Для стационарных установок в зависимости от назначения, места установки, типа приводного двигателя, установленной аппаратуры и целого ряда других факторов применяют ручное, дистанционно-автоматизированное и автоматическое управление.
Схемы с ручным управлением применяют на подъемных установках при спуске — подъеме людей. При спуске — подъеме грузов на клетевых подъемных установках применяют дистанционно-автоматизированное управление, а для скиповых подъемных установок наиболее экономичным является автоматическое управление.
Для главных вентиляторных установок применяют схемы дистанционно-централизованного управления с элементами автоматизации, а для вспомогательных вентиляторных установок поверхности — дистанционное управление.
Для установок главного водоотлива, компрессорных станций и калориферных установок применяют автоматическое управление. В случае отказа систем автоматики в схемах должна быть предусмотрена возможность перехода на ручное управление.
В качестве примера рассмотрим схему управления асинхронным двигателем подъемной установки и синхронным двигателем вентиляторной установки главного проветривания.
Принципиальная схема управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором для подъемной установки приведена на рис. 57. Подача напряжения 6 кВ на статорную обмотку двигателя происходит при включении силового выключателя ВМ КРУ и замыканием контактов реверсора Л, В или Я. Для защиты цепи От т. к. з. установлены реле максимально-токовой защиты РМ1 и Рм2, а для создания необходимой выдержки времени при пуске двигателя служит токовое реле РТУ, состоящее из трех независимых сердечников с катушками и трех якорей, укрепленных на общей раме. Такая конструкция реле позволяет избежать гудения и вибрации якоря в периоды прохождения переменного тока через нулевое значение.
В цепи ротора двигателя включены восемь ступеней пусковых резисторов, для переключения которых служат контакторы У1—У8.
Цепи управления содержат следующие элементы: командоконтроллер КК с обходным переключателем ПО, катушки реверсора В, Н и Л с замыкающими и размыкающими блок-контактами, восемь реле ускорения РУ1—РУ8 и восемь контакторов ускорения «У/—У8, реле дуговой блокировки РДБ.
Рис. 67. Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором подъемной установки
Реле ускорения имеют восемь размыкающих контактов РУ1— РУ9 и один замыкающий контакт РУ4, реле РТУ имеет в цепи управления один замыкающий контакт, а реле РДБ — два размыкающих контакта. В цепи управлении находятся замыкающие и размыкающие блок-контакты контакторов ускорения, а в цепи пусковых резисторов — замыкающие силовые контакты.
Для подготовки схемы к работе включают силовой выключатель ВМ и от генераторов постоянного тока (на схеме не показаны) подают напряжение в цепи управления при включении выключателей П1 и П2. Сразу же происходит включение катушек реле ускорения, которые своими контактами размыкают цепи питания катушек контакторов ускорения. Машинист на пульте управления переводит рукоятку управления в одно из крайних положений, например «Вперед». Это приводит к замыканию контакта В и контактов 1—5 командоконтроллера КК. Катушка реверсора В получает питание вначале через контакты РДБ и РУ4, а затем через собственный блок-контакт В. При включении контактора В замыкаются силовые контакты В в цепи двигателя, и все блок-контакты В меняют свое положение. Включение линейного контактора Л приводит к замыканию силовой цепи двигателя при полностью введенном в цепь ротора пусковом резисторе. Включение реле РДБ приводит к размыканию его контактов. Обесточится реле РУ1 и своим размыкающим контактом включит контактор У1, что приведет к замыканию силовых контактов У1 и шунтированию нижней ступени пусковых резисторов. Кроме того, блок-контакт У1 подготавливает к включению контактор У2, а второй блок-контакт подготавливает реле РУ2 к отключению.
Когда происходит шунтирование ступени пускового резистора, то резко возрастает ток двигателя, что приводит к срабатыванию реле РТУ и замыканию контакта РТУ в цепи питания. Реле управления РУ2 продолжает получать питание по цепи: контакты РТУ, У1, У2.
По мере разгона двигателя ток в цепи снижается, что приводит к отключению реле РТУ, размыканию его контакта, отключению реле РУ2, замыканию его контакта и срабатыванию контактора У2. Силовыми контактами У2 шунтируется вторая ступень пускового резистора в цепи ротора, а блок-контактами подготавливается к включению контактор УЗ и отключению реле РУЗ. Такая последовательность будет соблюдаться до тех пор, пока не окончится шунтирование ступеней и двигатель не начнет работать с рабочей частотой вращения.
Реле РДБ, предназначенное для блокировки от к. з. через электрическую дугу реверсора, при совместной работе е реле РУ4 не допускает разгона двигателя в случае приваривания контактов какого-либо контактора ускорения, так как включение катушек реверсора при обесточенном реле РУ4 невозможно.
Снижение частоты вращения двигателя происходит в обратной последовательности путем введения ступеней пускового резистора в цепь ротора.
Полная схема управления двигателем подъемной установки содержит реле ограничения скорости, реле контроля цепи, катушку предохранительного тормоза, концевые выключатели и другие элементы схемы, обеспечивающие безопасность работы подъема.
Рис. 58. Принципиальная схема управления синхронным электродвигателем вентиляторной установки главного проветривания
Для привода вентиляторов главного проветривания применяют асинхронные и синхронные электродвигатели. Схемы дистанционного управления синхронными двигателями предусмотрены для прямого пуска от полного напряжения сети и пуска с включенным автотрансформатором или реактором от пониженного за счет их установки напряжения сети.
Рассмотрим принципиальную схему управления синхронным двигателем вентиляторной установки при автотрансформаторном пуске (рис. 58), которая допускает и прямой пуск при соответствующих изменениях в схеме. Схема предусматривает дистанционное управление, автотрансформаторный пуск с управлением по току и времени, автоматическую форсировку возбуждения при снижении напряжения сети и сигнализацию состояния установки. При пуске мощных синхронных двигателей кроме основных элементов схемы используют узлы подключения I: при пуске менее мощных, двигателей вместо узла / используют элементы схемы узла //, при прямом пуске от полного напряжения сети — элементы узла III.
Силовая цепь состоит из· трех выключателей Β1—Β3, автотрансформатора АТр, синхронного двигателя СД. В цепи его ротора установлены возбудитель В, реле наличия тока РНТ\ реле от действия пульсирующего тока РТА, силовые контакт контактора К.В включения и отключения возбудителя, Контактор КВ имеет две катушки: включения — КВ-В, отключения — КВ-0. В цепи возбудителя установлен регулятор возбуждения РВ.
Для управления выключателями В1—ВЗ установлены контакторы КП1—КПЗ (включение) и электромагниты 301—ЭОЗ (отключение), В схеме применены реле форсировки возбуждения: индивидуальной РФ, групповой РПФ с контактором форсировки КФ; пусковое токовое реле РПТ, реле контроля напряжения РКП, реле выдержки времени при пуске РВ1—РВЗ, реле размножения контактов Р1В—Р2В, реле времени понижения напряжения РВ4, промежуточное реле защиты РПЗ, сигнальное реле PC, ключи и кнопки управления КУ и Кн.
Период пуска характерен возникновением значительного по величине пускового тока, который вызывает срабатывание реле РПТ, и его контакт в цепи катушки реле РВ1, замыкается. Реле РВ1 своим контактом создает цепь питания катушки реле РВ2. Реле РПТ отпускает свой якорь при снижении пускового тока, что происходит при достижении двигателем околосинхронной (95—98% синхронной) частоты вращения. При этом реле РВ1 обесточится, а реле РВ2 будет еще некоторое время включено до размыкания контакта РВ1. Работа реле Р1В приводит к замыканию контакта Р1В для подготовки к включению КВ-В, что происходит при замыкании контакта РВ2. Контактор КВ-В включается и своими силовыми контактами КВ подключает к цепи ротора возбудитель и отключает разрядный резистор R, что позволяет двигателю войти в синхронный режим работы. Для отключения используют катушку КВ-0, которая воздействует на силовые контакты КВ, отключающие возбудитель и включающие разрядный резистор. Аварийный останов можно произвести нажатием на кнопку Кн или отключение происходит при срабатывании соответствующих защит.
Чтобы частота вращения двигателя достигла синхронной при снижающемся во время пуска напряжении сети, используют форсированный пуск. Реле форсировки РФ или РПФ, настроенное на определенную величину напряжения, срабатывает, замыкает свой контакт в цепи контактора КФ. Контактор включается, и его силовой контакт шунтирует цепь питания регулятора возбуждения.
Схема имеет аналогичный принцип управления и при прямом пуске двигателя, но при этом не используются: контактор КВ, реле РПТ, реле РТА и все реле времени, которые были необходимы при автотрансформаторном пуске.
