Схема управления электроприводом

Схема управления электроприводом включает в себя:

1. контроллер;

2. другие аппараты управления – контакторы, реле, кнопки управления.

Контроллер – это электромеханический аппарат ручного действия, предназ

наченный для непосредственного управления работой электропривода. Он имеет

12 рабочих положений ( по 6 положений в каждую сторону вращения ) и 1 нерабо

чее ( нулевое ).

Таблица замыканий контактов контроллера приведена рис. 1 в правой верх-

ней его части. Крестик в клетке означает, что в данном положении контакт замк-

нут, отсутствие крестика – контакт разомкнут.

 

Подготовка схемы к работе

Для подготовки схемы к работе:

1. подают питание на выводы L1, L2, L3;

2. включают автоматические выключатели QF1, QF2;

3. устанавливают штурвал контроллера в нулевое положение, в котором замкнут его контакт К11;

4. нажимают кнопку SB1 «Пуск».

При нажатии кнопки SB1 включается линейный контактор КМ1.

Он замыкает главные контакты КМ1:1-КМ1:3, подавая питание на схему, а

также вспомогательные КМ1:4, шунтирующие кнопку SB1 «Пуск» и КМ1:5, подготавливающие цепь катушки контактора КМ2.

Загорается сигнальная лампочка НL1 «Питание на схему подано».

5. Нажимают кнопку SB3 «Пуск двигателя».

Через контакты этой кнопки и контакт К11 контроллера образуется

цепь тока катушки контактора КМ2.

Последний включается, замыкает главные контакты КМ2:1-КМ2:3,

происходит пуск двигателя М2 через пусковые резисторы, и вспомогательные КМ2:4 и КМ2:5.

Контакты КМ2:4 шунтируют кнопку SB3, её можно отпустить,

контакты КМ2:5 включают реле времени КТ.

Это реле через 2-3 с замыкает свой контакт КТ:1 в цепи катушки

Контактора КМ3.

Контактор включается, замыкает контакты КМ3:1-КМ3:3, шунтируя

пусковые резисторы R , а также размыкает вспомогательный контакт КМ3:4, отключая контактор КМ3:4, и замыкает КМ3:5, оставляя включённым реле времени КТ.

Таким образом, после нажатия кнопки SB3 пуск приводного двигателя происходит автоматически, при помощи реле времени КТ.

Ток независимой обмотки возбуждения F3-F4 ограничен до 80% экономиче-

ским резистором R8, что уменьшает нагрев этой обмотки в нерабочем состоянии привода.

Схема готова к работе. Вращаются двигатель М1 и генератор G, но двига-

тель М2 не вращается, т.к. напряжение на зажимах А1-А2 генератора отсутствует –

генератор не возбуждён.

 

Работа схемы

Схема управления симметрична, поэтому рассмотрим её работу в каком-то

одном направлении, например, в направлении «Назад».

При переводе штурвала контроллера из положения «0» в положение «1»

размыкается контакт К11 и замыкаются контакты К3, К4 и К5.

Размыкание контакта К11 не влияет на состояние контактора КМ2 – он был

отключён контактом КМ3:4 при подготовке схемы к работе ( п. 2.4 ). Назначение

К11 состоит в том, чтобы не допустить пуск двигателя М1 в случае, если штурвал

контроллера выведен из нулевого положения, и тем самым избежать аварии.

Через контакты К3 , К4 и полностью введенный регулировочный резистор

R2-R7 образуется цепь тока обмотки возбуждения генератора G. Этот ток мал, генератор незначительно возбуждается, на его выводах А1-А2 появляется неболь-

шое напряжение.

Контакт К5 шунтирует экономический резистор R8, вследствие чего магнит

ный поток двигателя М2 увеличивается от 80% до 100%.

Двигатель переходит из точки «0» в точку «А» на искусственной механиче

ской характеристике «1» и начинает разгоняться по участку АВ до точки «В».

При переводе штурвала из 1-го положение во 2-е замыкается контакт К6, ток возбуждения генератора и его напряжение увеличиваются.

Двигатель переходит из точки «В» на характеристике «1» в точку «С» на

характеристике «2» и продолжает разгоняться по участку СD до точки «D».

Далее переходный процесс повторяется: при переводе штурвала из 2-го положения в 3-е и последующие, и вплоть до 6-го, последовательно замыкаются контакты К7, К8, К9 и К10, шунтируя ступени R3-R6 регулировочного резистора.

Напряжение генератора и скорость двигателя М2 увеличиваются до номи-

нальных значений в последнем, 6-м положении.

Двигатель последовательно переходит из точки «D» в точку «N», в которой переходный процесс заканчивается.

Характеристика «6» – естественная механическая характеристика, т.к. все ступени R2-R6 регулировочного резистора выведены.

При возврате штурвала в положение «0» напряжение генератора уменьшает

ся до нуля, однако в якоре двигателя, который продолжает вращаться по инерции, продолжает индуктироваться противоЭДС.

Под её действием направление тока в обмотках якорей генератора G и двигателя М2 изменяется на обратное, поэтому двигатель переходит в режим дина-

мического торможения.

При резком возврате штурвала в положение «0» двигатель перейдёт из точки

«N» на естественной механической характеристике «6» в точку «Р» на искусствен-

ной тормозной характеристике «7».

Под действием тормозного момента двигатель уменьшит скорость до нуля

в точке «0» ( начало координат ), в которой остановится.

Для реверса двигателя переводят штурвал контроллера из положения «На-

зад» в положение «Вперёд». При этом размыкаются контакты К3,К4 и замыкаются К1,К2.

Направление тока в обмотке возбуждения F1-F2 генератора меняется на обратное, генератор перемагничивается, полярность напряжения генератора, а

значит, направление тока в цепи главного тока также изменяется на обратное,

двигатель реверсирует.

 

Порядок выполнения работы

 

Для подготовки схемы к работе:

1. подать питание на выводы L1, L2, L3;

2. включить автоматические выключатели QF1, QF2;

3. установить штурвал контроллера в нулевое положение;

4. нажать кнопку SB1 «Пуск»;

5. нажать кнопку SB3 «Пуск двигателя», далее пуск происходит автомати-

чески;

6. плавно вывести штурвал контроллера из нулевого положения в положе-

ние «Вперёд», разогнать двигатель до 6-й скорости;

7. вернуть штурвал в нулевое положение, после чего перевести его в поло-

жение «Назад», разогнать двигатель до 6-й скорости, остановить двигатель.

Для каждого из 6-ти положений «Вперёд» внести в таблицу 1 такие парамет

ры:

1. ток возбуждения генератора I ;

2. ток возбуждения двигателя I ;

3. напряжение генератора U;

4. частоту вращения двигателя n.

 

 

Таблица 1. Параметры электрических машин

Положения штурвала I , А I , А U, В n, об/мин
       
       
       
       
       
       

 

 

4. Оформление отчёта

1. Внести в отчёт принципиальную схему и уметь объяснить её работу во всех режимах.

2. Ответить на вопросы:

1. какой способ регулирования скорости двигателя применён в

данной работе?

2. почему этот способ не применим для двигателей параллельного

возбуждения?

3. какие элементы схемы обеспечивают защиту от токов короткого замыкания, токов перегрузки и нулевую?

4. каковы уставки защитных устройств ( п. 3 )?

5. каково назначение контакта К11 контроллера?

6. при нажатии кнопки SB3 пуск двигателя М1 не состоялся. Каковы

возможные причины этого? Как их обнаружить и устранить?

 

 

Преподаватель Токарев Л. И.

 

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Херсонська державна морська академія

Херсонський морський коледж

Електромеханічне відділення

 

 

Лабораторія суднових автоматизованих електроприводів

 

 

Лабораторна робота №4

“Дослідження схеми тиристорного управління електродвигуном

постійного струму”

 

 

Лабораторна робота №4

“Дослідження схеми тиристорного управління електродвигуном постійного

струму”

 

 

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная

 

Лабораторная работа №4

“Исследование схемы тиристорного управления электродвигателем постоянного тока”

Цель работы:изучить особенности схем тиристорного управления регулированием скорости электродвигателя постоянного тока

 

Основные сведения

В данной лабораторной работе исследуется электропривод постоянного тока, получающий питание от сети переменного тока.

Подобные системы электроприводов называют системами двойного рода тока, т.к. в них используются 2 рода тока – переменный и постоянный.

Основным узлом этих систем является управляемый выпрямитель УВ ( рис. 2 ).

Рис.2. Структурная схема управляемого выпрямителя

 

Управляемый выпрямитель предназначен для решения 2-х задач:

1. преобразования переменного тока в постоянный;

2. плавного изменения выпрямленного тока ( напряжения ) от нуля до номинально

го.

Системы двойного рода тока нашли широкое применение на судах с гребными электрическими установками, а также в электроприводах грузоподъёмных и якорно-швартовных устройств транспортных судов.

В данной лабораторной работе исследуется система управления электродвигателем постоянного тока типа ПБ-11 с такими номинальными данными:

6. напряжение U = 220 В;

7. токи I = 1,0 А ;

8. мощность Р = 0,15 кВт ;

9. чаcтота вращения n = 1500 об/мин;

10. коэффициент полезного действия η = 68%;