مبادئ التشغيل التلقائي والتحكم في إيقاف المحركات الكهربائية

تتناول المقالة مخططات ملامسات الترحيل لأتمتة بدء تشغيل المحركات الحثية وعكسها وإيقافها باستخدام دوار الطور ومحركات التيار المستمر.

ضع في اعتبارك مخططات تشغيل مقاومات البدء وجهات اتصال الموصلات KM3 و KM4 و KM5 التي تتحكم فيها ، عند البدء جرح المحرك التعريفي الدوار (م مع ص. ص) و متحمس بشكل مستقل محرك DC DPT NV (الشكل 1). توفر هذه المخططات الكبح الديناميكي (الشكل 1 ، أ) والفرملة المعاكسة (الشكل 1 ، ب).

عند بدء تشغيل متغير DPT NV أو IM بدوار طور ، يتم تنفيذ الإغلاق البديل (ماس كهربائى) لمراحل بدء التشغيل المتغير R1 ، R2 ، R3 تلقائيًا باستخدام جهات اتصال الملامسات KM3 ، KM4 ، KM5 ، والتي يمكن أن تكون يتحكم فيها بثلاث طرق:

• عن طريق حساب الفواصل الزمنية dt1 و dt2 و dt3 (الشكل 2) ، والتي تستخدم مرحلات الوقت (إدارة الوقت) ؛

• من خلال مراقبة سرعة المحرك الكهربائي أو EMF (التحكم في السرعة).تُستخدم مرحلات الجهد أو الموصلات المتصلة مباشرة عبر الريوستات كمستشعرات EMF ؛

• استخدام المستشعرات الحالية (المرحلات الحالية القابلة للتعديل لتيار عائد يساوي Imin) تعطي نبضة تحكم عندما ينخفض ​​تيار المحرك (الدوار) أثناء عملية البدء إلى قيمة Imin (التحكم في المبدأ الحالي).

ضع في اعتبارك الخصائص الميكانيكية لمحرك DCM (الشكل 1) (بالنسبة للمحرك التعريفي (IM) ، يكون هو نفسه إذا كنت تستخدم قسم التشغيل للخاصية الميكانيكية) أثناء البدء والإيقاف ، وكذلك المنحنيات السرعة وعزم الدوران (الحالي) مقابل الوقت.

أرز. 1. مخططات تشغيل مقاومات البدء لمحرك تحريضي بدوار طور (أ) ومحرك بتيار مستمر مع إثارة مستقلة (ب)

أرز. 2. خصائص البدء والإيقاف (أ) والاعتماد على DPT (ب)

بدء تشغيل المحرك الكهربائي (جهات الاتصال KM1 مغلقة (الشكل 1)).

عند تطبيق الجهد ، فإن التيار (عزم الدوران) في المحرك يساوي I1 (M1) (النقطة A) ويتسارع المحرك مع مقاومة البداية (R1 + R2 + R3).

مع تقدم التسارع ، يتناقص التيار وفي الحالة الحالية I2 (النقطة B) R1 تكون دائرة قصر ، ويزداد التيار إلى القيمة I1 (النقطة C) وما إلى ذلك.

عند النقطة F ، في التيار I2 ، تكون المرحلة الأخيرة من ريوستات البداية قصيرة الدائرة ويصل المحرك الكهربائي إلى خصائصه الطبيعية (النقطة G). يحدث التسارع إلى (النقطة H) التي تتوافق مع التيار Ic (يعتمد على الحمل). إذا لم يتم تقصير R1 عند النقطة B ، فسوف يتسارع المحرك إلى النقطة B 'وتكون له سرعة ثابتة.

الكبح الديناميكي (افتح KM1 ، مغلق KM7) حتى ينتقل المحرك الكهربائي إلى النقطة K ، والتي تتوافق مع اللحظة (الحالية) وتعتمد قيمتها على المقاومة Rtd.

الكبح بالمقاومة (KM1 مفتوح ، إغلاق KM2) بينما ينتقل المحرك الكهربائي إلى النقطة L ويبدأ في التباطؤ بسرعة كبيرة مع المقاومة (R1 + R2 + R3 + Rtp).

ميل هذه الخاصية ، وبالتالي القيمة ، هو نفسه (المتوازي) للخاصية الأولية للمقاومة (R1 + R2 + R3 + Rtp).

عند النقطة N ، يلزم وجود دائرة قصر Rtp ، يذهب المحرك الكهربائي إلى النقطة P ويتسارع في الاتجاه المعاكس. إذا لم يتم اختصار Rtp عند النقطة N ، فسوف يتسارع المحرك إلى النقطة N 'ويعمل بهذه السرعة.

مخططات التحكم الآلي لبدء DPT

التحكم كدالة للوقت (الشكل 3) في أغلب الأحيان ، تُستخدم مرحلات الوقت الكهرومغناطيسية كمرحلات زمنية في دوائر EP. تم تعيينها لحساب التأخيرات الزمنية المحددة مسبقًا dt1 ، dt2 ،…. يجب أن يشتمل كل مرحل على موصل طاقة مطابق.

أرز. 3. رسم تخطيطي لبدء التشغيل التلقائي لـ DPT كدالة للوقت

التحكم كدالة للسرعة (غالبًا ما تستخدم للفرملة الديناميكية والكبح المعاكس) يتضمن مبدأ أتمتة التحكم هذا استخدام المرحلات التي تتحكم بشكل مباشر أو غير مباشر في سرعة المحرك الكهربائي: بالنسبة لمحركات التيار المستمر ، يتم قياس المحرك emf ، من أجل غير متزامن والمحركات الكهربائية المتزامنة ، يتم قياس التردد الكهرومغناطيسي أو التردد الحالي.

يؤدي استخدام الأجهزة التي تقيس السرعة مباشرة (مرحل التحكم في السرعة (RCC) على جهاز معقد) إلى تعقيد التثبيت ودائرة التحكم.غالبًا ما يتم استخدام RKS للتحكم في الكبح لفصل المحرك الكهربائي عن الشبكة بسرعة قريبة من الصفر. يتم استخدام الأساليب غير المباشرة في كثير من الأحيان.

في التدفق المغناطيسي الثابت ، يتناسب المحرك emf لـ DPT طرديًا مع السرعة. لذلك ، يمكن توصيل ملف ترحيل الجهد مباشرة بأطراف المحرك. ومع ذلك ، يختلف جهد طرف المحرك Uy عن Eya في حجم انخفاض الجهد عبر لفائف المحرك.

في هذه الحالة ، هناك خياران ممكنان:

• استخدام مرحلات الجهد KV ، والتي يمكن تعديلها وفقًا لجهود التشغيل المختلفة (الشكل 4 ، أ) ؛
• باستخدام موصلات KM المتصلة من خلال مقاومات البدء (الشكل 4 ، ب). جهات الاتصال المغلقة لجهد إمداد الترحيل KV1 ، KV2 لملفات موصلات الطاقة KM2 ، KM3.

أرز. 4. دارات إمداد لتوصيل DPT باستخدام مرحلات الجهد (أ) والموصلات (ب) مثل DCS

أرز. 5. الدائرة الكهربائية (أ) ودائرة التحكم (ب) DPT مع أتمتة بدء التشغيل المعتمدة على السرعة. تُظهر الخطوط المتقطعة الدائرة عند استخدام مرحلات الجهد KV1 و KV2 لقياس الجهد.

التحكم في الوظيفة الحالية. يتم تنفيذ مبدأ التحكم هذا باستخدام مرحلات التيار الخفي ، والتي تقوم بتشغيل موصلات الطاقة عندما يصل التيار إلى القيمة I1 (الشكل 6 ، ب). غالبًا ما يتم استخدامه لبدء زيادة السرعة مع إضعاف التدفق المغناطيسي.

أرز. 6. مخطط التوصيل (أ) والاعتماد على Ф ، Ia = f (t) (b) عند بدء تشغيل محرك DC اعتمادًا على التيار

عندما يتم تقصير تيار التدفق (يتم تقصير Rp2) ، يتم تنشيط مرحل KA ويتم تطبيق الطاقة على الملف KM4 من خلال جهة اتصال KA.عندما ينخفض ​​تيار المحرك إلى التيار العكسي ، يغلق موصل KM4 ويقل التدفق المغناطيسي (يتم إدخال Rreg في دائرة لف مجال LOB). في هذه الحالة ، يبدأ تيار المحرك في الزيادة (معدل تغير تيار المحرك أعلى من معدل تغير التدفق المغناطيسي).

عندما يتم الوصول إلى Iya = Iav عند النقطة t1 ، يتم تنشيط المرحلات KA و KM4 ويتم معالجة Rreg. ستبدأ عملية زيادة التدفق وتقليل Ia بحلول الوقت t2 عندما تتوقف المركبة الفضائية و KM4. مع كل هذه التبديلات ، سوف تتسارع M> Ms والمحرك الكهربائي. تنتهي عملية البدء عندما يقترب حجم التدفق المغناطيسي من القيمة المحددة من خلال إدخال المقاومة Rreg في دائرة ملف الإثارة وعندما ، عند الفصل التالي لـ KA ، KM4 ، لا يصل تيار المحرك إلى Iav ( نقطة تي). يسمى مبدأ التحكم هذا الاهتزاز.

أتمتة التحكم في الفرامل DPT

في هذه الحالة ، تنطبق نفس المبادئ المطبقة على أتمتة بدء التشغيل. الغرض من هذه الدوائر هو فصل المحرك الكهربائي عن الشبكة بسرعة تساوي الصفر أو تقترب منه. يتم حلها بسهولة عن طريق الكبح الديناميكي ، باستخدام مبادئ الوقت أو السرعة (الشكل 7).

أرز. 7. الدائرة الكهربائية (أ) ودائرة التحكم (ب) الكبح الديناميكي

عند بدء التشغيل ، نضغط SB2 ويتم توفير الجهد للملف KM1 ، بينما: يتم معالجة الزر SB2 (KM1.2) ، يتم تطبيق الجهد على المحرك للمحرك (KM1.1) ، دائرة الإمداد KV ( KM1.3) يفتح.

عند التوقف ، نضغط على SB1 أثناء فصل المحرك عن الشبكة ، ويغلق KM1.3 ويتم تنشيط مرحل KV (لأنه في لحظة الإغلاق يكون مساويًا تقريبًا لـ Uc وينخفض ​​مع انخفاض السرعة). يتم توفير الجهد للملف KM2 ويتم توصيل RT بحديد المحرك. عندما تقترب السرعة الزاوية من الصفر ، يختفي المحرك الخاص بمرحل KV ، ويتم إلغاء تنشيط KM2 وإيقاف تشغيل RT. يجب أن يحتوي مرحل KV في هذه الدائرة على أقل عامل رد فعل ممكن ، لأنه عندها فقط يمكن تحقيق الكبح إلى الحد الأدنى للسرعة.

عندما يتم عكس المحرك ، يتم استخدام الفرامل ذات التبديل العكسي وتتمثل مهمة دائرة التحكم في إدخال مرحلة مقاومة إضافية عند إعطاء الأمر العكسي وتجاوزه عندما تكون سرعة المحرك قريبة من الصفر. في أغلب الأحيان ، لهذه الأغراض ، يتم استخدام التحكم كدالة للسرعة (الشكل 8).

أرز. 8. الدائرة الكهربائية (أ) ، دائرة التحكم (ب) وخصائص الكبح (ج) للفرملة العكسية DPT

ضع في اعتبارك دائرة بدون كتلة أتمتة بدء التشغيل. اسمح للمحرك الكهربائي بالعمل «للأمام» بشكل طبيعي (بما في ذلك KM1 ، لا يؤخذ التسارع في الاعتبار).

يؤدي الضغط على زر SB3 إلى إيقاف تشغيل KM1 وتشغيل KM2. يتم عكس قطبية الجهد المطبق على المحرك. يتم فتح جهات الاتصال KM1 و KM3 ، ويتم إدخال المعاوقة في دائرة المحرك. يظهر تيار اندفاع وينتقل المحرك إلى الخاصية 2 ، والتي وفقًا لها يحدث الكبح. عند سرعة قريبة من الصفر ، يجب تشغيل المرحل KV1 والموصل KM3. يتم التعامل مع مرحلة Rpr ويبدأ التسارع في الاتجاه المعاكس وفقًا للخاصية 3.

خصائص دوائر التحكم في المحرك التعريفي (IM)

1. غالبًا ما تستخدم مرحلات التحكم في سرعة الحث (RKS) للتحكم في الكبح (خاصة للخلف).

2. بالنسبة إلى IM مع دوار الجرح ، يتم استخدام مرحلات الجهد KV ، والتي يتم تشغيلها بواسطة قيم مختلفة من EMF للعضو الدوار (الشكل 9). يتم تشغيل هذه المرحلات من خلال مقوم لاستبعاد تأثير تردد تيار الدوار على المقاومة الحثية لملفات المرحل نفسه (مع تغيير في تغييرات XL و Iav و Uav) ، مما يقلل من معامل العودة ويزيد موثوقية العملية.

أرز. 9. عكس مخطط وقف ضغط الدم

مبدأ التشغيل: عند السرعة الزاوية العالية لدوار المحرك الكهربائي ، يكون EMF المستحث في لفاته صغيرًا ، نظرًا لأن E2s = E2k · s ، والانزلاق s مهمل (3-10٪). جهد الترحيل KV غير كافٍ لسحب عضو الإنتاج الخاص به. في الاتجاه المعاكس (يفتح KM1 ويغلق KM2) ، يتم عكس اتجاه دوران المجال المغناطيسي في الجزء الثابت. يعمل مرحل KV ، ويفتح دائرة إمداد ملامسات KMP و KMT ، ويتم إدخال مقاومات Rп و Rп الكابحة في دائرة الدوار. عند سرعة قريبة من الصفر ، ينطفئ مرحل KV ، ويغلق KMT ، ويتسارع المحرك في الاتجاه المعاكس.