วงจรควบคุมอัตโนมัติสำหรับการสตาร์ทและหยุดมอเตอร์กระแสตรง

การสตาร์ทเครื่องยนต์ใด ๆ จะมาพร้อมกับสวิตช์บางอย่างในวงจรไฟฟ้าและวงจรควบคุม ในกรณีนี้จะใช้รีเลย์คอนแทคและอุปกรณ์ที่ไม่สัมผัส สำหรับมอเตอร์กระแสตรงถึงขีด จำกัด กระแสเริ่มต้น ตัวต้านทานสตาร์ทจะรวมอยู่ในวงจรโรเตอร์และกระดองของมอเตอร์ ซึ่งจะปิดเมื่อมอเตอร์ถูกเร่งเป็นขั้นๆ เมื่อการเริ่มต้นทำงานเสร็จสิ้น ตัวต้านทานการเริ่มต้นระบบจะถูกบายพาสโดยสมบูรณ์

กระบวนการเบรกของมอเตอร์สามารถทำงานโดยอัตโนมัติได้เช่นกัน หลังจากคำสั่งหยุดด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์รีเลย์คอนแทคสวิตช์ที่จำเป็นจะทำในวงจรไฟฟ้า เมื่อเข้าใกล้ความเร็วใกล้ศูนย์ มอเตอร์จะตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย ระหว่างการเริ่มต้น ขั้นตอนจะถูกปิดตามช่วงเวลาปกติหรือขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์อื่นๆ สิ่งนี้จะเปลี่ยนกระแสและความเร็วของมอเตอร์

การควบคุมการสตาร์ทมอเตอร์ทำงานเป็นฟังก์ชันของ EMF (หรือความเร็ว) กระแส เวลา และเส้นทาง

ส่วนประกอบย่อยและวงจรทั่วไปสำหรับการควบคุมอัตโนมัติของมอเตอร์กระแสตรงสตาร์ท

การสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงด้วยการกระตุ้นแบบขนานหรือแบบอิสระนั้นทำได้โดยใช้ตัวต้านทานที่แนะนำในวงจรกระดอง จำเป็นต้องมีตัวต้านทานเพื่อจำกัดกระแสที่ไหลเข้า เมื่อมอเตอร์เร่งความเร็ว ตัวต้านทานสตาร์ทจะถูกเหยียบ เมื่อการสตาร์ทเสร็จสิ้น ตัวต้านทานจะถูกบายพาสทั้งหมด และมอเตอร์จะกลับสู่ลักษณะทางกลตามธรรมชาติ (รูปที่ 1) เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์จะเร่งความเร็วตามลักษณะประดิษฐ์ 1 จากนั้น 2 และหลังจากเคลื่อนตัวต้านทาน - ตามลักษณะธรรมชาติ 3

ข้าว. 1. ลักษณะทางกลและเครื่องกลไฟฟ้าของมอเตอร์กระแสตรงที่มีการกระตุ้นแบบขนาน (ω — ความเร็วเชิงมุมของการหมุน I1 M1 — กระแสสูงสุดและแรงบิดของมอเตอร์ I2 M2 — กระแสและโมเมนต์สลับ)

พิจารณาโหนดวงจรสตาร์ทของมอเตอร์กระแสตรง (DCM) ในฟังก์ชัน EMF (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. โหนดวงจรเริ่มต้นของ DCT ของการกระตุ้นแบบขนานในฟังก์ชัน EMF

ฟังก์ชัน EMF (หรือความเร็ว) ถูกควบคุมโดยรีเลย์ แรงดันไฟฟ้า และคอนแทคเตอร์ รีเลย์แรงดันไฟฟ้าได้รับการกำหนดค่าให้ทำงานที่ค่า emf ของกระดองที่แตกต่างกัน เมื่อเปิดคอนแทค KM1 แรงดันไฟฟ้าของรีเลย์ KV ณ เวลาที่เริ่มต้นไม่เพียงพอสำหรับการใช้งาน เมื่อมอเตอร์เร่งความเร็ว (เนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าของมอเตอร์เพิ่มขึ้น) รีเลย์ KV1 จะทำงาน จากนั้น KV2 (แรงดันการเปิดใช้งานรีเลย์มีค่าที่สอดคล้องกัน) ซึ่งรวมถึงคอนแทคเตอร์เร่งความเร็ว KM2, KMZ และตัวต้านทานในวงจรกระดองจะถูกปัดออก (วงจรสวิตชิ่งคอนแทคไม่แสดงในแผนภาพ LM คือขดลวดกระตุ้น)

ลองดูรูปแบบการสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงในฟังก์ชัน EMF (รูปที่ 3) ความเร็วเชิงมุมของมอเตอร์มักถูกกำหนดโดยทางอ้อม เช่นปริมาณการวัดที่เกี่ยวข้องกับความเร็ว สำหรับมอเตอร์กระแสตรง ค่าดังกล่าวคือ EMF เริ่มต้นดำเนินการดังนี้ เบรกเกอร์ QF เปิดอยู่ สนามมอเตอร์เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ รีเลย์ KA เปิดใช้งานและปิดหน้าสัมผัส

อุปกรณ์ที่เหลือของวงจรยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิม ในการสตาร์ทเครื่องยนต์ คุณต้อง กดปุ่ม SB1 «เริ่ม» หลังจากนั้นคอนแทคเตอร์ KM1 จะทำงานและเชื่อมต่อมอเตอร์กับแหล่งจ่ายไฟ คอนแทค KM1 ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง มอเตอร์ DC ถูกเร่งด้วยตัวต้านทานวงจรกระดองมอเตอร์ R

เมื่อความเร็วของมอเตอร์เพิ่มขึ้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าในขดลวดของรีเลย์ KV1 และ KV2 จะเพิ่มขึ้น ที่ความเร็ว ω1 (ดูรูปที่ 1) รีเลย์ KV1 จะทำงาน มันปิดหน้าสัมผัสของมันในวงจรคอนแทค KM2 ซึ่งจะตัดและลัดวงจรตัวต้านทานเริ่มต้นระยะแรกด้วยการสัมผัสของมัน ที่ความเร็ว ω2 รีเลย์ KV2 จะถูกกระตุ้น ด้วยการสัมผัสจะปิดวงจรจ่ายไฟของคอนแทค KMZ ซึ่งเมื่อมีการกระตุ้นด้วยหน้าสัมผัสจะลัดวงจรระยะเริ่มต้นที่สองของตัวต้านทานเริ่มต้น เครื่องยนต์ถึงคุณลักษณะเชิงกลตามธรรมชาติและยุติการบินขึ้น

ข้าว. 3. แผนผังการเริ่มต้น DCT ของการกระตุ้นแบบขนานในฟังก์ชัน EMF

สำหรับการทำงานที่ถูกต้องของวงจร จำเป็นต้องตั้งค่ารีเลย์แรงดันไฟฟ้า KV1 ให้ทำงานที่ EMF ที่สอดคล้องกับความเร็ว ω1 และรีเลย์ KV2 ให้ทำงานที่ความเร็ว ω2

ในการดับเครื่องยนต์ ให้กดปุ่ม Stop SB2 หากต้องการปลดวงจรไฟฟ้า ให้เปิดตัวตัดวงจร QF

ฟังก์ชันปัจจุบันถูกควบคุมโดยรีเลย์ปัจจุบัน พิจารณาโหนดวงจรสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงในฟังก์ชันฟลักซ์ ในแผนภาพแสดงในรูป4 ใช้รีเลย์กระแสเกินซึ่งรับที่กระแสไหลเข้า I1 และปล่อยที่กระแสต่ำสุด I2 (ดูรูปที่ 1) เวลาตอบสนองภายในของรีเลย์ปัจจุบันต้องน้อยกว่าเวลาตอบสนองของคอนแทค

ข้าว. 4. โหนดวงจรเริ่มต้นของ DCT กระตุ้นแบบขนานขึ้นอยู่กับกระแส

การเร่งความเร็วของมอเตอร์เริ่มต้นด้วยการใส่ตัวต้านทานเข้าไปในวงจรกระดองจนสุด เมื่อเครื่องยนต์เร่งความเร็วกระแสจะลดลงด้วย I2 ปัจจุบันรีเลย์ KA1 จะหายไปและเมื่อหน้าสัมผัสปิดวงจรจ่ายไฟของคอนแทค KM2 ซึ่งจะผ่านหน้าสัมผัสแรกของตัวต้านทานสตาร์ทด้วยหน้าสัมผัส ในทำนองเดียวกัน ระยะเริ่มต้นที่สองของตัวต้านทานจะลัดวงจร (รีเลย์ KA2, คอนแทคเตอร์ KMZ) วงจรกำลังของคอนแทคเตอร์ไม่แสดงในแผนภาพ เมื่อสิ้นสุดการสตาร์ทมอเตอร์ ตัวต้านทานในวงจรกระดองจะถูกเชื่อมต่อ

พิจารณาวงจรสำหรับสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงเป็นฟังก์ชันฟลักซ์ (รูปที่ 5) ความต้านทานของขั้นตอนตัวต้านทานถูกเลือกเพื่อให้ในขณะที่มอเตอร์เปิดอยู่และขั้นตอนถูกปัดเศษ I1 ปัจจุบันในวงจรกระดองและช่วงเวลาที่ M1 ไม่เกินระดับที่อนุญาต

การสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรง ดำเนินการโดยการเปิดเบรกเกอร์ QF และกดปุ่ม «เริ่ม» SB1 ในกรณีนี้ คอนแทคเตอร์ KM1 เปิดใช้งานและปิดคอนแทค I1 กระแสไหลเข้าผ่านวงจรไฟฟ้าของมอเตอร์ภายใต้อิทธิพลของรีเลย์กระแสเกิน KA1 ที่เปิดใช้งาน หน้าสัมผัสเปิดขึ้นและคอนแทค KM2 ไม่ได้รับพลังงาน

ข้าว. 5. แผนผังของการกระตุ้นแบบขนาน DCT เริ่มต้นขึ้นเป็นฟังก์ชันของกระแส

เมื่อกระแสลดลงถึงค่าต่ำสุด I2 รีเลย์กระแสเกิน KA1 จะลดลงและปิดหน้าสัมผัสเปิดใช้งานคอนแทค KM2 และผ่านหน้าสัมผัสหลักปัดส่วนแรกของตัวต้านทานเริ่มต้นและรีเลย์ KA1 เมื่อเปลี่ยนกระแสจะเพิ่มขึ้นเป็นค่า I1

เมื่อกระแสเพิ่มขึ้นอีกครั้งเป็นค่า I1 คอนแทค KM1 จะไม่เปิดเนื่องจากขดลวดของมันถูกบายพาสโดย KM2 หน้าสัมผัส ภายใต้อิทธิพลของ I1 ปัจจุบันรีเลย์ KA2 จะทำงานและเปิดหน้าสัมผัส เมื่ออยู่ในขั้นตอนการเร่งความเร็วกระแสจะลดลงอีกครั้งเป็นค่า I2 รีเลย์ KA2 จะลดลงและคอนแทคเตอร์ KMZ จะเปิดขึ้น การสตาร์ทเสร็จสมบูรณ์ เครื่องยนต์ทำงานด้วยคุณสมบัติเชิงกลตามธรรมชาติ

สำหรับการทำงานที่ถูกต้องของวงจร จำเป็นที่เวลาตอบสนองของรีเลย์ KA1 และ KA2 จะน้อยกว่าเวลาตอบสนองของคอนแทค หากต้องการหยุดมอเตอร์ ให้กดปุ่ม «หยุด» SB2 แล้วปิดเบรกเกอร์ QF เพื่อปลดวงจร

การควบคุมเวลาทำได้โดยใช้รีเลย์เวลาและคอนแทคเตอร์ที่สอดคล้องกันซึ่งจะลัดวงจรสเตจตัวต้านทานด้วยหน้าสัมผัส

พิจารณาโหนดวงจรเริ่มต้นมอเตอร์ DC เป็นฟังก์ชันของเวลา (รูปที่ 6) รีเลย์เวลา KT จะทำงานทันทีเมื่อแรงดันไฟฟ้าปรากฏในวงจรควบคุมผ่านหน้าสัมผัสเปิด KM1 หลังจากเปิดหน้าสัมผัส KM1 รีเลย์เวลา KT จะสูญเสียแหล่งจ่ายไฟและปิดหน้าสัมผัสด้วยการหน่วงเวลา คอนแทค KM2 หลังจากช่วงเวลาเท่ากับการหน่วงเวลาของรีเลย์เวลาได้รับพลังงานปิดหน้าสัมผัสและเปลี่ยนความต้านทานในวงจรกระดอง

ข้าว. 6. โหนดวงจรเริ่มต้น DCT ของการกระตุ้นแบบขนานเป็นฟังก์ชันของเวลา

ข้อดีของการควบคุมในฟังก์ชันของเวลา ได้แก่ ความง่ายในการควบคุม ความเสถียรของกระบวนการเร่งความเร็วและการลดความเร็ว การไม่มีการหน่วงเวลาของไดรฟ์ไฟฟ้าที่ความเร็วปานกลาง

พิจารณาวงจรสำหรับการสตาร์ทการกระตุ้นแบบขนานของมอเตอร์กระแสตรงเป็นฟังก์ชันของเวลา ในรูป 7 แสดงไดอะแกรมของมอเตอร์กระตุ้นกระแสตรงแบบขนานที่สตาร์ทกลับไม่ได้ การเปิดตัวเกิดขึ้นในสองขั้นตอน วงจรใช้ปุ่ม SB1 «เริ่ม» และ SB2 «หยุด», คอนแทค KM1 ... KMZ, รีเลย์เวลาแม่เหล็กไฟฟ้า KT1, KT2 เบรกเกอร์ QF เปิดขึ้น ในกรณีนี้คอยล์รีเลย์เวลา KT1 รับพลังงานและเปิดหน้าสัมผัสในวงจรของคอนแทค KM2 เครื่องยนต์สตาร์ทโดยกดปุ่ม «Start» SB1 คอนแทคเตอร์ KM1 รับพลังงานและด้วยหน้าสัมผัสหลักจะเชื่อมต่อมอเตอร์กับแหล่งพลังงานพร้อมตัวต้านทานในวงจรกระดอง

ข้าว. 7. แผนผังของการสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงกลับไม่ได้ตามเวลา

รีเลย์กระแสไฟ KA ทำหน้าที่ปกป้องมอเตอร์จากการหยุดชะงักของวงจรกระตุ้น ในระหว่างการทำงานปกติ รีเลย์ KA จะเปิดไฟและหน้าสัมผัสของมันในวงจรคอนแทค KM1 จะปิดลง เพื่อเตรียมคอนแทคเตอร์ KM1 สำหรับการทำงาน เมื่อวงจรกระตุ้นเสีย รีเลย์ KA จะดับ เปิดหน้าสัมผัส จากนั้นคอนแทค KM1 จะดับและดับเครื่องยนต์ เมื่อเปิดใช้งานคอนแทค KM1 หน้าสัมผัสที่ปิดกั้นจะปิดและหน้าสัมผัส KM1 ในวงจรรีเลย์ KT1 จะเปิดขึ้น ซึ่งจะปิดและปิดหน้าสัมผัสด้วยการหน่วงเวลา

หลังจากช่วงเวลาเท่ากับการหน่วงเวลาของรีเลย์ KT1 วงจรจ่ายไฟของคอนแทคเร่ง KM2 จะปิดลงซึ่งจะถูกกระตุ้นและเมื่อหน้าสัมผัสหลักลัดวงจรหนึ่งขั้นของตัวต้านทานเริ่มต้น ในเวลาเดียวกัน รีเลย์เวลา KT2 จะถูกกระตุ้น เครื่องยนต์เร่งขึ้น หลังจากช่วงเวลาเท่ากับการหน่วงเวลาของรีเลย์ KT2 หน้าสัมผัส KT2 จะปิดลง คอนแทคเร่งความเร็ว KMZ จะทำงาน และหน้าสัมผัสหลักจะสัมผัสกับระยะที่สองของตัวต้านทานเริ่มต้นในวงจรกระดอง การสตาร์ทเสร็จสิ้นและเครื่องยนต์กลับสู่ลักษณะทางกลตามธรรมชาติ

ชุดวงจรควบคุมเบรก DC ทั่วไป

ระบบควบคุมอัตโนมัติของมอเตอร์กระแสตรงใช้การเบรกแบบไดนามิก การเบรกแบบตรงกันข้าม และการเบรกแบบใหม่

ในการเบรกแบบไดนามิก จำเป็นต้องปิดขดลวดกระดองของมอเตอร์ให้มีความต้านทานเพิ่มเติมและปล่อยให้ขดลวดกระตุ้นมีพลังงาน การเบรกนี้สามารถทำได้ตามความเร็วและเวลา

การควบคุมเป็นฟังก์ชันของความเร็ว (EMF) ระหว่างการเบรกแบบไดนามิกสามารถทำได้ตามรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 8. เมื่อปิดคอนแทค KM1 กระดองมอเตอร์จะตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟหลัก แต่มีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ขั้วในขณะที่ตัดการเชื่อมต่อ รีเลย์แรงดันไฟฟ้า KV ทำงานและปิดหน้าสัมผัสในวงจรของคอนแทค KM2 ซึ่งหน้าสัมผัสจะปิดกระดองของมอเตอร์กับตัวต้านทาน R

ที่ความเร็วใกล้ศูนย์ รีเลย์ KV จะสูญเสียพลังงาน การชะลอตัวเพิ่มเติมจากความเร็วต่ำสุดจนถึงจุดสิ้นสุดเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของแรงต้านชั่วขณะเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเบรก สามารถใช้การเบรกสองหรือสามระดับได้

ข้าว. 8. โหนดของวงจรสำหรับการควบคุมอัตโนมัติของการเบรกแบบไดนามิกในฟังก์ชัน EMF: a - วงจรไฟฟ้า; ข — วงจรควบคุม

แรงกระตุ้นอิสระของมอเตอร์เบรกแบบไดนามิกคงที่ตามเวลาจะดำเนินการตามรูปแบบที่แสดงในรูปที่ เก้า.

ข้าว. 9. โหนดของวงจรเบรกแบบไดนามิก DCT ของการกระตุ้นอิสระตามเวลา

เมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงาน รีเลย์เวลา KT เปิดอยู่ แต่วงจรของคอนแทคเบรก KM2 เปิดอยู่ หากต้องการหยุด คุณต้องกดปุ่ม "หยุด" SB2 คอนแทค KM1 และไทม์รีเลย์ KT สูญเสียพลังงาน เปิดใช้งานคอนแทค KM2 เนื่องจากหน้าสัมผัส KM1 ในวงจรของคอนแทค KM2 ปิดและหน้าสัมผัสของรีเลย์เวลา KT เปิดขึ้นพร้อมกับการหน่วงเวลา

สำหรับช่วงเวลาของการถ่ายทอดเวลา คอนแทค KM2 รับพลังงาน ปิดหน้าสัมผัสและเชื่อมต่อกระดองมอเตอร์กับตัวต้านทานเพิ่มเติม R ทำการหยุดแบบไดนามิกของมอเตอร์ ในตอนท้ายรีเลย์ KT เปิดหน้าสัมผัสและตัดการเชื่อมต่อคอนแทค KM2 ออกจากเครือข่าย การเบรกต่อไปจนสุดจะดำเนินการภายใต้อิทธิพลของช่วงเวลาต่อต้าน Ms.

ในการเบรกแบบย้อนกลับ EMF ของมอเตอร์และแรงดันไฟหลักจะทำงานสอดคล้องกัน เพื่อจำกัดกระแส ให้ใส่ตัวต้านทานเข้าไปในวงจร

การควบคุมการกระตุ้นของมอเตอร์กระแสตรง

ขดลวดสนามของมอเตอร์มีค่าความเหนี่ยวนำที่สำคัญ และถ้ามอเตอร์ปิดอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่อาจปรากฏขึ้นซึ่งจะทำให้ฉนวนของขดลวดพังลง เพื่อป้องกันปัญหานี้ คุณสามารถใช้โหนดวงจรที่แสดงในรูปที่10. ความต้านทานการดับไฟเปิดขนานกับคอยล์กระตุ้นผ่านไดโอด (รูปที่ 10, b) ดังนั้นหลังจากปิดเครื่อง กระแสจะผ่านตัวต้านทานในช่วงเวลาสั้น ๆ (รูปที่ 10, a)

ข้าว. 10. โหนดของวงจรสำหรับการเปิดความต้านทานการดับ: a - ความต้านทานการดับเชื่อมต่อแบบขนาน b — ความต้านทานการดับถูกเปิดผ่านไดโอด

การป้องกันการหยุดชะงักของวงจรกระตุ้นนั้นดำเนินการโดยใช้รีเลย์กระแสต่ำตามรูปแบบที่แสดงในรูปที่ สิบเอ็ด

ข้าว. 11. การป้องกันการหยุดชะงักของวงจรกระตุ้น: a — วงจรกระตุ้นพลังงาน; ข — วงจรควบคุม

ในกรณีที่ขดลวดกระตุ้นหยุดทำงาน รีเลย์ KA จะหยุดทำงานและตัดการเชื่อมต่อวงจรของคอนแทค KM