Бесконтактные схемы управления асинхронными двигателями

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Асинхронные двигатели полностью вытеснили двигатели постоянного тока, синхронные двигатели. Это обусловлено более качественными показателями, таких как стоимость, статические и динамические характеристики, простота в управлении. Двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором используются повсеместно.

Это могут быть приводы вентиляторов, насосов, лифтов, конвейеров и других устройств. Приводы могут вращать исполнительный механизм «напрямую», либо с использованием редуктора. Применение схемы подключения механизма к валу более экономичное (с точки зрения энергетики), и позволяет более точно управлять электродвигателем.

Использование функционала мотор-редуктор также имеет свои плюсы:

• — при больших нагрузках электродвигатель можно использовать другого типа размера.
• — малый вес конструкции, за счет использования электродвигателя меньшей мощности
• — удобство монтажа
• При этом, снижаются показатели в управлении, поскольку редуктор имеет ограниченное количество передач.
• Какие требования предъявляются к современным системам управления?
• Система управления асинхронным двигателем должна обеспечивать:
• А) максимальную экономию электроэнергии
• Б) иметь высокую точность регулирования частоты
• В) иметь высокую надежность и невысокую стоимость.
• Г) иметь возможность дистанционного управления

Для подбора (проектирования) систем управления, специалист оценивает все 4 показателя, и принимает решение о выборе на основе комплексных показателей. При этом, если Заказчик предоставляет техническое задание, инженер обязан руководствоваться им.

1. Все системы управления асинхронными двигателями можно классифицировать:
2. По аппаратной части
3. — релейно-контакторные
4. — микропроцессорные
5. По использованию обратной связи:
6. — скалярные
7. — с обратной связью
8. РЕЛЕЙНО-КОНТАКТОРНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Используются повсеместно для управления приводами малой мощности. Для пуска двигателя используются пускатели (контакторы), которые замыкают цепь питания от сети на обмотки двигателя.

Плюсы:

— низкая стоимость. Контакторы не дорогие и, приобрести их можно в любом специализированном магазине

— высокая ремонтно пригодность. Замена пускателя не вызывает сложностей в полевых условиях.

— хорошие показатели при модернизации схемы управления. Релейно-контакторные системы легко модернизировать

Минусы:

— высокие пусковые токи. При замыкании питания сети на обмотки двигателя, возникает пусковой ток в 7-9 раз превышающий номинальный ток двигателя..

— повышенные динамические нагрузки на электродвигатель и механизм.

— невозможность управления частотой вращения асинхронным двигателем. Низкая надежность.

Релейно-контакторные системы нельзя назвать «устаревшими». Созданные в конце прошлого века, эти системы по-прежнему плотно занимают свою нишу. Большинство двигателей мощностью до 10 кВт используют контакторную схему управления. Тем не менее, для приводов большой мощности, выше 15 кВт часто используется схема пуска «звезда-треугольник». О чем речь?

При включении трехфазного электродвигателя «звездой» концы обмоток статора соединяются вместе. Напряжение от сети подается на начало обмоток. Фазное напряжение будет на 1,73 меньше линейного.

Уменьшается пусковой ток, момент, нагрузки на механику всей системы. После того, как асинхронный двигатель раскрутится, обмотки статора соединяются в «треугольник».

Напряжение сети напрямую подключается к обмоткам электродвигателя.

Плюсы системы управления «звезда-треугольник» очевидны: снижение пусковых токов и момента при запуске. Не высокая стоимость и хорошие эксплуатационные характеристики. Из минусов можно отметить использование дополнительно коммутационную аппаратуру (реле, пускатели), а также, реле времени (определяет время работы в режиме «звезда»).

• МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ
• Системы управления с использованием микропроцессоров выводят на новый уровень регулирование частоты. Практическое применение таких систем обусловлено:
• — точностью поддержания заданной частоты электродвигателя
• — использование обратной связи
• — высокая помехозащищенность питающей сети и защита электродвигателя от перенапряжений
• — гибкость построения

Микропроцессорные системы используются там, где требуется поддерживание заданного значения при работе исполнительного механизма. Например, требуется поддержание заданного расхода воздуха вентилятором, или заданного значения давления на  «выкиде» насоса. Поддержание заданной частоты возможно только с применением преобразователя частоты (ПЧ).

Преобразователь частоты (либо асинхронный преобразователь частоты): электронное устройство, предназначенное для преобразования напряжения сети переменного тока (постоянной частоты) в трехфазное напряжение регулируемой частоты. Регулирование частоты осуществляется по закону V/f, также возможно использование  векторного управления.

Помимо регулирования частоты асинхронного электродвигателя, ПЧ способен обеспечить защиту двигателя, возможность диагностики электрических характеристик обмоток. Преобразователь частоты имеет возможность принимать и отдавать информацию о величине тока, напряжения, частоты по каждой из фаз, производить архивацию данных. Также, есть функция подсчета количество наработанных часов.

Плюсы:

— отличные эксплуатационные характеристики. Вывести из строя преобразователь частоты достаточно непросто. Малые габариты.

1. — точность управления, гибкость системы, использование обратной связи
2. — возможность управления по протоколу, удаленно, совместно с другими ПЧ
3. Минусы:

— требуется охлаждение. ПЧ греется, и монтаж его в шкаф без принудительного охлаждения может нарушить его работу.

— сложность в наладке. Для параметрирования ПЧ требуются знания и навыки. Настройка протоколов обмена данными также требует углубленных знаний.

— высокая стоимость.

— низкая ремонтно пригодность. Ремонт в полевых условиях практически невозможен.

Зачастую, при работе с электродвигателями большой мощностью поддержание заданной частоты не требуется. К примеру, насос перекачивает 24 часа в сутки сточные воды из резервуаров на очистные сооружения. Давление на «выкиде» насоса постоянное и не требует изменения по величине. В таких случаях, рационально использование «УПП».

УПП – устройство плавного пуска «soft starter», предназначено для запуска асинхронного электродвигателя с постепенным увеличением частоты.

Основным электронным элементом является тиристор, открытием которым управляет микропроцессор. Время запуска задается наладчиком, в секундах, после чего двигатель постепенно раскручивается и выходит на номинальную частоту.

После выхода на режим, УПП отключается и подключает асинхронный электродвигатель напрямую в сеть.

УПП от преобразователя частоты отличается только тем, что не имеет возможности изменять частоту вращения электродвигателя.

При этом, сохраняются все преимущества ПЧ, такие как гибкость системы, высокие эксплуатационные характеристики, применение протоколов. Также, УПП значительно дешевле преобразователя частоты, что несомненно является плюсом.

В системах управления, где не требуется изменение частоты вращения электродвигателем, устройства плавного пуска прочно занимают свои позиции.

• Полезные формулы:
• Теоретическая формула мощности трехфазного электродвигателя при соединении в звезду или треугольником P = 3 * Uф * Iф * cos(α).
• Однако для линейных значений напряжения и тока она выглядит как P = √3× Uф × Iф × cos(α).
• Для расчета номинального вращающего момента используют формулу Мном = 30Рном ÷ pi × нном, где: Рном — номинальная мощность электрического двигателя, Вт; нном — номинальное число оборотов, мин-1
• Расчет тока в 3х фазной сети I = P/(√3*U*cos φ)
• Расчет тока в 1 фазной сети I = P/(U*cos φ)
• Закон Ома для участка цепи: U=I*R

Бесконтактные схемы управления асинхронными двигателями

Главная » Двигатель

Рейтинг статьи Загрузка…

Для некоторых, относительно простых задач управления электроприводом можно использовать неспециализированные микроконтроллеры, к которым разработчик привык и которые свободно продаются на нашем рынке.

В [1] были показаны основные требования к микроконтроллерам и описан круг современных задач, где применение специализированных микросхем является наиболее разумным решением.

В этой статье мы показываем возможность использования микроконтроллера PIC16C62 фирмы Microchip для решения простых задач управления приводом, которые часто встречаются в быту.

В основном, предлагаемая схема предназначена для управления трехфазными асинхронными двигателями, когда в распоряжении имеется однофазная сеть 220 В. Схема, изображённая на рис. 1, состоит из силового трехфазного инвертора, генератора управляющих сигналов и сопрягающего элемента — драйвера для ключей инвертора. Рассмотрим эти элементы и опишем некоторые алгоритмы, которые можно реализовать на них.

Рис. 1. Схема управления асинхронным двигателем

Привлекательная во всех отношениях микросхема IR2131 (или IR2130) фирмы INTERNATIONAL RECTIFIER уже не новость, но редко встречается в отечественных разработках.

Одной из причин этого является её относительно высокая стоимость, но если принять во внимание, что цена таких изделий на нашем рынке сильно зависит от спроса, то с определённым риском можно рекомендовать её разработчику для применения в изделиях, где определяющим фактором является цена.

Микросхема IR2131 представляет собой драйвер 6-ти ключей (IGBT или MOSFET), имеющий три выхода для управления нижними ключами моста и три выхода для ключей с плавающим потенциалом управления. В ней предусмотрена защита по току, которая выключает все ключи и выдает сигнал ошибки FAULT, когда сигнал на выводе ITRIP превышает 0,5 В.

Это удобно для разработчика, поскольку организация такой защиты требует от него лишь правильного определения величины резистора датчика. Входы драйвера согласуются с ТТЛ логикой, что позволяет управлять им с помощью микроконтроллеров с 5-В питанием без дополнительных преобразователей уровня.

Кроме этого, у IR2131 есть отдельный вход выключения всех ключей и вход сброса сигнала ошибки, а у IR2130 вместо них имеется встроенный усилитель тока нагрузки, и сброс триггера ошибки осуществляется при подаче на все входы управления неактивного уровня. Допустимое напряжение на инверторе, с которым работает микросхема, составляет 600 В.

В настоящее время фирмой INTERNATIONAL RECTIFIER производятся аналогичные драйверы с рабочим напряжением 1200 В. На рис. 1 изображена простейшая схема трехфазного моста на транзисторах IRF740, которые управляются от IR2131.

Для генерации сигналов управления мостом можно использовать недорогой микроконтроллер фирмы Microchip PIC16C62 (если необходимо дополнительно обрабатывать аналоговый сигнал, то рекомендуется PIC16C73).

При небольшой номинальной мощности электропривод питается от сети переменного тока 220 В через разъём Х1, при этом рекомендуется использовать в трехфазном мосте транзисторы IRF740 (VT2–VT7). Через них можно пропустить мощность до 5 КВт. При больших мощностях надо переходить на питание от трёхфазной сети 380 В и использовать IGBT транзисторы.

Наш опыт работы показал целесообразность шунтирования затворных резисторов R13–R18 обратными диодами VD7–VD12. Это позволяет значительно снизить динамиче-ские потери при выключении. Сформированное напряжение подаётся на двигатель через разъём Х2. Если ёмкость фильтра С12 велика и нет элемента, ограничивающего ток заряда этой ёмкости, то при каждом включении будут постепенно разрушаться диоды моста. Для предотвращения броска тока через выпрямитель необходимо включение терморезистора R19. При работе от однофазной сети 220 В может возникнуть необходимость введения модуля коррекции потребляемого тока (это особенно актуально при больших мощностях привода). Для некоторых разработок, где 100-Гц пульсации момента на валу двигателя не приводят к нежелательным последствиям, можно вообще отказаться от использования конденсатора С12.

Конденсатор С11 (керамический или полипропиленовый) необходимо располагать максимально ближе к транзисторам моста, поскольку полевые и IGBT транзисторы “не любят” перенапряжений, которые будут возникать при коммутациях на паразитных индуктивностях схемы. Питание на драйвер DD2 подается от стабилитрона VD2 через гасящий резистор R12.

При небольших частотах инвертора (до 3 кГц) достаточно 40 кОм для нормального питания системы управления. Для увеличения КПД системы можно применить стандартный импульсный понижающий регулятор, используя в качестве ШИМ-контроллера ресурсы PIC16C73.

Бутстреповые ёмкости С7–С9 заряжаются через диоды VD4–VD6 при включении соответствующего нижнего ключа. Напряжение питания IR2131 выбирается в зависимости от желаемой степени насыщения силового транзистора. Рекомендуемая величина — 15–20 В. Уменьшение питающего напряжения какого-нибудь из каналов ниже 8 В вызывает немедленное запирание ключа.

Величина резистивного датчика тока R10 выбирается в зависимости от номинальной мощности электропривода и допустимой перегрузки по току (R10 = 0,5 В / Iдоп). Интегрирующее звено R11-C10 предотвращает ложное срабатывание токовой защиты в моменты коммутаций, достаточная величина постоянной времени — 0,5 мкс.

При превышении сигналом на входе ITRIP уровня 0,5 В все ключи запираются и выдаётся сигнал ошибки FAULT (выход с открытым коллектором).

Читать еще:  Двигатель c20xe расход топлива

Рис. 2. Осциллограммы тока и напряжения при 180° коммутации

Обработкой сигнала ошибки и общим управлением занимается микроконтроллер DD1. На это место удачно подходят PIC микроконтроллеры фирмы Microchip. Это RISC контроллеры с гарвардской архитектурой, они просты в изучении и имеют значительные преимущества перед другими контроллерами в подобных схемах.

Диапазон рабочих напряжений питания PIC процессоров — 4–6 В, максимальный потребляемый ток при тактировании от RC генератора — 5 мА, ток в режиме пониженного энергопотребления — 20 мкА. Большое удобство создает повышенная нагрузочная способность портов — 25 мА, что позволяет напрямую управлять светодиодами (включая светодиоды оптронов).

Наличие разнообразной периферии (АЦП, компараторы, последовательные порты, таймеры, модуль ШИМ и пр.) предоставляет разработчику широкие возможности для построения гибких и дешёвых систем управления. Все микроконтроллеры PIC16/17 имеют встроенную схему сброса, сторожевой таймер и защиту кода от считывания.

Microchip свободно распространяет ассемблер MPASM, симулятор MPSIM и интегрированную систему отладки для Windows MPLAB. Имеющиеся для этих контроллеров Си-компиляторы (например, компилятор фирмы HI-TECH) ускоряют процесс написания и отладки программ. В нашей схеме процессор PIC16C62 питается от стабилитрона VD3.

При несложных задачах управления электроприводом можно тактировать микроконтроллер от RC генератора (R6-C1). Максимально допустимая частота при этом — 4 МГц. Поскольку почти все команды выполняются процессором за один такт (в данном случае за 1 мкс), то этого оказывается достаточно даже для выдачи на двигатель синусоидально-центрированной ШИМ с частотой несущей 3 кГц.

Наиболее просто организуется управление со 180о (или 120о) коммутацией. Использование ресурсов микроконтроллера для этой задачи приводится в таблице. Осциллограммы тока и напряжения в этом режиме показаны на рис. 2.

С помощью переключателей J1–J4 осуществляются следующие функции управления:

• пуск–остановка двигателя (можно дистанционно через оптрон VT1);
• выбор скорости вращения двигателя;
• изменение направления вращения двигателя.

Читать еще:  Что такое рокер двигателя 2106

Кроме того, легко осуществить пуск двигателя с требуемой кратностью пускового момента, по срабатыванию токовой защиты, вырабатывая перед сигналом сброса ошибки нулевую паузу. Для демонстрации возможностей системы покажем реализацию широтно-импульсной модуляции базовых векторов. Основываясь на базовых векторах 180о коммутации (рис. 3), формируется синусоидально-центрированная ШИМ.

Рис. 3. Базовые вектора 6-тактной коммутации

Программой осуществляется переключение между двумя соседними векторами таким образом, что результирующий вектор плавно движется по траектории шестиугольника. Вырабатывая определённые длительности для каждого вектора, получаем напряжение, близкое к синусоидальному.

Если ввести нулевой вектор, то можно заставить результирующий вектор напряжения двигаться по любой окружности внутри базового шестиугольника.

Для случая, когда на двигателе формируется синусоидальное напряжение 100 Гц с частотой ШИМ 3 кГц, осциллограммы имеют вид, как показано на рис. 4.

Рис. 4. Осциллограммы тока и напряжения при синусоидальной ШИМ

Для некоторых двигателей такая форма тока может оказаться неприемлемой из-за высокочастотных пульсаций потока, что приводит к увеличению потерь в стали и в демпферных системах двигателя.

В этом случае нужно увеличивать частоту тактирования процессора и переходить на более высокие частоты ШИМ.

В таблице приведены данные по использованию некоторых ресурсов микроконтроллера PIC16C62 для случая выдачи синусоидально-центрированной ШИМ с модуляцией базовых векторов.

Таблица

Ресурсы контроллера	Память данных, байт	Память программ, слов	Линии ввода/вывода	Таймеры	Источники прерывания	Числотактовпрограммыза 1/6периодавращениядвигателя
Предоставляемые	128	2к	22	3	7
Использованные для:
180° управления	12	180	12	1	1	10
синусоидальной ШИМ	48	554	12	1	1	150
бездатчиковой схемы	44	754	20	2	3	30
управления ВД	реализуется на микроконтроллере PIC16C73 с дополнительной обвязкой

Если использовать датчик положения ротора, и завести его сигналы на свободные выводы микроконтроллера, то с помощью этой системы можно управлять вентильным двигателем или синхронным реактивным двигателем.

Следует особо отметить возможность построения бездатчиковой схемы управления вентильным электродвигателем с постоянными магнитами (такая разработка нами сделана и имеет большие преимущества перед аналогами). При этом в исходную схему необходимо добавить регулятор напряжения, подаваемого на инвертор, компаратор и некоторую обвязку из пассивных компонентов.

Определением угла положения ротора занимается процессор PIC16C73. В бездатчиковой схеме с тактированием PIC16C73 от RC генератора можно управлять вентильным двигателем с частотой вращения до 100 Гц. Для выхода на большие скорости вращения нужно увеличивать частоту тактирования процессора.

Бездатчиковая схема усложняется для вентильных двигателей с большой индуктивностью, если коммутационные интервалы превышают 30о. В [6] предлагался вариант бездатчикового привода для бесколлекторного двигателя постоянного тока на базе MC68HC908MR24.

В качестве недостатков предложенного механизма определения угла положения ротора следует отнести невозможность работы схемы с высокоиндуктивными двигателями (длительный коммутационный интервал не отфильтруется, и компараторы “поймают” ложный переход противо-ЭДС через ноль), второй существенный недостаток — это проблема пуска двигателя.

В предложенной схеме потребуются значительные вычислительные ресурсы для определения первоначального положения ротора, особенно если учесть, что нормальный пуск двигателя происходит на низкой частоте при выполнении определенного соотношения U/f. Для сравнения, в таблице приводятся данные по использованию ресурсов PIC16C73 в бездатчиковой схеме управления вентильным двигателем с постоянными магнитами, когда коммутационные интервалы не превышают 30о.

Читать еще:  Что такое перебрать двигатель

Рис. 5. Внешний вид платы управления

Внешний вид изделия, собранного по предложенной схеме, показан на рис. 5. Габаритные размеры 135ґ80ґ33 мм. В заключение отметим перспективность построения микропроцессорных систем управления электроприводом, даже в случае, когда определяющим фактором при разработке является цена.

Стоимость микроконтроллеров уменьшается, а возможности, которые они предо-ставляют, делают систему гибкой и легко модернизируемой без изменения электрической схемы.

Применение специализированных микросхем, как было показано на примере драйвера IR2131, избавляет разработчика от лишних затрат на проектирование, а изготовителя — от лишних затрат на сборку и настройку.

Данная схема имеет высокую надёжность из-за минимального количества электронных компонентов. В результате симбиоза этих двух микросхем получается недорогой электропривод с удобным и качественным управлением.

Литература

• В. Козаченко. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к контроллерам // CHIIP NEWS. — 1999. — № 1. — С. 2–9.
• Control Integrated Circuit Designers“ Manual. International Rectifier, 1996.
• Power Semiconductors. Product Digest 47th Edition, 1995.
• PIC16/17 MICROCONTROLLER DATA BOOK, 1997.
• Однокристальные микроконтроллеры Microchip: PIC16C8X. Пер. с англ./Под ред. Владимирова А.Н. — Рига.: ORMIX. — 1996. — 120 с.
• Radim Visinka, Leos Chalupa, Ivan Skalka. Системы управления электродвигателями на микроконтроллерах фирмы MOTOROLA // CHIIP NEWS. — 1999. — № 1. — С. 14–16.

Бесконтактные схемы управления асинхронными двигателями Ссылка на основную публикацию

Бесконтактные схемы управления асинхронными двигателями

Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня поговорим про управление асинхронным двигателем, а так же рассмотрим три простые схемы, которые применяются наиболее часто.

Все электрические принципиальные схемы станков, установок и машин содержат определенный набор типовых блоков и узлов, которые комбинируются между собой определенным образом. В релейно-контакторных схемах главными элементами управления двигателями являются электромагнитные пускатели и реле.

Наиболее часто в качестве привода в станках и установках применяются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели просты в устройстве, обслуживании и ремонте.

Они удовлетворяют большинству требований к электроприводу станков.

Главными недостатками асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором являются большие пусковые токи (в 5-7 раз больше номинального) и невозможность простыми методами плавно изменять скорость вращения двигателей.

С появлением и активным внедрением в схемы электроустановок преобразователей частоты такие двигатели начали активно вытеснять другие типы двигателей (асинхронные с фазным ротором и двигатели постоянного тока) из электроприводов, где требовалось ограничивать пусковые токи и плавно регулировать скорость вращения в процессе работы.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Одной из преимуществ использования асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является простота их включения в сеть.

Достаточно подать на статор двигателя трехфазное напряжение и двигатель сразу запускается. В самом простом варианте для включения можно использовать трехфазный рубильник или пакетный выключатель.

Но эти аппараты при своей простоте и надежности являются аппаратами ручного управления.

В схемах же станков и установок часто должна быть предусмотрена работа того или иного двигателя в автоматическом цикле, обеспечиваться очередность включения нескольких двигателей, автоматическое изменение направления вращения ротора двигателя (реверс) и т.д.

Обеспечить все эти функции с аппаратами ручного управления невозможно, хотя в ряде старых металлорежущих станков тот же реверс и переключение числа пар полюсов для изменения скорости вращения ротора двигателя очень часто выполняется с помощью пакетных переключателей. Рубильники и пакетные выключатели в схемах часто используются как вводные устройства, подающие напряжение на схему станка. Все же операции управления двигателями выполняются электромагнитными пускателями.

Читать еще:  Характеристики дизельных двигателей грузовых автомобилей

Включение двигателя через электромагнитный пускатель обеспечивает кроме всех удобств при управлении еще и нулевую защиту. Что это такое будет рассказано ниже.

Электромагнитный пускатель

• Наиболее часто в станках, установках и машинах применяются три электрические схемы:
• схема управления нереверсивным двигателем с использованием одного электромагнитного пускателя и двух кнопок «пуск» и «стоп»,
• схема управления реверсивным двигателем с использованием двух пускателей (или одного реверсивного пускателя) и трех кнопок.
• схема управления реверсивным двигателем с использованием двух пускателей (или одного реверсивного пускателя) и трех кнопок, в двух из которых используются спаренные контакты.
• Разберем принцип работы всех этих схем.
• 1. Управление асинхронным двигателем с помощью одного магнитного пускателя
• Схема показана на рисунке.

Управление асинхронным двигателем с помощью магнитного пускателя

При нажатии на кнопку SB2 «Пуск» катушка пускателя попадает под напряжение 220 В, т.к. она оказывается включенной между фазой С и нулем ( N) . Подвижная часть пускателя притягивается к неподвижной, замыкая при этом свои контакты.

Силовые контакты пускателя подают напряжение на двигатель, а блокировочный замыкается параллельно кнопке «Пуск». Благодаря этому при отпускании кнопки катушка пускателя не теряет питание, т.к.

ток в этом случае идет через блокировочный контакт.

Если бы блокировочный контакт не был бы подключен параллельно кнопки (по какой-либо причине отсутствовал), то при отпускании кнопки «Пуск» катушка теряет питание и силовые контакты пускателя размыкаются в цепи двигателя, после чего он отключается. Такой режим работы называют «толчковым». Применяется он в некоторых установках, например в схемах кран-балок.

Остановка работающего двигателя после запуска в схеме с блокировочным контактом выполняется с помощью кнопки SB1 «Стоп». При этом, кнопка создает разрыв в цепи, магнитный пускатель теряет питание и своими силовыми контактами отключает двигатель от питающей сети.

Читать еще:  Что отвечает за вибрацию двигателя

В случае исчезновения напряжения по какой-либо причине магнитный пускатель также отключается, т.к. это равносильно нажатию на кнопку «Стоп» и созданию разрыва цепи.

Двигатель останавливается и повторный запуск его при наличии напряжения возможен только при нажатии на кнопку SB2 «Пуск». Таким образом, магнитный пускатель обеспечивает т.н. «нулевую защиту».

Если бы он в цепи отсутствовал и двигатель управлялся рубильником или пакетным выключателем, то при возврате напряжения двигатель запускался бы автоматически, что несет серьезную опасность для обслуживающего персонала.

2. Схема управления реверсивным двигателем с помощью двух магнитных пускателей

Схема работает аналогично предыдущей. Изменение направления вращения (реверс) ротор двигателя меняет при изменении порядка чередования фаз на его статоре. При включении пускателя КМ1 на двигатель приходят фазы — A , B , С, а при включении пускателя KM2 — порядок фаз меняется на С, B , A.

Схема показана на рис. 2.

Управление асинхронным двигателем с помощью двух магнитных пускателей

Включение двигателя на вращение в одну сторону осуществляется кнопкой SB2 и электромагнитным пускателем KM1 .

При необходимости смены направления вращения необходимо нажать на кнопку SB1 «Стоп», двигатель остановится и после этого при нажатии на кнопку SB 3 двигатель начинает вращаться в другую сторону.

В этой схеме для смены направления вращения ротора необходимо промежуточное нажатие на кнопку «Стоп».

Кроме этого, в схеме обязательно использование в цепях каждого из пускателей нормально-закрытых (размыкающих) контактов для обеспечения защиты от одновременного нажатия двух кнопок «Пуск» SB2 — SB 3, что приведет к короткому замыканию в цепях питания двигателя. Дополнительные контакты в цепях пускателей не дают пускателям включится одновременно, т.к. какой-либо из пускателей при нажатии на обе кнопки «Пуск» включиться на секунду раньше и разомкнет свой контакт в цепи другого пускателя.

Читать еще:  Что такое активатор для двигателя

1. Необходимость в создании такой блокировки требует использования пускателей с большим количеством контактов или пускателей с контактными приставками, что удорожает и усложняет электрическую схему.
2. 3.

   Схема управления реверсивным двигателем с помощью двух магнитных пускателей и трех кнопок (две из которых имеют контакты с механической связью)

3. Схема показана на рисунке.

Управление асинхронным двигателем с помощью двух магнитных пускателей и трех кнопок (две из которых имеют контакты с механической связью)

Отличие этой схемы от предыдущей в том, что в цепи каждого пускателя кроме общей кнопки SB1 «Стоп»включены по 2 контакта кнопок SB2 и SB 3, причем в цепи КМ1 кнопка SB2 имеет нормально-открытый контакт (замыкающий), а SB 3 — нормально-закрытый (размыкающий) контакт, в цепи КМ3 — кнопка SB2 имеет нормально-закрытый контакт (размыкающий), а SB 3 — нормально-открытый. При нажатии каждой из кнопок цепь одного из пускателей замыкается, а цепь другого одновременно при этом размыкается.

Такое использование кнопок позволяет отказаться от использования дополнительных контактов для защиты от одновременного включения двух пускателей (такой режим при этой схеме невозможен) и дает возможность выполнять реверс без промежуточного нажатия на кнопку «Стоп», что очень удобно. Кнопка «Стоп» нужна для окончательной остановки двигателя.

Приведенные в статье схемы являются упрощенными. В них отсутствуют аппараты защиты (автоматические выключатели, тепловые реле), элементы сигнализации. Такие схемы также часто дополняются различными контактами реле, выключателей, переключателей и датчиков.

Также возможно питание катушки электромагнитного пускателя напряжение 380 В. В этом случае он подключается от двух любых фаз, например, от А и B . Возможно использование понижающего трансформатора для понижения напряжения в схеме управления.

В этом случае используются электромагнитные пускатели с катушками на напряжение 110, 48, 36 или 24 В.

Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

Управлять асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором можно посредством контакторов. При использовании маломощных электродвигателей, для которых нет необходимости ограничивать пусковой ток, запуск производится при действующем напряжении.

Нереверсивная схема управления асинхронного двигателя

Рисунок 1 — Простейшая схема асинхронного двигателя

Для подачи напряжения на управляющую и силовую цепь используется автоматический выключатель QF. Пуск асинхронного двигателя осуществляется кнопкой SB1 «Пуск”, которая замыкает свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ.

Который срабатывая замыкает основные контакты силовой цепи статора. Вследствие чего электродвигатель М подсоединяется к питанию.

В то же время в управляющей сети происходит замыкание блокирующего контакта КМ который шунтирует кнопку SB1.

Чтобы отключить асинхронный двигатель с кз ротором, необходимо нажать клавишу SB2 «Стоп». При этом питающая сеть контактора КМ размыкается и подача напряжения на статор прекращается. После этого нужно выключают автомат QF.
Схема управления АД с кз предусматривает несколько защит:

• от КЗ — посредством автоматического выключателя QF и плавкими предохранителями FU;
• от перегрузок — посредством теплореле КК (при перегреве данные устройства отсоединяют контактор КМ, прекращая работу движка);
• нулевая защита — посредством магнитного пускателя КМ (при низком напряжении или его полном отсутствии контактор КМ оказывается незапитанным, размыкается и электродвигатель выключается).

Для подключения электродвигателя после срабатывания защитного механизма требуется снова надавить клавишу SB1.

Реостатный пуск асинхронного двигателя с кз ротором

Если невозможно запустить АД с кз ротором в стандартном режиме, используют запуск при сниженном напряжении. С этой целью в цепь статора добавляют сопротивление, реостат или используют автотрансформатор.

Автоматический выключатель QF срабатывает и на управляющую и силовую цепь поступает напряжение. После нажатия кнопки SB1 пускатель КМ1 приходит в действие, подавая электроток в цепь статора с включенным сопротивлением.

В то же время питание поступает и на реле времени КТ.

Рисунок 2 — Схема асинхронного двигателя с симметричными сопротивлениями (реостатный пуск)

Через определенный временной интервал, задаваемый реле КТ, происходит замыкание контакта КТ. В итоге пускатель КМ2 шунтирует (закорачивает) сопротивление статора. Процедура запуска электродвигателя завершается. Для его выключения необходимо нажать клавишу SB2 и выключить автомат QF.

Реверсивный пуск асинхронного двигателя

Рисунок 3. Схема реверсивный пуск асинхронного двигателя с кз ротором.

Данная схема дает возможность производить запуск электродвигателя и изменять направленность его вращения.

Для запуска необходимо включить автомат QF и нажать SB1 «Пуск», в результате чего ток поступает на магнитный пускатель КМ1, который запитывает статор.

АД реверсируется последовательным нажатием кнопок «Стоп» SB3 (КМ1 выключается и двигатель останавливается) и «Реверс» SB2 (срабатывает КМ2 и асинхронный двигатель запускается в реверсивном направлении).

В данной схеме нажатием кнопки реверса меняется чередование фаз питающего напряжения на статоре двигателя, что будет вызывать смену направленности его вращения (реверсом).

При помощи нормально замкнутых контактов КМ1 и КМ2 выполнена защита от ошибочного включения сразу двух магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Также действуют защиты, аналогичные описанным ранее.

Отключить электродвигатель можно кнопкой SB3 и автоматом QF.