Управление реверсивным асинхронным электродвигателем.
Одной из наиболее простых схем дистанционного управления является схема управления реверсивным двигателем с использованием двух магнитных пускателей и трех кнопок управления, показанная на рис. 213. Для пуска двигателя «Вперед» или «Назад» применены двухцепные кнопки с одним н. о. и одним н. з. контактами. Кнопка «Стоп» (КС) имеет один н. з. контакт. Изменение направления вращения двигателя (реверсирование) достигается тем, что питающие провода присоединены к главным контактам пускателей в различном порядке (провода Л1 и Л$).
Для пуска двигателя в выбранном направлении, например «Вперед», нужно нажать кнопку КВ, при этом нормально открытый контакт кнопки «Вперед» замкнет цепь катушки пускателя «Вперед» (ПВ), он включится, и двигатель начнет вращаться.
При включении пускателя замыкаются его нормально открытые блок-контакты, включенные параллельно кнопке «Вперед», благодаря чему пускатель останется включенным после возврата кнопки в исходное положение.
Для перемены направления вращения двигателя надо нажать кнопку «Назад» (КН). Нормально закрытый контакт кнопки разорвет цепь катушки пускателя «Вперед», он отключится, и его блок-контакты разомкнутся, а нормально открытый контакт этой кнопки замкнет цепь катушки пускателя назад (ПН). Пускатель включится, и двигатель переменит направление вращения. Для остановки двигателя, вращающегося в любом направлении, нужно нажать кнопку «Стоп», которая разрывает цепи катушек обоих пускателей.
Включение в цепь катушки каждого из пускателей н. з. контакта пусковой кнопки другого пускателя исключает возможность одновременного включения двух пускателей, что привело бы к короткому замыканию в питающей сети.
Если один из пускателей, например «Вперед», почему-либо не отключится (привариваиие контактов и пр.), то пускатель «Назад» при нажатии на кнопку не включится, так как цепь его включающей катушки будет разорвана в. з. блок-ковтактом пускателя «Вперед». В цепь катушек пускателей включены тепловые реле РТ\, РТз, которые отключают пускатель при длительной перегрузке двигателя.
Помимо описанной электрической блокировки в реверсивных пускателях имеется механическая блокировка, препятствующая одновременному включению двух пускателей.
Рис. 214. Схема управления электродвигателем из нескольких мест
Рис. 215. Схема управления пуском резервного электродвигателя
Управление электроприводом из нескольких мест.
Если возникает необходимость в управлении электродвигателем из нескольких мест, например приводом транспортера большой протяженности, кнопки «Пуск» и «Стоп» включают по схеме, показанной на рис. 214. Из схемы видно, что все кнопки «Пуск» включены параллельно, а кнопки «Стоп» — последовательно. На схеме показано управление электродвигателем из трех мест, но по аналогичной схеме можно подключить любое количество как «пусковых», так и «стоп» кнопок.
Управление пуском резервного двигателя. В установках без постоянного обслуживающего персонала иногда возникает необходимость в автоматическом пуске резервного агрегата при аварийном отключении основного. На рис. 215 представлена одна из схем, применяемых в этих случаях. Пуск основного электродвигателя Д-1 производится выключателем Вь Для обеспечения автоматического пуска резервного электродвигателя Д-2 включают выключатель В2, однако при этом пускатель этого двигателя Из не сработает, так как в цепи его катушки имеется нормально закрытый контакт пускателя который при работающем двигателе Д-2 находится в разомкнутом состоянии.
Если пускатель двигателя Д-1 по каким-либо причинам отключится, то его нормально закрытый контакт замкнет цепь катушки пускателя П2, и резервный двигатель включится. При включении пускателя П2 его нормально закрытый контакт разорвет цепь катушки пускателя П1г и основной двигатель можно будет включить только после остановки резервного двигателя.
Автоматическое включение резервного питания.
Аналогичная вышеприведенной схема применяется и для автоматического включения резервного питания силовых щитов промышленных предприятий или освещения.
Рис. 216. Схема автоматического включения резервного питания
На рис. 216 показана одна из применяемых схем включения резервного питания на стороне низкого напряжения, которая работает следующим образом. В случае исчезновения напряжения в рабочей линии низковольтный автоматический выключатель А отключится под действием отключающей катушки минимального напряжения ОД. При этом его н. з. блок-контакты БД замкнут цепь включающей катушки БД контактора Д, установленного на резервной линии, контактор сработает и включит резервное питание.
Рабочая и резервная линии обычно питаются от разных силовых трансформаторов.
Управление группой электродвигателей с заданной последовательностью пуска.
В некоторых случаях несколько электродвигателей, обслуживающих технологическую линию, должны пускаться только в определенной последовательности, а остановка любого звена технологической линии должна повлечь за собой автоматическую остановку всех предыдущих звеньев. Подобные требования возникают, например, при работе нескольких транспортеров, взаимосвязанных потоком перемещаемого груза.
Рис. 217. Схема управления группой электродвигателей с заданной последовательностью пуска
Для выполнения этих условий применяют схему, приведенную на рис. 217. Из схемы видно, что в цепи катушки 2П пускателя второго двигателя последовательно включен н. о. контакт пускателя первого двигателя, (привод третьего транспортера), а в цепи катушки ЗП пускателя третьего двигателя (привод первого транспортера) последовательно включен н. о. контакт пускателя второго двигателя. Таким образом двигатель Д-2 не может быть пущен до включения двигателя Д-1, при пуске которого н. о. контакт пускателя 1П замкнется.
Аналогичную функцию выполняет н. о. контакт пускателя 2П, находящийся в цепи управления двигателем Д-З. Ясно, что при подобной схеме соединений отключение любого пускателя вызовет отключение всех предыдущих электродвигателей.
Рис, 218, Схема управления асинхронным электродвигателем с применением динамического торможения
Управление асинхронным двигателем с применением динамического торможения. При отключении электропривода от питающей сети инерционные силы механической системы привода стремятся удлинить время его остановки. Между тем часто требуется остановить производственный механизм быстро и во вполне определенном положении. Для этого применяют механические тормоза (колодочные или ленточные) и электрические методы торможения приводов. При электрическом торможении используется способность электродвигателя развивать в определенных условиях тормозные моменты, направленные противоположно движению привода. Для электрического торможения асинхронных двигателей часто применяется метод динамического торможения. При этом методе обмотки статора двигателя отключаются от сети трехфазного переменного тока и подключаются к источнику постоянного тока. Неподвижное магнитное поле, создаваемое постоянным током, индуктирует э. д. с. в обмотке ротора, вращающегося по инерции. Электромагнитный тормозной момент создается за счет взаимодействия индуктированных токов ротора с магнитным полем статора.
После остановки двигателя его обмотки должны быть отключены от источника постоянного тока. Одна из схем управления асинхронным двигателем с применением динамического торможения приведена на рис. 218.
Когда двигатель Д остановлен, магнитный пускатель П и трехполюсный контактор К отключены. При нажатии на кнопку «Пуск» замыкается цепь катушки пускателя, он срабатывает и включает двигатель.
При нажатии на двухцепную кнопку «Стоп» ее н. з. контакт разрывает цепь катушки пускателя П и двигатель отключается от сети переменного тока, а н. о. контакт этой кнопки включает контактор Л. Этот контактор двумя контактами подключает к обмотке статора двигателя полупроводниковый выпрямитель В, который питается от понижающего трансформатора Тр. Своим третьим контактом контактор К включает понижающий трансформатор, питающий выпрямитель, при этом в обмотки статора подается постоянный ток. В цепь включающей катушки контактора К последовательно включен н. з. контакт этого контактора, снабженный выдержкой времени при размыкании. Выдержка времени создается маятниковым реле времени, пристроенным к контактору К, которое работает за счет силы тяги включающей катушки контактора. При возврате кнопки «Стоп» в исходное положение контактор К останется включенным, так как н. о. контакт кнопки блокируется н. о. контактом контактора, а н. з. контакт контактора остается на некоторое время замкнутым за счет работы реле времени. После его размыкания контактор отключается, схема приходит в исходное положение. Одновременное включение контактора и пускателя исключается тем, что в цепи включающей катушки контактора последовательно включен н. з. контакт пускателя, а в цепи включающей катушки пускателя — н. з. контакт контактора.
Управление электродвигателем насоса автоматической подкачки воды.
Давление в водопроводной сети иногда понижается и оказывается недостаточным для подачи воды на верхние этажи зданий. Поэтому в домах повышенной этажности приходится устанавливать насосы, которые должны подкачивать воду в периоды падения давления.
Схема автоматического управления таким насосом показана на рис. 219. Управление электродвигателем насоса может быть ручным — кнопками «Пуск» и «Стоп» или автоматическим при помощи реле давления РД. Переключение на ручное или автоматическое управление осуществляется тумблером-переключателем Т. Реле давления подключается к водопроводной сети и реагирует на изменение в ней давления воды.
При повышении давления до определенной величины, значение которой на реле можно регулировать, н. з. контакт реле размыкается. Таким образом, если давление воды в системе достаточно, двигатель насоса остается не включенным, так как цепь катушки его пускателя П разомкнута н. з. контактом реле давления. При падении давления н. з. контакт реле замыкается, пускатель срабатывает и двигатель насоса подкачки включается. Отключение насоса при повышении давления в водопроводной сети до нужного значения происходит также автоматически.
Установка для подкачки воды обычно имеет рабочий и резервный насосы, каждый из которых приводится в движение своим электродвигателем. Переключение схемы с рабочего насоса на резервный осуществляется переключателем ПП. Вся аппаратура схемы размещается в шкафу управления на Панели из изоляционного материала, внизу которой установлен набор соединительных клемм КН, при помощи которых присоединяются провода, идущие от сети питания, от двигателей и от реле давления. Для облегчения проверки монтажа концы проводов маркируются (/,2, 1С и т. п.).
При монтаже реле давления необходимо соблюдать следующие условия: прибор устанавливается вертикально штуцером ввода проводов вниз; подключение трубки от водопроводной сети должно обеспечить герметичность системы, корпус реле заземляется. Для подключения реле рекомендуется применять кабель с резиновой изоляцией.
Автоматическое управление освещением.
Автоматическое управление освещением применяется для включения освещения при наступлении темноты и выключения его с наступлением рассвета.
Одним из аппаратов, используемых для этих целей, является фотовыключатель типа Ф-2, управляемый током от фотосопротивления ФСК-1 или ФСК-2.
Рис. 219. Схема управления электродвигателем насоса автоматической подкачки воды
Рис. 220. Схема автоматического управления освещением
Фотовыключатель, схема которого показана на рис. 220, состоит из блока питания и электронного реле. В блок питания входят: понижающий трансформатор 1, полупроводниковые выпрямители 2 и конденсаторы С1 С2, служащие для сглаживания выпрямленного тока. Электронное реле состоит из транзисторов Τ1, Т2, реле РПТ-100, катушка которого обозначена на схеме цифрой 3, и различных сопротивлений Ri—Rs-
Фотосопротивление чувствительно к свету, проводимость его меняется в зависимости от его освещенности. У неосвещенного фотосопротивления проводимость минимальная.
Когда фотосопротивление не освещено, сопротивление его максимально и транзистор Τι запирается положительным напряжением, подаваемым на его базу от делителя, образованного сопротивлением и ФСК. При этом в цепи базы транзистора Т2 создается ток отрицательного смещения через цепочку R1—R3. Транзистор открывается до насыщения и через катушку реле 3 течет ток, который вызывает срабатывание реле. При срабатывании контакты реле замыкаются (на схеме контакты не показаны). и освещение включается.
Когда фотосопротивление освещено (при дневном свете), сопротивление ФСК уменьшается, напряжение на базе транзистора Τι понижается и при значении его, близком к потенциалу эмитторных цепей, транзистор Tj открывается. В результате этого ток базы транзистора Тг исчезает и он закрывается, ток в катушке реле РПТ-100 прекращается и реле отключает освещение. Настройка прибора осуществляется переменным сопротивлением Rs.
При монтаже фотовыключателя необходимо оберегать прибор от ударов и сотрясений, корпус прибора нужно заземлить, подключаемая нагрузка не должна превышать 1000 вт. Фотосопротивление устанавливается так, чтобы до него доходил прямой дневной свет открытого неба, расстояние выноса фотосопротивления не должно превышать 15 м, а подводка к нему выполняется проводом сечением не менее 1 мм2.
