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.
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.
Включение двигателя через электромагнитный пускатель обеспечивает кроме всех удобств при управлении еще и нулевую защиту. Что это такое будет рассказано ниже.
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. Схема управления двигателем с помощью магнитного пускателя
Схема показана на рисунке.
При нажатии на кнопку SB2 «Пуск» на 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.
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. Подробнее смотрите здесь — защита минимального напряжения.
Анимация процессов, протекающих в схеме показана ниже.
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.
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.
Необходимость в создании такой блокировки требует использования пускателей с большим количеством контактов или пускателей с контактными приставками, что удорожает и усложняет электрическую схему.
Анимация процессов, протекающих в схеме с двумя пускателями показана ниже.
3. Схема управления реверсивным двигателем с помощью двух магнитных пускателей и трех кнопок (две из которых имеют контакты с механической связью)
Схема показана на рисунке.
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.
Главная » Статьи » Схема управления асинхронными трехфазными двигателями
Любой домашний мастер, необязательно хороший электрик, в своем арсенале имеет много универсальных станков и инструментов, использует электрические приборы, работающие от асинхронных двигателей, которыми можно пользоваться на расстоянии в автоматическом режиме.
Местное управление трехфазным двигателемРассмотрим на примере 3-х фазной системы алгоритм управления электродвигателем, по которому работает электрическая схема.
От электрического распред щитка мастерской, оборудованного вводными автоматами и рубильниками, посредством силового трехжильного кабеля подводится напряжение на силовые контакты ПМ 13 магнитного пускателя через подключенные токовые обмотки реле ТП.Все провода фаз необходимо подбирать с учетом передаваемой мощности, которая вызывает нагрев металла. Для наглядности восприятия схемы фазы выделены разными цветами.Разрывную способность контактов у пускателя следует сочетать с учетом электрической мощности двигателя под максимальной нагрузкой. Эти данные указываются в паспортах на электрическое оборудование и информационных табличках, прикрепленных к корпусу.
Состав приборов и их назначениеОбычная схема управления использует электрические приборы:• магнитный пускатель;• токовое тепловое реле класса РТЛ;• две раздельные либо сдвоенные кнопки с обязательной пружинной конструкцией самовозврата.Для защиты электродвигателя от перегрузок по току и/или исключения перегрева провода обмоток в силовую цепь через контактные зажимы КРЛ-клеммника подключаются токовые обмотки теплового реле ТП. Диэлектрический прочный корпус устройства прикрепляется непосредственно к магнитному пускателю либо — на Din-рейку. Предусмотрен также старый метод установки “под винт”.Выпускаемые современные полупроводниковые тепловые реле снабжаются дополнительно такими функциями защиты, как:• нарушения симметрий токов между фазами, которые создают неравномерную нагрузку на обмотки;• пропадания напряжения в любой из фаз.Электрическая схема рассматриваемых твердотельных реле способна выдержать напряжение 600 вольт. У нее реализована возможность регулирования токов несрабатывания защиты для учета мощности применяемого двигателя на номинальные токи в 10, 16 и более ампер.
Алгоритм управленияНа схему управления подводится напряжение от одной из фаз и нуля. Нормально замкнутый контакт ТП-1 у теплового реле РТЛ в обычном режиме разрешает работу магнитному пускателю и, соответственно, электродвигателю. Размыкание контакта ТП-1 приводит к обесточиванию обмотки ПМ и отключению контактов ПМ-13, останову электродвигателя.Запуск схемы происходит замыканием контакта Кн1 от нажатия кнопки “Пуск”, которая подает напряжение на обмотку ПМ. Срабатывающий пускатель замыкает одновременно свои силовые контакты ПМ-13, а в схеме управления его контакт ПМ-4 подключает на удержание обмотку пускателя ПМ. Таким образом предотвращается разрыв цепи обмотки пускателя от действия пружины самовозвратного контакта Кн1.Двигатель будет работать до разрыва цепи управления одним из способов:• нажатием кнопки “Стоп”;• защитным отключением от токового реле перегрузки.
Дистанционное управление трехфазным двигателемМногим двигателям, установленным на станках, достаточно местного управления. Но отдельным устройствам, наподобие погружных насосов, требуется дистанционное управление, иногда даже с разных мест.Для этого в электрическую схему управления двигателя достаточно добавить еще одну сдвоенную кнопку (Пуск-д, Стоп-д). Ее следует смонтировать на удаленном рабочем месте и подключить отдельным кабелем или проводами в защитном кожухе.
Контакты “Кн1д” соединяются жилами кабеля по параллельной схеме с одноименными контактами Кн1, а нормально замкнутый контакт “Стоп-д” врезается последовательно с Кн2.Для этого жилы кабеля на удаленном рабочем месте подсоединяются к кнопке Кн2д и подводятся к кнопке “Стоп”. С любого контакта Кн2 отключают провод от действующей схемы и подключают его (желательно через клеммник) с одним из кончиков кабеля от кнопки дистанционного останова Кн2д. Второй кончик от удаленной кнопки подключают на освободившийся контакт Кн2.
Особенности управления однофазным двигателемОписанные выше алгоритмы полностью пригодны для работы однофазных устройств. Электрическая схема для их управления упрощается: напряжение к электродвигателю подключается однофазным пускателем через обмотку однофазного токового реле.
Отправить заявку или сообщение Вы можете черезформу обратной связи , или позвонить +7 (495) 545-44-32.
Электротехническая промышленность — ведущая отрасль народного хозяйства. Продукция электротехнической промышленности используется почти во всех промышленных установках, поэтому качество электротехнических изделий во многом определяет технический уровень продукции других отраслей.
Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства.
Принцип действия асинхронного двигателя основан на создании вращающегося магнитного поля при питании обмотки статора трехфазным током. Если скорость ротора меньше скорости вращения магнитного поля, то силовые линии вращающегося магнитного поля будут пересекать проводники обмотки ротора и индуктировать в них ЭДС. Поскольку обмотка ротора замкнута, то в проводниках будут протекать токи. На проводники с током, находящиеся в магнитном поле, действуют электромагнитные силы, направление которых определяется правилом левой руки. Суммарное усилие, приложенное ко всем проводникам ротора, образует электромагнитный момент, который увлекает ротор за вращающимся магнитным полем. Но этот момент возникает только тогда, когда скорость ротора не равна скорости вращения поля, т. е. синхронной скорости. Поэтому машина называется асинхронной, что означает «несинхронная».
Схему можно условно разделить на силовую — это то что находится слева, и на схему управления — это то что находиться справа. Для начала на всю электрическую цепь нужно подать напряжение путём включения автомата QF. И напряжение подаются на неподвижные контакты пускателя и на цепь управления. Далее нажимаем кнопку пуска SB2, при этом действии напряжение подается на катушку пускателя и он втягивается и подаётся также напряжение на обмотки статора и электродвигатель начинает вращаться. Одновременно с силовыми контактами на пускателе замыкаются и блок-контакты КМ через которые подаётся напряжение на катушку пускателя и кнопку SB2 можно отпустить. На этом запуска уже окончен.
Рис.1 Схема управления асинхронным двигателем с к.з. ротором
Для того чтобы прекратить работу электродвигателя нужно нажать на кнопку SB1. Этим действием мы разрываем цепь управления и прекращается подача напряжения на катушку пускателя, и силовые контакты размыкаются и как следствие пропадает напряжение на обмотках статора, и он останавливается.
Реверсирование двигателя выполняется двумя контакторами и трёхкнопочной станцией, следующим образом. При срабатывании контактора КМ1 к обмоткам двигателя подаётся напряжение сети с прямым порядком чередования фаз (А-В-С). Если сработает контактор КМ2, то порядок чередование фаз обратный(С-В-А).
Рис.2 Схема реверсивного управления асинхронным двигателем с к.з. ротором с выдержкой времени
Дистанционный пуск и остановку выполняют реверсивным электромагнитным пускателем (КМ), снабженным электротепловым реле (КК) для защиты его от перегрузок. Управление электродвигателем осуществляется кнопками«ВПЕРЁД», «НАЗАД»,«СТОП».
Пуск электродвигателя вперёд осуществляется следующим образом. При нажатии SBC1.1(кнопка «ВПЕРЁД»с замыкающим контактом) образуется замкнутая электрическая цепь: фаза А-размыкающий контакт SBT(кнопка «СТОП») размыкающий контакт SBC2.2(кнопка«НАЗАД»), замыкающий контакт SBC1.1, катушка электромагнитного пускателя КМ1, размыкающий контакт электротеплового реле КК-фаза В.
В электромагните КМ1 создаётся магнитное поле. Якорь, притягиваясь к сердечнику, увлекает траверсу, на которой закреплены подвижные главные и блокировочные контакты. Силовые контакты КМ1 замыкают цепь главного тока, обеспечивая запуск двигателя вперёд, а блокировочный замыкающий контакт КМ 1.1 шунтирует кнопку «ВПЕРЁД», так как она с пружинным самовозвратом и замкнута лишь на нажатии.
Пуск электродвигателя назад осуществляется следующим образом. При нажатии SBC2.1 (кнопка «НАЗАД» с замыкающим контактом) образуется замкнутая электрическая цепь: фаза А-размыкающий контакт SBT (кнопка «СТОП» ), размыкающий контакт SBC 1.2(кнопка «ВПЕРЁД»), замыкающий контакт SBC 2.1 размыкающий блокировочный контакт магнитного пускателя KM 2.2, катушка реле времени KT, нулевой провод сети N, при этом замкнётся контакт реле времени KT 1.1 через определённый промежуток времени, который выставляется на шкале реле, при помощи указателя неподвижных контактов замкнётся подвижный контакт с самовозвратом КТ1.2, катушка электромагнитного пускателя КМ2, размыкающий контакт электротеплового реле КК-фаза В. Т.о. сработает контактор КМ2, в силовой цепи замкнутся главные контакты КМ2.1 шунтирует кнопку «НАЗАД»(контакт SBC2.1 и контакт с выдержкой времени КТ1.2).
Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку SBTс размыкающим контактом («СТОП»). При этом обесточивается катушка КМ, главные контакты электромагнитного пускателя разомкнутся и отключается электродвигатель.
Защита электродвигателя от перегрузок осуществляется тепловым реле КК, которое работает нижеописанным способом. При превышении заданного значения электрического тока в цепи питания электродвигателя сработает тепловое реле КК и своим размыкающим контактом разомкнёт цепь питания катушки электромагнитного пускателя, что в свою очередь приведёт к размыканию его главных контактов и электродвигатель отключается.
асинхронный двигатель ротор реверсный
Рис. 3. Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором
Используя схему асинхронного двигателя (рис. ) рассмотрим запуск в две ступени который проводится с использованием релейно-контакторной аппаратуры. Одновременно напряжение подается как на силовые цепи, так и на управляющие — замыкается выключатель QF. При подаче напряжения реле времени (обозначены КТ1 и КТ2) в цепи управления срабатывают, размыкая свои контакты. После нажатия кнопки запуска (SB1) срабатывает контактор КМ3 и запускается двигатель с резисторами, которые введены в цепь ротора — в этот момент на контакторах КМ1 и КМ2 питания нет. При подключении контактора КМЗ, из-за потери питания, в цепи контактора КМ1 реле КТ1 замыкает контакт через интервал времени, заданный задержкой времени в реле КТ1. По истечению времени (двигатель разгоняется, ток ротора начинает падать) происходит включение контактора КМ1 — происходит шунтирование первой пусковой ступени резисторов. Ток снова возрастает. но по мере разгона его значение начинает уменьшаться. Одновременно с этим в цепи происходит размыкание реле КТ2, оно теряет питание и с выставленной выдержкой происходит замыкание контакта в цепи контактора КМ2. Происходит шунтирование второй ступени резисторов, включенных в цепь ротора. Двигатель работает в штатном режиме.
Источники: http://electricalschool.info/main/electroshemy/1511-tri-naibolee-populjarnye-skhemy.html, http://elmashcentr.ru/35-shema-upravleniya-asinhronnymi-trehfaznymi-dvigatelyami.html, http://studbooks.net/1420420/tovarovedenie/upravlenie_asinhronnymi_dvigatelyami
electricremont.ru
Цель работы
Знакомство с устройствами, схемами включения, принципом действия и основными характеристиками асинхронного двигателя. Приобретение навыков по управлению работой асинхронного трехфазного двигателя.
2.Предварительное домашнее задание
2.1.Изучить тему « Трехфазный асинхронный двигатель», содержание
данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
2.2.Начертить принципиальные электрические схемы исследуемых
установок с включенными измерительными приборами.
2.3.Ознакомиться с паспортными данными исследуемого трехфазного
асинхронного двигателя (табл. 1).
3.Порядок выполнения работы
3.1Ознакомиться с лабораторной установкой.
3.2Пробный пуск двигателя.
Собрать электрическую схему для пробного пуска двигателя на холостом
ходу (рис.1). Обратить внимание при этом на схему соединения обмоток двигателя в соответствии с паспортными данными, учитывая что выходное напряжение частотного преобразователя 220 В (при частоте 50 ГЦ).
Установить частоту питающего напряжения 50 ГЦ (потенциометр RP2 «Установка частоты» на рабочем поле «Управление» в крайнем правом положении). Тумблер SA4 установить в позицию «Стоп».
После проверки схемы преподавателем произвести пробный пуск двигателя.
Включить электропитание стенда (автоматический выключатель на кожухе с тыльной стороны) и частотного преобразователя (выключатель SA3). Для пуска двигателя перевести тумблер SA4 в позицию «Вперед».
При пуске двигателя обратить внимание на направление вращения двигателя. Остановить двигатель (перевести тумблер SA2 в среднее положение «Стоп»). Перевести тумблер SA4 в позицию «Назад» и обратить внимание на направление вращения двигателя. Остановить двигатель. Объяснить, из-за чего двигатель вращается в противоположную сторону.
Рис.1
3.3Снять регулировочную характеристику асинхронного двигателя n = f(f) при его работе на холостом ходу. Для этого запустить двигатель (тумблер SA4 в позицию «Вперед») и изменяя частоту напряжении питания двигателя с помощью потенциометра RP2 «Установка частоты» измерять величину напряжения и скорость вращения ротора двигателя с помощью фототахометра. Результаты занести в таблицу 2. По результатам измерений определить значение частоты напряжения питания. При этом учесть, что в частотном преобразователе обеспечивается выполнение условия U/f = const, а наибольшее значение частоты напряжения преобразователя – 50 ГЦ.
3.4.Собрать схему для снятия механических и рабочих характеристик асинхронного двигателя при соединении обмоток двигателя в треугольник (рис.2 а, б).
При снятии механических и рабочих характеристик в качестве нагрузочной машины используется генератор постоянного тока с независимым возбуждением. Величина нагрузки генератора задается переключателем SA12 генератора постоянного тока. Перед пуском двигателя переключатели SA12 и SA11 генератора постоянного тока установить в позицию «0».У цифрового вольтметра установить режим измерения постоянного напряжения. Для этого тумблер SA6 установить в позицию «=». Переключатель предела измерения тока измеритель мощности установить в позицию «2А». Представить схему для проверки преподавателю.
Рис. 2,а
Рис. 2,б
3.5.Включить асинхронный двигатель (тумблер SA4 в позицию «Вперед»). Установить на четвертой строке цифрового измерителя режим измерения угла сдвига фаз «Fi». В соответствии с табл. 3 записать показания приборов в режиме холостого хода двигателя (при отсутствии электропитания на обмотке возбуждения генератора постоянного тока). Подать на обмотку возбуждения генератора постоянного тока электропитание с помощью выключателя SA10. Изменяя величину нагрузки генератора переключателем SA12, произвести измерения линейного напряжения питания Uл, линейного тока Iл, потребляемого двигателем, угла сдвига фаз Fi, частоты вращения n, напряжения якоря генератора Uяг, тока якоря генератора Iяг. Частоту вращения измерять цифровым фототахометром.
Результаты измерений записывать в табл.3. Выключить двигатель и генератор.
3.6.Для каждого режима работы провести вычисление тормозного момента Мm, создаваемого генератором постоянного тока на валу асинхронного двигателя, полезной мощности Р2, коэффициента полезного действия исследуемого асинхронного двигателя η и скольжения s (табл. 3). При вычислении учесть, что сопротивление обмотки якоря генератора Rя=70 ом.
Примечание:В соответствии со схемой включения на измеритель мощности подается линейное напряжение UAB и линейный ток IA. Следовательно, прибор измеряет угол сдвига фаз Fi между этими величинами. Из векторной диаграммы для симметричной трехфазной цепи очевидно, что угол сдвига фаз φ между линейным напряжением UAB и фазным током IAB будет φ=Fi-30°. Обратить внимание, что при правильном подключении измерителя мощности угол Fi больше 90°.
Методические указания
Трехфазный асинхронный двигатель – основной потребитель электрической энергии в промышленности – может нормально работать, то есть развивать номинальную мощность на своем валу при номинальной частоте вращения, только при правильном включении его обмоток. Правильным включением трехфазного двигателя при соединении его обмоток по схеме «звезда» называют такое, при котором все начала обмоток, обозначаемые С1, С2 и С3, подключают к трехфазной сети, а все концы. Обозначаемые С4, С5 и С6, соединяются в общую нулевую точку.
Если хотя бы одна обмотка соединена неверно, например, конец соединен с сетью, а начало с нулевой точкой, двигатель нормально работать не может.
При соединении по схеме «треугольник» правильным называют такое, при котором все начала фазных обмоток C1, С2 и СЗ соединены с сетью, концы - с началами других фазных обмоток, причем конец первой обмотки С4 соединяется с началом второй обмотки С2, конец второй обмотки С5 - с началом третьей обмотки СЗ, конец третьей обмотки С6— с началом первой обмотки С1.
Вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения, подведенного к фазе статора двигателя. Поэтому, даже незначительное изменение напряжения в сети вызывает значительное изменение вращающего момента асинхронного двигателя. При изменении напряжения в 
раз вращающий момент изменится в 3 раза. Ошибочное включение обмоток статора по схеме «звезда» вместо нормального включения по схеме «треугольник» вызывает уменьшение вращающего момента в 3 раза и двигатель не берет с места при пуске в ход с нагрузкой на валу. Значительное уменьшение напряжения в сети во время работы двигателя может привести к остановке двигателя с вытекающими отсюда последствиями.
Измерения, полученные при непосредственной нагрузке двигателя, позволяют получить рабочие характеристики двигателя, определяющие его поведение при различной нагрузке. При работе на холостом ходу двигатель потребляет из сети активную мощность Р0. Эта мощность расходуется на потери в магнитопроводе машины, на механические потери трения в подшипниках, вентиляционные потери трения о воздух и на нагревание обмоток статора при протекании по ним тока холостого хода. Все это - потери холостого хода, которые считают постоянными потерями и не зависящими от режима работы двигателя.
Важнейшей характеристикой электрического двигателя является механическая характеристика, под которой понимают зависимость частоты вращения n от вращающего момента М: n=f(М). При выборе двигателя к производственному механизму из множества двигателей с различными
механическими характеристиками выбирают тот, механическая характеристика которого удовлетворяет требованиям механизма. Механическая характеристика, относящаяся к нормальным рабочим условиям двигателя (номинальное напряжение питания, номинальная частота сети, отсутствие в схеме каких либо добавочных сопротивлений), называется естественной механической характеристикой. При изменении рабочих условий (напряжения питания, частоты сети) механическая характеристика называется искусственной.
Рабочими характеристиками асинхронного двигателя называют зависимости частоты вращения n, вращающего момента на валу двигателя M. потребляемого линейного тока I, скольжения s, коэффициента полезного действия η,коэффициента мощности cosφ двигателя и потребляемой мощности P1 от полезной мощности на валу двигателя Р2.
Изменение напряжения на зажимах статора приводит не только к изменению вращающего момента. С напряжением на зажимах статора связаны скорость вращения ротора nи мощность на валу двигателя Р2 = 0,105 Мnпри постоянном вращающем моменте М.
Чем ниже напряжение, тем меньше скорость n и мощность Р2.Величина напряжения, подводимого к статору, оказывает влияние и на коэффициент полезного действия двигателя. Таким образом, с изменением напряжения на фазах двигателя изменяются и его рабочие характеристики.
Одним из основных недостатков асинхронного двигателя долгое время являлась сложность регулирования частоты вращения. Частота вращения асинхронного двигателя определяется формулой n=60f1(1-s)/р,из которой следует, что частоту вращения двигателя можно регулировать путем изменения частоты сети f1, числа пар полюсов р(ступенчатое регулирование), изменением скольжения sза счет изменения сопротивления цепи статора или ротора. В настоящее время основным способом регулирования частоты вращения асинхронных двигателей стало частотное регулирование, для чего используются преобразователи частоты, которые позволяют регулировать не только частоту вращения двигателя. В данной лабораторной работе электропитание двигателя осуществляется от преобразователя частоты, а скорость вращения его вала - с помощью фототахометра. Измерение напряжения на якоре генератора осуществляется с помощью цифрового вольтметра в режиме измерения постоянного напряжения.
Содержание отчета.
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б) схему эксперимента и таблицы полученных результатов;
в) рабочие характеристики;
г) экспериментальные механические характеристики для всех опытов,построенные в одних координатных осях;
д) выводы по проделанной работе.
6. Контрольные вопросы
1. Каков принцип действия трехфазного асинхронного двигателя?
2. Что такое скольжение?
3. Как соединить звездой выводы обмоток трехфазного двигателя?
4. Как соединить треугольником выводы обмоток трехфазного двигателя?
5. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?
6. Какая зависимость называется механической характеристикой?
7. Какая мощность указывается в паспорте двигателя?
8. Какие существуют способы регулирования частоты трехфазногоасинхронного двигателя? Как при этом изменяется частота вращения ротора?
9. Почему необходимо обязательно маркировать выводы статорных обмотокдвигателя?
10. Почему при малой нагрузке двигатель имеет низкий КПД и низкийкоэффициент мощности?
ЗАДАНИЯ НА ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
.bazarefer.ru
Местное управление трехфазным двигателемРассмотрим на примере 3-х фазной системы алгоритм управления электродвигателем, по которому работает электрическая схема.
От электрического распред щитка мастерской, оборудованного вводными автоматами и рубильниками, посредством силового трехжильного кабеля подводится напряжение на силовые контакты ПМ 13 магнитного пускателя через подключенные токовые обмотки реле ТП.Все провода фаз необходимо подбирать с учетом передаваемой мощности, которая вызывает нагрев металла. Для наглядности восприятия схемы фазы выделены разными цветами.Разрывную способность контактов у пускателя следует сочетать с учетом электрической мощности двигателя под максимальной нагрузкой. Эти данные указываются в паспортах на электрическое оборудование и информационных табличках, прикрепленных к корпусу.Состав приборов и их назначениеОбычная схема управления использует электрические приборы:• магнитный пускатель;• токовое тепловое реле класса РТЛ;• две раздельные либо сдвоенные кнопки с обязательной пружинной конструкцией самовозврата.Для защиты электродвигателя от перегрузок по току и/или исключения перегрева провода обмоток в силовую цепь через контактные зажимы КРЛ-клеммника подключаются токовые обмотки теплового реле ТП. Диэлектрический прочный корпус устройства прикрепляется непосредственно к магнитному пускателю либо — на Din-рейку. Предусмотрен также старый метод установки “под винт”.Выпускаемые современные полупроводниковые тепловые реле снабжаются дополнительно такими функциями защиты, как:• нарушения симметрий токов между фазами, которые создают неравномерную нагрузку на обмотки;• пропадания напряжения в любой из фаз.Электрическая схема рассматриваемых твердотельных реле способна выдержать напряжение 600 вольт. У нее реализована возможность регулирования токов несрабатывания защиты для учета мощности применяемого двигателя на номинальные токи в 10, 16 и более ампер.
Алгоритм управленияНа схему управления подводится напряжение от одной из фаз и нуля. Нормально замкнутый контакт ТП-1 у теплового реле РТЛ в обычном режиме разрешает работу магнитному пускателю и, соответственно, электродвигателю. Размыкание контакта ТП-1 приводит к обесточиванию обмотки ПМ и отключению контактов ПМ-13, останову электродвигателя.Запуск схемы происходит замыканием контакта Кн1 от нажатия кнопки “Пуск”, которая подает напряжение на обмотку ПМ. Срабатывающий пускатель замыкает одновременно свои силовые контакты ПМ-13, а в схеме управления его контакт ПМ-4 подключает на удержание обмотку пускателя ПМ. Таким образом предотвращается разрыв цепи обмотки пускателя от действия пружины самовозвратного контакта Кн1.Двигатель будет работать до разрыва цепи управления одним из способов:• нажатием кнопки “Стоп”;• защитным отключением от токового реле перегрузки.
Дистанционное управление трехфазным двигателемМногим двигателям, установленным на станках, достаточно местного управления. Но отдельным устройствам, наподобие погружных насосов, требуется дистанционное управление, иногда даже с разных мест.Для этого в электрическую схему управления двигателя достаточно добавить еще одну сдвоенную кнопку (Пуск-д, Стоп-д). Ее следует смонтировать на удаленном рабочем месте и подключить отдельным кабелем или проводами в защитном кожухе.
Контакты “Кн1д” соединяются жилами кабеля по параллельной схеме с одноименными контактами Кн1, а нормально замкнутый контакт “Стоп-д” врезается последовательно с Кн2.Для этого жилы кабеля на удаленном рабочем месте подсоединяются к кнопке Кн2д и подводятся к кнопке “Стоп”. С любого контакта Кн2 отключают провод от действующей схемы и подключают его (желательно через клеммник) с одним из кончиков кабеля от кнопки дистанционного останова Кн2д. Второй кончик от удаленной кнопки подключают на освободившийся контакт Кн2.Особенности управления однофазным двигателемОписанные выше алгоритмы полностью пригодны для работы однофазных устройств. Электрическая схема для их управления упрощается: напряжение к электродвигателю подключается однофазным пускателем через обмотку однофазного токового реле.
Отправить заявку или сообщение Вы можете через форму обратной связи, или позвонить +7 (495) 545-44-32.
elmashcentr.ru
