Описание работы типовых релейно-контакторных электрических схем управления электроприводами

            7 Описание работы типовых релейно-контакторных
             электрических схем управления электроприводами

          В современных системах управления электродвигателями широкое применение нашли схемы релейно-контакторного управления. Под релейно-контакторным управлением понимается управление электроприводами при помощи контакторов, магнитных пускателей, реле и других аппаратов. При этом рабочие контакты этих аппаратов, включенные в силовые (главные) цепи, приводятся в действие не вручную, а посредством вспомогательных электромагнитов, управление которыми может производиться дистанционно.

          В связи с этим в схемах различают две цепи: цепь главного тока, или силовую, и цепь вспомогательную, или управления.

          В силовую цепь входят обмотки машин переменного или постоянного тока, главные (силовые) контакты контакторов (магнитных пускателей), вводные рубильники или автоматические воздушные выключатели, предохранители и защитные реле.

          В цепь управления входят кнопки управления, кнопочные посты, электромагниты контакторов (магнитных пускателей), путевые и конечные выключатели и переключатели, блокировочные и другие вспомогательные контакты реле и контакторов, а также регуляторы различных назначений.

          Для повышения надёжности и безопасности эксплуатации цепи управления можно, а иногда и нужно, включать на пониженное напряжение через трансформаторы, используя для этого напряжение 36, 127 или 220 вольт, вместо рабочего напряжения 380 или 660 вольт.

          В установках, где требуется повышенная надёжность или где требуется обеспечить высокую цикличность (подъёмно-транспортные механизмы, лифты), для цепей управления часто используют постоянный ток.

          Силовые цепи замыкаются или размыкаются под действием цепи управления.

          Схемы релейно-контакторного управления дают возможность осуществлять автоматический пуск и останов двигателя, изменение скорости его вращения, реверс, торможение, ускорение, блокировочные связи с другими механизмами и выполнять ряд других операций.

          Релейно-контакторная схема может быть изображена на листе бумаги или в виде совмещённой схемы, или в виде развёрнутой (элементной).

          В совмещённой схеме все элементы аппаратуры показываются на чертеже так, как они размещаются в действительности, и представляют собой, по существу, монтажные схемы.

          В развёрнутой схеме токоведущие элементы аппаратов и машин изображаются в такой последовательности, которая нужна для выполнения ими соответствующих операций. Поэтому элементы одного и того же аппарата размещают в разных местах чертежа. Развёрнутую схему часто называют также принципиальной.

          Следует сказать, что по развёрнутой схеме гораздо легче и проще проследить взаимодействие отдельных элементов, какой бы сложной и громоздкой эта схема не была.

          В данном разделе приведено подробное описание типовых электрических принципиальных схем управления, применяемые на практике. Все схемы показаны в развёрнутом виде. В данных схемах для облегчения понимания принципа работы схемы на одном листе приводятся как главные (силовые) цепи, так и вспомогательные цепи управления.

          О схемах управления, содержащих цепи автоматической блокировки и сигнализации, более подробно будет рассказано в разделе 7.6 именно с точки зрения интереса к специфике этих цепей. 

          7.1 Управление электроприводами с трёхфазными
                 асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором

Трёхфазные асинхронные электродвигатели нашли широкое применение в качестве силовых  электродвигателей благодаря тому, что они имеют ряд неоспоримых преимуществ, в сравнении с другими электродвигателями.

          Такими преимуществами (достоинствами) являются: простота конструкции, удобство и надёжность в эксплуатации, экономичность, безопасность, дешевизна, большая шкала мощностей при всех скоростях вращения, возможность регулирования скорости вращения несколькими способами, хорошие механические характеристики и пусковые свойства, значительная перегрузочная способность.

          7.1.1 Схемы дистанционного управления электроприводами

          Схема управления (рисунок 7.1) обеспечивает дистанционное управление нереверсивным трёхфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором (к.з.р.). Для включения двигателя требуется включить вводной автоматический выключатель QF1 и осуществить нажатие пусковой кнопки SB2. Таким образом будет подано напряжение питания на электромагнит управления контактора КМ1. Перемещение якоря электромагнита через механизм реле передаётся на контактную систему контактора. При этом замыкающие (нормально-разомкнутые) контакты контактора будут замыкаться как в силовой цепи (КМ1),  так и в цепи управления (КМ1.1), а размыкающие (нормально-замкнутые) будут размыкаться). Блок-контакт КМ1.1 позволяет осуществить питание (самопитание) электромагнита после того как пусковая кнопка SB2 будет отпущена. Останов двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1. Цепь управления электромагнита КМ1 теряет питание и за счёт усилия пружин возврата в механизме контактора возвращает механизм в первоначальное положение. При этом ранее замкнувшиеся замыкающие (нормально-разомкнутые) контакты контактора будут размыкаться, а ранее разомкнувшиеся размыкающие (нормально-замкнутые) будут замыкаться. Двигатель при этом отключается от сети и ротор двигателя вращается ещё какое-то время по инерции.

А    В   С           N                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         QF1                   SB1                       SB2                 KM1                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 KM1                                               KM1.1                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             М1