Mạch điều khiển động cơ như một chức năng của thời gian

Loại điều khiển này được sử dụng khi tất cả các chuyển mạch trong mạch điện của động cơ điện diễn ra vào những thời điểm nhất định, ví dụ, khi tự động hóa quá trình khởi động động cơ điện mà không theo dõi tốc độ hoặc dòng điện. Khoảng thời gian được xác định và có thể được điều chỉnh bằng cách cài đặt rơle thời gian.

Kiểm soát thời gian nhận được sự lan truyền lớn nhất trong ngành do tính đơn giản và độ tin cậy của rơle thời gian điện từ và điện tử được sản xuất hàng loạt.

Vì vậy, từ hình. 1, a và b, có thể thấy rằng bằng cách đóng tiếp điểm K của công tắc tơ đường dây, toàn bộ điện trở của biến trở được đưa vào mạch phần ứng, bằng R1 + R2 + R3, và bao gồm cả các phần điện trở khởi động có thể xảy ra tại các khoảng thời gian nhất định t1, t2 và t3 ở các tốc độ động cơ nhất định n1, n2, n3 và khi dòng khởi động giảm xuống giá trị đặt I2. Các khoảng thời gian được chọn sao cho với mỗi lần ngắn mạch tiếp theo của điện trở, dòng điện của động cơ không vượt quá I1 cho phép.

Khi động cơ tăng tốc từ n = 0 đến n1, dòng điện giảm xuống I2 do sức điện động phía sau tăng lên. Sau khoảng thời gian t1, tiếp điểm K1 đóng lại, điện trở shunt R1, dẫn đến điện trở của biến trở giảm xuống R2 + R3, dòng điện tăng lên I1, v.v. Khi kết thúc quá trình khởi động, động cơ tăng tốc đến tốc độ định mức, bộ biến trở khởi động được loại bỏ hoàn toàn.

Cơm. 1. Các mạch điều khiển động cơ như một hàm của thời gian: a — Biến trở khởi động động cơ DC, b — sơ đồ khởi động

Coi một số mạch điều khiển động cơ là một hàm của thời gian.

Trong điều khiển phụ thuộc vào thời gian của động cơ cảm ứng có rôto dây quấn (Hình 2), thời gian trễ cần thiết để làm ngắn mạch các bước riêng lẻ của biến trở khởi động được cung cấp bởi rơle thời gian con lắc, số lượng của nó bằng với số lượng các bước. Đề án hoạt động như sau.

Cơm. 2. Mạch điều khiển theo thời gian của động cơ cảm ứng rôto dây quấn

Khi bạn bấm vào cái nút SB1 nhận điện cho cuộn dây công tắc tơ trên đường dây KM, kết nối stato động cơ với nguồn điện. Đồng thời, bộ biến trở đầu ra được giới thiệu đầy đủ. Cùng với công tắc tơ, rơle thời gian KT1 được bật, sau một khoảng thời gian nhất định sẽ đóng tiếp điểm trong mạch của cuộn dây của công tắc tơ KM1.

Công tắc tơ hoạt động và đóng phần đầu tiên của biến trở để khởi động rôto. Đồng thời, rơle thời gian KT2 bật, đóng các tiếp điểm của nó với độ trễ và bật cuộn dây KM2 và rơle thời gian KTZ. Các tiếp điểm của công tắc tơ KM2 làm ngắn mạch giai đoạn thứ hai KM2 của bộ biến trở khởi động.Ngoài ra, với thời gian trễ, tiếp điểm của rơle KTZ được kích hoạt, bật cuộn dây KMZ, tạo ra ngắn mạch ở tầng cuối của biến trở khởi động KMZ và động cơ tiếp tục hoạt động trong tương lai, như với một rôto lồng sóc.

Động cơ dừng lại bằng cách nhấn nút SB, và trong trường hợp quá tải, động cơ được tắt bằng cách nhả công tắc QF. Thao tác này sẽ tắt công tắc tơ đường dây, tiếp điểm phụ KM của nó và tất cả các công tắc tơ gia tốc và rơle thời gian trễ không theo thời gian. Chuỗi đã sẵn sàng cho chu kỳ tiếp theo.

Để bắt đầu tốc độ không tải của động cơ cảm ứng với công suất tăng lên bằng cách chuyển đổi cuộn dây stato từ hình sao sang hình tam giác, bạn có thể sử dụng sơ đồ trong Hình. 3. Việc chuyển mạch trong mạch này được thực hiện tự động như một chức năng của thời gian, bằng cách nhấn nút SB2, cuộn dây stato được kết nối với mạng bằng công tắc tơ KM. Đồng thời, rơle thời gian KT và cuộn dây KY được kết nối với mạng, kết nối cuộn dây stato với một ngôi sao bằng cách sử dụng ba tiếp điểm trong mạch nguồn.

Cơm. 3. Mạch điều khiển dưới dạng hàm thời gian của động cơ cảm ứng bằng cách chuyển từ Y sang Δ

Động cơ khởi động và tăng tốc ở điện áp giảm. Sau một khoảng thời gian định trước, rơle KT tắt công tắc tơ KY và bật cuộn dây của công tắc tơ KΔ nối cuộn dây stato với đồng bằng. Vì có một tiếp điểm phụ KY trong mạch của cuộn dây K∆, nên việc đóng công tắc tơ K∆ không thể xảy ra trước khi đóng công tắc tơ KMY.

Khởi động từng bước của động cơ cảm ứng đa tốc độ tiết kiệm hơn và được thực hiện như một hàm của thời gian.Hãy xem xét một ví dụ về khởi động từng bước của động cơ hai tốc độ với một cuộn dây (Hình 4). Cuộn dây stato đi từ tam giác sang sao đôi với tốc độ gấp đôi.

Cơm. 4. Mạch điều khiển như là một chức năng của thời gian bắt đầu bước động cơ cảm ứng

Động cơ được bật bởi công tắc tơ KM ở giai đoạn tốc độ đầu tiên và bởi các công tắc tơ KM2 và KM1 ở giai đoạn thứ hai. Để bật động cơ lên ​​tốc độ đầu tiên, nhấn nút SB2 sẽ bật cuộn dây của công tắc tơ KM và các tiếp điểm nguồn của nó KM trong mạch chính. Cuộn dây stato kết nối delta được kết nối với mạng. Cuộn dây của rơle thời gian KT được cấp điện và tiếp điểm đóng của nó (trong mạch của cuộn dây KM) được đóng lại.

Việc khởi động từng bước động cơ ở tốc độ quay thứ hai được thực hiện bằng cách sử dụng rơle trung gian K, mạch của nó được đóng bằng nút khởi động SB3. Tiếp điểm đóng K bỏ qua hai nút khởi động và tiếp điểm mở K ngắt điện rơle thời gian KT. Tiếp điểm đóng KT trong mạch của cuộn dây KM tắt với độ trễ quay trở lại, do đó cuộn dây KM trong giai đoạn khởi động đầu tiên bị đóng và động cơ bật ở tốc độ đầu tiên.

Tiếp điểm của khối KM trong mạch của cuộn dây KM2 và KM1 mở ra. Các cuộn dây này cũng bị ngắt khỏi tiếp điểm mở KT, tiếp điểm này bị trễ khi quay trở lại. Sau một khoảng thời gian nhất định, tiếp điểm đóng KT sẽ tắt cuộn dây KM và tiếp điểm mở của nó sẽ bật cuộn dây của các công tắc tơ có tốc độ quay thứ hai KM1 và KM2. Các tiếp điểm chính của chúng trong mạch cung cấp sẽ chuyển cuộn dây stato sang sao đôi và kết nối nó với nguồn điện.

Do đó, đầu tiên động cơ tăng tốc đến số thứ nhất và sau đó tự động chuyển sang số thứ hai. Lưu ý rằng kết nối sơ bộ của cuộn dây stato với một ngôi sao đôi và việc đưa nó vào mạng sau đó được thực hiện trước tiên bằng cách bật hai tiếp điểm đóng của nguồn điện KM2, sau đó bật ba tiếp điểm chính đóng KM1. Trình tự chuyển mạch như vậy đạt được do cuộn dây KM1 được kết nối với điện áp thông qua tiếp điểm của khối đóng KM2. Động cơ dừng lại bằng cách nhấn nút «Dừng», được đánh dấu trên sơ đồ bằng chữ SB1.

Trong bộ lễ phục. Hình 5 trình bày sơ đồ khởi động tự động của động cơ DC kích từ song song dưới dạng hàm của thời gian. Bằng cách đóng bộ ngắt mạch QF, động cơ được chuẩn bị để khởi động. Dòng điện chạy qua mạch gồm cuộn dây của rơle thời gian KT1, phần ứng của động cơ M và hai tầng của biến trở khởi động R1 + R2.

Cơm. 5. Mạch điều khiển theo thời gian của động cơ điện một chiều kích từ

Do cuộn dây của rơle KT1 có điện trở cao nên dòng điện trong mạch này rất nhỏ và không ảnh hưởng đến động cơ, nhưng rơle tự kích hoạt và tiếp điểm mở của nó trong mạch của công tắc tơ KM1 mở ra. Trong cuộn dây của rơle thời gian thứ hai KT2, được kết nối song song với điện trở R1, một dòng điện nhỏ như vậy được phân nhánh nên không thể bật được. Cuộn dây trường LM của động cơ cũng bật.

Động cơ được khởi động bằng cách nhấn nút SB2, đồng thời, công tắc tơ KM và tiếp điểm của nó trong mạch phần ứng của động cơ được bật. Dòng khởi động lớn được giới hạn bởi hai tầng biến trở R1 và R2.Một phần của dòng điện này được phân nhánh vào cuộn dây của rơle KT2 và khi được kích hoạt, nó sẽ mở tiếp điểm KT2 của nó trong mạch công tắc tơ KM2. Đồng thời với việc đóng mạch phần ứng M, tiếp điểm làm việc của công tắc tơ KM làm đoản mạch cuộn dây của rơle KT1.

Sau một khoảng thời gian nhất định khi rơle hoạt động trở lại, KT1 sẽ đóng tiếp điểm KT1 của nó trong mạch công tắc tơ KM1. Công tắc tơ này với tiếp điểm làm việc KM1 của nó sẽ làm ngắn mạch giai đoạn đầu tiên R1 của bộ biến trở khởi động và cuộn dây của rơle thời gian KT2. Với độ trễ quay trở lại, các tiếp điểm làm việc KT2 của nó sẽ bật công tắc tơ KM2, với các tiếp điểm làm việc KM2 của nó sẽ làm ngắn mạch giai đoạn thứ hai R2 của bộ biến trở khởi động. Điều này hoàn thành khởi động động cơ.

Khi nhấn nút SB1, công tắc tơ KM sẽ ngắt và ngắt tiếp điểm chính của nó trong mạch phần ứng. Phần ứng vẫn được cấp điện, nhưng hóa ra nó được mắc nối tiếp với cuộn dây rơle KT1, nhờ đó có một dòng điện nhỏ chạy qua nó. Rơle KT1 sẽ hoạt động, mở tiếp điểm của nó trong mạch của các công tắc tơ KM1 và KM2, chúng sẽ tắt và mở các tiếp điểm của chúng, điện trở ngắn mạch R1 và R2. Động cơ sẽ dừng, nhưng cuộn dây kích từ của nó vẫn được nối với nguồn điện và do đó động cơ được chuẩn bị cho lần khởi động tiếp theo. Việc tắt hoàn toàn động cơ được thực hiện bằng cách tắt công tắc đầu vào tự động BB.

Hãm động lực của động cơ cũng được thực hiện như một hàm của thời gian. Ví dụ, đối với phanh động, động cơ cảm ứng, cuộn dây stato được ngắt khỏi mạng dòng điện xoay chiều và theo một trong các sơ đồ nêu trong bảng 1, được kết nối với nguồn dòng điện một chiều.Trong ngành lâm nghiệp và chế biến gỗ, dòng điện một chiều được lấy từ các bộ chỉnh lưu bán dẫn đặc biệt. Trong trường hợp này, không cần nguồn điện một chiều đặc biệt.

Khi cuộn dây stato được bật theo một trong các sơ đồ (xem Bảng 1), một từ trường cố định được tạo ra trong cuộn dây của bộ chỉnh lưu. Trong trường tĩnh, rôto của động cơ tiếp tục quay theo quán tính. Trong trường hợp này, một EMF và dòng điện xoay chiều sẽ được tạo ra trong rôto của động cơ, sẽ kích thích một từ trường xoay chiều. Từ trường thay đổi của rôto khi tương tác với từ trường đứng yên của stato sẽ tạo ra mômen hãm. Trong trường hợp này, động năng được lưu trữ từ rôto và ổ đĩa được chuyển đổi thành năng lượng điện trong các mạch rôto và sau đó thành nhiệt.

Nhiệt năng tiêu tán từ mạch rôto ra môi trường. Nhiệt sinh ra trong cánh quạt sẽ làm động cơ nóng lên. Lượng nhiệt tỏa ra phụ thuộc vào dòng điện trong cuộn dây stato khi nó được cung cấp dòng điện một chiều. Tùy thuộc vào sơ đồ được áp dụng để bật cuộn dây stato khi nó được cung cấp dòng điện một chiều, tỷ lệ dòng điện so với dòng điện pha của stato sẽ khác nhau. Tỷ lệ của các dòng điện này cho các sơ đồ chuyển mạch khác nhau được hiển thị trong bảng. 1

Mạch hãm động năng của động cơ cảm ứng được thể hiện trong hình. 6.

Cơm. 6. Sơ đồ hãm động năng của động cơ cảm ứng

Bằng cách nhấn nút khởi động SB1, công tắc tơ dòng KM bật động cơ vào mạng AC, tiếp điểm khối đóng của nó chuyển cuộn dây KM sang chế độ tự cấp nguồn.Tiếp điểm mở KM ngắt mạch cung cấp của công tắc tơ phanh KM1 và rơle thời gian KT. Khi nhấn nút SB, công tắc tơ dòng KM bị mất điện và mạch cuộn dây của công tắc tơ KM1 sẽ được cấp điện.

Công tắc tơ KM1 bao gồm các tiếp điểm KM1 của nó trong mạch của máy biến áp T và bộ chỉnh lưu V, do đó cuộn dây stato sẽ được cung cấp dòng điện một chiều. Để ngăn công tắc tơ đường dây chuyển mạch độc lập ngẫu nhiên, tiếp điểm mở của khối KM1 được nối nối tiếp với cuộn dây KM của nó. Đồng thời với công tắc tơ phanh, rơle thời gian KT được bật, được cấu hình sao cho tiếp điểm mở KT của nó sẽ hoạt động. tắt cuộn dây KM1 và rơle thời gian sau một khoảng thời gian nhất định. Cài đặt rơle thời gian KT được chọn sao cho thời gian tác động của rơle tkt bằng tổng thời gian giảm tốc của động cơ tT và thời gian cắt đúng của công tắc tơ KM1.