Стартовая >> Архив >> Электрооборудование установок гидромеханизации

Схемы управления двигателями постоянного тока якоря неизменном напряжении питания - Электрооборудование установок гидромеханизации

Оглавление
Электрооборудование установок гидромеханизации
Электрические машины, применяемые в гидромеханизации
Машины постоянного тока
Асинхронные машины
Синхронные машины
Силовые трансформаторы
Сельсины
Индукторные муфты скольжения
Электромагниты и электрогидротолкатели
Аппараты управления до 1000 В
Автоматические воздушные выключатели
Командоаппараты и контроллеры
Резисторы и реостаты
Реле управления
Аппараты сигнализации
Аппараты электроустановок выше 1000 В
Разъединители
Выключатели нагрузки
Масляные выключателя
Приводы коммутационных аппаратов
Измерительные трансформаторы
Разрядники
Шины
Датчики
Электронные и полупроводниковые приборы
Выпрямители
Усилители
Характеристика нагрузок и привода установок гидромеханизации
Рыхлители землесосных снарядов
Оперативные лебедки
Электропривод дистанционного управления гидромонитором и вспомогательных механизмов
Электрические схемы в их начертание
Схемы управления двигателями постоянного тока якоря неизменном напряжении питания
Управление двигателями с глубоким регулированием скоростим
Схемы управления асинхронными двигателями
Схемы управления синхронными двигателями
Управление электромагнитным приводом масляного выключателя на постоянном токе
Замкнутые системы регулирования я автоматическое управление электроприводом
Замкнутые системы автоматического регулирования
Экскаваторная характеристика
Специальные схемы управления электроприводом с регулированием скорости
Автоматизация управления электроприводами землесосных снарядов
Принципы комплексной автоматизации землесосных снарядов
Принципы автоматизации насосных станций
Общие вопросы электроснабжения гидромеханизации
Основные показатели для расчета электроснабжения потребителей
Выбор сечения проводов, кабеля и шин
Воздушные линии электропередачи
Передача электроэнергии по кабелю
Трансформаторные подстанции и распределительные устройства
Распределение электроэнергии на установках гидромеханизации
Грозозащита воздушных линий и открытых электроустановок
Релейная защита электроустановок
Предохранители
Классификация и описание конструкций реле защиты
Принципы построения схем релейной защиты
Защита трансформаторов
Максимальная токовая защита электрических сетей
Защита от замыкания на землю
Эксплуатация электрооборудования установок гидромеханизации
Защитные меры безопасности в электроустановках гидромеханизации
Потребление и экономия электроэнергии

Схемы пуска двигателей

Ручной пуск производится при помощи реостатов, включаемых последовательно с якорем двигателя. Для пуска двигателей постоянного тока в приводах установок гидромеханизации этот способ не применяется. Схема управления при ручном пуске предельно проста и здесь не рассматривается.

Рис. 9-2. Схема цепей якоря двигателя постоянного тока независимого возбуждения при управлении пуском в функции скорости.
Автоматический пуск осуществляется путем последовательного замыкания накоротко секций пускового сопротивления контакторами, называемыми контакторами ускорения. Эти замыкания осуществляются автоматически и могут выполняться в зависимости от одной из следующих величин: 1) скорости; 2) тока якоря; 3) пути прохождения движущимся звеном механизма, приводимого данным двигателем; 4) времени.

Вопросы пуска двигателей постоянного тока в гидромеханизации самостоятельного значения не имеют. Однако принципы автоматизированного пуска используются в качестве средства контроля при управлении регулируемым приводом.
Управление пуском двигателя в функции скорости его (рис. 9-2). Схема содержит три ступени сопротивлений и три реле напряжения 1РУ, 2РУ и 3РУ, срабатывающих при определенном значении напряжения на их катушках, которое, в свою очередь, зависит от скорости якоря двигателя.
Для пуска двигателя подают напряжение на катушку контактора Л нажатием кнопки.
Пуск. При этом закрываются его замыкающие контакты в цепи якоря. Блок-контакт контактора Л шунтирует кнопку Пуск, поэтому размыкание кнопки при прекращении нажатия на нее не влечет за собой разрыв цепи катушки Л.
Напряжения срабатывания реле 1РУ, 2РУ и 3РУ определяются соотношениями


Рис. 9-3. Схема цепей якоря двигателя постоянного тока независимого возбуждения при управлении пуском в функции тока.
При последовательном срабатывании каждого из реле поочередно закрываются их замыкающие контакты в цепях катушек контакторов ускорения 1У, 2У и 3У. В той же последовательности замыкаются их контакты, шунтирующие ступени сопротивления.
Сопротивления, включенные последовательно с катушками реле, служат для регулирования уставки их срабатывания в зависимости от скорости двигателя.
Для остановки двигателя достаточно нажать кнопку Стоп, разрывающую цепь катушки линейного контактора Л.
Схемы пуска в функции тока содержат реле, включаемые последовательно в цепь якоря (рис. 9-3). Здесь размыкающие контакты реле допускают включение контакторов ускорения лишь при снижении тока якоря до значения тока отпадания реле.
Оба рассмотренных принципа пуска имеют общий недостаток. При повышенном значении момента механической нагрузки в первом случае может не повыситься скорость, а во втором — ток может не снизиться до величин соответствующих уставок реле и двигатель при своем разгоне задержится на некоторой промежуточной скорости. Сопротивления, не рассчитанные на продолжительную нагрузку, могут при этом выйти из строя в результате перегрева.
Диаграмма пуска для обеих рассмотренных схем подобна изображенной на рис. 5-7.
Схема управления двигателем постоянного тока с регулированием скорости.
Универсальных схем регулируемых электроприводов постоянного тока, пригодных для любого механизма, не существует. В зависимости от особенностей механизма и условий его работы для конкретных случаев разрабатывается система управления, отвечающая поставленной задаче, либо применяется известная схема с необходимыми дополнениями и изменениями.
В виде примера построения системы регулируемого привода рассмотрим схему управления двигателя с реверсированием, изменением скорости и динамическим торможением (рис. 9-4). Система предусматривает возможность работы на четырех основных ступенях скорости и на одной дополнительной ступени повышенной скорости. Предполагается, что основные ступени используются для рабочих движений механизма под нагрузкой, а дополнительная скорость — для маневрирования, без технологической нагрузки.
В установках гидромеханизации рассматриваемая система может быть применена для привода тяговых лебедок (папильонажных или становых) на землесосных снарядах и драгах.

Рис. 9-4. Система управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения с регулированием скорости.
а—принципиальная схема; б — диаграмма динамического процесса.
Переключения основных скоростей и реверсирование двигателя производятся командоконтроллером КК. Включение повышенной скорости осуществляется нажатием кнопки маневровой скорости КМС.
Командоконтроллер имеет девять фиксированных положений: одно нулевое и по четыре положения для каждого из направлений вращения двигателя — Вперед или Назад.
Для приведения системы регулирования в рабочее состояние необходимо поворотом переключателя Я подать напряжение на обмотку возбуждения ОВ и схему управления.
При отключении переключателя Я обмотка ОВ замыкается через диод Д на разрядное сопротивление СР. Последнее необходимо для предотвращения возможного пробоя изоляции обмотки возбуждения от перенапряжения, возникающего при отключении вследствие большой индуктивности ее катушек.
В цепь обмотки ОВ введено реле обрыва поля РОП, которое своими контактами в цепи реле напряжения PH обеспечивает отключение двигателя, предотвращая его недопустимый разгон при исчезновении тока в цепи обмотки возбуждения, так как согласно (5-15) скорость двигателя независимого возбуждения обратно пропорциональна магнитному потоку.

1 В случаях, когда по этим показателям двигатель с короткозамкнутым ротором оказывается непригодным, используют двигатели с фазным ротором, с постоянно подключенным сопротивлением в цепи ротора.

Пуск двигателя возможен только из нулевого положения командоконтроллера, в котором якорь реле PH втягивается и своими замыкающими контактами обеспечивает наличие напряжения на левой (по схеме) группе контактов командоконтроллера при любом его положении.
Для пуска двигателя рукоятку командоконтроллера поворачивают на одно деление Вперед или Назад. При этом замыкаются цепи контакторов IB, 2В либо 1Н, 2Н и двигатель начинает вращаться в том или другом направлении при полностью введенном сопротивлении якоря, работая на первой реостатной характеристике. Одновременно открываются размыкающие контакты одного из реверсивных контакторов (1В или 1Н) в цепи катушки реле ускорения 1РУ. Якорь реле 1РУ отпадает, и контакты 1РУ в цепи катушки контактора первой ступени ускорения 1У замыкаются с выдержкой времени, подготавливая цепь контактора 1У к включению. Для перехода, на следующую ступень скорости поворачивают рукоятку контроллера на следующее деление, замыкая цепь контактора 1У. Последний, включаясь, шунтирует первую ступень сопротивления цепи якоря C1—С2 и катушку реле 2РУ, размыкающие контакты которого замыкаются, подготавливая цепь катушки контактора 2У к включению. Аналогично выполняется переход на третью и четвертую ступени скорости.
Реле ускорения 1РУ, 2РУ, 3РУ введены в схему для того, чтобы резкий поворот рукоятки контроллера из нулевого положения в крайнее не повлек за собой мгновенное шунтирование всех ступеней сопротивления и, следовательно, недопустимый скачок тока. Независимо от действий оператора шунтирование ступеней регулировочного сопротивления будет происходит в соответствии с последовательной отработкой выдержки времени реле ускорения всех ступеней. В данном случае осуществляется автоматический контроль пуска двигателя по времени.
Переход от одной скорости к другой при замыкании контактов командоконтроллера и длительная работа на любой из скоростей происходят при полном потоке возбуждения, так как в течение всего описанного процесса управления добавочное сопротивление СД шунтировано контактами УП.
Для работы на повышенной, маневренной скорости в схеме используется принцип ослабления потока возбуждения двигателя.
При нажатии на кнопку КМС замыкается цепь катушки контактора 4У, контролируемая блок-контактом контактора третьей ступени скорости 3У. Контактор 4У своими замыкающими контактами включает цепь катушки реле управления полем РУП, через которую проходит полный ток якоря. При срабатывании контактора 4У прерывается цепь катушки контактора УП из-за размыкания размыкающих контакторов 4У; контакты УП, шунтирующие сопротивление СД, размыкаются, и обмотка возбуждения ОВ оказывается включенной последовательно с сопротивлением СД. Ток возбуждения падает, вызывая ослабление магнитного потока; скорость двигателя возрастает и для поддержания момента, обусловленного нагрузкой, возрастает ток якоря. При некотором значении последнего втягивается якорь реле РУП, замыкая своими контактами цепь катушки контактора управления магнитным полем УП, который, своими контактами шунтирует сопротивление СД. При этом вновь увеличивается ток возбуждения, а следовательно — снижается ток цепи якоря до известного значения, при котором якорь реле РУН отпадает, снова вводя сопротивление последовательно с обмоткой возбуждения. В этой системе имеет место вибрационное регулирование скорости потоком возбуждения в функции тока якоря.
На рис. 9-4,б показана примерная диаграмма изменения во времени тока возбуждения, тока якоря и скорости двигателя. Как видно из диаграммы, пики и провалы тока якоря отличаются от значений токов срабатывания Iср и отпускания Iотп реле РУП, что обусловлено собственным временем срабатывания реле.
Тенденция к постепенному снижению тока возбуждения в процессе вибрационного регулирования объясняется различием электромагнитной постоянной времени цепи возбуждения при последовательно включенном сопротивлении и без него. Спад тока возбуждения, а следовательно, возрастание тока якоря происходят медленнее, чем нарастание возбуждения и сопутствующее ему снижение тока якоря, потому что темп снижения тока возбуждения определяется постоянной времени
которая меньше постоянной времени цепи при увеличении возбуждения.

В определенный момент времени пик тока якоря не достигает значения тока срабатывания реле, после чего вибрационный процесс прекращается; ток возбуждения и ток якоря только снижаются, и скорость приближается к своему установившемуся значению.
Использование повышенной маневренной скорости по времени непродолжительно, и поддержание режима при ослабленном потоке обеспечивается непрерывным нажатием на кнопку КМС. Из схемы видно, что работа привода на повышенной скорости возможна лишь тогда, когда включены все ступени регулирования сопротивления цепи якоря. Если в процессе работы двигателя прерывается подача напряжения или срабатывает реле максимального тока, то возобновление работы привода возможно лишь после предварительной установки рукоятки командоконтроллера в нулевое положение.
В схему введены выключатели положения механизма КВВ и КВН (конечные выключатели). Срабатывание любого из них исключает возможность дальнейшего вращения двигателя в том же направлении, но допускает противоположное вращение.
При отключении якоря контактами В или Н, что может иметь место при остановке командоконтроллером (поворот рукоятки в нулевое положение), срабатывании реле защиты РМ или конечного выключателя КВВ или КВН, двигатель переходит в режим динамического торможения. Катушка УП получает питание через размыкающий блок-контакт 4У; обмотка возбуждения ОВ при шунтированном сопротивлении СД обтекается полным током и магнитный поток имеет номинальное значение.

Катушка реле РТ  питается напряжением от продолжающего вращаться якоря; катушка контактора торможения Т получает питание через контакты РТ, 1В и 1Н и замыкает своими контактами цепь тормозного сопротивления СТ. Двигатель переходит в генераторный режим, ток якоря изменяет свое направление, скорость снижается, и при некотором ее значении якорь реле РТ отпадает, тормозной контактор Т отключается и процесс динамического торможения заканчивается.
Диаграмма изменений тока якоря и возбуждения, а также скорости двигателя при динамическом торможении также показана на рис. 9-4,б.



 
« Электрооборудование насосных, компрессорных станций и нефтебаз   Электропотребление по отраслям промышленности и экономики России »
электрические сети