Схема управления электроприводом

Схема силовой якорной цепи электропривода приведена на рис. 3.1. Схема подключается к напряжению постоянного тока U через автоматические выключатели QF1 и предохранители FU1. Она включает в себя обмотку якоря двигателя M, резисторы R_доб1 –R_доб6 , которые в разные моменты времени задействованы как пусковые, регулировочные и тормозные. Силовые контакты схемыKM6.2 и KM6.3 обеспечивают торможение противовключением на завершающем этапе рабочего цикла при разомкнутых контактахKM0.4 иKM0.5. В силовую якорную цепь включена обмотка реле максимального тока KA1.

Рис. 3.1 - Схема силовой якорной цепи электропривода

Релейно-контакторная схема управления электроприводом приведена на рис. 3.2. Электропривод работает следующим образом. Перед пуском электропривода включают автоматыQF1 и QF2. На схему силовых цепей и схему управления подается напряжение U. В схемеуправления электроприводом запитывается обмотка возбуждения электродвигателя LM, срабатывает реле обрыва поля KA2, замыкая свои контакты KA2.1 и KA2.2 в цепях контакторов KM0 и KM6. Через размыкающие контакты KM0.1, КM1.1, KM2.1, KM5.3 и KM6.4запитываются реле времени KT1, KT2 и KT3. Реле времени KT1, KT2, включившись, размыкают свои контакты KT1 и KT2 в цепях схемы управления. Реле времени KT3 при включении замыкает свои контакты KT3.1, KT3.2, KT3.4, KT3.5 и размыкает контакт KT3.3. Через замкнутый контакт KT3.4 получает питание реле времени KT4 и, в свою очередь, замыкает контакты KT4.1 –KT4.4, запитывая реле времени KT5 и контакторы KM3, KM4, а также размыкает контакт KT4.5. Контакторы KM3 и KM4, своими контактами шунтируют добавочные сопротивления R_доб5 и R_доб6. Реле времени KT5, включившись, размыкает свои замыкающие контакты KT5.1, KT5.2 и KT5.4, а также замыкает размыкающие контакты KT5.3 и KT5.5. Через контакт KT5.3 получает питание реле времени KT6 и замыкает контакты KT6.1, KT6.2. Реле времени KT7 не подключено, поэтому его контакт в цепи питания схемы управления замкнут. Схема подготовлена к включению.

Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1: если реле максимального тока KA1 находится в выключенном состоянии, а реле обрыва поля KA2 включено, то срабатывает контактор KM0, подключая обмотку якоря M двигателя к сети напряжения постоянного тока U, и двигатель начинает разгоняться по первой пусковой характеристике 3, рис. 2.10 с введенными сопротивлениями R_доб1 –R_доб4, рис. 3.1. Контакт KM0.2 осуществляет самоблокировку контактора KM0, контакт KM0.3запитывает обмотку электромагнитного растормаживателяLB, а контакт KM0.1 размыкается и снимает питание с реле времени KT1. Реле времени KT1, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени разгона по первой пусковой характеристике до скорости ω_пер1. По истечении времени выдержки размыкающий контакт KT1 замкнется и включится контактор KM1. Контактор KM1, включившись, закорачивает контактом KM1.2 резисторы R_доб3 и R_доб4, рис. 3.1, а также одновременно контактом KM1.1 отключает катушку реле времени KT2 и оно начинает отсчитывать время разгона по второй пусковой характеристике 4, рис. 2.10 до скорости ω_пер2. По истечении времени выдержки размыкающий контакт KT2 замкнется и включится контактор KM2. Контактор KM2, включившись, закорачивает контактом KM2.2 резистор R_доб2, рис. 3.1, а контактом KM2.1 отключает реле времени KT3 и оно начинает отсчитывать время разгона до первой рабочейскорости ω_p1 плюс время работы в первой рабочей точке– 15 с. После работы на первой технологической характеристике 1, рис. 2.10 реле времени KT3 размыкает свои контакты KT3.1, KT3.2, KT3.4, KT3.5 и тем самым отключает контакторы KM0, KM1, KM2, реле времени KT4, а контактом KT3.3запитывает контактор KM5. Двигатель переходит в режим динамического торможения (характеристика 5, рис. 2.10) для перехода во вторую рабочую точку. В якорную цепь двигателя включены сопротивления R_доб1 – R_доб3, рис. 3.1, которые и формируют сопротивление динамического торможения. По истечении времени задержки размыкаются контакты KT4.1 –KT4.4 и отключают контакторы KM5, KM3, KM4 и реле времени KT5. Одновременно контакт KT4.5 реле времени KT4 замыкается и включает контактор KM0, после чего двигатель начинает работу во второй рабочей точке со скоростью ω_p2. Через 18 с. реле времени KT5 размыкает контакты KT5.3 и KT5.5, тем самым включает отсчет реле времени KT6 и отключает контактор KM0. Одновременно путем замыкания контактов KT5.1, KT5.2 и KT5.4 включаются контакторы KM4, KM6, а также реле времени KT7 и двигатель переходит в режим торможения противовключением (характеристика 6, рис. 2.10). По истечении времени торможения противовключением размыкающий контакт KT6.1 разомкнется и отключит контактор KM6, который силовыми контактами KM6.1 –KM6.3 обесточит якорную цепь двигателя, а также электромагнитный растормаживательLB. Механизм остановлен.

Рис. 3.2 - Схема управления электроприводом

Одновременно с этим, размыкающий контакт KT6.2 отключает питание реле времени KT7, оно разрывает свой контакт, снимая питание со всей схемы управления и начинает отсчет времени паузы. Повторное включение двигателя должно произойти через интервал времени паузы – 45 с. Контакт KT7 замыкается, напряжение U вновь поступает на схему управления, производится подготовка к включению, описанная выше, и схема опять готова к выполнению нового технологического цикла, запуск которого начнется либо по нажатию кнопки SB1, либо замыканием контакта какого-либо внешнего устройства, подключенного параллельно контакту кнопки SB1.

Следует отметить, что приведенная схема является лишь одним вариантом реализации системы управления. Возможно добавление дополнительных защит и блокировок, а также применение принципа управления не по времени, а по скорости.

Также возможны менее трудоемкие варианты построения схемы управления рассмотренным технологическим циклом на базе регулируемых командоаппаратов, например КА4000, КА4600 или на базе программируемых многоканальных реле, например ПР110.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были рассмотрены вопросы выбора двигателя по мощности, построена диаграмма производственного механизма, а так же диаграмма скорости и нагрузочная диаграмма производственного механизма. Произведены расчеты электродвигателя и выбор его по каталогу, пусковых и регулировочных резисторов электропривода, параметров и характеристик режима динамического торможения асинхронного двигателя, переходных процессов скорости, момента и тока за цикл работы электропривода. Построены естественные механические и электромеханические характеристики электродвигателя, схема управления электроприводом, а так же проведена проверка двигателя по нагреву и перегрузке.

Список литературы

1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 2001. – 576 с.

2. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод: учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 2006. – 416 с.

3. Приводы машин: справочник / В.В. Длоугий, Т.И. Муха, А.П. Цупиков, Б.В. Януш; под общ.ред. В.В. Длоугого. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 2002. – 383 с.

4. Справочник по электрическим машинам: в 2 т.; под общ.ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 688 с.: ил.

5. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. – М.: Энергия, 2007. – 432 с.

6. Башарин А.В., Голубев Ф.Н., Кепперман В.Г. Примеры расчетов автоматизированного электропривода. – Л., Энергия, 2001. – 440 с.

7. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболевская. – М.: Энергоатомиздат, 2002. – 380 с.

8. Мощинский Ю.А., Беспалов В.Я., Кирякин А.А. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по каталожным данным // Электричество. – 2008. – № 4. – С. 39–42.