Принципы автоматизации пуска ЭД постоянного тока. Пуск ЭД в функции ЭДС и тока.

План лекции № 11

По дисциплине «Автоматизированный электрический привод».

Тема: Автоматизация управления движением электропривода постоянного и переменного тока.

Цель: 1. Изучить принципы автоматизации пуска ЭД постоянного и переменного тока.

    2. Изучить принципы автоматизации торможения ЭД постоянного и переменного тока.

Время : 2 часа Дата: 06.11.2017г. Место проведения: ауд. 378

Вопросы темы:

1) Принципы автоматизации пуска ЭД постоянного тока. Пуск ЭД в функции ЭДС и тока

2) Пуск ЭД постоянного тока в функции времени.

3) Автоматизация режима торможения ЭД постоянного тока.

4) Автоматизация режимов пуска и торможения АД с короткозамкнутым ротором.

Литература: 1. М.Г. Чиликин, А.С.Сандлер «Общий курс электропривода» стр. 394...416 .

Доцент кафедры ВИЭ и ЭСС к.т.н.                           Горпинченко А.В.

Принципы автоматизации пуска ЭД постоянного тока. Пуск ЭД в функции ЭДС и тока.

Ручное управление ЭП требует от оператора четкости в действиях и характеризуется низким быстродействием.

Продемонстрируем последствия пуска ЭД постоянного тока параллельного возбуждения в случае ошибки в действиях оператора. Изобразим для этого электрическую схему двухступенчатого пуска ЭД параллельного возбуждения и его пусковую диаграмму. Пуск ЭД согласно этой диаграммы может быть произведен вручную или автоматически. При пуске вручную резисторы  шунтируются с ориентировкой на показания амперметра в цепи якоря ЭД.

			Рисунок 1

Если оператор переключит пусковой резистор на ступень  с опозданием, то ЭД некоторое время будет работать в  (×) , что может привести к перегреву его, а поскольку пусковые резисторы рассчитаны на кратковременный режим работы и перегоранию. Если же переключение произойдет преждевременно – в (×) , последует значительный бросок тока якоря > , что может привести к срабатыванию защиты ЭД от превышения тока.

Автоматизация пуска (управления) позволяет более точно выдержать заданные условия пуска и освобождает человека от выполнения утомительных операций. Выясним,  прежде всего, в функции каких величин можно осуществить автоматическое управление пуском двигателя. Из рассмотренной диаграммы, показанной на рис.1, следует, что шунтирование ступеней резисторов должно происходить при определенной угловой скорости двигателя (Ω₁, Ω₂) определенном токе  и через определенные промежутки времени (t₁, t₂). Очевидно, что управление пуском может быть осуществлено в функции скорости, тока, времени.

Управление в функции угловой скорости тре­бует контроля угловой скорости с последующим воздей­ствием на соответствующий аппарат. Реле, непосредственно работающие в функции угловой скорости, например центро­бежные, в схемах управления пуском двигателей приме­няются сравнительно редко. Объясняется это относительной сложностью их конструкции и небольшой надежностью в работе. Можно измерять угловую скорость электрическим путем при помощи тахогенератора, соединенного с валом двигателя. Однако необходимость иметь дополнительно та­кой тахогенератор приводит также к усложнению схемы. Поэтому угловая скорость двигателя часто фиксируется косвенным путем — измерением других параметров, одно­значно связанных с угловой скоростью. Для двигателей постоянного тока таким параметром является ЭДС двига­теля, а для синхронных и асинхронных двигателей с фаз­ным ротором, кроме того, частота тока в роторе и значение ЭДС ротора.

Напряжение, зависящее от ЭДС, прикладывается к ка­тушкам реле или контакторов, которые срабатывают при определенном значении ЭДС и осуществляют переключе­ние пусковых резисторов в требуемой последовательности.

Из-за недостатков присущих электрическим схемам, автоматизация пуска ЭД постоянного тока раздельно в функции ЭДС и тока в настоящее время практически не применяется.

Одним из этих недостатков является возможность «застревания» ЭД на реостатной характеристике при >> , что может привести к перегоранию пускового резистора. В ЭП находит применение комбинированный способ пуска, заключающийся в одновременном контроле и ЭДС якоря ЭД и тока в нем. Контроль параметров (Е, I) осуществляется при помощи двухкатушечного дифференциального реле. Принципиальная электрическая схема реализующая этот способ представлена на рис. 2.

Пуск ЭД: Å SB1® ÅKM ®(+) гл. к-т КМ ® ÅL→ ЭД идет в ход через  ( - по ЭДС, kФΩ ≈ Е, .

Реле (контактор) имеет две катушки .

Рабочая катушка подключена параллельно якорю ЭД, а удерживающая катушка – пусковому резистору. Якорь реле сразу же после его подключения оказывается под воздействием двух противоположно направленных сил. Сила, создаваемая ампервитками рабочей обмотки стремится притянуть якорь реле в положение «Включено», сила, создаваемая ампервитками удерживающей катушки, стремится удержать его в нормальном положении.

В момент включения главного контакта КМ скорость ЭД и соответственно величина противо-ЭДС в якоре равны нулю. Следовательно, ампервитки рабочей катушки в начальный момент пуска будут определяться только падением напряжения на сопротивлении якоря .

По мере увеличения скорости ЭД ЭДС в якоре повышается, а падение напряжения на пусковом резисторе понижается. Соответственно изменяются усилия, создаваемые рабочей и удерживающей катушками. При достижении ЭДС ЭД ≈ 75 % напряжения сети дифференциальный контактор срабатывает и своим главным контактном KV шунтирует резистор . На этом пуск ЭД заканчивается. В ЭП постоянного тока этот способ автоматизации пуска реализуется в магнитных пускателях серии ПП 1000-5000.