivanjem.

Upravljanje elektromotorima s namotanim rotorom. Na sl. Slika 2.10 prikazuje dijagram upravljanja asinkronim motorom s namotanim rotorom.

>Sl. 2.10. Upravljački krug asinkronog motora

s namotanim rotorom: QF – prekidač; KM – magnetski pokretač u krugu statora, KM1 – KM3 – magnetski ubrzavač; SBC – tipkalo za paljenje motora R – startni reostat; SBT – prekidač za gašenje motora na dugme

>Na gornjem dijagramu zaštita motora M zaštita od kratkih spojeva i preopterećenja provodi se automatskim prekidačem QF. Za smanjenje startne struje i povećanje startnog momenta, trostupanjski startni reostat uključen je u krug rotora R. Broj koraka može varirati. Elektromotor pokreće linearni kontaktor KM i kontaktori za ubrzanje KM1 – KM3. Kontaktori su opremljeni vremenskim relejem. Nakon uključivanja strujnog prekidača QF prekidač s tipkama SBC linijski kontaktor se uključuje KM, koji trenutno zatvara svoje kontakte u glavnom krugu i zaobilazi kontakte prekidača s tipkama SBC. Motor se počinje okretati kada je startni reostat potpuno umetnut. R(mehanička karakteristika 1 na sl. 2.11). Točka P je početna točka.

Riža. 2.11. Mehaničke karakteristike asinkroni motor s namotanim rotorom: 1 , 2 , 3 –

kada su uključeni početni reostatski stupnjevi; 4 – prirodno;

P- Polazna točka;

Kontakt vremenskog releja KM u krugu zavojnice kontaktora KM1 s vremenskom odgodom t1 (sl. 2.12) uključuje kontaktor KM1, koji zatvara kontakte prvog stupnja u krugu startnog reostata. S vremenskom odgodom t2 uključuje se kontaktor KM2. Slično se odvija i proces prebacivanja stupnjeva startnog reostata R sve do prijelaza elektropogona na prirodnu karakteristiku (krivulja 4).

Promjena struje statora I i brzine rotora n2 tijekom pokretanja motora prikazana je na sl. 2.12.

Riža. 2.12. Promjena struje statora i brzine rotora asinkronog motora s namotanim rotorom tijekom pokretanja

Tijekom prirodne karakteristike struja statora i brzina rotora dostižu nominalne vrijednosti.

Elektromotor se zaustavlja pomoću SBT prekidača.

Električno blokiranje u pogonima. Kod višemotornih pogona ili pogona mehanizama povezanih zajedničkom tehnološkom ovisnošću mora se osigurati određeni redoslijed uključivanja i isključivanja elektromotora. To se postiže mehaničkim ili električnim blokiranjem. Električno blokiranje provodi se korištenjem dodatnih pomoćnih kontakata sklopnih uređaja uključenih u upravljanje pogonima. Na sl. Na slici 2.13 prikazan je dijagram za blokiranje redoslijeda pokretanja i zaustavljanja dva elektromotora.

Riža. 2.13. : P1, Q2- sklopka; F1, F2– osigurač; KM1, KM2- magnetski prekidač, KK1, KK2- toplinski relej; SBC1, SBC2– prekidač motora s tipkama; SBT1, SBT2– tipkalo za gašenje motora; Q3– pomoćni prekidač

Krug isključuje mogućnost pokretanja elektromotora M2 prije pokretanja motora M1. Da biste to učinili, u upravljačkom krugu magnetskog pokretača KM2 koji pokreće i zaustavlja elektromotor M2, uključen je normalno otvoreni pomoćni kontakt KM1, spojen na starter KM1. Ako se elektromotor zaustavi M1 isti kontakt će automatski isključiti motor M2. Ako je potrebno samostalno pokrenuti elektromotor pri ispitivanju mehanizma, u upravljačkom krugu postoji prekidač Q3, koji se prvo mora zatvoriti. Uključivanje elektromotora M2 provodi se prekidačem s tipkama SBC2, i isključivanje – SBT2. Paljenje motora M1 provodi prekidačem SBC1, i isključivanje – SBT1. Ovo također isključuje prekidač M2.

Reguliranje brzine radnog tijela stroja ili mehanizma. Brzina radnog tijela stroja može se mijenjati korištenjem mjenjača ili promjenom brzine vrtnje elektromotora. Brzina motora se može mijenjati na nekoliko načina. U građevinski strojevi i mehanizmi koriste se mjenjači sa zupčaničkim, remenskim i lančanim prijenosom koji omogućuju promjenu prijenosnog omjera. U pogonima koji koriste kavezne motore, brzina vrtnje elektromotora mijenja se promjenom broja pari polova. U te svrhe koristi se ili elektromotor s dva statorska namota, od kojih svaki ima različit broj pari polova, ili elektromotor s sklopnim dijelovima faznih namota statora.

Moguće je regulirati brzinu vrtnje promjenom napona na namotu statora. U te svrhe koriste se autotransformatori s glatkom regulacijom napona, magnetska pojačala i tiristorski regulatori napona.

Dodajte web mjesto u oznake

Pratimo prvo dizajn i rad energetskih (glavnih) krugova, a zatim kontrolnih krugova.

Slika.1 Upravljački krug za asinkroni kavezni motor koji koristi nepovratni motor.

Strujni krugovi. do statora elektromotora D dolazi preko tropolne sklopke R. Prekidač omogućuje isključivanje elektromotora u slučaju popravka ili kvara. Dalje u strujnom krugu postoje 1P osigurači, koji se obično postavljaju na grupu centrala; štite krugove od kratkih spojeva. Glavni kontakti L tropolni linearni kontaktor uključuje ili isključuje namot statora elektromotora. Glavni kontakti su spojeni na način da se pokretni kontakti nalaze na strani motora, a nepomični kontakti koji su uvijek pod naponom nalaze se na strani mreže, čime se povećava sigurnost rada. Termalni releji se uključuju u dvije faze, jer je moguća previsoka struja u najmanje dvije žice; oni služe za zaštitu motora od dugotrajnih preopterećenja i od rada na dvije faze.

Korištenje osigurača u krugu zajedno s toplinskim relejima objašnjava se činjenicom da kontakti snage magnetskih pokretača dopuštaju prekid struja preopterećenja ne više od sedam puta veće od nazivne struje elektromotora, čija je snaga dopuštena u dati starter; a ti kontakti nisu predviđeni da podnose struje kratkog spoja. Grijaći elementi releja uključeni su u strujni krug.

Kontrolni krugovi. Upravljački krug se ovdje napaja preko prekidača i osigurača glavnog kruga. Osim toga, upravljački krugovi su zaštićeni vlastitim pojedinačnim osiguračem 2P,štiti upravljački krug od kratkih spojeva. Kao što se može vidjeti iz dijagrama, upravljački krug se napaja naponom iste veličine kao i strujni krug.

Upravljački krug uključuje gumbe "stop" i "start".

Slika 2 Upravljački krug za asinkroni kavezni motor s reverzibilnom sposobnošću.

Zavojnica L linearni kontaktor s blok kontaktom L 1 preko vaših glavnih kontakata L u strujnom krugu uključuje i isključuje elektromotor D. Zatim, upravljački krug uključuje otvorene kontakte (s ručnim resetiranjem) toplinskih releja 1RT I 2RT, grijaći elementi koji su uključeni u glavni krug. Neke vrste toplinskih releja imaju dva grijaći elementi i samo jedan prekidni kontakt, na koji svaka od bimetalnih traka može djelovati preko sustava poluga.

Shema radi na sljedeći način. Za pokretanje motora, nakon uključivanja prekidača P, pritisnite tipku "start". U tom slučaju zatvoren je krug zavojnice kontaktora L. Struja teče kroz sljedeći krug: faza L 1 - osigurač 2P- tipka za otvaranje "stop" - tipka "start" - svitak kontaktora L- otvaranje kontakata toplinskih releja 1RT I 2RT- faza L 3. Zbog činjenice da struja prolazi kroz svitak kontaktora, njegova jezgra je magnetizirana, armatura se uvlači i uključuje glavne kontakte. Stezaljke namota statora C 1 C 2 C3 spojite na napajanje L 1, L 2, L 3 i motor se uključuje. Istovremeno s glavnim kontaktima, blok kontakti su također zatvoreni tako da je strujni krug svitka kontaktora zatvoren kroz blok kontakt L 1 zaobilazeći gumb "start". Sada više ne morate držati gumb; djelovanjem opruge vraća se u prvobitni položaj. Za isključivanje motora pritisnite tipku "stop"; u ovom slučaju, napajanje zavojnice kontaktora L je prekinut, a glavni kontakti, pod utjecajem težine ili opruge, otvaraju se i odvajaju namot statora od mreže.

Razmatrani krug također pruža takozvanu "nultu" (ili minimalnu) zaštitu: kada mrežni napon nestane ili značajno padne na 35-40% nazivne vrijednosti, kontaktor se isključuje i odspaja elektromotor iz mreže.

Kada se napon vrati, više se neće dogoditi samopokretanje motora, budući da je tipka "start" otpuštena i blok kontakt L 1 otvoren

U slučaju dugotrajnog preopterećenja, termalni relej otvara kontakt 1RT (2RT) isključuje kontaktor, a time i motor. Nakon što radi toplinski zaštitni relej (ako je toplinski relej napravljen prema principu prisilnog povratka), za vraćanje kontakta releja u prvobitni položaj pritisnite gumb koji se nalazi na poklopcu startera; povratak kontakta releja 1RT (2RT) nakon isključivanja moguće je tek nakon vremena potrebnog da se bimetalne trake ohlade.

Magnetski starteri se proizvode za upravljanje elektromotorima do 75-100 kW. Razmatrani krug također se može sastaviti s kontaktorom. Za asinkrone motore napona do 500 V obično se koriste tropolni izmjenični kontaktori serije KT s izmjeničnim svitkom.

Za upravljanje mehanizmima koji zahtijevaju promjenu smjera vrtnje (reverziranje), bilo reverzibilni magnet pokretač, ili upravljački krug s dva kontaktora, koji se ne razlikuje mnogo od kruga reverzibilnog startera.

Na sl. Slika 2 prikazuje dijagram upravljanja za asinkroni kavezni motor s mogućnošću reverziranja. Poput upravljačkog kruga sa magnetski pokretač, ova shema dopušta daljinski upravljač, jer, od kojih su tri u ovoj shemi - "naprijed", "natrag" i "stop", mogu se postaviti na određenoj udaljenosti od motora. Koristeći dijagram prikazan na Sl. 2, možete pokrenuti motor (a time i mehanizam povezan s njim), promijeniti smjer vrtnje, zaustaviti ga; Osim toga, sklop štiti instalaciju od kratkih spojeva, od preopterećenja, od pada napona u mreži (nulta zaštita) i od samopokretanja. Ovaj krug kombinira dva nereverzibilna startna kruga i ima neke značajke. Krug je opremljen s dva kontaktora: prednji kontaktor (zavojnica i njegova tri glavna kontakta označeni su slovom U, i blokirati kontakte B1 I NA 2) i "obrnuti" kontaktor (zavojnica i tri glavna kontakta označeni su slovom H, a blok kontakti H1 i H2). Glavni kontakti kontaktora U i H uključeni su u krug napajanja na način da kada se kontakti zatvore U(kontakti H su otvoreni), tri faze mreže se napajaju na namot statora istim redoslijedom, a kada su kontakti H zatvoreni, dvije od tri faze mijenjaju mjesta. U tom smislu, magnetsko polje statora motora počinje se okretati u suprotnom smjeru, a motor se okreće.

Doista, kada uključite kontakte U faza L 1 mreža se dovodi do namota statora C 1, faza L 2- na C 2, faza L 3- na C 3. Ako se kontakti N zatvore, tada se faza L 1 dovodi u namot C 3, faza L 2- na C 2 (bez promjene), faza L 3 - na C 1, dakle faze L 1 i L 3 mijenjati mjesta.

Shema radi na sljedeći način. Za okretanje motora u smjeru "naprijed" pritisnite tipku "naprijed"; u ovom slučaju struja iz faze L 2 ide duž lanca: 1 - 3 - 5 - 7 - 6 - 4 - 2 - faza L 3; zavojnica U zatvara svoje glavne kontakte U, a motor se počinje kretati naprijed. Za promjenu smjera rotacije uključuje se tipka "stop", a zatim se uključuje tipka "natrag"; u ovom slučaju struja teče kroz krug: faza L 2 - 1 - 3 - 9 - 11 - 6 - 4 - 2 - faza L 3. Sada struja već je u tijeku kroz svitak H, koji zatvara svoje kontakte i motor se okreće. Istodobno aktiviranje oba kontaktora u razmatranom krugu može dovesti do kratkog spoja u strujnom krugu. Ako je motor uključen u smjeru, na primjer, "naprijed" i greškom je pritisnut gumb "natrag", tada će svitak H također uključiti svoje kontakte (kontakte U uključeni ranije, jer je motor radio u smjeru "naprijed"), uključit će se svih šest glavnih kontakata u strujnom krugu, što će dovesti do kratkog spoja u dvije faze (L 1 i L 3). Kako bi se spriječilo da se to dogodi, krug koristi dvostruke lančane gumbe "naprijed" i "natrag"; kada pritisnete tipku "naprijed", istovremeno se otvara kontakt u krugu zavojnice H, i obrnuto, ako pritisnete tipku "natrag", otvara se kontakt zavojnice B. Ovaj uređaj se naziva mehanička blokada. Kako bi se povećala pouzdanost kruga, armature zavojnica kontaktora također su opremljene mehaničkom bravom, koje imaju posebnu polugu: uvlačenje armature jedne zavojnice onemogućuje istovremeno povlačenje armature druge zavojnice.

Uz mehaničku blokadu koristi se i električna blokada. Na sl. 2 kontrolna gumba "naprijed" i "natrag" su normalna; međutim, krug zavojnice "naprijed" uključuje prekidni kontakt kontaktora "nazad", i obrnuto, krug svitka "unatrag" uključuje prekidni kontakt kontaktora "naprijed". Ako pritisnete, na primjer, gumb "natrag", tada će struja proći kroz zavojnicu kontaktora "natrag", kontaktor će zatvoriti svoje normalno otvorene kontakte i otvoriti svoj prekidni kontakt H2 u krugu svitka B. Stoga, dok je svitak kontaktora H uključen, krug svitka kontaktora Uće biti otvoren i uključite zavojnicu U istovremeno sa zavojnicom H nije moguće. Ovaj uređaj se naziva električna blokada. Kako bi se povećala pouzdanost strujnog kruga, mehaničko zaključavanje se koristi istovremeno s električnim.

Vladimir Rentjuk, Zaporožje, Ukrajina

Članak daje kratki osvrt i analiza popularnih sklopova dizajniranih za upravljanje brušenim istosmjernim motorima, a također nudi originalna i malo poznata rješenja sklopova

Elektromotori su vjerojatno jedan od najpopularnijih proizvoda elektrotehnike. Kao što nam sveznajuća Wikipedia govori, Električni motor - električni auto(elektromehanički pretvarač), u kojem Električna energija pretvara u mehanički. Početak njegove povijesti može se smatrati otkrićem Michaela Faradaya davne 1821. godine, utvrđujući mogućnost rotacije vodiča u magnetskom polju. No, prvi koliko-toliko praktični elektromotor s rotirajućim rotorom na svoj je izum čekao sve do 1834. godine. Dok je radio u Königsbergu, izumio ga je Moritz Hermann von Jacobi, nama poznatiji kao Boris Semenovich. Elektromotore karakteriziraju dva glavna parametra - brzina vrtnje osovine (rotora) i zakretni moment razvijen na osovini. U u općim crtama oba ova parametra ovise o naponu koji se dovodi u motor i struji u njegovim namotima. Trenutno postoji dosta različitih vrsta elektromotora, a budući da je, kako je primijetio naš poznati književni lik Kozma Prutkov, nemoguće shvatiti neizmjernost, zadržat ćemo se na razmatranju značajki upravljanja istosmjernim motorima (u daljnjem tekstu kao elektromotori).

Postoje dvije vrste istosmjernih motora - brušeni motori na koje smo navikli i motori bez četkica (stepper). U prvom, izmjenično magnetsko polje, koje osigurava rotaciju osovine motora, formiraju namoti rotora, koji se napajaju kroz četkasti komutator - komutator. U interakciji je s konstantnim magnetskim poljem statora, okrećući rotor. Za rad takvih motora nisu potrebni vanjski komutatori, njihovu ulogu igra kolektor. Stator može biti izrađen iz bilo kojeg sustava stalni magneti, i od elektromagneta. Kod drugog tipa elektromotora namoti čine nepomični dio motora (stator), a rotor je izrađen od trajnih magneta. Ovdje se izmjenično magnetsko polje stvara preklapanjem namota statora, što izvodi vanjski upravljački krug. Koračni motori ("stepper motor" na engleskom) mnogo su skuplji od komutatorskih motora. To su prilično složeni uređaji sa svojim specifičnim značajkama. Njihovo Potpuni opis zahtijeva posebnu publikaciju i izvan je opsega ovog članka. Da dobiješ više potpuna informacija Za motore ovog tipa i njihove upravljačke krugove, možete se pozvati, na primjer, na.

Četkasti motori (slika 1) su jeftiniji i općenito ne zahtijevaju složene upravljačke sustave. Za njihov rad dovoljan je napon napajanja (ispravljen, konstantan!). Problemi se počinju javljati kada postane potrebno prilagoditi brzinu vrtnje osovine takvog motora ili koristiti poseban način upravljanja zakretnim momentom. Postoje tri glavna nedostatka takvih motora - mali okretni moment pri malim brzinama vrtnje (stoga je često potreban mjenjač, ​​a to utječe na cijenu dizajna u cjelini), generacija visoka razina elektromagnetske i radio smetnje (zbog kliznog kontakta u kolektoru) i niske pouzdanosti (točnije, kratak resurs; razlog je u istom kolektoru). Kod korištenja kolektorskih motora potrebno je voditi računa da potrošnja struje i brzina vrtnje njihovog rotora ovise o opterećenju osovine. Brušeni motori su svestraniji i šire se koriste, posebno u jeftinim primjenama gdje je cijena odlučujući faktor.

Budući da brzina vrtnje rotora kolektorskog motora ovisi, prije svega, o naponu koji se dovodi u motor, prirodno je koristiti krugove za njegovo upravljanje koji imaju mogućnost postavljanja ili podešavanja izlaznog napona. Takva rješenja koja se mogu pronaći na internetu su sklopovi bazirani na podesivim stabilizatorima napona, a kako je doba diskretnih stabilizatora odavno prošlo, preporučljivo je koristiti npr. jeftine integrirane kompenzacijske stabilizatore. Moguće opcije Takva shema prikazana je na slici 2.

Shema je primitivna, ali se čini vrlo uspješnom i, što je najvažnije, jeftinom. Pogledajmo to s inženjerskog stajališta. Prvo, je li moguće ograničiti moment ili struju motora? To se može riješiti ugradnjom dodatnog otpornika. Na slici 2 označen je kao R LIM. Njegov je izračun uključen u specifikaciju, ali pogoršava karakteristike kruga kao stabilizatora napona (više o tome u nastavku). Drugo, koja je opcija kontrole brzine bolja? Opcija na slici 2a daje prikladnu karakteristiku linearne kontrole, zbog čega je popularnija. Opcija na slici 2b ima nelinearnu karakteristiku. Ali u prvom slučaju, kada je kontakt u promjenjivom otporniku prekinut, dobivamo maksimalnu brzinu, au drugom slučaju minimalnu. Što odabrati ovisi o konkretnoj primjeni. Sada pogledajmo jedan primjer za motor s tipični parametri: radni napon 12 V; maksimalna radna struja je 1 A. LM317 IC, ovisno o sufiksima, ima maksimalnu izlaznu struju od 0,5 A do 1,5 A (vidi specifikaciju; postoje slični IC-ovi s većom strujom) i razvijenu zaštitu (od preopterećenja i pregrijavanja). S ove točke gledišta, idealan je za naš zadatak. Problemi se kriju, kao i uvijek, u malim stvarima. Ako se motor dovede do maksimalne snage, što je vrlo realno za našu primjenu, tada će IC, čak i uz minimalno dopuštenu razliku između ulaznog napona V IN i izlaznog V OUT jednakog 3 V, rasipati snagu od najmanje

P = (V IN - V OUT)×I = 3×1 = 3 W.

Stoga je potreban radijator. Opet je pitanje: kolika je disipacija snage? Na 3 W? Ali ne. Ako odvojite vrijeme za izračunavanje grafikona opterećenja IC-a ovisno o izlaznom naponu (ovo je lako učiniti u Excelu), tada dobivamo da će se, pod našim uvjetima, maksimalna snaga na IC-u rasipati ne na maksimumu izlazni napon regulatora, ali pri izlaznom naponu od 7,5 V (vidi sliku 3), i bit će gotovo 5,0 W!

Kao što vidite, rezultat je nešto što više nije jeftino, već vrlo glomazno. Dakle, ovaj pristup je prikladan samo za motore male snage s radnom strujom ne većom od 0,25 A. U ovom slučaju, snaga na upravljačkom IC-u bit će na razini od 1,2 W, što će već biti prihvatljivo.

Izlaz je korištenje metode modulacije širine impulsa (PWM) za kontrolu. Doista je najčešći. Njegova bit je opskrba motora unipolarnim pravokutnim impulsima moduliranog trajanja. Prema teoriji signala, struktura takve sekvence ima konstantnu komponentu proporcionalnu omjeru τ/T, gdje je: τ trajanje impulsa, a T period sekvence. Ona je ta koja kontrolira brzinu motora, što je izdvaja kao integratora u ovom sustavu. Budući da izlazni stupanj PWM regulatora radi u sklopnom načinu rada, u pravilu ne zahtijeva velike radijatore za odvođenje topline, čak ni pri relativno velikim snagama motora, a učinkovitost takvog regulatora je neusporedivo veća od prethodnog. jedan. U nekim slučajevima moguće je koristiti silazne ili pojačavajuće DC/DC pretvarače, ali oni imaju niz ograničenja, primjerice u pogledu dubine regulacije izlaznog napona i minimalnog opterećenja. Stoga su u pravilu druga rješenja češća. "Klasični" dizajn strujnog kruga takvog regulatora prikazan je na slici 4. Koristi se kao prigušnica (regulator) u profesionalni modelželjeznička pruga.

Na prvom operacijskom pojačalu sastavljen je generator, a na drugom komparator. Signal s kondenzatora C1 dovodi se na ulaz komparatora, a podešavanjem praga odziva generira se pravokutni signal sa željenim omjerom τ/T (slika 5).

Područje podešavanja se postavlja podesnim otpornicima RV1 (brži) i RV3 (sporiji), a samo podešavanje brzine vrši se otpornikom RV2 (brzina). Želio bih skrenuti pozornost čitatelja na činjenicu da sličan krug s pogreškama u vrijednostima razdjelnika koji postavlja prag komparatora kruži internetom na forumima na ruskom jeziku. Motorom se izravno upravlja preko sklopke pomoću snažnog tranzistora s efektom polja. Značajke ovog MOSFET tipa tranzistora su velika radna struja (30 A konstantno, i do 120 A pulsirajuće), ultra-nizak otpor otvorenog kanala (40 mOhm) i, prema tome, minimalni gubici snage u otvorenom stanju.

Na što prvo trebate obratiti pozornost kada koristite takve sheme? Prvi je izvođenje upravljačkog kruga. Ovdje na dijagramu postoji mali nedostatak (slika 4). Ako se s vremenom pojave problemi s pokretnim kontaktom promjenjivog otpornika, dobit ćemo potpuno, gotovo trenutno ubrzanje motora. To može oštetiti naš uređaj. Što je protuotrov? Ugradite dodatni otpornik visokog otpora, na primjer, 300 kOhm, s pina 5 IC na zajedničku žicu. U tom slučaju, ako regulator zakaže, motor će se zaustaviti.

Drugi problem s takvim regulatorima je izlazni stupanj ili pokretački program motora. U takvim krugovima može se napraviti pomoću tranzistora s efektom polja i bipolarnih; ovi drugi su neusporedivo jeftiniji. Ali iu prvoj i u drugoj opciji potrebno je uzeti u obzir neke važne točke. Za upravljanje MOSFET-om potrebno je puniti i prazniti njegov ulazni kapacitet koji može iznositi tisuće pikofarada. Ako se serijski otpornik vrata (R6 na slici 4) ne koristi ili je njegova vrijednost premala, operativno pojačalo može zakazati na relativno visokim pogonskim frekvencijama. Ako koristite R6 velike vrijednosti, tada će tranzistor duže ostati u aktivnoj zoni svoje prijenosne karakteristike i, prema tome, imamo povećanje gubitaka i zagrijavanje sklopke.

Još jedna napomena o krugu na slici 4. Upotreba dodatne diode D2 nema smisla, budući da struktura tranzistora BUZ11 već ima svoju unutarnju zaštitnu diodu velike brzine s najbolje karakteristike od predloženog. Dioda D1 također je očito suvišna, tranzistor BUZ11 dopušta napon gejta-izvora od ± 20 V, a promjena polariteta u upravljačkom krugu s unipolarnim napajanjem, kao i naponi iznad 12 V, nisu mogući.

Ako koristite bipolarni tranzistor, tada se javlja problem generiranja dovoljne bazne struje. Kao što je poznato, za zasićenje prekidača na bipolarnom tranzistoru njegova bazna struja mora biti najmanje 0,06 struje opterećenja. Jasno je da operacijsko pojačalo možda neće dati takvu struju. U tu svrhu, u bitno sličnom regulatoru, koji se koristi, na primjer, u popularnom mini-graveru tvrtke PT-5201, koristi se tranzistor, koji je Darlingtonov krug. Ovdje postoji zanimljiva točka. Ovi mini-graveri ponekad zakažu, ali ne zbog pregrijavanja tranzistora, kao što bi se moglo pretpostaviti, već zbog pregrijavanja IC (maksimalno radna temperatura+70 °C) izlazni tranzistor (maksimalno dopuštena temperatura+150 °C). U proizvodima koje je koristio autor članka, bio je pritisnut uz tijelo IC-a i postavljen na ljepilo, što je nedopustivo zagrijavalo IC i gotovo blokiralo hladnjak. Ako naiđete na takav dizajn, bolje je "odlijepiti" tranzistor od IC i saviti ga što je više moguće. Za ovo znanje autor članka je nagrađen od Pro’sKita setom alata. Kao što vidite, sve treba riješiti na sveobuhvatan način - pogledajte ne samo strujni krug, već i obratite pozornost na dizajn regulatora u cjelini.

Postoji nekoliko zanimljivijih krugova jednostavnijih PWM regulatora. Na primjer, dva pojedinačna kruga operacijskog pojačala s drajverom objavljena su u [