Лабораторная работа №31

Изучение схем дистанционного

Управления асинхронным двигателем

С короткозамкнутым ротором

Цель работы:

изучить устройство и принцип действия нереверсивного и реверсивного магнитных пускателей (контактора и электротеплового реле);

приобрести практические навыки в сборке и чтении простейших схем контакторного управления пуском и реверсом асинхронного электродвигателя;

ознакомиться со средствами и способами защиты двигателей и электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий.

1 Описание установки

Испытательная установка состоит из асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором типа А031-4 и магнитных пускателей типа ПМЕ-221 (ПА-312).

Установка содержит реостат (5000 Ом, 0,2 А) или ЛАТР, вольтметр типа Э421 (Э8021), служащие для определения параметров работы контактора.

Питание установки производится от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В через автоматический выключатель АП50-3МТ, служащий для защиты схемы от короткого замыкания.

Магнитные пускателипредназначены для дистанционного управления асинхронными двигателями мощностью до 75 кВт, а также для защиты их от перегрузок. Магнитный пускатель представляет собой комплектное устройст­во управления, состоящее из электромагнитного контактора, электротепловых реле и кнопок управления.

Пускатель с одним контактором называется нереверсивным, а с двумя – реверсивным.

Электромагнитный контактор представлен на рисунке 31.1. При протекании тока через катушку 1 контактора намагничивается сердечник 2 и притягивает якорь 3. При этом силовые (главные) контакты 4 и блок-контакт (вспомогательный контакт) 8 замыкаются, а блок-контакт 7 размыкается. Сила прижатия в контактах 4 обеспечивается пружиной 5. При обесточивании катушки 1 якорь 3 больше не удерживается сердечником 2 и под действием собствен­ной массы или пружины 6 подвижная система переходит в отключенное положение (исходное состояние), размыкая контакты 4, 8 и замыкая блок-контакт 7.

Катушка; 2 – сердечник; 3 – якорь; 4 – главные (силовые)

Контакты; 5 – пружина для обеспечивания силы прижатия

Контактов 4; 6 - пружина для возврата якоря в исходное состояние; 7 – блок-контакт размыкающий; 8 - блок-контакт замыкающий.

Рисунок 31.1 – Схема электромагнитного контактора

Блокирующие контакты 7 и 8 используются в цепях управления, блокировки и сигнализации. Рассчитаны они на небольшой ток (до 5А).

Электротепловые реле (рисунок 31.2) служат для защиты двигателя от перегрузок. Основным элементом электротеплового реле является биметаллическая пластина 1, нагреваемая спиралью 2, по которой проходит рабочий ток защищаемой цепи.

Биметаллическая пластина; 2 – спираль нагревателя; 3 – поворотный рычаг; 4 –пружина; 5 – ось поворота рычага; 6 –тяга; 7 – контакты; 8 – кнопка возврата реле в рабочее положение.

Рисунок 31.2 - Устройство электротеплового реле

 

Биметаллическая пластина состоит из двух спаянных пластинок, изготовленных из разных металлов, имеющих различные коэффициенты теплового расширения. Благодаря тепловому действию тока спираль нагревается, а вместе с ней нагревается и биметаллическая пластина. Если ток длительно превышает номинальное значение, пластина от нагревания значительно деформируется и, изгибаясь, освобождает рычаг 3, который под действием пружины 4 поворачивается вокруг оси 5 по часовой стрелке и тягой 6 размыкает контакты 7. Кнопка 8 предназначена для возврата системы реле в исходное положение после того, как охладятся спираль и биметаллическая пластина.

2 Содержание и порядок выполнения работы

ВНИМАНИЕ! Перед включением каждой схемы необходимо пригласить преподавателя для проверки правильности ее сборки. Убедившись в правильной работе каждой схемы в соответствии с описанием, необходимо продемонстрировать ее работу преподавателю. Свои наблюдения за работой каждой схемы занести в протокол испытаний.

 

 

2.1 Ознакомиться с аппаратурой и приборами, используемыми в схемах: асинхронным двигателем, автоматическим выключателем, контактором, электротепловым реле.

2.2 Собрать схему согласно рисунку 31.3 и убедиться, что двигатель работает только при нажатой кнопке SB1. Произвести 2-3 пуска и остановки двигателя. Описать в протоколе испытаний работу схемы.

.

 

 

2.3 Собрать схему согласно рисунку 31.4 и убедиться, что необходимость удерживать кнопку «ПУСК» в нажатом состоянии здесь отпадает. Осуществить несколько (2-3) пусков и остановок двигателя с помощью кнопок управления. Описать в протоколе испытаний работу схемы.

2.4 Собрать схему согласно рисунку 31.5 и проверить ее работу путем пуска, остановки и реверса двигателя. Убедиться в действии блокировки, исключающей одновременную работу контакторов КМ1 и КМ2. Для чего запустить двигатель нажатием, например, кнопки SB2, а затем, при работающем двигателе, нажать кнопку SB3 или наоборот. Описать в протоколе испытаний работу схемы.

 

2.5 Провести опыт по определению коэффициента возврата контактора. Для чего:

2.5.1 Собрать схему согласно рисунку 31.6

2.5.2 Вывести полностью реостат R (или ЛАТР в нулевое положение).

2.5.3 Включить автоматический выключатель QF. Нажать кнопку SВ2 и, удерживая ее нажатой, медленно повышать напряжение на катушке контактора с помощью реостата (или ЛАТРа) до момента срабатывания контактора, следя за показаниями вольтметра PU. Кнопку SВ2 отпустить. Показание вольтметра –напряжение включения контактора U_вкл в момент его срабатывания занести в таблицу. Не отключая схему, выполнить пункт 2.5.42.5.4 Постепенно понижая напряжение на катушке контактора с помощью реостата (или ЛАТРа), и, следя за показанием вольтметра, зафиксировать момент отключения контактора. Напряжение отпускания контактора U_отп занести в таблицу. Опыты (п.п. 2.5.3, 2.5.4) повторить 3 раза.

2.5.5 Отключить автоматический выключатель QF, вывести полностью реостат (ЛАТР).

2.5.6 Вычислить коэффициенты возврата , , по формуле .

За действительную величину коэффициента возврата принять среднее значение

Таблица – 31

№ опыта	Опытные данные	Расчетные данные
Uвкл, В	Uотп, В	kв	kв ср

 

3 Составление отчета

Составить отчет установленной формы, в котором:

1 Вычертить схемы, приведенные в работе.

2 Дать краткое описание работы каждой схемы согласно проделанным опытам.

3 Привести таблицу опытных и расчетных данных определения коэффициента возврата.

4 Сделать выводы о роли магнитного пускателя в схемах электропривода.

 

 

 

 

4 Контрольные вопросы

1 Методика выполнения работы.

2 Назначение оборудования и аппаратуры, используемой в работе.

3 Условные обозначения элементов схем электропривода.

4 Что называется магнитным пускателем? Какие они бывают?

5 Устройство и принцип действия электромагнитного контактора.

6 Назначение блок - контактов. Что такое блокировка?

7 Что называется коэффициентом возврата контактора?

8 Как осуществляется реверсирование асинхронного электродвигателя?

9 Назначение и устройство электротеплового реле. Принцип его действия.

10 Пояснить действие защиты двигателя от перегрузки.

11 Для чего служит автоматический выключатель?

12 Объяснить схемы пуска двигателя.

5 Рекомендуемая литература

1 Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Высш. шк., 1999, 1983.

2 Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1987. с. 496-499, 502-507.

3Пижурин А.А. Электрооборудование и электроснабжение лесопромышленных и деревообрабатывающих предприятий. М.: Лесная промышл., 1980. с. 71-73, 110 - 115.

4 Иванов А. А.справочник по электротехнике. Киев.: Высшая школа, 1979. с. 339 - 358.

5 Пациора П. П. и др. Электрооборудование и электроснабжение лесопромышленных и деревообрабатывающих предприятий. М., 1971. с. 30 - 62.

6 Ушев Н.И., Электротехника и промышленная электроника. МУ к практическим занятиям по развитию навыков чтения электрических схем управления. Брянск: БГИТА, 1996.

7 Алексеев-Мохов С.Н., Мироненко В.И., Сахаров Ю.Г., Ушев Н.И. Изучение схем управления асинхронным двигателем. Лаб. Раб. № 31 , Метод. указания к лабораторным работам по электротехнике. Электрические машины. Часть 4. Брянск: БТИ, 1983.