دوائر التحكم الآلي لبدء وإيقاف محركات التيار المستمر

إن بدء تشغيل أي محرك يكون مصحوبًا بمفاتيح معينة في دائرة الطاقة ودائرة التحكم. في هذه الحالة ، يتم استخدام أجهزة الترحيل وأجهزة عدم الاتصال. لمحركات التيار المستمر للحد التيارات الانطلاق يتم تضمين مقاومات البدء في الدوار ودائرة المحرك للمحركات ، والتي يتم إيقاف تشغيلها عندما يتم تسريع المحركات في خطوات. عند اكتمال بدء التشغيل ، يتم تجاوز مقاومات بدء التشغيل تمامًا.

يمكن أيضًا أتمتة عملية الكبح للمحركات. بعد أمر الإيقاف ، بمساعدة معدات موصل الترحيل ، يتم عمل المفاتيح اللازمة في دوائر الطاقة. عند الاقتراب من سرعة قريبة من الصفر ، يتم فصل المحرك عن الشبكة. أثناء بدء التشغيل ، يتم إيقاف الخطوات على فترات منتظمة أو اعتمادًا على معلمات أخرى. هذا يغير التيار وسرعة المحرك.

يتم تنفيذ التحكم في بدء تشغيل المحرك كدالة لـ EMF (أو السرعة) والتيار والوقت والمسار.

مجموعات فرعية ودوائر نموذجية للتحكم الآلي في بدء تشغيل محركات التيار المستمر

يتم بدء تشغيل محرك DC بإثارة متوازية أو مستقلة باستخدام المقاوم الذي يتم إدخاله في دائرة المحرك. المقاوم مطلوب للحد من تدفق التيار. مع تسارع المحرك ، يتم تصعيد مقاوم البدء. عند اكتمال البداية ، سيتم تجاوز المقاوم تمامًا وسيعود المحرك إلى خصائصه الميكانيكية الطبيعية (الشكل 1). عند بدء التشغيل ، يتسارع المحرك وفقًا للخاصية الاصطناعية 1 ، ثم 2 ، وبعد مناورة المقاوم - وفقًا للخاصية الطبيعية 3.

أرز. 1. الخصائص الميكانيكية والكهروميكانيكية لمحرك DC مع الإثارة المتوازية (ω - سرعة الدوران الزاوية ؛ I1 M1 - ذروة التيار وعزم دوران المحرك ؛ I2 M2 - لحظة التيار والتبديل)

ضع في اعتبارك عقدة دائرة البداية لمحرك التيار المستمر (DCM) في وظيفة EMF (الشكل 2).

أرز. 2. عقدة دارة البداية لـ DCT للإثارة المتوازية في وظيفة EMF

يتم التحكم في وظيفة EMF (أو السرعة) بواسطة المرحلات والفولتية والموصلات. يتم تكوين مرحلات الجهد للعمل عند قيم emf مختلفة للحديد. عند تشغيل الموصل KM1 ، فإن جهد مرحل KV في وقت البدء لا يكفي للتشغيل. عندما يتسارع المحرك (بسبب الزيادة في قوة المحرك) ، يتم تنشيط مرحل KV1 ، ثم KV2 (يكون لجهود تنشيط الترحيل قيم مقابلة) ؛ وهي تشمل قواطع التسارع KM2 و KMZ والمقاومات الموجودة في دائرة المحرك يتم تحويلها (دوائر تبديل الموصل لا تظهر في الرسم التخطيطي ؛ LM هي لف الإثارة).

دعونا نلقي نظرة على مخطط بدء تشغيل محرك DC في وظيفة EMF (الشكل 3). غالبًا ما يتم إصلاح السرعة الزاوية للمحرك بشكل غير مباشر ، أيقياس الكميات المتعلقة بالسرعة. بالنسبة لمحرك DC ، هذه القيمة هي EMF. البداية تتم على النحو التالي. يتم تشغيل قاطع الدائرة QF ، ويتم توصيل مجال المحرك بمصدر الطاقة. ينشط مرحل KA ويغلق اتصاله.

تبقى الأجهزة المتبقية من الدائرة في موضعها الأصلي. لبدء تشغيل المحرك ، يجب عليك اضغط الزر SB1 «Start» ، وبعد ذلك يتم تنشيط موصل KM1 ويقوم بتوصيل المحرك بمصدر الطاقة. يعمل الملامس KM1 ذاتي الطاقة ويتم تسريع محرك التيار المستمر بواسطة المقاوم لدائرة المحرك R.

مع زيادة سرعة المحرك ، تزداد قوة emf والجهد في ملفات المرحلات KV1 و KV2. عند السرعة ω1 (انظر الشكل 1.) يتم تنشيط التتابع KV1. إنه يغلق اتصاله في دائرة التلامس KM2 ، والتي تقوم برحلات ودوائر قصيرة في المرحلة الأولى من مقاومة البدء مع ملامستها. يتم تنشيط التتابع KV2 بسرعة ω2. من خلال الاتصال الخاص به ، فإنه يغلق دائرة إمداد موصل KMZ ، والذي ، عند تشغيله ، بملامس ، يقوم بدوائر قصيرة في المرحلة الثانية من بدء المقاوم. يصل المحرك إلى خصائصه الميكانيكية الطبيعية وينهي الإقلاع.

أرز. 3. تخطيطي لبدء DCT للإثارة المتوازية في وظيفة EMF

للتشغيل الصحيح للدائرة ، من الضروري ضبط مرحل الجهد KV1 ليعمل عند EMF المقابل للسرعة ω1 والمرحل KV2 ليعمل بسرعة ω2.

لإيقاف المحرك ، اضغط على زر الإيقاف SB2. لفصل الدائرة الكهربائية ، افتح قاطع دائرة QF.

يتم التحكم في الوظيفة الحالية بواسطة مرحل حالي. ضع في اعتبارك عقدة دائرة بداية محرك التيار المستمر في وظيفة التدفق. في الرسم البياني الموضح في الشكل.4 ، يتم استخدام مرحلات التيار الزائد ، والتي تلتقط عند تيار الاندفاع I1 وتتسرب عند الحد الأدنى للتيار I2 (انظر الشكل 1). يجب أن يكون وقت الاستجابة الداخلية للمرحلات الحالية أقل من وقت استجابة الموصل.

أرز. 4. عقدة دارة البداية للإثارة المتوازية DCT حسب التيار

يبدأ تسريع المحرك بإدخال المقاوم بالكامل في دائرة المحرك. مع تسارع المحرك ، يتناقص التيار ، مع I2 الحالي ، يختفي التتابع KA1 وبتلامسها يغلق دائرة الإمداد للموصل KM2 ، والذي يتجاوز الاتصال الأول لمقاوم البدء بملامسته. وبالمثل ، فإن مرحلة البدء الثانية للمقاوم ذات دائرة قصر (مرحل KA2 ، موصل KMZ). لا تظهر دوائر طاقة الموصل في الرسم التخطيطي. في نهاية بدء تشغيل المحرك ، سيتم توصيل المقاوم في دائرة المحرك.

ضع في اعتبارك الدائرة لبدء تشغيل محرك DC كوظيفة تدفق (الشكل 5). يتم تحديد مقاومات خطوات المقاوم بحيث في اللحظة التي يتم فيها تشغيل المحرك وتحويل الخطوات ، لا يتجاوز التيار I1 في دائرة المحرك واللحظة M1 المستوى المسموح به.

بدء تشغيل محرك DC يتم إجراؤه عن طريق تشغيل قاطع الدائرة QF والضغط على الزر "ابدأ" SB1. في هذه الحالة ، يتم تنشيط جهة الاتصال KM1 وإغلاق جهات الاتصال الخاصة بها. يمر تيار التدفق I1 عبر دائرة الطاقة للمحرك ، والتي يتم تحت تأثيرها تنشيط مرحل التيار الزائد KA1. يتم فتح جهة الاتصال الخاصة به ولا يتلقى موصل KM2 الطاقة.

أرز. 5. رسم تخطيطي لبدء تشغيل DCT للإثارة المتوازية كدالة للتيار

عندما ينخفض ​​التيار إلى الحد الأدنى للقيمة I2 ، فإن مرحل التيار الزائد KA1 يسقط ويغلق اتصاله.يتم تنشيط الموصل KM2 ومن خلال جهة الاتصال الرئيسية الخاصة به يقوم بتحويل القسم الأول من مقاوم البداية والمرحل KA1. عند التبديل ، يرتفع التيار إلى القيمة I1.

عندما يرتفع التيار مرة أخرى إلى قيمة I1 ، لا يتم تشغيل موصل KM1 ، لأن ملفه يتم تجاوزه بواسطة جهة الاتصال KM2. تحت تأثير I1 الحالي ، يتم تنشيط التتابع KA2 ويفتح جهة الاتصال الخاصة به. أثناء عملية التسارع ، ينخفض ​​التيار مرة أخرى إلى قيمة I2 ، يسقط التتابع KA2 ويتم تشغيل موصل KMZ. البداية كاملة ، المحرك يعمل بخصائصه الميكانيكية الطبيعية.

من أجل الأداء الصحيح للدائرة ، من الضروري أن يكون وقت استجابة المرحل KA1 و KA2 أقل من وقت استجابة الموصلات. لإيقاف المحرك ، اضغط على الزر "Stop" SB2 وقم بإيقاف تشغيل قاطع دائرة QF لفصل الدائرة.

يتم التحكم في الوقت باستخدام مرحل الوقت والموصلات المقابلة التي تقصر دائرة المقاوم مع جهات الاتصال الخاصة بهم.

ضع في اعتبارك محرك DC لعقدة دائرة البداية كدالة للوقت (الشكل 6). يتم تنشيط مرحل الوقت KT على الفور عندما يظهر الجهد في دائرة التحكم من خلال جهة الاتصال الافتتاحية KM1. بعد فتح جهة الاتصال KM1 ، يفقد مرحل الوقت KT مصدر الطاقة ويغلق اتصاله مع تأخير زمني. موصل KM2 بعد فترة زمنية مساوية للتأخير الزمني لاستقبال مرحل الوقت ، يغلق اتصاله ويحول المقاومة في دائرة المحرك.

أرز. 6. عقدة دارة الانطلاق DCT للإثارة المتوازية كدالة للوقت

تشمل مزايا التحكم في وظيفة الوقت سهولة التحكم ، واستقرار عملية التسريع والتباطؤ ، وعدم تأخر المحرك الكهربائي عند السرعات المتوسطة.

ضع في اعتبارك الدائرة لبدء الإثارة المتوازية لمحرك DC كدالة للوقت. في التين. يوضح الشكل 7 مخططًا لمحرك الإثارة المتوازي DC الذي لا رجوع فيه. يتم الإطلاق على مرحلتين. تستخدم الدائرة الأزرار SB1 «Start» و SB2 «Stop» ، ملامسات KM1 ... KMZ ، مرحلات الوقت الكهرومغناطيسي KT1 ، KT2. يتم تشغيل قاطع QF. في هذه الحالة ، يتلقى ملف مرحل الوقت KT1 الطاقة ويفتح اتصاله في دائرة موصل KM2. يبدأ المحرك بالضغط على زر «ابدأ» SB1. يستقبل المقاولين KM1 الطاقة وبتلامسها الرئيسي يربط المحرك بمصدر طاقة بمقاوم في دائرة حديد التسليح.

أرز. 7. تخطيطي لبدء لا رجعة فيه لمحرك DC كدالة للوقت

يعمل مرحل التيار الخفي KA على حماية المحرك من انقطاع دائرة الإثارة. أثناء التشغيل العادي ، ينشط مرحل KA ويغلق اتصاله في دائرة قواطع KM1 ، مما يعد موصل KM1 للتشغيل. عندما يتم كسر دائرة الإثارة ، يتم إيقاف تشغيل مرحل KA ، ويفتح جهة الاتصال الخاصة به ، ثم ينطفئ موصل KM1 ويتوقف المحرك. عندما يتم تشغيل الموصل KM1 ، يتم إغلاق جهة الاتصال المحظورة الخاصة به ويفتح جهة الاتصال KM1 في دائرة الترحيل KT1 ، والتي تنطفئ وتغلق اتصالها مع تأخير زمني.

بعد فترة زمنية مساوية للتأخير الزمني للمرحل KT1 ، يتم إغلاق دائرة الإمداد للموصل المتسارع KM2 ، والتي يتم تشغيلها مع دوائر الاتصال القصيرة الرئيسية مرحلة واحدة من المقاوم بدء. في نفس الوقت ، يتم تنشيط مرحل الوقت KT2. يتسارع المحرك. بعد فترة زمنية مساوية لتأخير مرحل KT2 ، يتم إغلاق جهة الاتصال KT2 ، ويتم تنشيط موصل التسارع KMZ ومع جهات الاتصال الرئيسية الخاصة به ، فإن المرحلة الثانية من مقاوم البدء في دائرة المحرك. اكتملت البداية ويعود المحرك إلى خصائصه الميكانيكية الطبيعية.

وحدات دائرة التحكم في الفرامل النموذجية DC

تستخدم أنظمة التحكم الأوتوماتيكية في محرك التيار المستمر الكبح الديناميكي ، والفرملة المعاكسة ، والفرملة المتجددة.

في الكبح الديناميكي ، من الضروري إغلاق ملف المحرك للمحرك بمقاومة إضافية وترك ملف الإثارة نشطًا. يمكن عمل هذا الكبح كدالة للسرعة وكدالة للوقت.

يمكن التحكم كدالة للسرعة (EMF) أثناء الكبح الديناميكي وفقًا للمخطط الموضح في الشكل. 8. عند إيقاف تشغيل الموصل KM1 ، يتم فصل المحرك المحرك عن مصدر التيار الكهربائي ، ولكن يوجد جهد على أطرافه في لحظة قطع الاتصال. يعمل مرحل الجهد KV ويغلق اتصاله في دائرة الموصل KM2 ، والذي من خلال ملامسته يغلق المحرك للمحرك للمقاوم R.

عند السرعات القريبة من الصفر ، يفقد مرحل KV قوته. يحدث المزيد من التباطؤ من السرعة الدنيا إلى التوقف الكامل تحت تأثير لحظة مقاومة ثابتة.لزيادة كفاءة الكبح ، يمكن تطبيق مرحلتين أو ثلاث من الكبح.

أرز. 8. عقدة الدائرة للتحكم الآلي في الكبح الديناميكي في وظيفة EMF: أ - دائرة الطاقة ؛ ب - دائرة التحكم

يتم تنفيذ الإثارة المستقلة للمحرك الثابت للفرملة الديناميكية كدالة للوقت وفقًا للمخطط الموضح في الشكل. تسع.

أرز. 9. عقدة دائرة الفرملة الديناميكية DCT للإثارة المستقلة كدالة للوقت

عند تشغيل المحرك ، يتم تشغيل مرحل الوقت KT ، لكن دائرة موصل الفرامل KM2 مفتوحة. للتوقف ، يجب أن تضغط على الزر "إيقاف" SB2. قواطع KM1 و مرحل الوقت KT يفقدان الطاقة ؛ يتم تنشيط جهة الاتصال KM2 لأن جهة الاتصال KM1 في دائرة جهة الاتصال KM2 تغلق وتفتح جهة اتصال مرحل الوقت KT مع تأخير زمني.

بالنسبة لتوقيت مرحل الوقت ، يتلقى الموصل KM2 الطاقة ، ويغلق اتصاله ويربط المحرك المحرك بالمقاوم الإضافي R. يتم تنفيذ إيقاف ديناميكي للمحرك. في نهايته ، يفتح مرحل KT ، بعد مرور بعض الوقت ، جهة الاتصال الخاصة به ويفصل موصل KM2 من الشبكة. يتم إجراء المزيد من الكبح حتى التوقف الكامل تحت تأثير لحظة المقاومة السيدة.

في الكبح العكسي ، يعمل المحرك EMF والجهد الكهربائي وفقًا لذلك. للحد من التيار ، يتم إدخال المقاوم في الدائرة.

التحكم في الإثارة لمحركات التيار المستمر

يحتوي الملف الميداني للمحرك على محاثة كبيرة وإذا تم إيقاف تشغيل المحرك بسرعة ، فقد يظهر جهد كبير عليه ، مما يؤدي إلى انهيار عزل اللف. لمنع هذا ، يمكنك استخدام عقد الدائرة الموضحة في الشكل.10. يتم تشغيل مقاومة الإطفاء بالتوازي مع ملف الإثارة من خلال الصمام الثنائي (الشكل 10 ، ب). لذلك ، بعد إيقاف التشغيل ، يمر التيار عبر المقاومة لفترة قصيرة (الشكل 10 ، أ).

أرز. 10. عقد الدوائر للتبديل على مقاومات التبريد: أ - يتم توصيل مقاومة التبريد بالتوازي. ب - يتم تشغيل مقاومة التبريد من خلال الصمام الثنائي.

تتم الحماية من انقطاع دائرة الإثارة باستخدام مرحل التيار الخفي وفقًا للمخطط الموضح في الشكل. أحد عشر.

أرز. 11. الحماية من انقطاع دائرة الإثارة: أ - دائرة إثارة الطاقة. ب - دائرة التحكم

في حالة حدوث انقطاع في ملف الإثارة ، يقوم المرحل KA بفصل الطاقة وفصل دائرة موصل KM.