עקרונות של בקרת התנעה ועצירה אוטומטית של מנועים חשמליים

המאמר עוסק בסכימות ממסר-מגע לאוטומציה של התחלה, היפוך ועצירה של מנועי אינדוקציה עם רוטור פאזה ומנועי DC.

שקול את הסכמות להפעלת התנגדויות ההתחלה ואת המגעים של המגעים KM3, KM4, KM5 השולטים בהם, בעת ההפעלה מנוע אינדוקציה של רוטור פצע (ע.ד עם פ.ר.) ו מנוע DC נרגש באופן עצמאי DPT NV (איור 1). תוכניות אלה מספקות בלימה דינמית (איור 1, א) ובלימה הפוכה (איור 1, ב).

בעת הפעלת Rheostat DPT NV או IM עם רוטור פאזה, סגירה חלופית (קצר חשמלי) של השלבים של ריאוסטט ההתחלה R1, R2, R3 מתבצעת באופן אוטומטי באמצעות המגעים של המגעים KM3, KM4, KM5, אשר ניתן נשלט בשלוש דרכים:

• על ידי ספירת מרווחי זמן dt1, dt2, dt3 (איור 2), עבורם משתמשים בממסרי זמן (ניהול זמן);

• על ידי ניטור מהירות המנוע החשמלי או EMF (בקרת מהירות).ממסרי מתח או מגע המחוברים ישירות באמצעות ריאוסטטים משמשים כחיישני EMF;

• השימוש בחיישני זרם (ממסרי זרם מתכווננים לזרם חוזר השווה ל-Imin) המעניקים דופק פקודה כאשר זרם האבזור (הרוטור) יורד במהלך תהליך ההתחלה לערך של Imin (שליטה על עיקרון הזרם).

שקול את המאפיינים המכניים של מנוע DC (DCM) (איור 1) (עבור מנוע אינדוקציה (IM), זה אותו דבר אם אתה משתמש בקטע ההפעלה של המאפיין המכאני) במהלך התנעה ועצירה, כמו גם את העקומות של מהירות, מומנט (זרם) לעומת זמן.

אורז. 1. תוכניות להפעלת התנגדויות ההתחלה של מנוע אינדוקציה עם רוטור פאזה (א) ומנוע DC עם עירור עצמאי (ב)

אורז. 2. מאפייני התחלה ועצירה (א) ותלות DPT (ב)

הפעלת המנוע החשמלי (המגעים KM1 סגורים (איור 1)).

כאשר מופעל מתח, הזרם (מומנט) במנוע שווה ל-I1 (M1) (נקודה A) והמנוע מאיץ עם התנגדות ההתנעה (R1 + R2 + R3).

ככל שההאצה מתקדמת, הזרם יורד ובזרם I2 (נקודה B) קצר R1, הזרם עולה לערך I1 (נקודה C) וכן הלאה.

בנקודה F, בזרם I2, השלב האחרון של ריאוסטט ההתנעה מקוצר והמנוע החשמלי מגיע למאפיין הטבעי שלו (נקודה G). האצה מתרחשת ל-(נקודה H) התואמת ל-Ic הנוכחי (תלוי בעומס). אם R1 אינו מקוצר בנקודה B, אז המנוע יאיץ לנקודה B' ויהיה לו מהירות קבועה.

בלימה דינמית (פתוח KM1, סגור KM7) עד שהמנוע החשמלי עובר לנקודה K, התואמת את הרגע (הזרם) וערכו תלוי בהתנגדות Rtd.

בלימה על ידי התנגדות (KM1 פתוח, KM2 סגור) בזמן שהמנוע החשמלי עובר לנקודה L ומתחיל להאט מהר מאוד עם התנגדות (R1 + R2 + R3 + Rtp).

השיפוע של מאפיין זה, ומכאן הערך, זהה (מקביל) למאפיין ההתחלתי עם ההתנגדות (R1 + R2 + R3 + Rtp).

בנקודה N, נדרש קצר חשמלי Rtp, המנוע החשמלי עובר לנקודה P ומאיץ בכיוון ההפוך. אם Rtp אינו מקוצר בנקודה N, אזי המנוע יאיץ לנקודה N' ויפעל במהירות זו.

תוכניות בקרה אוטומטיות להפעלת DPT

בקרה כפונקציה של זמן (איור 3) לרוב, ממסרי זמן אלקטרומגנטיים משמשים כממסרי זמן במעגלי EP. הם מוגדרים לקחת בחשבון את עיכובי הזמן הקבועים מראש dt1, dt2,…. כל ממסר זמן חייב לכלול מגע מתח מתאים.

אורז. 3. סכמטי של התחלה אוטומטית של DPT כפונקציה של זמן

בקרה כפונקציה של מהירות (משמש לרוב לבלימה דינמית ולבלימה הפוכה) עיקרון זה של אוטומציה של בקרה כרוך בשימוש בממסרים השולטים ישירות או בעקיפין על מהירות המנוע החשמלי: עבור מנועי DC נמדד ה-EMF של האבזור, עבור אסינכרוני ומנועים חשמליים סינכרוניים, נמדד EMF או תדר הזרם.

השימוש במכשירים המודדים מהירות ישירות (ממסר בקרת מהירות (RCC) במכשיר מורכב) מסבך את מעגל ההתקנה והבקרה.RKS משמש לעתים קרובות יותר לבקרת בלימה כדי לנתק את המנוע החשמלי מהרשת במהירות קרובה לאפס. שיטות עקיפות משמשות לעתים קרובות יותר.

בשטף מגנטי קבוע, ה-emf של האבזור של ה-DPT עומד ביחס ישר למהירות. לכן, ניתן לחבר את סליל ממסר המתח ישירות למסופי האבזור. עם זאת, מתח מסוף האבזור Uy שונה מ- Eya בגודל נפילת המתח על פני פיתול האבזור.

במקרה זה, שתי אפשרויות אפשריות:

• השימוש בממסרי מתח KV, שניתן להתאים למתחי הפעלה שונים (איור 4, א);
• באמצעות מגע KM המחוברים דרך נגדי הפעלה (איור 4, ב). המגעים הסוגרים של ממסר KV1, KV2 מספקים מתח לסלילים של מגעי הכוח KM2, KM3.

אורז. 4. מעגלי אספקה ​​לחיבור DPT באמצעות ממסרי מתח (א) ומגעים (ב) כ-DCS

אורז. 5. מעגל חשמלי (א) ומעגל בקרה (ב) DPT עם אוטומציה התנעה תלוית מהירות. קווים מקווקוים מראים את המעגל כאשר משתמשים בממסרי מתח KV1, KV2 למדידת המתח.

שליטה בפונקציה הנוכחית. עקרון בקרה זה מיושם באמצעות ממסרי זרם תת, אשר מפעילים את מגעי הכוח כאשר הזרם מגיע לערך I1 (איור 6, ב). הוא משמש לרוב להתנעה למהירות מוגברת עם היחלשות של השטף המגנטי.

אורז. 6. דיאגרמת חיבור (א) ותלות של Ф, Ia = f (t) (ב) בעת הפעלת מנוע DC בהתאם לזרם

כאשר זרם פריצה (Rp2 מקוצר) ממסר KA מופעל ומופעל על סליל KM4 דרך מגע KA.כאשר זרם האבזור יורד לזרם ההפוך, המגע KM4 נסגר והשטף המגנטי יורד (Rreg מוכנס למעגל מתפתל השדה LOB). במקרה זה, זרם האבזור מתחיל לעלות (קצב השינוי של זרם האבזור גבוה מקצב השינוי של השטף המגנטי).

כאשר מגיעים ל-Iya = Iav בנקודה t1, ממסרים KA ו-KM4 מופעלים ומתבצע מניפולציה של Rreg. תהליך הגברת השטף והפחתת Ia יתחיל בשעה t2 כאשר החללית וה-KM4 יכבו. עם כל ההקומוטציות האלה, M> Ms והמנוע החשמלי יאיץ. תהליך ההתחלה מסתיים כאשר גודל השטף המגנטי מתקרב לערך שנקבע על ידי הכנסת ההתנגדות Rreg במעגל של סליל העירור וכאשר, בניתוק הבא של KA, KM4, זרם האבזור אינו מגיע ל- Iav ( נקודה טי). עקרון בקרה זה נקרא רטט.

אוטומציה של בקרת בלמים DPT

במקרה זה, אותם עקרונות חלים על אוטומציה של הפעלה. מטרת המעגלים הללו היא לנתק את המנוע החשמלי מהרשת במהירות שווה לאפס או קרובה לאפס. זה נפתר בקלות ביותר עם בלימה דינמית, תוך שימוש בעקרונות של זמן או מהירות (איור 7).

אורז. 7. מעגל חשמלי (א) ומעגל בקרה (ב) בלימה דינמית

בעת ההפעלה, אנו לוחצים על SB2 והמתח מסופק לסליל KM1, בעוד: הלחצן SB2 (KM1.2) מטופל, המתח מופעל על אבזור המנוע (KM1.1), מעגל האספקה ​​KV ( KM1.3 ) נפתח.

בעצירה נלחץ על SB1 בזמן שהאבזור מנותק מהרשת, KM1.3 נסגר וממסר KV מופעל (מאחר שברגע הכיבוי הוא שווה בערך ל-Uc ויורד עם ירידה במהירות). מתח מסופק לסליל KM2 ו-RT מחובר לאבזור המנוע. כאשר המהירות הזוויתית קרובה לאפס, האבזור של ממסר KV נעלם, KM2 מופסק ו-RT כבוי. ממסר KV במעגל זה חייב להיות בעל מקדם המשוב הנמוך ביותר האפשרי, כי רק כך ניתן להשיג בלימה למהירות המינימלית.

כאשר המנוע הפוך, נעשה שימוש בבלימה נגדית ותפקידו של מעגל הבקרה הוא להכניס שלב התנגדות נוסף כאשר ניתנת הפקודה לאחור ולעקוף אותו כאשר מהירות המנוע קרובה לאפס. לרוב, למטרות אלה, השליטה משמשת כפונקציה של המהירות (איור 8).

אורז. 8. מעגל חשמלי (א), מעגל בקרה (ב) ומאפייני בלימה (ג) של בלימת DPT לאחור

שקול מעגל ללא בלוק אוטומציה אתחול. אפשר למנוע החשמלי לפעול "קדימה" באופן טבעי (כולל KM1, תאוצה לא נלקחת בחשבון).

לחיצה על כפתור SB3 מכבה את KM1 ומפעילה את KM2. הקוטביות של המתח המופעל על האבזור הפוכה. אנשי הקשר KM1 ו-KM3 פתוחים, עכבה מוכנסת למעגל האבזור. מופיע זרם פריצה והמנוע עובר למאפיין 2, לפיו מתבצעת בלימה. במהירות קרובה לאפס, ממסר KV1 והמגע KM3 צריכים להידלק. שלב ה-Rpr עובר מניפולציה והתאוצה מתחילה בכיוון ההפוך לפי מאפיין 3.

מאפיינים של מעגלי בקרה של מנוע אינדוקציה (IM).

1. ממסרי בקרת מהירות אינדוקציה (RKS) משמשים לעתים קרובות לשליטה בבלימה (במיוחד לאחור).

2. עבור IM עם רוטור פצע, משתמשים בממסרי מתח KV, המופעלים על ידי ערכים שונים של EMF הרוטור (איור 9). ממסרים אלו מופעלים באמצעות מיישר כדי לא לכלול את השפעת תדירות זרם הרוטור על ההתנגדות האינדוקטיבית של סלילי הממסר עצמו (עם שינוי בשינויי XL ו-Iav, Uav), הפחתת מקדם ההחזרה והגדלת אמינות הפעולה.

אורז. 9. תוכנית הפסקת לחץ דם הפוכה

עקרון הפעולה: במהירות זוויתית גבוהה של הרוטור של המנוע החשמלי, EMF המושרה בפיתולים שלו קטן, שכן E2s = E2k · s, וההחלקה s זניחה (3-10%). מתח ממסר KV אינו מספיק כדי למשוך את האבזור שלו. בהיפוך (KM1 נפתח ו-KM2 נסגר), כיוון הסיבוב של השדה המגנטי בסטטור מתהפך. ממסר KV פועל, פותח את מעגל האספקה ​​של מגעי KMP ו-KMT, וההתנגדות ההתחלתית Rп והבלימה Rп מוכנסת למעגל הרוטור. במהירות קרובה לאפס, ממסר ה-KV נכבה, ה-KMT נסגר והמנוע מאיץ בכיוון ההפוך.