Автоматизация пуска двигателя.

Пусковые сопротивления двигателя постоянного тока r₁ и г₂ рассчитываются и выключаются в процессе пуска обычно таким образом, чтобы ток якоря и момент двигателя колебались примерно в одних и тех же, заранее выбранных пределах, между некоторыми максимальными Мmах и минимальными Mmin значениями (рис. 5.2).

Схема управления (рис. 5.1) работает следующим образом. При нажатии на кнопку В (пуск «вперёд») последовательность замкнутых контактов (замыкающий кнопки В, размыкающий кнопки Н и размыкающий контактора Н) образует цепь питания обмотки контактора В, контактор В срабатывает и замыкает свои замыкающие контакты и размыкает размыкающие. При этом: замыкаются два силовых контакта В в якорной цепи двигателя и замыкающий контакт В в цепи реле РПВ, которое настроено так (см. потенциальную диаграмму рис. 5.3), что при n=0 срабатывает и своим замыкающим контактом включает контактор П, который также срабатывает и своим замыкающим контактом шунтирует сопротивление противовключенияr₂. Цепь якоря двигателя оказывается подключённой к сети питания последовательно с пусковым сопротивлением r₁= r₁^/+ r₁^// и двигатель начинает разгоняться по соответствующей реостатной характеристике 2.

Кроме того в схеме управления происходит следующая коммутация: замыкающий контакт В шунтирует пусковую кнопку В, осуществляя «самоподхват», а размыкающие контакты В контактора и пусковой кнопки в цепи контактора и пусковой кнопки в цепи контактора Н обеспечивают защиту от одновременного срабатывания контакторов В и Н, что влечёт за собой короткое замыкание в цепи якоря двигателя. Замыкающий контакт контактора П включает реле времени РВ1. С выдержкой времени замыкается контакт РВ1 в цепи контактора К1, контактор срабатывает и своим замыкающим контактом К1 шунтирует часть пускового сопротивления (r^/) в цепи якоря двигателя. Двигатель, разогнавшись по характеристике 2 до скорости вращения вала n₂, переключается на вторую реостатную характеристику 3 и продолжает разгоняться. Одновременно с этим замыкается замыкающий контакт К1 в цепи реле времени РВ2. Реле также обеспечивает выдержку времени и замыкает свой контакт в цепи контактора К2. Контактор К2 срабатывает и своим замыкающим контактом шунтирует вторую часть пускового сопротивления (r₁^//) в цепи якоря двигателя. Двигатель, разогнавшись по характеристике 3 до скорости вращения вала n₃, переключается на естественную характеристику е и работает в двигательном режиме с установившейся скоростью n_c.

Выдержки времени реле РВ1 и РВ2 рассчитаны на разгон двигателя по соответствующим механическим характеристикам, исходя из основного уравнения движения электропривода.

Автоматизация реверса.

Реверс двигателя включает в себя два последовательных этапа: торможение в режиме противовключения и последующий пуск двигателя в противоположную сторону. Для ограничения тока и момента двигателя при торможении в режиме противовключения пускового сопротивления r₁ оказывается недостаточно и в цепь якоря дополнительно включается сопротивление противовключенияr₂.

Переключение сопротивлений при реверсе двигателя производится в следующем се. Предположим, что двигатель работает с моментом М=М_С и скоростью n_с (рис. 5.2)При реверсе вместо контактора В под действием кнопки «пуск назад» включается контактоктор Н, а в цепь якоря вводится как пусковое сопротивление r₁, так и сопротивление противовключенияr₂. Указанным сопротивлениям соответствует характеристика 1, на которую и переходит двигатель при скорости n_с. Под действием тормозного момента скорость двигателя сравнительно быстро уменьшается. При скорости n примерно равной 0 сопротивление r₂ выключается, после чего начинается пуск в противоположную сторону впорядке, рассмотренном выше.

Процесс реверса автоматизируется с помощью реле противовключения РПВ и РПН, через контакты которых получает питание контактор П.

Очевидно, реле противовключения должны срабатывать при пуске (при п=0), когда в сопротивлении r₂ нет необходимости, но не должны срабатывать при реверсе, пока двигатель не снизит скорость до n=0, работая в режиме противовключения.

Чтобы решить вопрос о выборе реле РПВ и РПН и точки А их присоединения к сопротивлениямr₁ и r₂, обратимся к выражениям напряжений на обмотках реле (см. рис. 5.1), которые могут быть получены с помощью II закона Кирхгофа для соответствующих контуров:

где U - напряжение сети,

r₁ и r₂ - сопротивления, характеризующие точку А присоединения реле РПВ и РПН.

Как следует из уравнений, напряжения обмоток реле зависят от скорости вращения вала двигателя и те точки их присоединения к сопротивлениям (точка А).

Выбрав точку присоединения таким образом, чтобы r₁=r₂, получим следующие уравнения:

Графики U_РПВ(n) и U_РПН(n) при r₁=r₂, приведены на рис. 5.3.

Если подобрать реле РПВ и РПН с напряжением срабатывания U_cp=0,5U, то при r₁=r₂ реле будут работать в требуемом порядке.

Предположим, что двигатель пускается в направлении «вперёд». В этом случае замыкающим контактом В подключается обмотка реле РПВ. Так как при n=0 U_РПВ⁼0,5U=U_ср, то реле РПВ срабатывает. При увеличении скорости в процессе разгона двигателя напряжение U_РПВ возрастает, и поэтому реле РПВ остаётся включённым. Если при вращении двигателя «вперёд» нажать кнопку Н (пуск «назад»), то вместо обмотки реле РПВ будет подключена обмотка реле РПН. Однако, так как в начале реверса n=n₀, то U_РПН⁼0 (см. рис. 5.2 и 5.3) и реле РПН сработать не может. По мере снижения скорости в процессе торможения напряжение U_РПНвозрастает. При n=0 напряжение U_РПН достигает 0,5 U= U_cp и реле РПН срабатывает. При разгоне двигателя в противоположном направлении «назад» реле РПН остаётся включённым, так как U_РПН при этом возрастает.