หลักการควบคุมการสตาร์ทและหยุดมอเตอร์ไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ

บทความนี้เกี่ยวข้องกับโครงร่างคอนแทครีเลย์สำหรับการเริ่ม การย้อนกลับ และการหยุดของมอเตอร์เหนี่ยวนำโดยอัตโนมัติด้วยเฟสโรเตอร์และมอเตอร์กระแสตรง

พิจารณาแผนการเปิดความต้านทานเริ่มต้นและหน้าสัมผัสของคอนแทค KM3, KM4, KM5 ที่ควบคุมเมื่อเริ่มต้น มอเตอร์เหนี่ยวนำโรเตอร์โรเตอร์ (ค.ศ. กับ ฉ.ร.) และ มอเตอร์ DC ตื่นเต้นอย่างอิสระ DPT NV (รูปที่ 1) รูปแบบเหล่านี้มีไว้สำหรับการเบรกแบบไดนามิก (รูปที่ 1, a) และการเบรกแบบตรงกันข้าม (รูปที่ 1, b)

เมื่อเริ่มต้นรีโอสแตท DPT NV หรือ IM ด้วยเฟสโรเตอร์ การปิดแบบอื่น (ลัดวงจร) ของสเตจของรีโอสแตตเริ่มต้น R1, R2, R3 จะดำเนินการโดยอัตโนมัติโดยใช้หน้าสัมผัสของคอนแทค KM3, KM4, KM5 ซึ่งสามารถ ควบคุมโดยสามวิธี:

• โดยการนับช่วงเวลา dt1, dt2, dt3 (รูปที่ 2) ซึ่งใช้รีเลย์เวลา (การจัดการเวลา)

• โดยการตรวจสอบความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าหรือ อีเอ็มเอฟ (ควบคุมความเร็ว).รีเลย์แรงดันไฟฟ้าหรือคอนแทคเตอร์ที่เชื่อมต่อโดยตรงผ่านรีโอสแตทใช้เป็นเซ็นเซอร์ EMF

• การใช้เซ็นเซอร์ปัจจุบัน (รีเลย์ปัจจุบันปรับได้สำหรับกระแสกลับเท่ากับ Imin) ให้พัลส์คำสั่งเมื่อกระแสกระดอง (โรเตอร์) ลดลงในระหว่างกระบวนการเริ่มต้นเป็นค่าของ Imin (การควบคุมหลักการปัจจุบัน)

พิจารณาคุณลักษณะทางกลของมอเตอร์กระแสตรง (DCM) (รูปที่ 1) (สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำ (IM) จะเหมือนกันหากคุณใช้ส่วนการทำงานของคุณลักษณะทางกล) ระหว่างการสตาร์ทและการหยุด ตลอดจนเส้นโค้ง ของความเร็ว แรงบิด (กระแส) เทียบกับเวลา

ข้าว. 1. แบบแผนสำหรับการเปิดความต้านทานเริ่มต้นของมอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีเฟสโรเตอร์ (a) และมอเตอร์กระแสตรงที่มีการกระตุ้นอิสระ (b)

ข้าว. 2. ลักษณะการเริ่มและหยุด (a) และการพึ่งพา DPT (b)

การสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้า (หน้าสัมผัส KM1 ปิดอยู่ (รูปที่ 1))

เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า กระแส (แรงบิด) ในมอเตอร์จะเท่ากับ I1 (M1) (จุด A) และมอเตอร์จะเร่งความเร็วด้วยความต้านทานเริ่มต้น (R1 + R2 + R3)

เมื่อความเร่งดำเนินไป กระแสจะลดลงและที่กระแส I2 (จุด B) R1 ลัดวงจร กระแสจะเพิ่มขึ้นเป็นค่า I1 (จุด C) ไปเรื่อยๆ

ที่จุด F ที่ I2 ในปัจจุบัน ขั้นตอนสุดท้ายของรีโอสแตตสตาร์ทจะลัดวงจรและมอเตอร์ไฟฟ้าถึงลักษณะตามธรรมชาติ (จุด G) ความเร่งเกิดขึ้นที่ (จุด H) ซึ่งสอดคล้องกับ Ic ปัจจุบัน (ขึ้นอยู่กับโหลด) ถ้า R1 ไม่ลัดวงจรที่จุด B มอเตอร์จะเร่งความเร็วไปที่จุด B' และมีความเร็วคงที่

การเบรกแบบไดนามิก (เปิด KM1, ปิด KM7) จนกระทั่งมอเตอร์ไฟฟ้าไปที่จุด K ซึ่งสอดคล้องกับช่วงเวลา (กระแส) และค่าของมันขึ้นอยู่กับความต้านทาน Rtd

การเบรกโดยฝ่ายค้าน (KM1 เปิด, KM2 ปิด) ในขณะที่มอเตอร์ไฟฟ้าไปที่จุด L และเริ่มลดความเร็วอย่างรวดเร็วโดยมีแรงต้าน (R1 + R2 + R3 + Rtp)

ความชันของคุณลักษณะนี้และด้วยเหตุนี้ค่าจึงเหมือนกัน (ขนานกัน) กับคุณลักษณะเริ่มต้นที่มีความต้านทาน (R1 + R2 + R3 + Rtp)

ที่จุด N จำเป็นต้องมีการลัดวงจร Rtp มอเตอร์ไฟฟ้าไปที่จุด P และเร่งความเร็วในทิศทางตรงกันข้าม หาก Rtp ไม่ลัดวงจรที่จุด N มอเตอร์จะเร่งความเร็วไปที่จุด N และวิ่งด้วยความเร็วดังกล่าว

แผนการควบคุมอัตโนมัติสำหรับการเริ่ม DPT

การควบคุมเป็นฟังก์ชันของเวลา (รูปที่ 3) ส่วนใหญ่มักจะใช้รีเลย์เวลาแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นรีเลย์เวลาในวงจร EP โดยตั้งค่าให้คำนึงถึงการหน่วงเวลาที่ตั้งไว้ล่วงหน้า dt1, dt2,…. รีเลย์แต่ละครั้งต้องมีคอนแทคไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน

ข้าว. 3. แผนผังของการเริ่ม DPT โดยอัตโนมัติเป็นฟังก์ชันของเวลา

การควบคุมเป็นฟังก์ชันของความเร็ว (ส่วนใหญ่มักใช้สำหรับการเบรกแบบไดนามิกและการเบรกตรงข้าม) หลักการของระบบควบคุมอัตโนมัตินี้เกี่ยวข้องกับการใช้รีเลย์ที่ควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าโดยตรงหรือโดยอ้อม: สำหรับมอเตอร์กระแสตรง วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระดอง สำหรับอะซิงโครนัส และมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัส EMF หรือความถี่ปัจจุบันจะถูกวัด

การใช้อุปกรณ์ที่วัดความเร็วโดยตรง (รีเลย์ควบคุมความเร็ว (RCC) บนอุปกรณ์ที่ซับซ้อน) ทำให้การติดตั้งและควบคุมวงจรยุ่งยากRKS มักใช้สำหรับการควบคุมการเบรกเพื่อตัดการเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าจากกริดด้วยความเร็วใกล้ศูนย์ วิธีการทางอ้อมมักใช้บ่อยกว่า

ที่ฟลักซ์แม่เหล็กคงที่ แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระดองของ DPT จะแปรผันโดยตรงกับความเร็ว ดังนั้นจึงสามารถเชื่อมต่อขดลวดรีเลย์แรงดันไฟฟ้าเข้ากับขั้วต่อกระดองได้โดยตรง อย่างไรก็ตาม แรงดันขั้วต่อกระดอง Uy แตกต่างจาก Eya ตรงที่ขนาดของแรงดันตกคร่อมขดลวดกระดอง

ในกรณีนี้ เป็นไปได้สองทางเลือก:

• การใช้รีเลย์แรงดัน KV ซึ่งสามารถปรับเป็นแรงดันสั่งงานต่างๆ (รูปที่ 4, a)
• ใช้คอนแทค KM ที่เชื่อมต่อผ่านตัวต้านทานเริ่มต้น (รูปที่ 4, b) หน้าสัมผัสปิดของรีเลย์ KV1, KV2 จ่ายแรงดันให้กับขดลวดของคอนแทคไฟฟ้า KM2, KM3

ข้าว. 4. จ่ายวงจรสำหรับการเชื่อมต่อ DPT โดยใช้รีเลย์แรงดัน (a) และคอนแทคเตอร์ (b) เป็น DCS

ข้าว. 5. วงจรไฟฟ้า (a) และวงจรควบคุม (b) DPT พร้อมระบบอัตโนมัติในการเริ่มทำงานตามความเร็ว เส้นประแสดงวงจรเมื่อใช้รีเลย์แรงดัน KV1, KV2 เพื่อวัดแรงดัน

การควบคุมในฟังก์ชันปัจจุบัน หลักการควบคุมนี้ดำเนินการโดยใช้รีเลย์กระแสต่ำซึ่งจะเปิดคอนแทคไฟฟ้าเมื่อกระแสถึงค่า I1 (รูปที่ 6, b) มักใช้เพื่อเริ่มต้นความเร็วที่เพิ่มขึ้นด้วยฟลักซ์แม่เหล็กที่อ่อนลง

ข้าว. 6. แผนภาพการเชื่อมต่อ (a) และการพึ่งพาของФ, Ia = f (t) (b) เมื่อสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงขึ้นอยู่กับกระแส

เมื่อกระแสไหลเข้า (Rp2 ลัดวงจร) รีเลย์ KA จะถูกกระตุ้นและจ่ายไฟไปยังขดลวด KM4 ผ่านหน้าสัมผัส KAเมื่อกระแสกระดองลดลงเป็นกระแสย้อนกลับ คอนแทค KM4 จะปิดและฟลักซ์แม่เหล็กจะลดลง (Rreg ถูกนำเข้าสู่วงจรขดลวดสนาม LOB) ในกรณีนี้กระแสกระดองเริ่มเพิ่มขึ้น (อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสกระดองสูงกว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก)

เมื่อ Iya = Iav ถึงจุด t1 รีเลย์ KA และ KM4 จะทำงาน และ Rreg จะถูกควบคุม กระบวนการเพิ่มฟลักซ์และลด Ia จะเริ่มในเวลา t2 เมื่อยานอวกาศและ KM4 ปิดการทำงาน ด้วยการสับเปลี่ยนทั้งหมดนี้ M> Ms และมอเตอร์ไฟฟ้าจะเร่งความเร็ว กระบวนการเริ่มต้นจะสิ้นสุดลงเมื่อขนาดของฟลักซ์แม่เหล็กเข้าใกล้ค่าที่ตั้งไว้ซึ่งกำหนดโดยการแนะนำตัวต้านทาน Rreg ในวงจรของขดลวดกระตุ้นและเมื่อตัดการเชื่อมต่อ KA, KM4 ครั้งต่อไป กระแสกระดองไม่ถึง Iav ( จุดที). หลักการควบคุมนี้เรียกว่าการสั่นสะเทือน

ระบบอัตโนมัติควบคุมเบรก DPT

ในกรณีนี้ ใช้หลักการเดียวกันกับการเริ่มต้นระบบอัตโนมัติ วัตถุประสงค์ของวงจรเหล่านี้คือเพื่อตัดการเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าจากเครือข่ายด้วยความเร็วเท่ากับหรือใกล้เคียงกับศูนย์ แก้ไขได้ง่ายที่สุดด้วยการเบรกแบบไดนามิกโดยใช้หลักการของเวลาหรือความเร็ว (รูปที่ 7)

ข้าว. 7. วงจรไฟฟ้า (ก) และวงจรควบคุม (ข) การเบรกแบบไดนามิก

เมื่อเริ่มต้นเรากด SB2 และจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับขดลวด KM1 ในขณะที่: ปุ่ม SB2 (KM1.2) ถูกควบคุม แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับกระดองของมอเตอร์ (KM1.1) วงจรจ่าย KV ( KM1.3 ) เปิดทำการ

เมื่อหยุดเรากด SB1 ในขณะที่กระดองถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย KM1.3 จะปิดและเปิดใช้งานรีเลย์ KV (เนื่องจากในขณะที่ปิดเครื่องจะเท่ากับ Uc โดยประมาณและลดลงด้วยความเร็วที่ลดลง) จ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับขดลวด KM2 และ RT เชื่อมต่อกับกระดองของมอเตอร์ เมื่อความเร็วเชิงมุมใกล้ศูนย์ กระดองของรีเลย์ KV จะหายไป KM2 จะถูกยกเลิกพลังงานและ RT จะถูกปิด รีเลย์ KV ในวงจรนี้ต้องมีปัจจัยป้อนกลับต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพราะจากนั้นจึงจะสามารถทำการเบรกที่ความเร็วต่ำสุดได้

เมื่อมอเตอร์กลับด้าน จะใช้การเบรกแบบสลับสวนทางกัน และงานของวงจรควบคุมคือแนะนำระยะความต้านทานเพิ่มเติมเมื่อได้รับคำสั่งย้อนกลับ และบายพาสเมื่อความเร็วของมอเตอร์ใกล้ศูนย์ บ่อยครั้งสำหรับจุดประสงค์เหล่านี้ การควบคุมถูกใช้เป็นฟังก์ชันของความเร็ว (รูปที่ 8)

ข้าว. 8. วงจรไฟฟ้า (ก) วงจรควบคุม (ข) และลักษณะการเบรก (ค) ของการเบรก DPT แบบย้อนกลับ

พิจารณาวงจรที่ไม่มีบล็อกการทำงานอัตโนมัติในการเริ่มต้น ปล่อยให้มอเตอร์ไฟฟ้าทำงาน «ไปข้างหน้า» ตามธรรมชาติ (รวมถึง KM1 ไม่คำนึงถึงความเร่ง)

การกดปุ่ม SB3 จะเป็นการปิด KM1 และเปิด KM2 ขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับกระดองจะกลับด้าน หน้าสัมผัส KM1 และ KM3 เปิดอยู่ อิมพีแดนซ์ถูกนำเข้าสู่วงจรกระดอง กระแสไหลเข้าจะปรากฏขึ้นและมอเตอร์จะเคลื่อนที่ไปยังคุณลักษณะ 2 ตามการเบรกที่เกิดขึ้น ที่ความเร็วใกล้ศูนย์ ควรเปิดรีเลย์ KV1 และคอนแทคเตอร์ KM3 ขั้นตอน Rpr ถูกจัดการและการเร่งความเร็วเริ่มต้นในทิศทางตรงกันข้ามตามคุณลักษณะ 3

ลักษณะของวงจรควบคุมมอเตอร์เหนี่ยวนำ (IM)

1. รีเลย์ควบคุมความเร็วเหนี่ยวนำ (RKS) มักใช้เพื่อควบคุมการเบรก (โดยเฉพาะการย้อนกลับ)

2. สำหรับ IM ที่มีโรเตอร์แบบพันแผล จะใช้รีเลย์แรงดันไฟฟ้า KV ซึ่งถูกกระตุ้นโดยค่าต่างๆ ของโรเตอร์ EMF (รูปที่ 9) รีเลย์เหล่านี้เปิดผ่านวงจรเรียงกระแสเพื่อไม่รวมอิทธิพลของความถี่ของกระแสโรเตอร์ที่มีต่อความต้านทานอุปนัยของขดลวดของรีเลย์ (โดยมีการเปลี่ยนแปลง XL และ Iav, Uav) ลดค่าสัมประสิทธิ์การส่งคืนและเพิ่ม ความน่าเชื่อถือของการดำเนินงาน

ข้าว. 9. รูปแบบการจับกุมความดันโลหิตย้อนกลับ

หลักการทำงาน: ที่ความเร็วเชิงมุมสูงของโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้า EMF ที่เกิดขึ้นในขดลวดมีขนาดเล็กเนื่องจาก E2s = E2k · s และสลิป s มีค่าเล็กน้อย (3–10%) แรงดันรีเลย์ KV ไม่เพียงพอต่อการดึงกระดอง ในทางกลับกัน (KM1 เปิดและ KM2 ปิด) ทิศทางการหมุนของสนามแม่เหล็กในสเตเตอร์จะกลับด้าน รีเลย์ KV ทำงาน เปิดวงจรจ่ายไฟของคอนแทคเตอร์ KMP และ KMT และนำ Rп เริ่มต้นและความต้านทาน Rп การเบรกเข้าสู่วงจรโรเตอร์ ที่ความเร็วใกล้ศูนย์ รีเลย์ KV จะปิด KMT จะปิด และมอเตอร์จะเร่งความเร็วในทิศทางตรงกันข้าม