Схема подключения реверсивного магнитного пускателя
При управлении мощными нагрузками типа асинхронного двигателя иногда требуется смена направления вращения вала двигателя. При трех фазной электро сети для реверса(т.е. смены направления вращения) двигателя достаточно поменять две любые фазы местами и получить обратное вращение. По скольку для реверса двигателя применяется такой метод ( а именно меняются две фазы местами) есть опасность того что фазные напряжения встретятся на одном из контактов двигателя. По этому для организации реверсивного вращения применяются специальные Реверсивные пускатели которые могут противостоять такому стечению обстоятельств. А именно имеют внутри себя специальную механическую блокировку и дополнительные блокирующие электрические контакты о чем написано в статье просвещенной внутренней . Для управления данным пускателем используются три кнопки две «Пуск» с нормально разомкнутым контактом, и одна «Стоп» с нормально замкнутым контактом.
Реверсивный магнитный пускатель представленный на схеме имеет внутри себя две катушки для управления контактами рассчитанные на напряжение включения равное 380 вольтам.
Принцип работы магнитного реверсивного пускателя следующий. При нажатии на любую из клавиш Пуска магнитного пускателя происходит замыкание цепи катушки управления пускателем, срабатывает механическая блокировка пускателя при этом срабатывает блок дополнительный контактов. Один из которых дублирует кнопку что в следствии позволяет её отпустить после включения пускателя.
Еще реверсивные пускатели можно использовать и с разными катушками управления одновременно тогда схема включения магнитных пускателей будет выглядеть так
схема включения реверсивного магнитного пускателя с разными управляющими катушкамиДля более удобного использования реверсивного пускателя можно применить для управления не отдельные кнопки, а так называемый ПКЕ-212/3 который выпускается с нужными для управления контактами или можно собрать такой пост самим для этого закупаются кнопки с необходимыми контактами и корпус(бокс) под них производителей такой мелочевки много например ИЭК, EKF есть и подороже тот же самый шнайдер электрик.
Похожие посты:
Реверсивное подключение трехфазного двигателя — Всё о электрике
Схема реверса трехфазного двигателя
Трехфазные электродвигатели широко используются на многих объектах. В силу специфических условий эксплуатации, довольно часто возникает необходимость изменения направления вращения вала того или иного агрегата. Для этих целей лучше всего подходит стандартная схема реверса трехфазного двигателя, применяемая для открытия и закрытия гаражных ворот, обеспечения работы лифтов, погрузчиков, кран-балок и другого оборудования.
Общая схема реверса электродвигателей
В промышленности и сельском хозяйстве нашли широкое применение различные типы трехфазных асинхронных электродвигателей. Они устанавливаются в электроприводах оборудования, служат составной частью автоматических устройств. Трехфазные агрегаты завоевали популярность, благодаря высокой надежности, простому обслуживанию и ремонту, возможности работы напрямую от сети переменного тока.
Специфика работы устройств, работающих с электродвигателями, предполагает необходимость изменения направления вращения вала, называемого реверсом. Для таких ситуаций разработаны специальные схемы, в состав которых включены дополнительные электрические приборы. Прежде всего, это вводный автомат, имеющий соответствующие параметры, контакторы (2 шт.), тепловое реле и элементы управления в виде трех кнопок, объединенных в общий кнопочный пост.
Для того чтобы вал начал вращаться в противоположную сторону, необходимо изменить расположение фаз подаваемого напряжения.
Для управления катушками обоих контакторов предусмотрены три кнопки – ВПЕРЕД, НАЗАД и СТОП. Они обеспечивают питание катушек в зависимости от расположения фаз. Порядок включения контакторов влияет на замыкание электрической цепи таким образом, что вращение вала двигателя в каждом случае происходит строго в определенную сторону. Кнопку НАЗАД необходимо только нажать, но не удерживать, так как она сама оказывается в нужном положении под действием самоподхвата.
На всех трех кнопках установлена блокировка, предотвращающая их одновременное включение. Несоблюдение этого условия может привести к возникновению в электрической цепи короткого замыкания и выходу из строя оборудования.
Для блокировки кнопок используется специальный блок-контакт, расположенный в соответствующем контакторе.
Схема реверса трехфазного двигателя и кнопочного поста
В каждой системе, обеспечивающей реверс трехфазного электродвигателя, имеются специфические кнопочные контакты, объединенные в общий кнопочный пост. Работа этой системы тесно связана с функционированием остальных элементов схемы.
Всем известно, что включение контактора магнитного пускателя осуществляется с помощью управляющего импульса, поступающего после нажатия на пусковую кнопку. Данная кнопка в первую очередь обеспечивает подачу напряжения на катушку управления.
Включенное состояние контактора удерживается и сохраняется, благодаря принципу самоподхвата. Он заключается в параллельном подключении (шунтировании) к пусковой кнопке вспомогательного контакта, обеспечивающего подачу напряжения на катушку. В связи с этим уже нет необходимости удерживать кнопку ПУСК в нажатом состоянии. Таким образом, магнитный пускатель может отключиться только после разрыва цепи катушки управления, поэтому в схеме необходима кнопка с размыкающим контактом.
Все кнопки выполнены в универсальном варианте для того, чтобы обеспечить моментальный реверс двигателя, если в этом возникнет срочная необходимость. Отключающая кнопка, в соответствии с общепринятыми нормами, имеет название СТОП и маркируется красным цветом. Кнопка включения известна как стартовая или пусковая, поэтому она именуется по-разному с помощью слов ПУСК, ВПЕРЕД или НАЗАД.
В некоторых случаях кнопочный пост может использоваться в нереверсивной схеме работы электродвигателя, когда его вал вращается лишь в одном направлении. Запуск производится кнопкой пуск, а остановка произойдет через определенный промежуток времени после нажатия кнопки СТОП, когда вал преодолеет инерцию. Подключение такой схемы может быть выполнено в двух вариантах, с помощью катушек управления на 220 и 380 вольт.
Во всех случаях перед подключением кнопочного поста составляется схема его монтажа.
По завершении монтажа в кнопочном посте устанавливается перемычка, затем подключается провод, соединяющий клемму 1 кнопки ПУСК и вывод катушки управления контактора.
Схема реверса трехфазного двигателя в однофазной сети
Довольно часто трехфазные электродвигатели используются в бытовых условиях и включаются в однофазную сеть. Для таких случаев предусмотрена реверсивная схема подключения электродвигателя в однофазной сети. Принцип действия такой схемы очень простой: для выполнения реверса используются конденсаторы, питание которых переключается между полюсами питающего напряжения.
Управление схемой осуществляется кнопкой.
Поскольку питающее напряжение составляет 220 В, соединение обмоток двигателя будет выполнено звездой, а на клеммник подведено три вывода. На кнопке управления между клеммами устанавливается перемычка, после чего к одной из них подключается вывод конденсатора. Второй вывод конденсатора подключается к обмотке электродвигателя, не соединенной с сетью.
Затем переключатель соединяется с двигателем, затем подводится питающее напряжение. Готовую систему нужно включить и проверить работу реверса.
Схема подключения реверсивного магнитного пускателя.
08 Апр 2014г | Раздел: Электрика
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем разбираться с магнитным пускателем и сегодня мы рассмотрим еще одну классическую схему подключения магнитного пускателя, которая обеспечивает реверс вращения эл. двигателя.
Такая схема используется в основном, где нужно обеспечить вращение эл. двигателя в обе стороны, например, сверлильный станок, подъемный кран, лифт и т.д.
На первый взгляд может показаться, что эта схема намного сложнее, чем схема с одним пускателем, но это только на первый взгляд.
В схему добавилась еще одна цепь управления, состоящая из кнопки SB3, магнитного пускателя КМ2, и немного видоизменилась силовая часть подачи питания на эл. двигатель. Названия кнопок SB2 и SB3 даны условно.
Для защиты от короткого замыкания в силовой цепи, перед катушками пускателей добавились два нормально-замкнутых контакта КМ1.2 и КМ2.2, взятые от контактных приставок, установленных на магнитных пускателях КМ1 и КМ2.
Для удобства понимания схемы, цепи управления и силовые контакты пускателей раскрашены в разные цвета. А чтобы визуально не усложнять схему, цифробуквенные обозначения пар силовых контактов пускателей не указываются.
Ну а если возникнут вопросы или сомнения, прочитайте еще раз предыдущую часть статьи о подключении магнитного пускателя.
1. Исходное состояние схемы.
При включении автоматического выключателя QF1 фазы «А», «В», «С» поступают на верхние силовые контакты магнитных пускателей КМ1 и КМ2 и там остаются дежурить.
Фаза «А», питающая цепи управления, через автомат защиты цепей управления SF1 и кнопку SB1 «Стоп» поступает на контакт №3 кнопок SB2 и SB3, вспомогательный контакт 13НО пускателей КМ1 и КМ2, и остается дежурить на этих контактах. Схема готова к работе.
На рисунке ниже показана часть реверсивной схемы, а именно, монтажная схема цепей управления с реальными элементами.
2. Работа цепей управления при вращении двигателя влево.
При нажатии на кнопку SB2 фаза «А» через нормально-замкнутый контакт КМ2.2 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1, пускатель срабатывает и его нормально-разомкнутые контакты замыкаются, а нормально-замкнутые размыкаются.
При замыкании контакта КМ1.1 пускатель встает на самоподхват, а при замыкании силовых контактов КМ1 фазы «А», «В», «С» поступают на соответствующие контакты обмоток эл. двигателя и двигатель начинает вращение, например, в левую сторону.
Здесь же, нормально-замкнутый контакт КМ1.2, расположенный в цепи питания катушки пускателя КМ2, размыкается и не дает включиться магнитному пускателю КМ2 пока в работе пускатель КМ1. Это так называемая «защита от дурака», и о ней чуть ниже.
На следующем рисунке показана часть схемы управления, отвечающая за команду «Влево». Схема показана с использованием реальных элементов.
3. Работа цепей управления при вращении двигателя вправо.
Чтобы задать двигателю вращение в противоположную сторону достаточно поменять местами любые две питающие фазы, например, «В» и «С». Вот этим, как раз, и занимается пускатель КМ2.
Но прежде чем нажать кнопку «Вправо» и задать двигателю вращение в обратную сторону, нужно кнопкой «Стоп» остановить прежнее вращение.
При этом разорвется цепь и управляющая фаза «А» перестанет поступать на катушку пускателя КМ1, возвратная пружина вернет сердечник с контактами в исходное положение, силовые контакты разомкнутся и отключат двигатель М от трехфазного питающего напряжения. Схема вернется в начальное состояние или ждущий режим:
Нажимаем кнопку SB3 и фаза «А» через нормально-замкнутый контакт КМ1.2 поступает на катушку магнитного пускателя КМ2, пускатель срабатывает и через свой контакт КМ2.1 встает на самоподхват.
Своими силовыми контактами КМ2 пускатель перебросит фазы «В» и «С» местами и двигатель М станет вращаться в другую сторону. При этом контакт КМ2.2, расположенный в цепи питания пускателя КМ1, разомкнется и не даст пускателю КМ1 включиться пока в работе пускатель КМ2.
4. Силовые цепи.
А теперь посмотрим на работу силовой части схемы, которая и отвечает за переброс питающих фаз для осуществления реверса вращения эл.
двигателя.
Обвязка силовых контактов пускателя КМ1 выполнена так, что при их срабатывании фаза «А» поступает на обмотку №1, фаза «В» на обмотку №2, и фаза «С» на обмотку №3. Двигатель, как мы определились, получает вращение влево. Здесь переброс фаз не осуществляется.
Обвязка силовых контактов пускателя КМ2 выполнена таким-образом, что при его срабатывании фазы «В» и «С» меняются местами: фаза «В» через средний контакт подается на обмотку №3, а фаза «С» через крайний левый подается на обмотку №2. Фаза «А» остается без изменений.
А теперь рассмотрим нижний рисунок, где показан монтаж всей силовой части на реальных элементах.
Фаза «А» белым проводом заходит на вход левого контакта пускателя КМ1 и перемычкой заводится на вход левого контакта пускателя КМ2. Выхода обоих контактов пускателей также соединены перемычкой, и уже от пускателя КМ1 фаза «А» поступает на обмотку №1 двигателя М — здесь переброса фазы нет.
Фаза «В» красным проводом заходит на вход среднего контакта пускателя КМ1 и перемычкой заводится на правый вход пускателя КМ2. С правого выхода КМ2 фаза перемычкой заводится на правый выход КМ1, и тем самым, встает на место фазы «С». И теперь на обмотку №3, при включении пускателя КМ2 будет подаваться фаза «В».
Фаза «С» синим проводом заходит на вход правого контакта пускателя КМ1 и перемычкой заводится на средний вход пускателя КМ2. С выхода среднего контакта КМ2 фаза перемычкой заводится на средний выход КМ1, и тем самым, встает на место фазы «В». Теперь на обмотку №2, при включении пускателя КМ2 будет подаваться фаза «С». Двигатель будет вращаться в правую сторону.
5. Защита силовых цепей от короткого замыкания или «защита от дурака».
Как мы уже знаем, что прежде чем изменить вращение двигателя, его нужно остановить. Но не всегда так получается, так как никто не застрахован от ошибок.
И вот представьте ситуацию, когда нет защиты.
Двигатель вращается в левую сторону, пускатель КМ1 в работе и с его выхода все три фазы поступают на обмотки, каждая на свою. Теперь не отключая пускатель КМ1 мы включаем пускатель КМ2. Фазы «В» и «С», которые мы поменяли местами для реверса, встретятся на выходе пускателя КМ1. Произойдет межфазное замыкание между фазами «В» и «С».
А чтобы этого не случилось, в схеме используют нормально-замкнутые контакты пускателей, которые устанавливают перед катушками этих же пускателей, и таким-образом исключается возможность включения одного магнитного пускателя пока не обесточится другой.
6. Заключение.
Конечно, все это с первого раза понять трудно, я и сам, когда начинал осваивать работу эл. приводов, не с первого раза понял принцип реверса. Одно дело прочитать и запомнить схему на бумаге, а другое дело, когда все это видишь в живую. Но если собрать макет и несколько дней посвятить изучению схемы, то успех будет гарантирован.
И уже по традиции посмотрите видеоролик о подключении реверсивного магнитного пускателя.
А у нас еще осталось разобраться с электротепловой защитой эл. двигателя и тема о магнитных пускателях может быть смело закрыта.
Продолжение следует.
Удачи!
Схемы подключения трехфазных электродвигателей
ВАЖНО! Перед подключением электродвигателя необходимо убедится в правильности схемы соединения обмоток электродвигателя в соответствии с его паспортными данными.
Условные обозначения на схемахМагнитный пускатель (далее — пускатель) — коммутационный аппарат предназначенный для пуска и остановки двигателя. Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь.
У магнитного пускателя есть силовые контакты предназначенные для коммутации цепей под нагрузкой и блок-контакты которые используются в цепях управления.
Контакты делятся на нормально-разомкнутые — контакты которые в своем нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находятся в разомкнутом состоянии и нормально-замкнутые — которые в своем нормальном положении находятся в замкнутом состоянии.
В новых магнитных пускателях имеется три силовых контакта и один нормально-разомкнутый блок-контакт. При необходимости наличия большего количества блок-контактов (например при сборке реверсивной схемы пуска электродвигателя), на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными блок-контактами (блок контактов) которая, как правило, имеет четыре дополнительных блок-контакта (к примеру два нармально-замкнутых и два нормально-разомкнутых).
Кнопки для управления электродвигателем входят в состав кнопочных постов, кнопочные посты могут быть однокнопочные, двухкнопочные, трехкнопочные и т.д.
Каждая кнопка кнопочного поста имеет по два контакта — один из них нормально-разомкнутый, а второй нормально-замкнутый, т.е. каждая из кнопок может использоваться как в качестве кнопки «Пуск» так и в качестве кнопки «Стоп».
Схема прямого включения электродвигателяДанная схема является самой простой схемой подключения электродвигателя, в ней отсутствует цепь управления, а включение и отключение электродвигателя осуществляется автоматическим выключателем.
Главными достоинствами данной схемы является дешевизна и простота сборки, к недостаткам же данной схемы можно отнести то, что автоматические выключатели не предназначены для частого коммутирования цепей это, в сочетании с пусковыми токами, приводит к значительному сокращению срока службы автомата, кроме того в данной схеме отсутствует возможность устройства дополнительной защиты электродвигателя.
Эту схему так же часто называют схемой простого пуска электродвигателя, в ней, в отличии от предыдущей, кроме силовой цепи появляется так же цепь управления.
При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1, при отпускании кнопки SB-2 ее контакт снова размыкается, однако катушка магнитного пускателя при этом не обесточивается, т.к. ее питание теперь будет осуществляться через блок-контак KM-1.1 (т.е. блок-контак KM-1.1 шунтирует кнопку SB-2). Нажатие на кнопку SB-1 (кнопка «СТОП») приводит к разрыву цепи управления, обесточиванию катушки магнитного пускателя, что приводит к размыканию контактов магнитного пускателя и как следствие, к остановке электродвигателя.
Реверсивная схема подключения электродвигателя (Как изменить направление вращения электродвигателя?)Что бы поменять направление вращения трехфазного электродвигателя необходимо поменять местами любые две питающие его фазы:
При необходимости частой смены направления вращения электродвигателя применяется реверсивная схема подключения электродвигателя:
В данной схеме применяется два магнитных пускателя (KM-1, KM-2) и трехкнопочный пост, магнитные поскатели применяемые в данной схеме кроме нормально-разомкнутого блок-контакта должны так же иметь и нормально замкнутый контакт.
При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК 1») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1 который шунтирует кнопку SB-2 и размыкает свой блок-контакт KM-1.2 который защищает электродвигатель от включения в обратную сторону (при нажатии кнопки SB-3) до его предварительной остановки, т.к. попытка запуска электродвигателя в обратную сторону без предварительного отключения пускателя KM-1 приведет к короткому замыканию. Что бы запустить электродвигатель в обратную сторону необходимо нажать кнопу «СТОП» (SB-1), а затем кнопку «ПУСК 2» (SB-3) которая запитает катушку магнитного пускателя KM-2 и запустит электродвигатель в обратную сторону.
Примечание: В данной статье понятия пускателя и контактора не разделяются в связи с идентичностью их схем подключения подробнее читайте статью: Контакторы и магнитные пускатели.
Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!
Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь.
Мы обязательно Вам ответим.
{SOURCE}
Схемы управления электроприводами | Электрооборудование торфопредприятий
Страница 23 из 41
§ 7-3. Схемы управления неавтоматизированными электроприводами
Рис. 7-2. Схема управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором при помощи кулачкового контроллера.
В системах неавтоматизированного электропривода все переключения в цепях электродвигателей осуществляются с помощью аппаратов ручного управления. В простейших случаях такими аппаратами являются рубильники, переключатели, пакетные выключатели, в более сложных — контроллеры, специальные переключатели.
На рис. 7-2 приведена принципиальная схема управления силовыми цепями асинхронного электродвигателя с фазным ротором при помощи кулачкового контроллера. На этом же рисунке приведена таблица замыканий контактов контроллера (контроллерная диаграмма), которая обычно дается для удобства чтения схем с кулачковыми контроллерами.
Приведенная схема позволяет, осуществлять следующие процессы: пуск, останов, реверсирование и регулирование скорости. Привод контроллера имеет, кроме нулевого, пять фиксированных положений Вперед и пять фиксированных положений Назад.
Из схемы и таблицы замыканий контактов следует, что в положении О привода контроллера все контакты разомкнуты.
Рис. 7-3. Схема управления двухскоростным асинхронным электродвигателем при помощи барабанного переключателя (а) и контроллерная диаграмма (б).
В положении 1 Вперед замыкаются контакты В1 и В2 цепи статора, которые остаются включенными на всех пяти положениях контроллера. В положении 1 Назад замыкаются контакты Н1 и Н2 цепи статора, что соответствует переключению двух фаз и реверсированию электродвигателя. Контакты Н1 и Н2 также остаются включенными на всех пяти положениях контроллера.
В положении 1 Вперед или Назад привода контроллера все секции пусковых сопротивлений включены в цепь ротора. В положении 2 замыкается контакт I и секция Р1—Р5 пускового сопротивления закорачивается.
В положении 3 контакт II закорачивает секцию Р2—Р4; в положении 4 контакт III закорачивает секцию Р3—Р6; в положении 5 контакты IV и V полностью выводят пускорегулирующие сопротивления из цепи ротора. Схема данного контроллера, как следует из рассмотрения рисунка, предусматривает неравномерное выключение пусковых ступеней.
На рис. 7-3,а приведена схема ручного управления двухскоростным асинхронным электродвигателем при помощи барабанного переключателя. Схема осуществляет переключение статорной обмотки электродвигателя с треугольника на двойную звезду. Привод барабанного переключателя имеет три фиксированных положения: нулевое, левое и правое.
В пулевом положении все контакты переключателя разомкнуты и электродвигатель отключен от сети. При установке привода переключателя в левое положение замыкаются контакты Л1—C1, Л2—С2 и Л3—С3. Обмотка статора при этом включается по схеме треугольника, что соответствует меньшей скорости вращения электродвигателя. В правом положении переключателя замыкаются контакты Л1—С4, Л2—С6, Л3—С5; контакты С1—С2—С3 соединяются в нулевую дочку.
Такое замыкание контактов включает обмотку статора по схеме двойная звезда, что позволяет получить большую скорость вращения электродвигателя (примерно в два раза).
На рис. 7-3,б приведена также контроллерная диаграмма, поясняющая положение контактов переключателя.
§ 7-4. Схемы автоматического управления электроприводами
Автоматическое управление электроприводами, как уже отмечалось, осуществляется главным образом с помощью релейно-контактной автоматики. Особенно легко автоматизируются электроприводы с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Дистанционное и автоматическое управление пуском и остановом этих электродвигателей в схемах релейно-контактного управления обычно осуществляется с помощью контакторов, магнитных пускателей.
Элементная схема дистанционного нереверсивного управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором приведена на рис. 7-4. Здесь включение и отключение электродвигателя осуществляется замыкающими главными контактами контактора Л (линейный), включенными в цепь обмотки статора.
Подача команд на включение производится вручную нажатием на кнопку П (Пуск) с замыкающим контактом, а на отключение — на кнопку С (Стоп) с размыкающим контактом. В схеме предусмотрена защита электродвигателя от токов короткого замыкания — предохранителями и от длительных перегрузок — тепловыми реле 1РТ и 2РТ.
После включения рубильника Р (рис. 7-4, а) нажатием на кнопку 11 замыкается цель 1—3—5—6—4—2 катушки контактора Л (рис. 7-4,б), который срабатывает и своими главными контактами замыкает цепь статора электродвигателя. Одновременно с главным замыкается и вспомогательный контакт (блок-контакт контактора), закрепленный на траверсе контактора, что позволяет отпустить кнопку П, так как она зашунтируется блок-контактом.
Рис. 7-4. Элементная схема дистанционного управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором: а — схема силовых цепей; б — схема цепей управления; в — схема включения кнопок для подачи команд с двух рабочих мест; г — схема включения кнопки толчкового режима работы.
Для останова электродвигателя нажимают на кнопку С, осуществляя тем самым разрыв на участке 1—3 цепи питания обмотки контактора Л. Якорь электромагнита отпадает и обоими главными контактами отключит электродвигатель от сети, а блок-контакт произведет дополнительный разрыв цепи управления на участке 3—5.
В случае перегрузки электродвигателя тепловые реле 1РТ и 2РТ своими размыкающими контактами разорвут цепь управления на участках 6—4 и 4—2, что приведет к автоматическому отключению электродвигателя.
Отключение электродвигателя от сети происходит также при исчезновении напряжения или при понижении его ниже 70% от номинального, так как электромагнит контактора при этих условиях не может удержать якорь в притянутом положении, и последний отпадает.
При коротком замыкании в цепи электродвигателя плавкие вставки предохранителя ПР мгновенно перегорают и отключают электродвигатель от сети.
Схема позволяет осуществить и ряд других вариантов управления, например дистанционное включение и отключение электродвигателя с нескольких мест, для чего необходимо кнопки П и С разных постов управления включить, как показано на рис.
7-4,в.
Толчковый (наладочный) режим работы может быть получен при установке дополнительной двухцепной кнопки Т (толчок), которую необходимо включить, как показано на рис. 7-4, г. Из схемы следует, что электродвигатель в этом случае будет работать только во время нажатия кнопки Т.
Рис. 7-5. Схемы включения асинхронных электродвигателей с механическим торможением при останове.
Сокращение времени свободного выбега при останове механизма может быть достигнуто механическим или электрическим торможением.
При механическом торможении схема управления электродвигателем и тормозом должна быть составлена так, чтобы в момент включения электродвигателя в сеть механизм растормаживался, а при отключении электродвигателя от сети автоматически затормаживался. Варианты схем управления электродвигателями с механическим торможением при останове приведены на рис. 7-5.
На рис. 7-5, а торможение электродвигателя Д и приводимого· им механизма (на рисунке не показан) осуществляется за счет трения тормозной колодки 3, которая прижимается под действием пружины 1 к шкиву 2.
Однофазный электромагнит ЭМ (или трехфазный) подключен непосредственно к зажимам электродвигателя, поэтому при его включении в сеть (контактором, пускателем, автоматом и т. д.) он срабатывает и, преодолевая действие пружины снимает колодку механического тормоза со шкива.
Достоинством приведенного способа торможения является простота схемы и то, что торможение осуществляется не только при отключении электродвигателя по команде оператора, но и при. исчезновении напряжения в сети, обрыве проводов в цепи электродвигателя или электромагнита, перегорании вставок предохранителей и т. д. Поэтому механическое торможение под действием пружины с растормаживанием с помощью электромагнита находит широкое применение в крановых и других аналогичных установках.
На рис. 7-5,б приведена схема включения трехфазного электромагнита отдельным контактором Т (тормозной). Обмотка контактора Т включается параллельно обмотке линейного контактора Л, как показано на рис. 7-5,в.
В ряде случаев, например в металлорежущих станках, длительное включение обмотки электромагнита в сеть нежелательно вследствие дополнительного потребления электроэнергии.
Заторможенное состояние механизма после остановки также нежелательно, так как часто возникает необходимость провернуть вручную шпиндель станка.
Рис. 7-6. Схема управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем при торможении противовключением.
В этом случае применяют механический тормоз, в котором растормаживание происходит под действием пружины, а торможение — под действием электромагнита. Включение электромагнита такого тормоза осуществляется по схеме, приведенной на рис. 7-5, б, а элементная схема одного из вариантов цепей дистанционного управления приводом изображена на рис. 7-5, а. В схеме включение и отключение электродвигателя осуществляется контактором Л при нажатии на кнопки П или С. Контактор Т включает электромагнит ЭМ только при нажатой кнопке С, для чего в схеме используется двухцепная кнопка с размыкающим (цепь 1—3) и замыкающим (цепь 1—7) контактами. После отпускания кнопки контактор Т отпадает и выключает электромагнит ЭМ, прекращая торможение.
Недостатками механического торможения является относительная сложность и громоздкость тормозного устройства, плохая регулировка величины тормозного момента, большая зависимость его от состояния трущихся тормозных поверхностей, быстрый износ, необходимость замены отдельных деталей и др.
Этих недостатков лишены электрические способы торможения.
Из электрических способов торможения наиболее широко применяется торможение противовключением и динамическое.
Схема управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем при торможении противовключением для остановки привода приведена на рис. 7-6. Здесь включение электродвигателя в сеть при пуске осуществляется линейным контактором Л по цепи 1—3—5—7—9—2.
Автоматическое управление процессом торможения выполнено с помощью реле контроля скорости РКС.
Во время пуска электродвигателя, когда его скорость достигнет 10—15% номинальной, реле РКС замкнет свой контакт, включенный в цепь контактора Т (цепь 1—11), но контактор Т не сработает, так как блок-контакт Л в цепи 11—13 при работе электродвигателя разомкнут. При нажатии на кнопку С контактор Л отключает электродвигатель от сети и одновременно замыкает свой блок-контакт в цепи контактора Т (15—2). Скорость вращения электродвигателя мгновенно не спадает из-за инерции, поэтому контактор Т сработает и включит электродвигатель в обратном направлении.
Произойдет интенсивное торможение, и, когда скорость рабочей машины будет близкой к нулю, контакт РКС разомкнется и отключит электродвигатель от сети, не допуская его разгона в обратном направлении.
В схеме управления предусмотрена взаимная блокировка контакторов Г и Л размыкающими блок-контактами, исключающая возможность одновременного включения контакторов, что привело бы к короткому замыканию питающей сети.
На рис. 7-7 приведена схема динамического торможения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Как известно, при динамическом торможении статор электродвигателя отключают от сети трехфазного тока и подключают к сети постоянного тока.
Включение электродвигателя в сеть трехфазного тока и его отключение осуществляются контактором Л при нажатии на кнопки П или С. Контактор Л при включении разрывает размыкающим блок-контактом цепь 15—17 контактора торможения Τ, а замыкающим блок-контактом подает постоянный ток в катушку реле РВ. Реле РВ мгновенно замыкает свой замыкающий с выдержкой времени при размыкании контакт в цепи 11—13 катушки контактора торможения Т и тем самым подготавливает его к включению.
При нажатии кнопки С контактор Л отпадает, и электродвигатель отключается от сети. Размыкающий блок-контакт Л в цепи 13—15 замыкается, и контактор Т включает постоянный ток в обмотку статора. Начинается процесс торможения. Одновременно замыкающий блок-контакт Л в цепи катушки реле РВ размыкается, и реле начинает отсчет выдержки времени. По окончании выдержки реле отпадает и, размыкая свой контакт в цепи 11—13, выключает контактор Т, а последний выключает постоянный ток, прекращая торможение. Поэтому длительность выдержки времени у реле РВ должна быть достаточной для полной остановки электродвигателя. В схеме предусмотрена взаимная блокировка контакторов Л и Т, которая обеспечивается размыкающими блок-контактами в цепях 5—7 и 13—15.
Управление процессом динамического торможения может осуществляться и в функции скорости электродвигателя, для чего может быть применено реле направления вращения, например реле РКС. В этом случае реле РВ из схемы исключается, а его контакт в цепи 11—13 заменяется замыкающим контактом реле направления вращения.
Во многих производственных механизмах требуется изменение направления вращения электродвигателя. В этом случае схема дистанционного управления должна обеспечить возможность пуска электродвигателя в любом требуемом направлении.
На рис. 7-8, а приведена схема силовых цепей трехфазного электродвигателя при реверсивном управлении. Здесь контактор В (Вперед) обеспечивает включение электродвигателя в одном направлении, а Н (Назад) — в другом направлении вращения. Защита цепей от токов короткого замыкания осуществляется автоматическим выключателем А с мгновенным расцепителем максимального тока, а от перегрузки электродвигателя — общим для обоих направлений тепловым двухэлементным реле РТ с одним (общим) размыкающим контактом.
Схема цепей управления реверсивного магнитного пускателя (рис. 7-8,б) содержит две подобные друг другу цепи управления контакторами В и Н с помощью двухцепных кнопок В и Н, имеющих по одному замыкающему и одному размыкающему контакту. Кнопка С с размыкающим контактом и блок-контакт РТ — общие для обеих цепей.
Нажатием на кнопку В при неподвижном электродвигателе включается контактор В, и электродвигатель начинает вращаться в определенном направлении (например, вправо), а нажатием на кнопку Н при неподвижном электродвигателе включается контактор Н, и электродвигатель начнет вращаться в обратном направлении — влево (т. е. схема при пуске из неподвижного состояния работает аналогично схемам нереверсивного управления).
Рис. 7-8. Схема реверсивного управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем.
Если электродвигатель уже вращается, например вправо (т. е. контактор В включен и его блок-контакт в цепи 3—5 замкнут, а в цепи 13—15 разомкнут), то нажатием на кнопку Н производится его реверсирование. При нажатии на кнопку Н цепь 5—7 размыкается и обмотка контактора В теряет питание, а цепь 3—11 замыкается. Контактор В отключает электродвигатель от сети и, замыкая блок-контакт в цепи 13—15, включает контактор Н. При этом блок-контакт Н в цепи 3—11 замыкается и обеспечит питание обмотки Н после отпускания кнопки Н, а главные контакты контактора Н подключат электродвигатель к сети по схеме левого направления вращения. Вращающийся по инерции электродвигатель будет вначале интенсивно тормозиться в режиме противовключения, а после остановки сразу же начнет разгоняться в обратном направлении. Реверс с левого направления на правое происходит аналогично после нажатия на двухцепную кнопку В.
Останов электродвигателя без торможения (свободный выбег) осуществляется после нажатия на кнопку С. Преимуществом приведенной схемы является возможность реверсирования без предварительного нажима на кнопку С.
В ряде случаев дистанционного управления электроприводами возникает необходимость защиты производственного механизма от поломки или заклинивания при ограниченном пути перемещения рабочего органа механизма. Такая защита выполняется обычно конечными механическими выключателями. На рис. 7-9 приведена схема реверсивного управления электроприводом, предусматривающая такую защиту. В цепи контакторов В и Н установлены конечные выключатели, соответственно КВВ (конечный выключатель хода вперед) и КВН (конечный выключатель хода назад).
Рис. 7-9. Схема реверсивного управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с конечными выключателями.
При подходе рабочего органа к крайнему правому положению закрепленный на нем упор воздействует на выключатель КВВ и, размыкая его контакт, выключает контактор В. При этом электродвигатель останавливается в процессе свободного выбега. Аналогично работает выключатель КВН при подходе рабочего органа к крайнему левому положению.
Асинхронные двух-, трех- и четырехскоростные электродвигатели в зависимости от схемы переключения обмоток и требований технологического процесса имеют различные схемы управления. Один из вариантов схем управления двухскоростным однообмоточным электродвигателем приведен на рис. 7-10.
Схема обеспечивает возможность получения двух скоростей с соотношением 2:1 путем переключения обмотки статора электродвигателя с треугольника на двойную звезду,
При нажатии на кнопку П1 включается контактор К, который подготавливает электродвигатель для включения по схеме медленно (М) или быстро (Б). Нажатием кнопки М включается контактор 1К, соединяющий обмотки статора электродвигателя по схеме треугольник. При нажатии на кнопку Б включаются контакторы 2К и 3К, соединяющие обмотку статора по схеме двойная звезда.
Рис. 7-10. Схема реверсивного управления двухскоростным асинхронным электродвигателем.
Рис. 7-11. Пусковая диаграмма электродвигателя с тремя ступенями пускового сопротивления.
Схема допускает переход с одной скорости на другую без остановки электродвигателя.
Особенностью схемы является наличие двухцепных кнопок, которые позволяют осуществить дополнительную электрическую блокировку, исключающую одновременное включение контакторов. Асинхронные электродвигатели с фазным ротором пускаются в ход с помощью пусковых сопротивлений, включаемых в цепь ротора. По мере разгона электродвигателя сопротивления шунтируют ступенями до полного их закорачивания. Шунтирование при релейно-контакторном управлении осуществляется автоматически, что по сравнению. с ручным управлением позволяет более точно выдержать заданные условия пуска и освобождает человека от необходимости выполнять однообразные утомительные операции.
Автоматическое шунтирование пусковых ступеней, как это следует из пусковой диаграммы, приведенной на рис. 7-11, можно осуществлять при определенной скорости вращения (ω1, ω2 и ω3), определенной величине тока и через определенные промежутки времени (t1, t2 и t3).
Рис. 7-12. Схема пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором в функции времени с тремя пусковыми ступенями..
В соответствии с этим момент шунтирования может осуществляться по результатам автоматического контроля одной из трех следующих величин: 1) в функции скорости; 2) в функции тока; 3) в функции времени.
Наиболее часто управление процессом автоматического разгона асинхронных электродвигателей с фазным ротором выполняется В функции времени с использованием электромагнитных и других реле времени. Одна из подобных схем приведена на рис. 7-12.
При нажатии кнопки П включается контактор Л, который своими главными контактами включает в сеть электродвигатель с полностью включенным пусковым реостатом. Одновременно начинает отсчет времени пристроенное к контактору Л маятниковое реле времени.
По окончании отсчета времени реле замыкает свой контакт в цепи 1—7 и включает контактор ускорения, который шунтирует первую пусковую ступень 1П и запускает пристроенное к нему реле времени. После отсчета времени замыкается цепь 9-11 и включается контактор 2У, шунтируя ступень 2П и запуская третье реле. После срабатывания ЗУ пусковой реостат будет полностью закорочен, а скорость вращения и ток электродвигателя достигнут установившихся значений ωс и Iс (рис. 7-11), определяемых нагрузкой на его валу.
Схемой предусмотрено автоматическое отключение контакторов 1У и 2У в конце процесса пуска, для чего контактор ЗУ становится на самопитание через контакт ЗУ в цепи 7—13 и размыкает цепь 7—9.
Вместо пристраиваемых к контакторам реле могут быть использованы реле времени других типов.
Вопросы для самопроверки
- Какие преимущества имеет автоматическое управление перед ручным?
- Назовите основные функции, выполняемые схемами релейно-контакторной автоматики.
- Поясните основные различия в начертании элементных и монтажных схем управления электроприводами.
- Рассмотрите схемы автоматического торможения электроприводами с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями, приведенными на рис. 7-6 и 7-7, и поясните, как осуществляется взаимная блокировка линейного контактора и контактора торможения.
- Начертите принципиальную схему реверсирования асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.
- Поясните с помощью элементной схемы защиту асинхронного электродвигателя при работе в крайних положениях.
- Поясните принцип автоматического разгона асинхронного электродвигателя с фазным ротором. Рассмотрите схему разгона асинхронного электродвигателя, приведенную на рис. 7-12, и укажите целесообразность отключения контакторов 1У и 2У в конце процесса пуска.
Схемы включения реверсивных электроприводов постоянного тока
Очень много электроприводов в цикле своей работы должны изменять направление своего вращения. Это вызвано технологическими процессами и в некоторых случаях необходимостью проведения иных действий системы (аварийный реверс). Например, подъемная машина – подняв груз вверх, подъемник должен опустится вниз, чтоб забрать очередной груз. Аварийный реверс может быть применен в прокатных станах, при заклинивании валка или перекосе заготовке при прокатке металла. В данной статье мы рассмотрим наиболее часто применяемые схемы включения реверсивных электроприводов постоянного тока.
Основные схемы таких электроприводов приведены в таблице ниже:
Выбор какой – либо из представленных схем производится исходя из технологического процесса работы установки.
Если при остановке производственного механизма предусмотрена пауза (подъемная машина при разгрузке или погрузке), то можно применить схему с контактным реверсором. При паузе (разгрузке) двигатель остановлен по технологическому требованию и время переключения контактов реверсора не окажет никакого влияния на скорость протекания технологического процесса.
Если пауза не предусмотрена (прокатный стан горячей прокатки), где полоса раскаленного металла будет многократно пропускаться через прокатные валки, пауза при реверсе электропривода скажет существенное влияние на количество выпускаемой продукции и затраты на ее производство (затягивается время производства, а следовательно тратится больше ресурсов на поддержание температуры металла для прокатки). Здесь схема с контактным реверсором будет не актуальна. В такой системе применяют реверсивный преобразователь с реверсом по якорной цепи (индуктивность якоря значительно меньше чем обмотки возбуждения, соответственно скорость нарастания тока будет больше в якоре чем в ОВ и реверс по якорю произойдет быстрее). В сравнении с контактным реверсором время реверсирования машины происходит значительно быстрее при использовании реверсивного якорного преобразователя.
Также проводить частые технические обслуживания реверсоров, поскольку они содержат механические контакты, которые постепенно изнашиваются и имеют меньший срок службы чем тиристоры.
Схемы с реверсом по цепи возбуждения, как правило, применяют для машин большой мощности, так как токи возбуждения и якоря отличаются иногда в несколько раз, что напрямую отражается на стоимости преобразователя и его габаритных размерах. Но применение таких систем существенно снижает быстродействие, в отличии от реверсивных якорных преобразователей.
Данные системы электроприводов, при определенных условиях также позволяют реализовать рекуперативное торможения электродвигателя (с отдачей энергии в сеть). Это особенно актуально при частых пусках и торможениях механизмов, так как позволяет при торможении преобразовывать кинетическую энергию механизма в электрическую и возвращать ее обратно в сеть.
Поэтому при выборе системы реверсивного электропривода постоянного тока необходимо учесть технологические факторы и экономическую целесообразность использование выбранной системы, чтоб подобрать максимально эффективную систему электропривода.
Практическая работа «Сборка схемы включения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором с помощью реверсивного пускателя»
Практическая работа
«Сборка схемы включения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором с помощью реверсивного пускателя»
Задание: Самостоятельно произвести на планшете монтаж схемы включения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором с помощью реверсивного пускателя.
Инструменты: Пассатижи, бокорезы, клещи для снятия изоляции, линейка металлическая, монтажный нож, отвёртки: + 3; — 3; + 6; — 6.
Материалы: Провод ПВ 1 Х 1.5 (2.5), саморезы по дереву 4 х 25, DIN-рейка (в зависимости от конструктивного исполнения аппаратуры), карандаш (маркер), планшет (40X50 см. из ДСП или фанеры)
Аппаратура: Автоматический выключатель трехполюсный, кнопочный пост трёхкнопочный, реверсивный магнитный пускатель с тепловым реле.
Ход работы: На планшете смонтировать предоставленные аппараты с помощью саморезов. Собрать схему согласно заданию.
Условия монтажа: Компоновка аппаратов должна быть удобной для эксплуатации и обслуживания.
— Зачищенные жилы проводов, должны полностью скрываться под зажимами аппаратов, надёжно закреплены.
-Изоляция проводов не должна попадать под зажимы аппаратов.
-Провода должны быть расположены только параллельно и перпендикулярно друг другу, иметь наименьшее количество пересечений.
-Не допустим изгиб проводов под любым углом кроме 90 градусов.
Монтаж следует производить в соответствии с ниже приведёнными схемами, в зависимости от варианта задания.
ЗАДАНИЕ №1
Схема включения асинхронного электродвигателя с помощью реверсивного пускателя с катушкой на 380 V.
Принцип работы схемы: После включения автоматического выключателя QF, нажимаем кнопку SB2 (пуск 1), которая замыкает цепь питания катушки магнитного пускателя КМ1, вследствие чего его главные контакты замыкаются, присоединяя электродвигатель М к питающей сети. Двигатель вращается. Одновременно в цепи управления замыкается блокировочный контакт КМ1.2, что создает постоянную цепь питания катушки пускателя КМ1, после отпускания кнопки SB2 (пуск 1), и размыкается блокировочный контакт КМ1.1, что предотвращает случайное включение магнитного пускателя КМ2
Отключение электродвигателя осуществляется нажатием кнопки SB1 «Стоп». При этом разрывается цепь питания магнитного пускателя КМ1, что приводит к размыканию его главных контактов, двигатель отключается от сети, происходит его остановка.
При нажатии кнопки SB3 (пуск 2), цепь работает по аналогичной схеме, замыкаются главные контакты пускателя КМ2, при этом электродвигатель М вращается в обратном направлении за счет изменения фазности.
ЗАДАНИЕ №2
Схема включения асинхронного электродвигателя с помощью реверсивного пускателя с катушкой на 220 V.
В схеме предусмотрены следующие виды защит:
от перегрузок электродвигателя – с помощью теплового реле КК (размыкающий контакт этого реле при перегрузке размыкает цепь питания контакторов КМ, тем самым отключает двигатель от сети).
нулевая защита – с помощью контактора КМ (при снижении или исчезновении напряжения контакторы КМ теряеют питание, размыкая свои контакты, и двигатель отключается от сети).
• Защита от короткого замыкания – обеспечивается вводными автоматическими выключателями QF.
• Защита от случайного включения электродвигателя в обратном направлении при его работе обеспечивается блокировочными контактами КМ1.2 и КМ2.2.
Контрольные вопросы:
Каким образом обеспечивается дальнейшая работа электродвигателя после отпускания кнопок «пуск»?
Какие виды защит предусмотрены в схемах?
За счет чего происходит изменение направления вращения двигателя?
Каким целям служит установленное в схемах тепловое реле КК?
В чем преимущество одной из представленных схем включения над другой, если оно имеется?
После выполнения монтажа, сборка предъявляется мастеру и по его разрешению и с его присутствием подключается к испытательному стенду. Проводится анализ работы, устраняются неисправности.
Заключительная часть: Рассматриваются общие ошибки монтажа, подводятся итоги работы.
После проверки работоспособности, аппараты демонтируются и сдаются мастеру, провода убираются в предназначенный для этого лоток.
Шкурихин Алексей Александрович
КГБ ПОУ КСМТ им. Орехова
Цепь реверсирования двигателя постоянного тока: таймер или дистанционное управление
Если вам нужно изменить направление двигателя постоянного тока или полярность постоянного напряжения, у нас есть решения …
У нас есть ряд плат, которые позволяют сделать это автоматически или вручную. От ручного кнопочного управления до автоматического и радиочастотного дистанционного управления.
Здесь вы найдете несколько решений для ваших нужд.
Как это работает
Подход, который используются в этих решениях для изменения полярности напряжения питания постоянного тока, использует два реле SPDT, которые подключены, как показано ниже (щелкните, чтобы увеличить изображение в новой вкладке).
Двигатель будет в состоянии покоя, когда оба реле выключены или оба реле включены. Двигатель постоянного тока будет двигаться в одном направлении, когда включено только реле-1, и в другом направлении, когда включено только реле-2. Примечание. Помните о более высоком потребляемом токе, если двигатель реверсируют без предварительной остановки, и убедитесь, что он не превышает номинальных значений, указанных для платы.
Автоматический синхронизированный переключатель напряжения постоянного тока / реверсирования двигателя
Если вы хотите, чтобы двигатель автоматически переключал направление каждые несколько секунд или каждые несколько часов, у нас есть несколько релейных плат, которые сделают это за вас.Вы просто подключаете реле, как показано на схеме ниже (щелкните, чтобы увеличить изображение в новой вкладке).
Вот несколько плат, которые можно использовать для этой настройки. Пожалуйста, проверьте страницу отдельного продукта, чтобы узнать о максимальных номинальных значениях напряжения и тока реле, а также о дополнительных платах таймера, необходимых для повторения цикла.
Дистанционное управление (RF или IR) Переключатель напряжения постоянного тока / двигателя
Если вы хотите вручную переключать направление вращения двигателя, вы можете использовать одну из наших 2-канальных релейных плат дистанционного управления.Плата приемника 8157 также включает входы сброса, поэтому вы можете включить концевые выключатели для предотвращения перебега двигателя. Вы просто подключаете реле, как показано на схеме ниже (щелкните, чтобы увеличить изображение в новой вкладке).
Вот несколько плат, которые можно использовать для этой настройки. Пожалуйста, проверьте страницы отдельных продуктов, чтобы узнать максимальное напряжение реле и номинальный ток.
Управляющий сигнал постоянного напряжения / реверсивный переключатель двигателя
Вы можете использовать 1-канальную оптоизолированную релейную плату DPDT или 2-канальную релейную плату SPDT с внешним управляющим сигналом для изменения полярности постоянного напряжения.Некоторые платы, которые следует учитывать:
При использовании реле DPDT вам необходимо поменять местами подключения к NC2 и NO2, как показано на схемах выше. Двигатель с запуском при подаче питания включается в одном направлении, а при подаче управляющего сигнала он меняет направление. Помните о более высоком потребляемом токе при реверсировании двигателя без предварительной остановки и убедитесь, что он не превышает номинальных значений, указанных для платы.
| AC | Переменный ток.Электричество, которое регулярно меняет направление своего потока. В США переменный ток переключает направление 60 раз в секунду или 60 герц (Гц). |
| переменный ток | AC. Электричество, которое регулярно меняет направление своего потока. Переменный ток переключает направление 60 раз в секунду, или 60 герц (Гц), в США. |
| якорь | Часть двигателя, в которой индуцируется ток для создания магнитного поля.Якорь обычно состоит из ряда катушек или групп изолированных проводов, окружающих железный сердечник. |
| вспомогательный контакт | Контакт стартера двигателя, используемый для обеспечения памяти для цепей управления. Вспомогательные контакты замыкаются при подаче питания на стартер двигателя и остаются закрытыми до тех пор, пока их не откроет другой сигнал. |
| Блокировка вспомогательного контакта | Гальваническая развязка, обеспечиваемая вспомогательными контактами в магнитореверсивном пускателе, предотвращает одновременное замыкание обоих наборов контактов.Блокировка вспомогательного контакта также называется электрической блокировкой и используется в дополнение к механической блокировке. |
| шариковый винт | Длинное резьбовое устройство с возвратно-поступательными шарикоподшипниками, которое вращается для перемещения рабочего стола фрезерного станка с ЧПУ в линейном направлении. Шарико-винтовая передача приводится в движение двигателем и может использовать концевые выключатели для автоматической остановки. |
| торможение | Замедление и, в конечном итоге, остановка движения.Торможение электродвигателя может быть выполнено путем изменения направления вращения электродвигателя. |
| катушек | Множественные петли из проводящего провода, используемые для создания магнитного поля при прохождении через него тока. Катушки часто наматываются непрерывно вокруг магнитных сердечников из железа или стали. |
| составной двигатель | Двигатель постоянного тока с последовательными и шунтирующими обмотками возбуждения.Составные двигатели сочетают в себе преимущества параллельных и последовательных двигателей. |
| стан с числовым программным управлением | Фрезерный станок с ЧПУ. Станок, использующий числовые данные компьютера для управления операциями резания плоских, квадратных или прямоугольных заготовок. Мельницы с числовым программным управлением часто используют концевые выключатели для реверсирования шарико-винтовой пары. |
| контактор | Тип реле, в котором используется небольшой управляющий ток для управления контактами и включения или отключения нагрузки.Контакторы могут выдерживать большие токи и в сочетании с реле перегрузки создают пускатели двигателей. |
| контакты | Проводящее устройство, которое подключается к другим проводящим компонентам, чтобы позволить электричеству течь между ними. Контакты соединяют точки между проводниками, чтобы создать цепь. |
| цепь управления | Часть схемы управления двигателем, которая определяет, когда и как двигатель включен или выключен.Цепи управления состоят из управляющих устройств и обычно имеют более низкое напряжение, чем силовые цепи. |
| устройства управления | Входной компонент, управляющий током в цепи. Устройства управления определяют, когда нагрузки находятся под напряжением или обесточены. |
| реле управления | Механическое устройство с электрическим управлением, которое управляет одной цепью, размыкая и замыкая контакты в другой цепи.В управляющих реле часто используются электромагнитные катушки для размыкания и замыкания контактов. |
| управляющий трансформатор | Электромагнитное устройство, которое снижает напряжение до приемлемого уровня для цепи управления двигателем. Трансформаторы управления также обеспечивают гальваническую развязку. |
| конвейерные ленты | Передвижное устройство, используемое в промышленности для транспортировки материалов на большие расстояния.Конвейерные ленты часто используют концевые выключатели для остановки и реверса. |
| кран | Машина для подъема и перемещения очень тяжелых грузов. Кран обеспечивает как вертикальное, так и горизонтальное перемещение тяжелых и негабаритных грузов. |
| текущий | Поток электричества.Сила тока называется силой тока и измеряется в амперах (А). |
| постоянного тока | Постоянный ток. Электричество, которое течет в одном направлении. DC не меняет направление потока. |
| постоянный ток | DC. Электричество, которое течет в одном направлении.Постоянный ток не меняет направление потока. |
| барабанный переключатель | Устройство управления, которое использует ручку для управления подвижными контактами, установленными на вращающемся валу. Барабанные переключатели позволяют операторам вручную реверсировать цепь двигателя, не глядя на органы управления. |
| электрическая блокировка | Гальваническая развязка, обеспечиваемая вспомогательными контактами в магнитореверсивном пускателе, предотвращает одновременное замыкание обоих наборов контактов.Электрическая блокировка также называется блокировкой вспомогательного контакта и используется в дополнение к механической блокировке. |
| корпуса | Физический барьер, предназначенный для обеспечения механической или электрической защиты компонентов, используемых в системе. Корпуса для ручных пускателей двигателей бывают разных стилей. |
| поле | Часть двигателя, индуцирующая ток в якоре.Поле состоит из проводящих проводов, которые под напряжением образуют электромагниты. |
| проводной | Наличие проводов, которые физически подключены к другим устройствам или проводам в цепи, чтобы они постоянно работали одинаково. Проводные схемы заменяются ПЛК для управления двигателем. |
| подъемник | Подъемное устройство, которое создает вертикальные силы для подъема и опускания.Подъемник может быть частью крана. |
| блокировка | Функция реверсивного пускателя, предотвращающая одновременное замыкание обоих наборов контактов. Блокировка предотвращает короткое замыкание и отказ двигателя. |
| изоляция | Барьер или мера, установленные для предотвращения неконтролируемого высвобождения энергии.Изоляция между цепью управления двигателем и цепью питания обычно достигается с помощью управляющего трансформатора. |
| релейная логика | Графический язык программирования, основанный на линейных диаграммах. Релейная логика — наиболее распространенный язык программирования для ПЛК. |
| концевые выключатели | Механический переключатель, срабатывающий при обнаружении физического присутствия или отсутствия объекта.Концевые выключатели используются парами для автоматического реверсирования или остановки двигателей в определенных точках. |
| линейные диаграммы | Электрический отпечаток, показывающий логику электрической схемы или системы с использованием стандартных символов. Линейные диаграммы также известны как лестничные диаграммы, потому что они демонстрируют лестничную логику. |
| логика | Обоснование функционирования электрической цепи или системы.Логика схемы включает в себя все принципы, необходимые для понимания электрических схем. |
| Пускатель магнитный реверсивный | Реверсивный пускатель, состоящий из подключения двух магнитных пускателей к двигателю. Магнитные реверсивные пускатели обычно имеют механическую блокировку в качестве меры безопасности, а также могут использовать блокировку вспомогательного контакта. |
| магнитный пускатель | Пускатель двигателя, использующий соленоид в качестве магнитного переключателя для управления двигателем.Магнитные пускатели могут работать автоматически и управляться дистанционно. |
| ручной реверсивный стартер | Реверсивный пускатель, состоящий из двух ручных пускателей двигателя. В ручных реверсивных стартерах в качестве меры безопасности используется механическая блокировка. |
| ручной стартер | Пускатель двигателя, использующий ручной переключатель непосредственно на стартере для управления двигателем.Ручные стартеры относительно небольшие и недорогие. |
| механическая блокировка | Физическое расположение прямого и обратного контактов реверсивного пускателя, которое делает физически невозможным одновременное замыкание обоих наборов контактов. Механическая блокировка — это функция безопасности, используемая как с ручными, так и с магнитными реверсивными пускателями. |
| схема памяти | Цепь, которая хранит сигнал, чтобы поддерживать нагрузку под напряжением даже после того, как сигнал удален.В схемах памяти используются вспомогательные контакты. |
| Цепь управления двигателем | Цепь, предназначенная для питания и управления электродвигателем. Цепь управления двигателем состоит из цепи питания и цепи управления. |
| пускатели двигателей | Переключатель с электрическим приводом, который запускает двигатель при нажатии.В пускателях двигателей используется магнитная индукция для обеспечения пускового тока двигателя. |
| Национальная ассоциация производителей электрооборудования | NEMA. Организация, устанавливающая стандарты для электрического оборудования, используемого в США. Национальная ассоциация производителей электрооборудования предоставляет рейтинги и стандарты для различных типов двигателей и операций. |
| НЕТ | Нормально открытый.Электрический контакт, который обычно не подключается к другому проводнику. НО контакты обычно не пропускают электричество. |
| нормально открытый | НЕТ. Электрический контакт, который обычно не подключается к другому проводнику. Обычно открытые контакты не пропускают электричество. |
| реле перегрузки | Устройство, защищающее двигатель от перегрева из-за условий перегрузки оборудования.Реле перегрузки подключаются к контактам, которые размыкаются при обнаружении условий перегрузки. |
| постоянный магнит постоянного тока | PMDC. Двигатель постоянного тока, в котором для создания магнитного поля используются постоянные магниты вместо обмоток возбуждения. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами имеют простую конструкцию и используются в приложениях с малой мощностью. |
| силовая цепь | Часть цепи управления двигателем, по которой подается питание на двигатель.Силовые цепи часто передают высокое напряжение от основного источника питания к двигателю и пускателю двигателя. |
| тягачи | Устройство, которое вводит энергию в систему и преобразует энергию в соответствующую форму. Первичные двигатели включают электродвигатели и дизельные двигатели. |
| программа | Компьютерная серия команд, содержащая все соответствующие инструкции и информацию для данной операции.Программы для ПЛК основаны на линейных диаграммах и релейной логике. |
| программируемый логический контроллер | ПЛК. Устройство, управляемое процессором, которое использует программное обеспечение на основе логики для электрического управления машинами. Программируемые логические контроллеры заменяют проводные схемы управления двигателями. |
| кнопки | Устройство ручного управления, которое размыкает или замыкает цепь при нажатии.Кнопки используются для управления ручными пускателями двигателей. |
| реверсивный стартер | Устройство, используемое для запуска двигателя вперед или назад. Реверсивные пускатели производятся путем подключения двух ручных пускателей двигателя или двух магнитных пускателей. |
| ротор | Вращающаяся часть мотора.Ротор соединяется с выходным валом, который приводит в движение нагрузку. |
| ходовая обмотка | Первичная обмотка однофазного двигателя переменного тока, которая получает ток во время работы. Ходовые обмотки состоят из толстого изолированного медного провода. |
| серия поле | Обмотка, включенная последовательно с якорем двигателя постоянного тока.Последовательные поля состоят из нескольких витков толстой проволоки. |
| Двигатель постоянного тока с обмотками возбуждения, включенными последовательно с якорем. Серийные двигатели обеспечивают очень высокий пусковой крутящий момент, но никогда не должны работать без нагрузки. | |
| короткое замыкание | Ситуация, при которой ток проходит по более короткому непредусмотренному пути между двумя проводниками.Короткое замыкание может произойти, если оба набора контактов реверсивного пускателя замыкаются одновременно. |
| шунтирующее поле | Обмотка, подключенная параллельно якорю двигателя постоянного тока. Шунтирующие поля состоят из множества витков тонкой проволоки. |
| параллельный двигатель | Двигатель постоянного тока с обмотками возбуждения, подключенными параллельно якорю.Шунтирующие двигатели широко используются из-за их отличной регулировки скорости. |
| однофазный | 1Φ. Мощность переменного тока, состоящая только из одного напряжения. Однофазное питание используется в простых жилых помещениях. |
| однофазный двигатель | Двигатель переменного тока, работающий от источника питания только с одним напряжением.Однофазные двигатели часто используются в бытовых приборах, таких как стиральные машины и кондиционеры. |
| программное обеспечение | Закодированные инструкции, формулы и операции, которые структурируют и контролируют аппаратные функции и операции компьютера. Программное обеспечение в ПЛК может использоваться для замены проводных цепей управления двигателем. |
| принцип соленоида | Практика использования катушки для преобразования электрической энергии в механическую с помощью магнитных полей.Принцип соленоида описывает, как магнитные пускатели двигателя размыкают и замыкают контакты. |
| источник | Устройство, которое обеспечивает электрическую энергию в цепи. Источники включают батареи, генераторы и другие устройства. |
| пусковая обмотка | Вспомогательная обмотка однофазного двигателя переменного тока, которая получает ток во время запуска, а затем отключается.Пусковые обмотки изготовлены из чистой изолированной меди. |
| клеммы | Точка подключения в цепи, к которой можно присоединить провод для подключения компонента. Клеммы двигателя получают ток от входных линий питания. |
| трехфазный | 3Φ.Мощность переменного тока, состоящая из трех перекрывающихся напряжений. Трехфазное питание используется для всех больших двигателей переменного тока и является стандартным источником питания для домов и заводов. |
| трехфазный двигатель | Двигатель переменного тока, работающий от источника питания с непрерывной последовательностью трех перекрывающихся напряжений переменного тока. Трехфазные двигатели используются во всех крупных двигателях переменного тока. |
| напряжение | Электрическое давление или потенциал, проталкивающий ток через проводник.Напряжение измеряется в вольтах (В) и также называется электродвижущей силой. |
| обмоток | Провод, намотанный на сердечник или катушку и используемый для проведения тока. Обмотки образуют в двигателях электромагнитные поля. |
Реверсивные двигатели постоянного тока? — Прецизионные микроприводы
Проще говоря, двигатели постоянного тока могут вращаться в любом направлении (по или против часовой стрелки), и ими можно легко управлять, инвертируя полярность приложенного напряжения.
Строго говоря, двигатели действительно могут создавать силы в любом направлении. Мы делаем это важное различие, потому что некоторые приложения, такие как тактильная обратная связь, используют «торможение» для управления двигателем без его фактического вращения в противоположном направлении. Если двигатель уже находится в движении, подаваемое напряжение может быть инвертировано, и двигатель быстро замедлится и в конечном итоге остановится. Если напряжение продолжает подаваться, двигатель снова начнет вращаться в соответствии с полярностью напряжения.
Правило левой руки Флеминга и двигатели постоянного тока
Правило левой руки Флеминга показывает направление силы на токопроводящем проводе в магнитном поле
Направление силы и, следовательно, вращения объясняется с помощью правила левой руки Флеминга для двигателей.
Во-первых, мы будем использовать (очень) упрощенную модель двигателя — представим два магнита с противоположными полюсами (N и S), разделенными небольшим воздушным зазором, с проводом между ними, по которому проходит электрический ток. По сути, так устроен двигатель, хотя в этом упрощенном примере мы представляем однополюсные магниты бесконечной длины, чтобы избежать таких сложностей, как коммутатор.Эта концепция отлично подходит для объяснения важной части теории.
Трехмерный вид двух противоположных полюсов магнита и токопроводящего провода в коротком воздушном зазоре
Когда проводу позволяют свободно двигаться и пропускать ток через магнитное поле, на провод действует сила, заставляющая его двигаться. В двигателе катушки могут быть прикреплены к ротору, поэтому, когда сила действует на проволоку, она вызывает вращение вала. На нашей упрощенной схеме мы можем сказать, что провод, движущийся влево, эквивалентен вращению двигателя против часовой стрелки, а движение вправо — по часовой стрелке.
Правило левой руки Флеминга показывает направление силы на токопроводящем проводе в магнитном поле
Теперь применим правило левой руки Флеминга, чтобы определить направление силы. Результирующая сила перпендикулярна как магнитному полю, так и направлению тока . Используя положение руки на изображении вверху статьи, вы можете расположить левую руку , чтобы воспроизвести изображение ниже. Вы можете подождать, пока вы останетесь одни в офисе, потому что вы будете выглядеть довольно странно!
- Ваш первый палец представляет собой магнитное поле, направленное прямо в пол.
- Ваш средний палец представляет ток, направленный в сторону экрана компьютера.
- Ваш большой палец представляет результирующую силу, направленную влево.
Если мы знаем направление магнитного поля и тока в проводе, мы можем увидеть направление результирующей силы
Это показывает нам, что ток, протекающий через провод «в» экран компьютера, вызовет силу, толкающую влево, в нашей модели это эквивалентно вращению двигателя против часовой стрелки.
Теперь нас больше всего беспокоит то, как мы изменяем силу, чтобы проволока двигалась в противоположном направлении, заставляя наш двигатель вращаться «в обратном направлении». Мы можем снова использовать правило левой руки Флеминга с тем же магнитным полем, но на этот раз большими пальцами указываем вправо, а не влево. В результате ваш средний палец теперь должен указывать на себя, показывая, что ток течет за пределы экрана.
Изменяя направление тока, мы создаем силу в противоположном направлении
Это показывает, что для того, чтобы двигатель вращался по часовой стрелке, мы должны изменить направление тока (т.е.е. изменение потока тока изменяет направление силы на 180 градусов).
Конечно, направление тока контролируется полярностью напряжения. Таким образом, чтобы изменить направление вращения, мы можем просто изменить напряжение на противоположное, заставив ток течь в противоположном направлении, изменив силу на 180 градусов, и двигатель будет вращаться «назад».
Практическое применение — Как изменить напряжение
Если вы не знакомы с электроникой, изменение полярности напряжения может показаться более сложным, чем есть на самом деле.Фактически, вы, скорее всего, столкнетесь с логикой управления — которая решает и указывает, когда менять полярность. Вы можете легко управлять двигателем в любом направлении с помощью одного чипа, однако это зависит от вашего приложения.
Давайте возьмем два примера приложений, которые приводят в движение двигатель в любом направлении, блокирующий механизм и устройство тактильной обратной связи.
В запирающем механизме используется мотор-редуктор, который приводится в движение в любом направлении, чтобы запереть или отпереть дверь.Когда двигателю необходимо вращаться как по часовой, так и против часовой стрелки, один из самых популярных приводных чипов называется H-мостом. Это дискретные компоненты, которые содержат 4 транзистора, действующих как переключатели, одна пара переключателей используется для управления двигателем в одном направлении, а два других используются в обратном направлении. Управление направлением двигателя (часто простые сигналы GPIO) отделено от напряжения привода, которое контролирует скорость, поэтому вы можете изменять их независимо друг от друга.
И наоборот, устройства тактильной обратной связи реализуют «активное торможение», которое используется для более быстрой остановки двигателя и повышения четкости эффектов.Здесь двигатель фактически не вращается в противоположном направлении в любой точке, вместо этого мы используем эффекты обратного напряжения для управления двигателем с большей точностью. Многие тактильные микросхемы по умолчанию реализуют активное торможение либо в виде настройки в микросхеме, либо как часть предварительно запрограммированной формы сигнала, что очень упрощает реализацию.
Если вас интересуют некоторые из доступных H-мостов и тактильных драйверов, то найдите список рекомендуемых в нашем бюллетене по ресурсам для драйверов здесь.
475104015U03 Мгновенный реверсивный переключатель Stearns® SINPAC®
Основные операции
Двунаправленные двигатели — те, которые могут вращаться в любом направлении — делятся на два класса: 1. Реверсивные двигатели, которые могут переключаться с полной скорости в одном направлении на полную скорость в противоположном направлении. 2. Реверсивные двигатели, которые можно реверсировать только тогда, когда двигатель не работает или работает со скоростью ниже отключения. Некоторые производители двигателей различают быстрое и мгновенное реверсирование.Двигатель с быстрым реверсированием требует выдержки времени примерно 1/25 секунды или более для срабатывания схемы переключения. Реверсивный двигатель мгновенного действия не требует задержки по времени. Стандартный переключатель SINPAC можно использовать на реверсивных и реверсивных двигателях. Коммутатор серии SINPAC IR выполняет функцию центробежного переключателя с определением направления и превращает реверсивный конденсаторный пусковой двигатель в реверсивный двигатель мгновенного действия.
Чтобы реверсировать однофазный двигатель, необходимо поменять полярность пусковой или основной обмотки, но не обеих одновременно.Переключение обмотки осуществляется с помощью внешнего реверсивного переключателя или контактора, который не является частью переключателя SINPAC. SINPAC Instant Reverse Switch не зависит от того, как быстро пользователь управляет реверсивным переключателем, а зависит только от того, что реверсивный переключатель действительно изменил состояния, то есть с прямого на обратное или наоборот. Переключатель SINPAC обнаруживает изменение фазового сдвига между основной и пусковой обмотками, и логическая схема мгновенно приводит в действие пусковой переключатель, в результате чего пусковая цепь снова подключается к сетевому напряжению.Это соединение заставляет двигатель замедляться, а затем снова ускоряться в противоположном направлении. Коммутаторы серий SINPAC IR и IVR прерывают ток пусковой цепи после того, как двигатель разгоняется до скорости отключения, и повторно подключают цепь пуска всякий раз, когда цепь определяет, что скорость двигателя упала до скорости резания (обычно около 50% скорости синхронного двигателя. ).
1. Электрическая защита: Предназначен для фильтрации электрических шумов, поэтому нет опасности случайного срабатывания переключателя.
2. Универсальная конструкция: Работа с частотой 50/60 Гц. Работает с 2-, 4- или 6-полюсными двигателями любого производителя. Уменьшенный инвентарь.
3. Компенсация сетевого напряжения: Никаких модификаций или изменений не требуется для колебаний сетевого напряжения. Коммутаторы SINPAC будут работать в зонах, подверженных обесточиванию или низкому напряжению из-за длинных проводов. Компенсация линейного напряжения снижает нагрузку на пусковой конденсатор из-за перенапряжения.
4. Сокращенное время установки: Легкодоступные 1/4 дюймовые клеммы и монтаж, сокращают время, необходимое для установки переключателей SINPAC или замены механических переключателей.
5. Защита от переходных процессов: Защита от переходных процессов протестирована в соответствии с IEEE C62.41 — 1991 Категория A3.
6. Паяный радиатор: Высокие циклы.
7. Логика фазового компаратора: Позволяет работать в обратном направлении (без временной задержки).
8. Возможность перезапуска: Когда скорость двигателя падает ниже 50% синхронной скорости, цепь пуска повторно подключается для повторного включения пускового момента.
9. Защита окружающей среды: Невосприимчивость к влаге, пыли, грязи, ударам и вибрации.
Общая информация
| Типичная максимальная мощность двигателя, л.с. | 2 л.с. |
|---|---|
| Типовой номинальный ток на паспортной табличке двигателя полной нагрузки | 20 А при 115 В 20/10 А при 115/230 В |
| Номинал переключателя и допустимый максимальный ток пускового конденсатора | 40 ампер |
| Напряжение пусковой цепи | 115 |
| Напряжение отключения (типовое) | 165 Вольт |
| Напряжение включения (типовое) | 37 Вольт |
| Стиль упаковки | 15 |
| Каталожный номер | IR40-165 IR-40-165 |
| Номер (а) | 4-7-51040-15-U03 475104015U03 475104015U01 (старый, устаревший номер детали) 475104015U0K (комплект) Leeson 002789.02 |
| Рабочая температура | от -40 ° C до 65 ° C (от -40 ° F до 149 ° F) для работы от 65 ° C до 85 ° C (от 149 ° F до 185 ° F), проконсультируйтесь с заводом-изготовителем. |
| Рабочее напряжение | Переключатель SINPAC 115 В перем. Тока: 90-130 В перем. Тока. Для двигателя с двойным напряжением, оснащенного главной обмоткой с центральным отводом: 90–130 В переменного тока или 180–265 В переменного тока. |
| Диаметр | 1,83 дюйма макс. |
| Длина | 3.38 дюймов Макс |
| Подключения | 4 — 1/4 дюйма с наружной резьбой Quick Connect язычки / плоские клеммы |
Дополнительные функции
Полностью твердотельный без движущихся частей: Коммутаторы SINPAC не имеют физических ограничений, влияющих на их работу. Отсутствие изнашиваемых частей означает высокую цикличность, отсутствие дугового контакта Низкая гарантия.
Бесшумная работа: Без шума переключения
Признание UL (E71115) по стандартам США и КанадыВыбор
Номинальные значения в л.с. двигателя являются типичными.Для точной процедуры выбора измерьте ток пускового конденсатора во время нормального пуска или при заблокированном роторе и выберите переключатель SINPAC с более высоким максимальным номинальным током, чем измеренный.
1. Убедитесь, что серия переключателя соответствует типу двигателя.
2. Убедитесь, что номинальное напряжение переключателя соответствует номинальному напряжению вспомогательной (пусковой) цепи.
3. Выбор может быть основан на фактическом измерении тока пускового конденсатора или на удвоенном номинальном значении FLA на паспортной табличке двигателя.
4. Номинальный ток переключателя должен соответствовать или превышать требования к току пускового конденсатора двигателя.Всегда выбирайте коммутатор SINPAC со следующим более высоким номинальным током для:
a) Приложения с высокой цикличностью.
б) Длительное время разгона.
c) Высокая температура окружающей среды: выше 55 ° C.
5. Для обеспечения правильной работы двигателя напряжение на пусковой обмотке должно достигать опорного напряжения выключателя SINPAC в диапазоне от 70% до 85% от синхронной скорости двигателя. Коммутаторы SINPAC имеют компенсацию линейного напряжения. Изменения линейного напряжения не повлияют на работу системы, если только из-за перегрузки не будет снижена скорость работы, а также напряжение на пусковой обмотке.
6. Выключатели с более высоким током могут использоваться вместо выключателей с более низким номиналом той же серии.
Таблицы компенсации линейного напряжения
Наведенное напряжение на пусковой обмотке прямо пропорционально скорости двигателя и линейному напряжению. Все переключатели SINPAC используют это напряжение для отключения пускового конденсатора из цепи. Ваш двигатель с переключателем SINPAC должен генерировать напряжение, превышающее напряжение отключения переключателя, чтобы обеспечить отключение пускового конденсатора. См. Диаграммы ВЫШЕ.
% PDF-1.3 % 60 0 объект > эндобдж xref 60 92 0000000016 00000 н. 0000002188 00000 п. 0000002680 00000 н. 0000003120 00000 н. 0000003200 00000 н. 0000003330 00000 н. 0000003420 00000 н. 0000003490 00000 н. 0000003549 00000 н. 0000003637 00000 н. 0000003728 00000 н. 0000003829 00000 н. 0000003900 00000 н. 0000003968 00000 н. 0000004065 00000 н. 0000004134 00000 п. 0000004242 00000 н. 0000004370 00000 н. 0000004439 00000 н. 0000004508 00000 н. 0000004609 00000 н. 0000004677 00000 н. 0000004774 00000 н. 0000004873 00000 н. 0000004943 00000 н. 0000005013 00000 н. 0000005113 00000 п. 0000005210 00000 п. 0000005280 00000 н. 0000005350 00000 н. 0000005474 00000 п. 0000005574 00000 н. 0000005643 00000 п. 0000005712 00000 н. 0000005840 00000 н. 0000005957 00000 н. 0000006026 00000 н. 0000006096 00000 н. 0000006235 00000 н. 0000006338 00000 н. 0000006409 00000 н. 0000006481 00000 н. 0000006609 00000 н. 0000006726 00000 н. 0000006798 00000 н. 0000006868 00000 н. 0000006968 00000 н. 0000007038 00000 п. 0000007108 00000 н. 0000007130 00000 н. 0000007839 00000 п. 0000007861 00000 п. 0000008444 00000 п. 0000008466 00000 н. 0000009516 00000 н. 0000009538 00000 п. 0000010578 00000 п. 0000011686 00000 п. 0000012797 00000 п. 0000013080 00000 п. 0000013357 00000 п. 0000013637 00000 п. 0000014745 00000 п. 0000015030 00000 н. 0000016138 00000 п. 0000016161 00000 п. 0000017273 00000 п. 0000017548 00000 п. 0000018652 00000 п. 0000018674 00000 п. 0000019751 00000 п. 0000019773 00000 п. 0000020784 00000 п. 0000020806 00000 п. 0000021061 00000 п. 0000021084 00000 п. 0000023092 00000 п. 0000023115 00000 п. 0000027602 00000 п. 0000027626 00000 н. 0000060856 00000 п. 0000060878 00000 п. 0000061852 00000 п. 0000061875 00000 п. 0000064334 00000 п. 0000064356 00000 п. 0000065507 00000 п. 0000065530 00000 п. 0000066912 00000 п. 0000066936 00000 п. 0000002285 00000 н. 0000002658 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 61 0 объект > эндобдж 150 0 объект > поток HT / Ca Вт $ м H $ H! ІHD`d0vUD ~ saHc # i`T5 $ Ϙ; Yy ד 4ҴNPn.т а. + U \ gI DȐf 5} = UyQ7 | ż] s% esoa52` | K / L SSU OQK {6 (c] UI # ͈Qo
Джонс в управлении асинхронным двигателем
Джонс в управлении асинхронным двигателемПроблема
Получил новый (б / у) мотор, Бодин 42R5BFCI. Это двигатель PSC мощностью 1700 1/6 л.с., который потребляет 1,9 А при 115 В 60 Гц. Этот мотор намного эффективнее старого, почти бесшумный и полностью закрытый.Для токарный станок такого размера, 1/6 л.с. кажется вполне достаточным (Тайг рекомендует от 1/6 до 1/4 л.с.), и с тех пор, как я начал использовать этот мотор, я ни разу не заметил потери 1/12 л.с., даже при точении стали.
С другой стороны, у старого мотора было 3 провода, а у старого новый имеет 6 (2 для запчастей термопредохранения). Моя цель при замене мотора состояла в том, чтобы не вносить никаких изменений в панель управления, потому что пространство под передней бабкой токарного станка очень ограничено. На этой веб-странице обсуждаются варианты, с которыми я столкнулся при подключении нового двигателя. к существующим переключателям управления токарным станком.
Как видно на фото, основание токарного станка, в котором находится система управления, маленький, всего 5,5 на 8,5 дюймов (14 на 21,6 см), с Глубина 2 дюйма (5 см), за исключением колодца для старого конденсатора двигателя. то есть 2,75 дюйма (7 см) в глубину.
Старая система управления
Оригинальный мотор имеет термический отрезать встроен в обмотки двигателя, что снижает мощность двигателя при повышении температуры. находится в пределах 15 ° C от предела двигателя 105 ° C, а с задержкой срабатывания 2.5A тепловой автоматический выключатель установлен на передней панели. Кроме того, есть микропереключатель отключить питание, если крышка над цепями управления открыта или кожух ремня снят. Основными элементами управления на передней панели являются главный выключатель и двухпозиционный переключатель направления вращения. На всех переключателях указано значение 1/2 л.с. или выше.
Вы спросите, а зачем на токарном станке переключатель направления? Токарные станки предназначены для резки в прямом направлении, и на самом деле небезопасно запускать токарный станок в обратном направлении когда заготовка удерживается в патроне, который навинчивается на шпиндель.Обеспечить регресс работа безопасна только тогда, когда заготовка удерживается в цанге, которая вклинивается непосредственно в конус шпинделя без промежуточного навинчивания светильники.
Система управления, показанная на схеме выше, работает только для однофазных 3-проводные двигатели PSC, в которых две обмотки двигателя идентичны. Конденсатор значение указано на паспортной табличке двигателя.
Оригинальная разводка типична для разводки небольших приборов, то есть: это достаточно безопасно. Этот токарный станок менее мощный, чем некоторые миксмастеры, и система управления менее сложна, чем регуляторы скорости таких машин.Тем не менее, было бы неплохо, если бы выключатель полностью изолировал двигатель от сети вместо того, чтобы просто отключить горячую сторону линия. Теоретически нейтральный провод должен быть заземлен при отсутствии тока. течет, но я встречал розетки с неправильным подключением, с горячими и нейтраль поменялась местами. В таком контексте эта управляющая проводка оставляет вся проводка двигателя нагревается, когда переключатель находится в выключенном положении. Этот будет считаться небезопасным в контексте более мощных двигателей.
Новый двигатель имеет встроенную в двигатель тепловую защиту. обмотки, как и у оригинала, но его выводы выведены из корпус двигателя и должен быть подключен снаружи, а провода намного тоньше чем выводы к обмотке двигателя. Это ограничение было добавлено после мотор был сделан. Обмотки в новом двигателе независимые и не идентичны. (сопротивления 8 Ом и 20 Ом). Это означает, что две обмотки нельзя объединить в трехпроводную конфигурацию старого мотора.На паспортной табличке двигателя указан конденсатор емкостью 15 мкФ; это идет последовательно с обмоткой с высоким сопротивлением. Реверс мотора выполняется путем изменения полярности любой обмотки двигателя. относительно другого.
Бодин опубликовал кривая зависимости крутящего момента от скорости за мотор мне достался. Это означает, что пусковой крутящий момент на 10% выше номинального. крутящий момент и пиковый крутящий момент, который почти в 3 раза превышает номинальный крутящий момент. Мотор токарный станок всегда запускается без загрузки инструмента, поэтому единственное, что это необходимо преодолеть инерцию двигателя плюс передняя бабка плюс заготовка.
При номинальной мощности 1/6 л.с. вентилятор охлаждения двигателя может поддерживать обмотки двигателя чуть ниже предельной температуры (105 ° C для изоляция класс А) когда температура охлаждающего воздуха соответствует рабочей температуре, указанной на паспортной табличке 40 ° С. При использовании новый двигатель может выдавать более 1/3 л.с. при коротких очередях, ограничивается тепловой инерцией обмоток двигателя, и если охлаждение воздух холоднее 40 ° C, длительная выходная мощность возможны более 1/6 л.с. Подробное руководство по тепловой защите обмоток двигателя см. Основы встроенной защиты двигателя для начинающих инженеров.
В токарном станке заготовка доводится до скорости и затем при произвольной загрузке в зависимости от того, как оператор подает режущий инструмент в работу. Если оператор подает инструмент достаточно быстро, мотор может заглохнуть. Оператору сложно узнать фактический двигатель. нагрузка, хотя столы токарного станка скорости и подачи частично основаны на мощности, необходимой для резки различных материалов, а также соображения износа инструмента и качества поверхности. В результате моторы токарных станков обычно должны быть оснащены предохранителями от перегрева.
Обратите внимание, что все мои предложения по управлению новым двигателем сохраняют схему выключатель как это было. Если двигатель заглохнет, он быстро взорвется, поскольку типичные токи останова (и пусковые) для асинхронных двигателей равны 5 раз больше номинального тока. Примечание по применению от Омрон Меры предосторожности при использовании продукта предлагает в Разделе 2-1-1, что пусковые токи двигателя должен быть в 5-10 раз больше тока установившегося состояния. Термозащитные устройства, встроенные в обмотки двигателя, не могут надежно защитить от остановки двигателя, потому что при остановке обмотки довольно сильно нагреваются. быстро и тепловая инерция теплового переключатель может задержать свою реакцию до тех пор, пока двигатель не перегреется.
Бодин дает полезное примечание по Как подключить Новый трехпроводной реверсивный мотор-редуктор переменного тока WX или FX с постоянным разделенным конденсатором в 4-проводную систему. Решение Бодина включает добавление однополюсного одноходового передать выход существующей 4-проводной системы управления для реверсирования трехпроводного двигателя. К сожалению, они не дают советов, как подключить 4-проводный двигатель PSC. в 3-проводную систему, проблема, с которой я столкнулся здесь.
Плохая конструкция системы управления
Первой моей мыслью было подключить термовыключатель последовательно к схеме. выключатель и выключатель закрытой крышки, но однажды я был вынужден признать, что реле имеют смысл подключить к термовыключателю в «пилотная» цепь, управляющая двухпозиционным реле.Как только вы признаете необходимость в пилотной цепи и двухпозиционном реле, имеет смысл поставить двухпозиционное переключатель в пилотной цепи вместо главной цепи. Здесь я показываю двухполюсное двухполюсное реле, отключающее обе стороны двигателя от линия при выключенном питании.
Остается проблема реверсирования двигателя. Двухполюсный двойной бросок переключить путь питания к любой обмотке двигателя было бы достаточно, но существующий однополюсный однопозиционный переключатель на передней панели находится в очень тесном помещении и намного уже, чем двухполюсные переключатели, которые рассчитаны на работу с двигателями, размер.Бодин в блог мотор-редуктора публикация о том, как для подключения реверсивного переключателя, рекомендует использовать 3-полюсный или 4-полюсный переключатель центрального положения, чтобы положение отключает все обмотки двигателя. Такие переключатели слишком велики для моя панель управления. Эти соображения заставили меня добавить второе реле для реверсирования двигателя.
Этот дизайн менее функциональный, чем оригинальный , потому что реверсивный Переключатель имеет только две логические позиции: обратное и нереверсивное. Даже если физический переключатель находится в центральном положении, это не отключает питание мотор.Когда машина припаркована, было бы неплохо оставить как выключатели питания и реверсивного выключателя обеспечивают полезное резервирование защита от случайного пуска. Случайно запустил токарный станок при монтаж заготовки может быть очень опасным даже для небольшого токарного станка как тот, о котором идет речь. Построение реверсивных цепей с для прямого, выключенного и обратного состояний требуется два реле в цепи реверса вместо одного для функции включения-выключения и одного для функции реверса.
Дуга всегда возникает одновременно на обоих полюсах переключателя, так как они находятся последовательно на текущем пути. При размыкании реле растягивает дуги. Если дуга сохраняется до тех пор, пока контакты реле не перестанут качаться через зазор между контактами возникает короткое замыкание на блоке питания.Когда ток через двигатель падает, одна дуга гаснет, в зависимости от того, что даже бесконечно выше сопротивление. Однако другая дуга вызывает короткое замыкание источника питания и будет продолжаться по крайней мере до следующего перехода напряжения питания через ноль, и возможно дольше, если испарилось достаточное количество контактного материала. Даже если короче просто кратковременно, это не на пользу реле!
Реле с катушками переменного тока имеют заштрихованный полюс, что означает, что намагниченность в полюс будет удерживаться достаточно сильно, чтобы удерживать реле в замкнутом состоянии в течение 1/4 цикла линии питания переменного тока, около 5 мс для линии с 60 циклами.В IDEC Реле серии RH, рассчитанные на 10 ампер или 1/6 л.с., являются хорошим кандидатом для используйте здесь; лист данных для этого семейства реле дает максимальный контакт время открытия 25 мс, предполагая, что фактическое колебание контакта, вероятно, займет около 20 мсек, что составляет порядка одного полного цикла линии питания переменного тока. Хотя контактные дуги обычно гаснут за 1/2 цикла, индуктивная нагрузка, такая как двигатель может управлять дугой, которая длится дольше. Все эти риски снижаются, если мы можем гарантировать, что двигатель не будет реверсирован под напряжением — например, блокировкой что предотвращает включение реверсивного переключателя при включенном двигателе.
Механические блокировки для предотвращения реверсирования электроинструмента во время его использования часто используются в ударных гайковертах и дрелях. См., Например, Патенты США. 3 422 296 и 3 703 646. Механические блокировки, предотвращающие срабатывание одного переключателя, а другой находится в неправильном положении, широко используются; многие из этих устройств которые прикреплены к управляемым переключателям или рядом с ними. См., Например, Патенты США. 3 432 628, 3,492,448, 4 924 041 5,393,942, 5 436 415, 7 411 139 и 8,552,318.Общей особенностью многих из последних блокировок является скользящая или поворотная элемент, который мешает переключению ручки одного переключателя, когда другой переключатель находится в неправильном положении. Я такую блокировку добавил в двухтактная кнопка включения-выключения, но это предмет отдельной статьи.
Кроме того, существует риск контактной сварки или контакта материала переход между контактами реле, приводящий к механической блокировке контактов. В Компоненты средства выбора Примечание контактная дуга включает хорошую фотографию старого контакта реле крупным планом иллюстрируя эту проблему.Контакты реле часто устанавливаются на длинных пружинные пальцы, поэтому возможность фиксации одним контактом в одном положении при этом остальные контакты остаются свободными и поворачиваются в противоположное положение не следует игнорировать. Если это происходит в реверсивном реле в вышеуказанном цепи, в результате происходит короткое замыкание источника питания.
Контактная сварка может быть вызвана большим током, протекающим во время работы двигателя. запуск или высокий ток, который течет в случае остановки двигателя под нагрузкой. Выключение двигателя во время пускового импульса или когда он глохнет представляет наибольшую опасность возникновения дуги при контакте, потому что пусковой и токи остановки асинхронного двигателя, как правило, в 5 раз превышают номинальные текущий ток.
Горение дуги, контактная сварка или фиксация в двухпозиционном реле, используемом здесь, не создают угроза безопасности, хотя это ограничит срок службы реле. Кроме того, пока реверсивное реле никогда не переключается под напряжением контакты никогда не должны подвергаться дуге. Очередной раз, это указывает на важность блокировки функций включения-выключения и реверса.
Использование демпфера может ограничить серьезность всех проблем, вызванных дуговым разрядом (об этом позже). Это не означает, что мы можем полагаться на демпфер для предотвращения дугового разряда; скорее, мы используем его, чтобы ограничить искрение и отсрочить его последствия.Безопасность системы никогда не следует оценивать на основании предположение, что амортизаторы работают.
Многочисленные обучающие сайты рекомендуют варианты этого небезопасного дизайна:
К счастью, большая часть этих руководств предполагает использование небольших низковольтных двигателей, но низкое напряжение само по себе не предотвращает дуговую или контактную сварку. Если вы откроете цепь автомобильного стартера на 12 В, вы получите мощная дуга, потому что стартеры потребляют сотни ампер, и этот ток будет пытаться продолжить поток, несмотря на разомкнутые контакты.в отличие от В ситуации с реле переменного тока нет переходов через нуль по току через Дуга постоянного тока, которая помогает дуге самозатухать.
Решение с использованием реле с блокировкой
Это решение использует заблокирован реле. Он основан на схемах, обычно используемых для тяжелых промышленные двигатели, где вместо реле большие контакторы используются.
На приведенной выше схеме показаны 4-полюсные двухпозиционные реле (форма C), но все силовые подключения к двигателю выполняются только с помощью нормально разомкнутые контакты, игнорируя нормально замкнутые.То есть мы используют контакты формы C, как если бы они были формой A. Здесь используются только нормально замкнутые контакты слаботочная пилотная схема, питающая катушки реле. Мы здесь используя контакты формы C, как если бы они были формы B. Это соблюдается с традиционной конструкцией контакторов, где мощность обычно обрабатывается одноходовыми нормально разомкнутыми контактами (форма A или, для действительно высоких мощность, форма X), а единственные двусторонние или нормально замкнутые контакты являются вспомогательными. маломощные контакты.
В установках промышленного управления, где обычно встречается эта схема, показанная здесь электрическая блокировка обычно дополняется механическими блокировки, которые связывают два реле, механически предотвращая замыкание одного из них если другой не открыт (см., например, Патент США 3710288). Таким образом, эти цепи предотвращают короткое замыкание в цепи питания. линия с двумя уровнями резервирования, механическим и электрическим.
Замыкание левого реле в этой цепи включает двигатель в переднем направление. Замыкание правого реле включает двигатель в обратном направлении. направление. Когда оба реле разомкнуты, двигатель выключен и, как уже отмечалось, замыкание обоих реле приводит к короткому замыканию питания, если не используется блокировка для предотвращения это.
Блокировка не препятствует подаче питания на двигатель во время вал по-прежнему вращается неправильно. Если это будет сделано, мотор будет потребляют даже больше, чем нормальный пусковой ток двигателя, поэтому он определенно не лучшая идея. Как уже было сказано, добавление какого-то механическая блокировка для предотвращения доступа к переключателю реверса, когда двигатель работает. on может помочь здесь, заставляя пользователя задействовать двухпозиционный переключатель перед тем, как и после прикосновения к переключателю заднего хода.
Показанная здесь электрическая блокировка дает значительные преимущества, даже если пользователь может мгновенно переключить реверсивный переключатель, пока двигатель работает. Бег.При показанной электрической блокировке это не немедленно подайте питание на ранее обесточенную катушку реле. Вместо этого блокирующий контакт на ранее запитанном реле должен закройте перед подачей питания на другое реле. Это произойдет только после того, как реле, ранее находившееся под напряжением, полностью отключится. Если предположить, что каждое реле срабатывает от 20 до 25 мс, как обсуждалось выше для IDEC Реле серии RH, это означает, что полный системе потребуется от 40 до 50 мсек.Это дает значительное время для исчезновения дуги в контактах реле. до замыкания контактов противоположной полярности.
С этой схемой оба реле подвержены потенциальным проблемам с дуговым разрядом, хотя на токарном станке, где больше всего используется в прямом направлении, прямое реле будет тем, которое видит больше всего и страдает от наибольшее повреждение дуги. Тем не менее, оба реле, вероятно, в конечном итоге пострадают. повреждение от дуги, и любое реле может в конечном итоге свариться или защелкнутые контакты в результате.
Если есть контактная сварка или заблокированные контакты, удерживающие один из силовых контакты реле в цепи реверсирования замкнуты, включается другое реле вызывает немедленное короткое замыкание, если только Запертые или сварные контакты предотвращают срабатывание этого реле. якорь от поворота достаточно далеко, чтобы замкнуть контакт блокировки. Некоторый реле с силовые контакты гарантия, что ни один контакт не замкнется в одном направлении, если какие-либо контакты зависнут в обратном направлении. К сожалению, многие реле этого не делают. гарантия.Однако даже если это не гарантируется, реле с жестким контактные пружины на подвижных контактах и жестко закрепленные неподвижные контакты могут предлагают некоторую степень поведения, управляемого силой.
Одним из недостатков этой схемы является то, что вторая обмотка двигателя только частично отключается от цепи при выключенном двигателе. Как уже было сказано, нейтральный провод в бытовых электрических цепях не гарантируется нахождение на земле, и это может представлять опасность для кого-то работать на токарном станке, не отключая его от сети.Разумный пользователь воспримет это меры предосторожности, но было бы хорошо, если бы 5-полюсные реле были широко доступны, чтобы что 4 контакта реле можно использовать для полного отключения двигателя во время 5-й использовался для блокировки. К сожалению, небольшие недорогие реле с 5 полюсами с соответствующим рейтингом недоступны.
Обратите внимание, что, если переключатель направления находится в центральном выключенном положении и включен-выключен выключен, температурный выключатель в двигателе изолирован от линия электропередачи.Эта установка переключателя «двойное выключение» является обычным способом сохранения автомат, а это значит, что нет питания на термовыключатель должен кто-то пытается отключить двигатель, пока токарный станок включен.
Еще один недостаток этой схемы в том, что она не совсем пригодна для использования. с сильноточными 4-полюсными двухпозиционными реле. Контакты реле рассчитаны на перенос 5 или 10 ампер часто не рекомендуются для токов в несколько единиц. миллиампер. Примечание по применению от Омрон Меры предосторожности при использовании продукта в Разделе 2-2-11 говорится, что одно реле никогда не должно использоваться для переключения и большая нагрузка, и микрозагрузка.Проблема в том, что широкие плоские контактные поверхности, используемые для больших нагрузок. разработать тонкий слой оксида металла и всего с несколькими миллиамперами нагрузки тока, локального нагрева вокруг небольшого прокола в этом слое недостаточно чтобы сжечь его, чтобы создать хороший контакт. Кроме того, любая дуга в цепи питания цепь будет разбрызгивать окисленный мусор на слаботочные контакты, создавая еще более толстый оксидный слой. Обычные 4-полюсные реле симметричны, все 4 полюса идентичные, рассчитанные на одинаковый ток и в одном корпусе.Напротив, контакторы большой мощности иногда имеют вспомогательные контакты, рассчитанные на для гораздо более низких сигнальных токов, установлен на том же исполнительный механизм и механически защищены от повреждений дуговыми брызгами.
В большинстве презентаций этого решения используются лестничные диаграммы:
Лестница обозначение существенно отличается от общепринятой схемы Отметим, что новичкам в силовой электронике это может показаться трудным. В первая цитата выше дает достойное руководство перед представлением заблокированного цепь управления двигателем.Также обратите внимание, что большинство этих презентаций заменяют двухпозиционный выключатель с пилотным реле, которое срабатывает при кратковременном включении кнопка нажата, и она упадет в положение выключения любого из ряда выключатели мгновенного выключения замкнуты, включая кнопку выключения и различные защитные блокировки, такие как температурный выключатель.
Примечание по применению от Омрон Меры предосторожности при использовании продукта предлагает этот подход в Разделе 2-1-7 в краткой форме без лестничная запись.
Относительно безопасное решение
Эта схема подает питание на обмотки двигателя, только если реле находятся в противоположные состояния. Как и в случае с реле с электрической блокировкой, мы можем Рассмотрите левое реле как переднее реле и правое реле как обратное реле, но выключенное состояние более сложное.Здесь, если оба реле включены или если оба выключены, мотор отключен. Реверсивный переключатель среднего положения предотвращает оба состояния, но если это произойдет из-за почти невозможный отказ переключателя, он не представляет опасности.
При отсутствии дуги, хотя встречные контакты в двухпозиционных реле все используются, проводка такова, что когда один контакт передает питание, противоположный контакт, показанный на иллюстрациях серым цветом, изолирован от схема.
Рассмотрим, что происходит, когда одно из реле размыкает цепь, возникает дуга. через свои контакты.Мы можем игнорировать два нижних контакта реле, которые питают обмотку конденсатора. потому что они просто двухпозиционные контакты и не могут закоротить источник питания. Предположим, что дуги сохраняются в верхних контактах до тех пор, пока контакты не достигнут дальняя сторона, это ничего не замыкает, если другое реле также не изменится состояние, пока дуга еще горячая. Где решение с блокировкой реле всегда имел две последовательно соединенные дуги, это решение создает опасность только в том случае, если имеется 4 дуги. дуги последовательно. Поскольку более длинные дуги гаснут быстрее, дуга в этой цепи может можно ожидать, что они будут представлять менее серьезную угрозу, чем в цепи с блокировкой.
Когда оба реле изменяют состояние одновременно, все четыре контакта в каждом токе путь будет дугообразным, потому что они подключены последовательно. Какая бы дуга на этом пути гашение первого немедленно вызовет гашение остальных. С 4 дугами в серии, энергия рассеивается в дугах в два раза быстрее, чем при всего 2 дуги последовательно, поэтому любые дуги в этой цепи должны гаснуть намного быстрее чем они были бы в неисправных схемах или схемах с блокировкой, представленных выше.
Теперь подумайте, что произойдет, если контакт защелкнется вверх или вниз.Во-первых, есть вероятность того, что зафиксированный контакт предотвратит замыкание других контактов в обратном направлении. В этом случае мотор будет не работать. Теперь предположим, что другие контакты закрываются. Результат по-прежнему обрыв цепи в обмотке двигателя. В результате двигатель выходит из строя. для запуска, потому что только одна из двух обмоток двигателя находится под напряжением. Короткое замыкание произойдет только в том случае, если оба реле будут иметь залипшие или сваренные контакты.
Недостатком этого решения по сравнению с решением с блокировкой является что оба реле включены последовательно, поэтому в общей сложности 4 контакта реле включены последовательно с каждой обмоткой двигателя, когда двигатель включен, в то время как решение с блокировкой поместите только два контакта реле последовательно с каждой обмоткой двигателя.Таблица данных для IDEC Реле серии RH показывают максимальное контактное сопротивление 50мОм. Эти реле — хороший кандидат для этого. применение (реле Rh5B-U AC120V представляет собой реле 4PDT на 10 ампер, рассчитанное на 1/6 л.с. с катушкой 120 В переменного тока, которая потребляет около 19,5 мА). Контактное сопротивление 1 / 20Ω достаточно низкое, чтобы поставить 4 контакта последовательно на каждом пути через двигатель не должно быть проблемой.
Последовательное соединение контактов имеет как преимущества, так и затраты. Для дугового разряда, контактной сварки или фиксации контактов, два релейных контакта, соединенных последовательно, должны быть задействованы до выхода из строя закорачивает блок питания.Это крайне маловероятно. Вот почему в большинстве презентаций взаимосвязанного решения предполагается наличие мощных контакторов form-X. При этом каждое соединение имеет два последовательно соединенных контакта, чтобы разделить дуга при размыкании контактов.
Это умное решение рекомендуется здесь:
Показанные выше схемы неполны по нескольким причинам: Во-первых, слаботочные Пилотная цепь должна быть защищена слаботочным предохранителем, позволяющим зажигалку проводка, которая будет использоваться в пилотной цепи, чем в главной цепи.Второй, нам нужно беспокоиться о гашение дуги.
Возникла вторая проблема дуги . Паспорта 4-х полюсных реле от нескольких производители, включая IDEC, содержат идентичные и несколько искаженные формулировки перечислить среди мер предосторожности при использовании их реле следующее:
- При использовании нагрузок постоянного тока на реле 4PDT подайте положительное напряжение на клеммы соседние полюса и отрицательное напряжение на другие клеммы соседних полюса для предотвращения возможности короткого замыкания.
В IDEC Реле серии RH, которые уже обсуждались, имеют дуговые перегородки между каждым комплектом. контактов, но все же имеет смысл свести к минимуму возможности для искрение между соседними наборами контактов.Этих барьеров всего несколько миллиметры высотой. Это создает относительно длинный путь от дуги между контакты одного полюса и ближайший неподвижный контакт соседнего полюса, но важно отметить, что путь от дуги до подвижного контакта соседнего полюса короче.
В свете вышеизложенного имеет смысл расположить проводку так, чтобы свести к минимуму разность напряжений между соседними полюсами. Просто поменяйте проводку между двумя полюсами реле имеет большое значение, хотя делает схематическую диаграмму более уродливой:
Перестановка средних полюсов для снижения риска возникновения межполюсной дуги
В случае крайнего левого реле 4 полюса, подключенные к входу 120 В. в оригинале чередовались так, чтобы на каждой паре было полное линейное напряжение соседних полюсов.Поменяв местами два средних полюса, мы получаем две группы два соседних полюса без напряжения между ними. Межполюсная дуга между две группы все еще возможны, но попасть в эту дугу будет сложно потому что токи в двух обмотках двигателя на противоположных сторонах этого потенциальные дуги не совпадают по фазе друг с другом.
В случае крайнего правого реле 4 полюса, подключенные к двигателю обмотки расположены так, что никакие два соседних полюса не подключаются к такая же обмотка двигателя.Дуга между двумя полюсами, подключенными к разным двигателям. обмотки могут поддерживаться только при наличии второй межполюсной дуги для замкнуть цепь. Это маловероятно, и кроме того, зажигание дуги между полюсами, подключенными к разным обмоткам двигателя, сложно, потому что токи в двух обмотках не совпадают по фазе. Если одна обмотка на полный ток, способный зажигать сильные дуги, другой будет иметь ток значительно ниже своего пика, а дуга на соседнем полюсе реле будет не очень энергично.
Дугогасящий элемент рекомендуется практически всеми производителями реле. всякий раз, когда реле используется для управления индуктивной нагрузкой. Подавление дуги может варьироваться от устройств, которые активно определяют наличие дуги и кратковременно контакты реле для гашения дуги, к простым пассивным устройствам, таким как резисторно-конденсаторные сети. См. Патенты США 7145758 и 8619395 для примеров устройств активного подавления.
Также работают простые RC-цепи и ограничители переходных напряжений.См. Раздел «Подавление дуги индуктивной нагрузки», записка по приложениям Littlefuse за обсуждение такие решения. Таблица данных для IDEC Реле серии RH содержат обсуждение относительных достоинств нескольких схемы защиты контактов. Для более подробного обсуждения см. Компоненты средства выбора заявки на Реле контактной жизни.
В качестве переходного напряжения могут использоваться как встречные стабилитроны, так и варисторы. подавители. Стабилитроны, соединенные спиной к спине, имеют относительно небольшую емкость.Они близки к идеальным ограничителям напряжения, непроводящие ниже их напряжение пробоя и проводимость над ним. Напротив, металлооксидные варисторы (MOV) можно смоделировать как серию конденсаторов, каждый из которых закорочен низковольтным идеальный ограничитель напряжения. Емкость MOV может поглощать некоторый ток пока напряжение ниже напряжения пробоя устройства, задержка возникновения дуги.
Самое большое возражение против MOV состоит в том, что они являются устройствами «одноразового использования», которые выходят из строя из-за короткого замыкания.Это четко признается в Littlefuse Таблица данных серии варисторов LA, где приведены кривые для повторяющаяся импульсная способность. У MOV определенно ограниченный срок службы при использовании для защиты от скачков напряжения, вызванных молнией или аналогичными угрозами. Эти скачки включают в себя десятки или даже сотни ампер в течение нескольких миллисекунд. В отличие от этого, двигатель, обсуждаемый здесь, потребляет всего 2 ампера при нормальной нагрузке. Подходящий MOV для этого приложения, V130LA20, имеет неограниченный срок службы. при таких малых токах, вероятно, дольше, чем срок службы реле ( IDEC Реле серии RH рассчитаны на 50 миллионов циклов).
Что нам нужно, так это по одному дугогасителю на каждую обмотку двигателя. В случае обмотка конденсатора, ограничитель идет на релейной стороне конденсатора. В общем, двигатели PSC с обмотками конденсатора с высоким сопротивлением имеют тенденцию спроектирован так, что эта обмотка резонирует результатом является напряжение переменного тока на сама обмотка двигателя, которая значительно превышает линейное напряжение. Это одна из причин, почему на паспортной табличке Bodine для этого двигателя указано: конденсатор 350 В 15 мкФ на двигателе на 120 В.
Предохранитель в цепи управления подходит, так как он имеет гораздо меньшую ток, чем в первичной цепи. Для IDEC IDEC В реле серии RH 4-полюсная катушка реле 120 В переменного тока потребляет всего 16,5 мА в устойчивое состояние. Во время движения якоря реле ток выше, потому что магнит реле работает. Другими словами, индуктивность катушки реле увеличивается по мере того, как якорь перемещается в закрытое положение, поэтому начальный рост тока при включении реле превышает ток, который пройдет, как только якорь закроется.В Примечания к приложениям Omron Меры предосторожности при использовании продукта предлагает в Разделе 2-1-1, что пусковые токи обмотки реле обычно равны В 2–3 раза больше установившегося тока. Пусковой бросок будет длиться столько, сколько потребуется, чтобы замкнуть реле, в зависимости от 20 или около того миллисекунд, так что нормальный универсальный (также известный как быстродействующий) предохранитель который перегорает примерно за одну секунду с током, вдвое превышающим номинал предохранителя. едва замечаешь этот короткий пульс Одним из преимуществ добавления предохранителя в схему управления является то, что он позволяет схема управления должна быть подключена более легким проводом, чем используется для первичного питания двигателя; для этого есть недорогой Плавкий предохранитель на 1/4 А, вероятно, лучший выбор, потому что предохранители на 20 мА сравнительно дорого.
Резистор на конденсаторе — хорошая идея. С двумя реле в последовательно изолируя обмотку конденсатора, когда двигатель выключен, этот конденсатор долго будет держать заряд. Конденсаторы, используемые с асинхронными двигателями PSC обычно используют диэлектрик из полипропиленовой пленки; у этих конденсаторов очень низкий утечки, что означает, что они могут хранить значительное количество энергии для через много минут после отключения от цепи. Резистор к спустить этот заряд защищает любого, кто откроет дело, от потенциального опасность поражения электрическим током.
Для конденсатора 15 мкФ, рассчитанного на 350 В (в соответствии с требованиями нашего двигателя), резистор 500 кОм — это самый маленький резистор, который рассеивают 1/4 Вт (более низкое сопротивление будет проводить больше тока и рассеивать больше энергии, когда машина включена; ближайший стандарт номинал резистора 470кОм). Постоянная времени RC для этого конденсатора и резистора составляет 7,5 секунд. То есть за 7,5 секунд конденсатор разрядится с 350В примерно до 128 вольт. Через 15 секунд напряжение упадет до 47 В, а через 30 секунд примерно до 6 вольт.Учитывая, что пользователь обычно выключает машину и отключите его перед тем, как начать откручивать винты на крышке над проводкой, так быстро получить доступ к проводке будет сложно, поэтому Спускной резистор 500 кОм обеспечивает достаточную защиту.
Относительно безопасное решение с дополнительными деталями
Я спаял проводку
на нижней части разъемов реле перед установкой узла розетки на
база. Поскольку там так тесно, я заизолировал все паяные соединения на
релейные розетки и выстилали колодец в основании рыбьей бумагой.Многие из
Разъемы Faston
на переключателях очень близко к открытым металлическим частям, поэтому в
как в оригинальной, так и в новой системе управления, я использовал разъемы с
изоляционные кожухи.
Новый мотор и его новая система управления зарекомендовали себя хорошо, но у него есть одна проблема: если вы оставите переключатели во включенном положении, а затем подключите токарный станок, или если токарный станок подключен к сети, и вы прикрепляете кожух ремня после нажатия кнопку включения, он сразу же начнет вращаться. Множество мелкой бытовой техники и электроинструменты так работают, так что меня это не особо беспокоит, но у более крупных электроинструментов обычно есть системы управления, позволяющие избежать этого риска.
Если бы я начинал заново, я бы заменил выключатель в пилотной цепи с однополюсным нормально разомкнутым реле и двумя нажимными кнопки, красная нормально разомкнутая кнопка «нажать и остановить» и зеленая нормально замкнутая кнопка «нажать, чтобы запустить». Таким образом, как бы ни остановился токарный станок, вам придется намеренно нажать кнопку запуска, чтобы перезапустить его.
Цепь управления изменена на управление нажатием и выключением
Эта конструкция по-прежнему требует механической блокировки, поэтому это невозможно. переключить переключатель реверса, кроме случаев, когда кнопка выключения удерживается нажатой.
Альтернатива, распространенная на больших станках, использует три кнопки: один для остановки, один для запуска машины в прямом направлении и один чтобы запустить машину в обратном направлении. Это требует либо дополнительных пилотные контакты на главных управляющих реле или паре пилотных реле, один на для запуска машины вперед и один для запуска ее назад. Для токарного станка, где обратный ход — особый случай, обратный пуск Кнопка нуждается, по крайней мере, в защитной крышке. Считаю 3-х кнопочное управление система для этого токарного станка быть излишней.
Все о контроллерах двигателей постоянного тока
Двигатели постоянного тока по-прежнему актуальны в современной промышленности, даже несмотря на то, что они являются одними из старейших электродвигателей. Как они выдержали испытание временем, особенно против всех удивительных новых машин 21 века?
Есть много потенциальных ответов на этот вопрос, но их хорошая управляемость является основной причиной того, что двигатели постоянного тока сохранились. Эта простая машина преобразует постоянный ток в механическое вращение, которым можно управлять, просто изменяя входное напряжение или меняя местами его провода.Элегантность двигателей постоянного тока привела к производству многих контроллеров двигателей постоянного тока, которые часто имеют простую конструкцию и обеспечивают адекватную производительность при их стоимости. В этой статье мы рассмотрим некоторые распространенные контроллеры двигателей постоянного тока, как они работают, и обсудим, какие приложения наиболее популярны для этих систем.
Что такое контроллеры двигателей постоянного тока?
Проще говоря, контроллер двигателя постоянного тока — это любое устройство, которое может управлять положением, скоростью или крутящим моментом двигателя постоянного тока.Существуют контроллеры для щеточных двигателей постоянного тока, бесщеточных двигателей постоянного тока, а также универсальных двигателей, и все они позволяют операторам устанавливать желаемое поведение двигателя, даже если их механизмы для этого различаются.
Наши статьи о параллельных двигателях постоянного тока, двигателях постоянного тока с последовательной обмоткой и бесщеточных двигателях постоянного тока содержат подробные объяснения того, как работают машины постоянного тока. Подводя итог, можно сказать, что кривая скорость / крутящий момент двигателей постоянного тока обратно линейна, что означает, что их крутящий момент пропорционально уменьшается с увеличением числа оборотов двигателя.Это позволяет упростить управление, так как снижение скорости приведет к увеличению крутящего момента, и наоборот. Кроме того, в отличие от некоторых двигателей переменного тока, двигатели постоянного тока легко реверсируются путем простого переключения их проводов, так что постоянный ток течет в противоположном направлении. Контроллеры двигателей постоянного тока используют эти характеристики уникальным образом, и в этой статье будут рассмотрены наиболее популярные методы.
Типы контроллеров двигателей постоянного тока
Ниже приведены некоторые распространенные методы управления двигателем постоянного тока. Обратите внимание, что эти методы не являются исчерпывающими и что двигателями постоянного тока можно управлять разными способами, включая контроллеры серводвигателей (подробнее см. В нашей статье о контроллерах серводвигателей):
Контроллер направления: H-мост
Н-мостовая схема — один из простейших методов управления двигателем постоянного тока.На рисунке 1 ниже показана упрощенная принципиальная схема H-моста:
Рисунок 1: Н-мостовая схема для управления направлением двигателя постоянного тока.
Четыре переключателя управляются парами (1 и 4, 2 и 3), и когда любая из этих пар замыкается, они замыкают цепь и приводят двигатель в действие. Следовательно, четырехквадрантный двигатель может быть создан путем соединения определенных переключателей вместе, при этом изменение полярности будет по-разному влиять на двигатель. По сути, эта схема переключает выводы двигателя постоянного тока, который по команде меняет направление вращения на обратное.Они легко продаются в виде микросхем и могут быть найдены в большинстве контроллеров на базе микропроцессоров, поскольку H-мост может быть уменьшен с помощью транзисторов до очень малых размеров.
Н-мосты не только могут изменять направление вращения двигателя, но также могут использоваться для регулирования скорости. Если требуется только направленное управление, тогда H-мост будет использоваться в качестве так называемого безрегенеративного привода постоянного тока. Однако создание рекуперативных приводов постоянного тока может быть усложнено. На рисунке 2 показан график, показывающий, как работают рекуперативные приводы:
Рис. 2: графики, представляющие направление скорости и крутящего момента при изменении полярности двигателя постоянного тока.Обратите внимание, как создается движение, когда они работают в одном направлении, и как достигается разрыв, когда они находятся в оппозиции.
Большинство двигателей постоянного тока замедляются за счет отключения питания двигателя; Рекуперативные приводы включают возможность торможения, когда переключение полярностей во время работы двигателя вызывает замедление. Квадранты 1 и 3 считаются «автомобильными» квадрантами, где двигатель обеспечивает ускорение в любом направлении, и это то, что контролируют нерегенеративные приводы.Квадранты 2 и 4 считаются «тормозными» квадрантами, в которых двигатель замедляется, и именно от них выигрывают рекуперативные приводы. Когда скорость двигателя противоположна крутящему моменту двигателя, двигатель становится генератором, в котором его механическая энергия направляет ток обратно к источнику питания (известное как «рекуперативное торможение»). Эта функция снижает потери энергии и может подзаряжать источник питания, эффективно увеличивая КПД двигателя. На рисунке 3 показана упрощенная принципиальная схема для каждого квадранта, а также то, как квадранты 2 и 4 отправляют ток обратно в источник для регенерации энергии:
Рисунок 3: Принципиальные схемы для каждого квадранта, показывающие величины напряжения двигателя и питания.Обратите внимание, как направление тока (I
a ) перемещается от двигателя к источнику питания в квадрантах 2 и 4.Когда двигатель замедляется, E a (напряжение, создаваемое / используемое двигателем) больше, чем напряжение питания (V a ), и ток будет течь обратно в источник питания. Регенеративное торможение в настоящее время исследуется в электромобилях и других приложениях, которые должны максимально повысить эффективность. Этот метод не только обеспечивает управление двигателем постоянного тока, но также обеспечивает разумный способ снижения энергопотребления.
Регулятор скорости: широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
PWM может использоваться во многих типах двигателей, как показано в нашей статье о контроллерах двигателей переменного тока. По сути, схемы ШИМ изменяют скорость двигателя, моделируя уменьшение / увеличение напряжения питания. Контроллеры привода с регулируемой скоростью отправляют на двигатель периодические импульсы, которые в сочетании с эффектом сглаживания, вызванным индуктивностью катушки, заставляют двигатель работать так, как если бы он питался от более низкого / более высокого напряжения. Например, если на двигатель 12 В подается сигнал ШИМ, высокий (12 В) в течение двух третей каждого периода и низкий (0 В) в оставшееся время, двигатель будет эффективно работать при двух третях полного напряжения, или 8 В.Следовательно, процент снижения напряжения или «рабочий цикл» ШИМ изменяет скорость двигателя. ШИМ легко и недорого реализовать, и можно выбрать практически любой рабочий цикл, что позволяет практически непрерывно контролировать скорость двигателя. ШИМ часто сочетается с Н-мостами, чтобы обеспечить управление скоростью, направлением и торможением.
Контроллер якоря: переменное сопротивление
Другой способ повлиять на скорость двигателя постоянного тока — это изменение тока, протекающего через катушку возбуждения или через якорь.Скорость выходного вала будет изменяться при изменении тока через эти катушки, так как его скорость пропорциональна силе магнитного поля якоря (продиктованного током). Переменные резисторы или реостаты, включенные последовательно с этими катушками, могут использоваться для изменения тока и, следовательно, скорости. Пользователи могут увеличить сопротивление катушки якоря, чтобы уменьшить скорость, или увеличить сопротивление статора, чтобы увеличить его, и все это путем регулирования сопротивления. Обратите внимание, что этот метод приводит к неэффективности двигателя, поскольку увеличение сопротивления означает потерю большего количества энергии на тепло, и именно поэтому ШИМ является предпочтительным типом контроллера двигателя постоянного тока.
Заявки и критерии отбора
При рассмотрении вопроса о покупке контроллера двигателя постоянного тока есть несколько ключевых вопросов, на которые следует ответить либо вашему исследованию, либо поставщику. Контроллеры двигателей постоянного тока сложно указать из-за их разнообразия, поэтому приведенный ниже список вопросов станет надежным инструментом при выборе контроллера для вашего проекта. Обязательно найдите самую последнюю информацию о новейших доступных технологиях, связавшись с вашим поставщиком, и используйте эти вопросы, чтобы сделать осознанный выбор:
- Каков диапазон номинальных напряжений используемого двигателя и какие части этого диапазона он будет использовать?
- Какой тип управления желателен (скорость, крутящий момент, направление или все три)?
- Какой тип двигателя контролируется?
- Какой постоянный ток может подавать контроллер и соответствует ли он длительному потреблению тока двигателем под нагрузкой?
- Есть ли в системе встроенная максимальная токовая / тепловая защита?
- Какой будет метод управления при использовании микропроцессорных приводов (ШИМ, ПДУ, аналоговое напряжение и т. Д.))? Программное обеспечение необходимо?
- Вам нужен контроллер с двумя двигателями (один контроллер для двух независимых двигателей)?
Контроллеров двигателей постоянного тока доступно столько же, сколько самих двигателей постоянного тока; их изменчивость — одно из их сильнейших преимуществ. Их приложения также многочисленны, поскольку большинство разработчиков извлекают выгоду из какого-либо пользовательского ввода в их двигатель постоянного тока. В сферах робототехники, производства, военных приложений, автомобилей и многих других используются контроллеры двигателей постоянного тока с отличными результатами.В зависимости от того, как они используются, контроллеры двигателей постоянного тока могут предоставить простые средства управления с хорошей точностью по приемлемой цене.
Сводка
В этой статье представлено понимание того, что такое контроллеры двигателей постоянного тока и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.
Источники:
- http: // srjcstaff.santarosa.edu/~lwillia2/2B/2Bch30.pdf
- https://itp.nyu.edu/physcomp/lessons/dc-motors/dc-motors-the-basics/
- https://www.ece.uvic.ca
- https://www.tigoe.com/pcomp/code/circuits/motors/controlling-dc-motors/
- https://www.elprocus.com/what-are-the-best-ways-to-control-the-speed-of-dc-motor/
- https://www.robotshop.com/community/tutorials/show/how-to-make-a-robot-lesson-5-choosing-a-motor-controller