Цепи управления двигателем
Вообще говоря, основные схемы управления используются при пуске, остановке, последовательности и безопасности автоматической блокировки оборудования и машин.
Устранение неисправностей трех основных (жестких) схем управления, используемых при запуске электродвигателя (фото кредит: motorcontrolwarehouse.co.uk)
Цепь управления состоит из реле, контактов реле, контакторов, таймеров, счетчиков и т. Д. Цепи управления также могут быть сконфигурированы или запрограммированы в ПЛК. Это делается с использованием диаграммы лестничной логики, списков операторов или программного обеспечения блок-схем управления, представляя логические условия, последовательности и блокировки, необходимые для операционного оборудования или машины в автоматической последовательности.
Чтобы понять, как устранить неисправности схем управления, очень важно понять работу некоторых основных схем управления, которые являются предметом этой технической статьи.
- Основная схема управления для пускателя DOL (direct-on-line)
- Трехфазный стартер-треугольник
- Автотрансформатор 3-фазный стартер
1. Основная схема управления для пускателя DOL (direct-on-line)
На рисунке 1 (a) показана типичная схема для пускателя DOL для трехфазного двигателя. При этом стартер накладывается на все обмотки. Оценка двигателей, которые могут запускаться напрямую в режиме онлайн, зависит от мощности системы распределения и допустимого падения напряжения шины во время запуска.
Рисунок 1 - Основная схема управления для пускателя DOL (direct-on-line) - (a) Основная цепь; (b) Схема управления (мгновенный контакт); (c) Цепь управления (поддерживаемый контакт)
В крупных промышленных системах нет ничего необычного в том, что даже двигатель мощностью 200 кВт должен запускаться DOL, особенно при питании трансформатором 1600 кВА или выше. Однако, когда двигатель питается аварийным генератором низкого напряжения, запуск DOL должен планироваться с учетом начального падения напряжения.
Главный контур
На рисунке 1 (а) показана схема с трехфазным источником питания (L1, L2 и L3), предохранителями основной цепи (F1), основным контактором (K1) и реле защиты перегрузки (F2) для трехфазного двигатель.
Рисунок 1a - Главный контур
Двигатель можно запустить следующими двумя способами:
- Моментное управление контактом с кнопкой нажатия и отпускания
- Поддерживается управление контактом с помощью кнопки нажатия и кнопки фиксатора.
Моментное управление контактором
На рисунке 1 (b) показана схема моментального управления для запуска и остановки трехфазного двигателя с использованием пускателя DOL с кнопками запуска и останова S1 и S0 соответственно.
Рисунок 1b - Схема управления (мгновенный контакт)
Цепь управления состоит из:
- Реле перегрузки (F2) NC-контакт,
- NC-контакт стоп-кнопки (S0),
- НЕТ контакта пусковой кнопки (S1), подключенной последовательно к катушке основного контактора (K1).
Контрольное питание для схемы проходит через предохранитель (F3). Основная катушка контактора получает фазовую линию (L1) через схему управления только тогда, когда все контакты закрыты.
В этом случае, когда нажата кнопка пуска, цепь управления закрывается и главный контактор включается.
Как показано на рисунке 2, NO-контакт основного контактора соединен параллельно с кнопкой пуска. Когда главный контактор включен, он фиксируется через этот параллельный контакт NO (K1) даже после отпускания кнопки пуска. Главный контактор остается включенным, и двигатель продолжает работать до тех пор, пока кнопка останова не будет нажата, чтобы остановить двигатель или двигатель отключается из-за работы реле перегрузки.
Поддерживаемый контроль контактора
На рисунке 1 (c) показана схема управления для запуска и остановки трехфазного двигателя с использованием пускателя DOL с помощью одной кнопки (S1).
Рисунок 1c - Цепь управления (поддерживаемый контакт)
Цепь управления состоит из NC-контакта реле перегрузки (F2) и контакта NO переключателя типа S (S), соединенного последовательно с катушкой основного контактора (K). Контрольное питание для схемы проходит через предохранитель (F3).
Основная катушка контактора (K1) получает питание только тогда, когда все контакты закрыты. В этом случае, когда выключатель (S) закрыт, цепь управления замыкается, и главный контактор (K1) находится под напряжением. Пока выключатель (S) поддерживается, главный контактор остается включенным, и двигатель продолжает работать до тех пор, пока переключатель (S) не будет открыт или двигатель не отключится из-за работы реле перегрузки.
Вернуться к содержанию ↑
2. Трехфазный стартер-треугольник
Схема, показанная на рисунке 2 (a), является основной схемой стартер-треугольник, а на рисунке 2 (b) показана схема управления.
Обычно двигатель имеет тенденцию набирать на 500% больше тока, чем полная нагрузка нормального тока от линии питания во время запуска. Это, в свою очередь, увеличивает начальный крутящий момент, который выше нормального, что может привести к механическому повреждению.
Чтобы этого избежать, используются пускатели пониженного напряжения. Стартер-дельта-пускатели также используются, когда слабая система не может поддерживать запуск DOL двигателя большой мощности.
Начальный ток (линия) при использовании этого метода уменьшается в 3 раза (т.е. 200% вместо 600%). Однако пусковой момент также уменьшается в 3 раза. Поэтому этот метод не подходит для нагрузок с высокой инерцией или для тех, которые требуют высокого момента запуска / разрыва.
Рисунок 2 - (a) Основная схема звездообразного стартера; (b) Схема управления звездообразным стартером
При запуске в стартер-треугольник обмотка соединяется в звездой с контактором K1 и K2, который применяет пониженное напряжение (приблизительно 58% от номинала). Затем через некоторое время подключите обмотки в треугольной конфигурации с контакторами K1 и K3.
Стартовая дельта-стартерная работа
Основной контактор K1 включится только тогда, когда предохранитель цепи управления (F3), резервный предохранитель (F1) и реле перегрузки (F2) будут работоспособны и нажата кнопка пуска (S1).
Конфигурация пониженного напряжения (конфигурация звезды)
Катушка таймера звезда-треугольник (K4) получает питание через предохранители F3, F1, NC-контакт кнопки останова (S0) и NO-контакт пусковой кнопки. По мере того как нажимается кнопка PB (S1), катушка таймера K4 срабатывает и, в свою очередь, активирует змеевик контактора звезды K2. Катушка основной линии (K1) получает питание через NC-контакт S0, контакт NO S1, контакт NO K2 и остается зафиксированным, если не нажата кнопка останова (S0).
Теперь главный контактор (K1) и звездный контактор (K2) находятся в состоянии срабатывания, которое будет приводить двигатель в конфигурацию звезды.
Полное напряжение (дельта-конфигурация)
По истечении времени, установленного на таймере K4 (звезда с дельта-таймером), катушка контактора (K3) поднимается, и в то же время звезда-контактор (K2) обесточивается.
Теперь главный контактор (K1) и дельта-контактор (K3) находятся в состоянии срабатывания, которое будет приводить двигатель в дельта-конфигурацию.
Когда двигатель отключается в режиме перегрузки либо в конфигурации с звездой, либо по треугольнику, цепь управления всегда гарантирует, что двигатель перезапускается в конфигурации звезды, а не в конфигурации треугольника.
Вернуться к содержанию ↑
3. Трехфазный стартер-автотрансформатор
На рисунке 3 показана трехфазная схема автотрансформатора. Этот тип схемы стартера использует автотрансформатор для применения пониженного напряжения на обмотках двигателя во время запуска. Три автотрансформатора подключены в конфигурации звезды и выбраны отводы, чтобы обеспечить достаточный пусковой ток для двигателя.
По истечении определенного промежутка времени полное напряжение подается на двигатель в обход автотрансформаторов.
Рисунок 3 - Типичная основная и управляющая схема автотрансформаторного стартера для трехфазного двигателя
Работа автотрансформатора
Предохранитель (F1) и реле перегрузки (F2) обеспечивают защиту основной цепи. Аналогично, схема управления имеет контакт с предохранителем (F3) и реле перегрузки (F2) NC.
Уменьшенная конфигурация напряжения
В этой цепи контактор (K5) будет срабатывать, когда нажата кнопка пуска, и останется нажатой до тех пор, пока не будет нажата кнопка останова или цепь управления не сработает, или двигатель не отключится при перегрузке.
Когда K5 подхватит, он включит катушку реле таймера (K4). Это, в свою очередь, активирует катушку контактора K1. Контакт K1 замыкающего контактора активирует катушку контактора K2. Таким образом, контакторы K5, K4, K1 и K2 находятся на возбужденном состоянии на этом этапе. Это приведет к запуску двигателя через автотрансформатор с пониженным напряжением и с конфигурацией звезды из-за контактора K1 и K2.
Конфигурация полного напряжения
По истечении времени таймера реле (K4) он отключает катушку контактора K1. В то же время включается катушка контактора K3, что в свою очередь приведет к обесточиванию катушки контактора K2.
Теперь двигатель будет работать при полном напряжении, так как контактор K3 находится в состоянии срабатывания.
Если промежуточный двигатель отключается при перегрузке, необходимо проверить цепь управления, поэтому двигатель перезапускается в конфигурации звездочки и при пониженном напряжении после сброса перегрузки.
Вернуться к содержанию ↑
Ссылка // Практическое устранение неисправностей электрооборудования и схем управления Марка Брауна