Автоматизированное управление асинхронным двигателем с фазным ротором

ЗАДАНИЕ 2. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ.

Электроприводом называют совокупность устройств для преобразова­ния электрической энергии в механическую и управления потоком преоб­разованной энергии по определенному закону.

Одно из основных условий повышения производительности рабочих машин в системах электроприводов, качества техноло­гических процессов, а следовательно, и качества выпускаемой продукции является применение автоматического управления электродвигателями, осуществляемого без участия или при ми­нимальном участии человека. Такое управление осуществляется на разнообразной элементной базе, в которую входят различ­ные реле, контакторы, путевые выключатели, датчики и пре­образователи, усилители различных типов (электронные, элект­ромашинные, магнитные и др.), бесконтактные логические эле­менты, элементы цифровой и аналоговой вычислительной тех­ники, микропроцессорные устройства, микро- и мини-ЭВМ.

В состав схемы управления пуском асинхронного электро­двигателя (рис.  1) с  фазным ротором входит асинхронный электродвига­тель М — объект управления, ли­нейный контактор КЛ, кнопка пуска КиП, кнопка остановки КнС, тепловое реле РТ с размыкающим контактом РТ без са­мовозврата, с возвратом нажатием кнопки, плавкие предохра­нители ПР, трехполюсный выключатель В.

Линейный контактор КЛ имеет три замыкающих дугогаси-тельных контакта, коммутирующих цепь статора двигателя, и один замыкающий конктакт, шунтирующий пусковую кнопку.

Подготовка схемы к пуску осуществляется включением вы­ключателя В. Пуск двигателя осуществляется нажатием кноп­ки КнП, вследствие чего катушка контактора КЛ подключается на напряжение сети. Замыкающие контакты КЛ в цепи стато­ра подключают двигатель к сети. Вместе с тем замыкающий контакт КЛ шунтирует пусковую кнопку, позволяя отпустить се. Защита схемы от коротких замыканий обеспечивается плав­кими предохранителями ПР, а защита двигателя от перегру­зок обеспечивается электротепловым реле РТ, размыкающий

контакт которого без самовозврата включен в цепь катушки линейного контактора. Чтобы предотвратить возможность ра­боты двигателя на двух фазах, нагревательные элементы РТ включены в две фазы статорной обмотки.

Отключение двигателя от сети достигается нажатием кнопки КнС, вследствие чего размыкается цепь катушки линейного кон­тактора и его размыкающие контакты КЛ отсоединяют статор двигателя от сети. Таким образом, схема приводится в исходное состояние.

Для двигателей с фазным ротором применя­ют схему пуска с пусковыми сопротивлениями в цепи ротора. Принципы управления непрямым пуском двигателей перемен­ного тока те же, что и для двигателей постоянного тока, т. е. пуск может осуществляться в функции частоты вращения, тока и времени.

С целью снижения пусковых токов при включении асин­хронных электродвигателей используют схемы пуска через ре­актор или через автотрансформатор, включаемые в цепь ста­тора.

Двигатель с фазным ротором пускается при помощи пускового реостата.

Пусковой реостат подбирают таким образом, чтобы, во-первых, пусковой момент был по возможности ближе к максимальному, что ускоряет процесс пуска, во-вторых, чтобы пусковой ток не пре­вышал номинальный более чем в 1,6—2,2 раза, в-третьих, чтобы в течение времени пуска (1+5 с) реостат не перегревался. Послед­нее обстоятельство заставляет в крупных установках применять реостаты с масляным охлаждением.

Пусковой реостат обычно имеет несколько ступеней, каждой из которых соответствует своя характеристика М (s). По мере того как реостат выводится (вручную или автоматически), дви­гатель переходит с одной характеристики на другую, а по оконча­нии процесса пуска обмотка ротора оказывается замкнутой нако-. ротко. Это означает, что двигатель работает на естественной харак­теристике.

Применение двигателя с фазным ротором, требующим контакт­ных колец, щеток, реостата, усложняет обслуживание и делает

дороже всю установку. Поэтому с ростом мощности энергетических систем постоянно повышается мощность самых простых и деше­вых двигателей с короткозамкнутым ротором (до 100 кВт и выше).