Obwód sterowania silnikiem. Silniki asynchroniczne trójfazowe z wirnikiem klatkowym. Słupek z przyciskiem

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

W dzisiejszych czasach najczęściej stosuje się obwody sterujące przekaźnika-stycznika. W takich systemach głównymi urządzeniami są rozruszniki i przekaźniki elektromagnetyczne. Dodatkowo urządzenie takie jak trójfazowy silnik asynchroniczny z wirnikiem klatkowym jest najczęściej wykorzystywane jako napęd do obrabiarek i innych instalacji.

Opis silników

Tego typu napędy są aktywnie wykorzystywane ze względu na łatwość ich obsługi, konserwacji, naprawy i instalacji. Mają tylko jedną poważną wadę, którą jest to, że prąd rozruchowy przewyższa prąd znamionowy około 5-7 razy, a także nie ma możliwości płynnej zmiany prędkości wirnika za pomocą prostych metod sterowania.

Tego typu maszyny zaczęły być aktywnie wykorzystywane ze względu na fakt, że urządzenia takie jak przetwornice częstotliwości zaczęto aktywnie wprowadzać do instalacji elektrycznych. Kolejna istotna zaleta silnika asynchronicznego z prądem trójfazowym i zwarciemrotor, ponieważ ma dość prosty schemat podłączenia do sieci. Aby go włączyć, wystarczy podać napięcie trójfazowe do stojana, a urządzenie natychmiast się uruchomi. W najprostszych schematach sterowania do jego uruchomienia służy urządzenie takie jak przełącznik wsadowy lub trójfazowy przełącznik nożowy. Jednak urządzenia te mimo swojej prostoty i łatwości obsługi są elementami sterowania ręcznego.

To ogromny minus, ponieważ w schematach większości instalacji konieczne jest użycie obwodu przełączania silnika w trybie automatycznym. Należy również zapewnić automatyczną zmianę kierunku obrotów wirnika silnika, czyli jego odwrotność oraz kolejność uruchamiania kilku silników.

Podstawowe schematy połączeń

Aby zapewnić wszystkie niezbędne funkcje, które zostały opisane powyżej, konieczne jest użycie automatycznych trybów pracy, a nie ręcznego sterowania napędem. Można jednak śmiało powiedzieć, że niektóre starsze maszyny do cięcia metalu nadal używają przełączników stosu do zmiany liczby par biegunów lub do odwrócenia.

Zastosowanie nie tylko wyłączników wsadowych, ale również wyłączników nożowych w obwodach łączeniowych silników asynchronicznych (IM) jest możliwe, ale pełnią one tylko jedną funkcję - podłączenie obwodu do zasilania. Wszystkie inne operacje, które zapewnia obwód sterowania silnikiem, są wykonywane pod kierunkiem rozrusznika elektromagnetycznego.

KiedyPołączenie obwodu HELL z wirnikiem klatkowym za pomocą tego typu rozrusznika zapewnia nie tylko wygodny tryb sterowania, ale także zapewnia zerową ochronę. Najczęściej jako obwody sterowania silnikami w obrabiarkach, instalacjach i innych maszynach stosuje się trzy metody przełączania:

• pierwszy schemat służy do sterowania nieodwracalnym silnikiem, wykorzystuje tylko jeden rozrusznik elektromagnetyczny i dwa przyciski - "Start" i "Stop";
• drugi obwód sterowania silnikiem typu cofania zapewnia użycie trzech przycisków i dwóch rozruszników typu konwencjonalnego lub jednego typu cofania;
• trzeci schemat sterowania różni się od poprzedniego tylko tym, że dwa z trzech przycisków sterujących mają sparowane styki.

Obwód z rozrusznikiem elektromagnetycznym

Uruchomienie silnika asynchronicznego w takim schemacie połączenia odbywa się poprzez naciśnięcie odpowiedniego przycisku. Po naciśnięciu do cewki rozrusznika doprowadzany jest prąd o napięciu 220 V. Rozrusznik ma ruchomą część, która po przyłożeniu napięcia jest przyciągana do nieruchomej, dzięki czemu styki urządzenia zamykają się. Te styki zasilania dostarczają napięcie wejściowe do silnika. Równolegle do tego procesu zamykany jest również styk blokujący. Jego włączenie odbywa się równolegle z przyciskiem „Start”. To z powodu tej funkcji, gdy przycisk jest zwolniony, cewka jest nadal zasilana i nadal zasila silnik, aby utrzymać go w ruchu.

Jeśli z jakiegokolwiek powodu podczas rozruchu silnika indukcyjnego, to znaczypo naciśnięciu "Start" styk blokujący nie zamyka się lub np. jest nieobecny, to natychmiast po zwolnieniu prąd przestałby być podawany do cewki, styki mocy rozrusznika by się rozwarły, a silnik natychmiast by się zatrzymał. Ten tryb działania nazywa się „skakaniem”. Występuje na przykład podczas obsługi dźwigu dźwigowego.

Aby zatrzymać trójfazowy silnik asynchroniczny z wirnikiem klatkowym, musisz nacisnąć przycisk "Stop". Zasada działania w tym przypadku jest dość prosta i opiera się na tym, że naciśnięcie przycisku powoduje przerwę w obwodzie, odłączając styki mocy rozrusznika, a tym samym zatrzymując silnik. Jeśli napięcie na źródle zasilania zaniknie podczas pracy, silnik również się zatrzyma, ponieważ taka usterka jest równoznaczna z naciśnięciem przycisku „Stop” i dalszym tworzeniem przerwy w obwodzie urządzenia.

Gdy urządzenie zostało zatrzymane przez awarię zasilania lub awarię zasilania, można je ponownie uruchomić tylko za pomocą przycisku. Nazywa się to ochroną zerową w obwodach sterowania silnikiem. Gdyby zamiast rozrusznika zainstalowano tutaj przełącznik lub przełącznik nożowy, to w przypadku ponownego pojawienia się napięcia w źródle silnik uruchomiłby się automatycznie i dalej pracował. Jest to uważane za niebezpieczne dla personelu zajmującego się konserwacją.

Korzystanie z dwóch rozruszników w urządzeniu cofania

Ten typ obwodu sterowania silnikiem asynchronicznym w rzeczywistości działa w taki sam sposób, jak poprzedni. Główną różnicą jest tutajaby w razie potrzeby można było zmienić kierunek obrotu wirnika. W tym celu konieczna jest zmiana faz pracy dostępnych na uzwojeniu stojana. Na przykład, jeśli naciśniesz przycisk „Start” KM1, kolejność faz pracy będzie A-B-C. Jeśli włączysz urządzenie z drugiego przycisku, czyli z KM2, kolejność faz pracy zmieni się na odwrotną, czyli C-B-A.

Okazuje się więc, że do sterowania silnikiem asynchronicznym z obwodem tego typu potrzebne są dwa przyciski "Start", jeden przycisk "Stop" i dwa rozruszniki.

Gdy naciśniesz pierwszy przycisk, który na schemacie jest zwykle określany jako SB2, pierwszy stycznik włączy się, a wirnik będzie się obracał w jednym kierunku. Jeśli zajdzie konieczność zmiany kierunku obrotów na przeciwny, należy nacisnąć przycisk „Stop”, po czym silnik zostanie uruchomiony przez naciśnięcie przycisku SB3 i włączenie drugiego stycznika. Innymi słowy, aby skorzystać z tego schematu, konieczne jest pośrednie naciśnięcie przycisku stop.

Ponieważ przy takim schemacie trudniej jest sterować pracą silnika, istnieje potrzeba dodatkowej ochrony. W tym przypadku mówimy o działaniu styków normalnie zwartych (NC) w rozruszniku. Są one niezbędne w celu zapewnienia ochrony przed jednoczesnym naciśnięciem obu przycisków „Start”. Wciśnięcie ich bez zatrzymania spowoduje zwarcie. Dodatkowe kontakty w tym przypadku uniemożliwiają jednoczesne włączenie obuprzystawki. Wynika to z faktu, że przy jednoczesnym naciśnięciu jeden z nich włączy się sekundę później niż drugi. W tym czasie pierwszy stypendysta będzie miał czas na otwarcie swoich kontaktów.

Wadą sterowania silnikiem elektrycznym takim obwodem jest to, że rozruszniki muszą mieć dużą liczbę styków lub załączników styków. Każda z tych dwóch opcji nie tylko komplikuje cały projekt elektryczny, ale także zwiększa koszt jego montażu.

Trzeci rodzaj schematu sterowania

Główna różnica między tym schematem układu sterowania silnikiem a poprzednim polega na tym, że w obwodzie każdego ze styczników oprócz wspólnego przycisku „Stop” znajdują się jeszcze dwa styki. Jeśli weźmiemy pod uwagę pierwszy stycznik, to w jego obwodzie znajduje się dodatkowy styk, SB2 jest zestykiem normalnie rozwartym (zwiernym), a SB3 ma zestyk rozwierny (rozwierny). Jeśli weźmiemy pod uwagę schemat połączeń drugiego rozrusznika elektromagnetycznego, jego przycisk „Start” będzie miał te same styki, ale umieszczony naprzeciwko pierwszego.

W ten sposób można było zapewnić, że po naciśnięciu jednego z nich przy pracującym silniku obwód już działający otworzy się, a drugi, przeciwnie, zamknie się. Ten rodzaj połączenia ma kilka zalet. Po pierwsze, obwód ten nie wymaga zabezpieczenia przed jednoczesnym włączeniem, co oznacza, że nie ma potrzeby stosowania dodatkowych styków. Po drugie, możliwe jest cofanie bez pośredniego wciskania"Zatrzymaj się". Przy tym połączeniu ten stycznik służy tylko do całkowitego zatrzymania działającego PIEKŁA.

Warto zauważyć, że rozważane schematy sterowania rozruchem silnika są nieco uproszczone. Nie uwzględniają obecności różnych dodatkowych urządzeń zabezpieczających, elementów sygnalizacyjnych. Ponadto w niektórych przypadkach możliwe jest zasilanie cewki elektromagnetycznej rozrusznika ze źródła 380 V. W takim przypadku możliwe jest podłączenie tylko z dwóch faz, na przykład A i B.

Obwód sterowania z bezpośrednim startem i funkcją czasową

Silnik uruchamia się jak zwykle - za pomocą przycisku, po którym napięcie zostanie podane na cewkę rozrusznika, która połączy AD ze źródłem zasilania. Specyfika obwodu jest następująca: wraz z zamknięciem styków przy rozruszniku (KM) jeden z jego styków zamknie się w innym obwodzie (CT). Z tego powodu obwód jest zamknięty, w którym znajduje się stycznik hamowania (KM1). Ale jego działanie w tym momencie nie jest wykonywane, ponieważ styk otwierający KM znajduje się przed nim.

Aby wyłączyć, jest inny przycisk, który otwiera obwód KM. W tym czasie urządzenie jest odłączone od sieci prądu przemiennego. Jednak w tym samym czasie zamyka się styk, który znajdował się w obwodzie przekaźnika hamowania, który wcześniej był określany jako KM1, a obwód jest również wyłączany w przekaźniku czasowym, który jest oznaczony jako KT. To prowadzi do tego, że stycznik KM1 jest włączony do pracy. W tym przypadkuprzełączenie obwodu sterującego silnika na prąd stały. Oznacza to, że napięcie zasilania jest dostarczane z wbudowanego źródła przez prostownik, a także rezystor. Wszystko to prowadzi do tego, że jednostka wykonuje dynamiczne hamowanie.

Jednak praca programu na tym się nie kończy. Układ posiada przekaźnik czasowy (CT), który rozpoczyna odliczanie czasu hamowania natychmiast po odłączeniu od zasilania. Po upływie wyznaczonego czasu na wyłączenie silnika przekładnik prądowy otwiera swój styk, który jest dostępny w obwodzie KM1, wyłącza się, przez co zatrzymuje się również dopływ prądu stałego do silnika. Dopiero po tym następuje całkowite zatrzymanie i można uznać, że obwód sterujący silnika powrócił do swojej pierwotnej pozycji.

Jeśli chodzi o intensywność hamowania, można ją regulować poprzez natężenie prądu stałego płynącego przez rezystor. Aby to zrobić, musisz ustawić wymagany opór w tym obszarze.

Schemat działania silnika wielobiegowego

Ten schemat sterowania może zapewnić możliwość uzyskania dwóch prędkości silnika. Aby to zrobić, sekcje półuzwojeń stojana są połączone z podwójną gwiazdą lub trójkątem. Dodatkowo w takim przypadku przewidziana jest również możliwość cofania. Aby uniknąć wadliwego działania układu sterowania silnikiem, w tak złożonym obwodzie znajdują się dwa przekaźniki termiczne, a także bezpiecznik. Na schematach są one zwykle oznaczone odpowiednio jako KK1, KK1 i FA.

Początkowo możliwe jest uruchomienie wirnika przy niskich obrotach. Aby to zrobić, schemat zwykle zapewniaprzycisk oznaczony SB4. Po jego naciśnięciu zaczyna się na niskiej częstotliwości. W takim przypadku stojan urządzenia jest podłączony zgodnie ze zwykłym schematem trójkąta, a istniejący przekaźnik zamyka dwa styczniki i przygotowuje silnik do podłączenia zasilania ze źródła. Następnie należy nacisnąć przycisk SB1 lub SB2, aby określić kierunek obrotu - odpowiednio „Do przodu” lub „Wstecz”.

Po zakończeniu rozpędzania się do niskich częstotliwości możliwe staje się przyspieszenie silnika do wysokich prędkości. W tym celu wciskany jest przycisk SB5, który odłącza jeden ze styczników od obwodu i łączy drugi. Jeśli rozważymy to działanie z punktu widzenia działania łańcucha, wydamy polecenie przejścia z trójkąta do podwójnej gwiazdy. W celu całkowitego zatrzymania pracy znajduje się przycisk „Stop”, który jest oznaczony na schematach jako SB3.

Przycisk post

To urządzenie jest przeznaczone do przełączania, to znaczy łączenia obwodów, w których płynie prąd przemienny z maksymalnym napięciem 660 V i częstotliwością 50 lub 60 Hz. Możliwa jest eksploatacja takich urządzeń w sieciach z prądem stałym, ale wtedy maksymalne napięcie robocze jest ograniczone do 440 V. Może służyć nawet jako panel sterowania.

Zwykły post z guzikami ma następujące cechy konstrukcyjne:

• Każdy z przycisków jest odblokowany.
• Jest przycisk "Start", który najczęściej ma nie tylko zielony kolor, ale także styki typu standardowego. Niektóre modele mają nawet podświetlenie, które włącza się po naciśnięciu. Cel - wprowadzenie do pracy dowolnego mechanizmu.
• „Zatrzymaj” to przycisk, który ma kolor czerwony (najczęściej). Znajduje się na stykach zamkniętych, a jego głównym celem jest odłączenie dowolnego urządzenia od źródła zasilania w celu zatrzymania jego działania.
• Różnica między niektórymi urządzeniami polega na materiale użytym do wykonania ramy. Może być wykonany z metalu lub tworzywa sztucznego. W tym przypadku etui odgrywa ważną rolę, ponieważ ma pewien stopień ochrony w zależności od materiału.

Kluczowe korzyści

Wśród głównych zalet takich urządzeń są:

• kompletny zestaw tego urządzenia może nie zawsze być standardem, można go dostosować do życzeń klienta;
• korpus jest zwykle wykonany z niepalnego ogniotrwałego tworzywa sztucznego lub metalu;
• istnieje dobre uszczelnienie, które uzyskuje się dzięki obecności gumowej uszczelki między pokrywą a stykami wewnątrz;
• uszczelka tego słupka jest dobrze chroniona przed wszelkimi agresywnymi czynnikami środowiskowymi;
• z boku znajduje się dodatkowy otwór ułatwiający włożenie żądanego kabla;
• wszystkie elementy złączne dostępne na słupku wykonane są z wysokowytrzymałej stali nierdzewnej.

Typ posta

Istnieją trzy rodzaje postu – PKE, PKT i PKU. Pierwszy jest zwykle używany do pracy z maszynami doobróbka drewna do użytku przemysłowego lub domowego. PKU znajduje zastosowanie w przemyśle, ale tylko w tych obiektach, w których nie ma niebezpieczeństwa wybuchu, a stężenie pyłu i gazu nie przekracza poziomu, który może spowodować unieruchomienie urządzenia. PKT to dokładnie te słupki, które można zastosować w obwodach sterowania trójfazowych silników asynchronicznych z wirnikiem klatkowym, a także innych silników typu elektrycznego. Ponadto są również szeroko stosowane do sterowania urządzeniami takimi jak suwnice, suwnice i inne urządzenia przeznaczone do podnoszenia ciężkich ładunków.