Электрическая схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

Микроконтроллерная система управления асинхронным трехфазным двигателем

Рисунок 1 — Простейшая схема асинхронного двигателя

Для подачи напряжения на управляющую и силовую цепь используется автоматический выключатель QF. Пуск асинхронного двигателя осуществляется кнопкой SB1 «Пуск”, которая замыкает свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ. Который срабатывая замыкает основные контакты силовой цепи статора. Вследствие чего электродвигатель М подсоединяется к питанию. В то же время в управляющей сети происходит замыкание блокирующего контакта КМ который шунтирует кнопку SB1.

Чтобы отключить асинхронный двигатель с кз ротором, необходимо нажать клавишу SB2 «Стоп». При этом питающая сеть контактора КМ размыкается и подача напряжения на статор прекращается. После этого нужно выключают автомат QF. Схема управления АД с кз предусматривает несколько защит:

• от КЗ — посредством автоматического выключателя QF и плавкими предохранителями FU;
• от перегрузок — посредством теплореле КК (при перегреве данные устройства отсоединяют контактор КМ, прекращая работу движка);
• нулевая защита — посредством магнитного пускателя КМ (при низком напряжении или его полном отсутствии контактор КМ оказывается незапитанным, размыкается и электродвигатель выключается).

Для подключения электродвигателя после срабатывания защитного механизма требуется снова надавить клавишу SB1.

Генераторное рекуперативное торможение

Этот режим наступает, когда частота вращения якоря превышает частоту вращения холостого хода n.

В этих условиях ЭДС машины Е_а = с_еФn превышает напряжение питающей сети (Еа > Uном), при этом ток якоря, а следовательно, и электромагнитный момент меняют свое направление на противоположное. В итоге машина постоянного тока переходит в генераторный режим и вырабатываемую при этом электроэнергию отдает в сеть. Электромагнитный момент двигателя становится тормозящим и противодействует внешнему вращающему моменту, создаваемому силами инерции вращающего с прежней скоростью якоря (рис. 13.15, а). Этот процесс торможения будет продолжаться до тех пор, пока частота вращения якоря, уменьшаясь, не достигнет значения n

Таким образом, для перехода двигателя в режим генераторного рекуперативного торможения не требуется изменений в схеме включения двигателя.

Генераторное рекуперативное торможение — наиболее экономичный вид торможения, так как он сопровождается возвратом энергии в сеть. Применение этого способа торможения является эффективным энергосберегающим средством в электроприводе Он целесообразен в электротранспортных средствах, работа которых связана с частыми остановками и движением под уклон. В этом случае кинетическая энергия движения транспортного средства (трамвай, троллейбус, электропоезд) преобразуется в электрическую энергию и возвращается в сеть.

Возможен способ перевода двигателя в режим генераторного рекуперативного торможения и при установившейся частоте вращения якоря. Для этого необходимо увеличить в двигателе магнитный поток возбуждения, т.е. ток в обмотке возбуждения.

Из выражения ЭДС якоря Е_а = с_еФn следует, что с ростом магнитного потока возбуждения Ф при неизменной частоте вращения n ЭДС якоря Е_а увеличивается, что ведет к уменьшению тока в цепи якоря:

При ЭДС Е_а = U ток якоря I_a = 0, а частота вращения якоря достигает значения n = n. При дальнейшем увеличении потока возбуждения Ф, а следовательно, возрастании ЭДС якоря Е_а пограничная частота вращения снижается (см. 13.12, б), а частота вращения якоря, оставаясь практически неизменной за счет сил инерции вращающихся частей электропривода, начинает превышать пограничную частоту n. При этом ЭДС якоря превышает напряжение сети и двигатель переходит в режим генераторного рекуперативного торможения.

Презентация урока по теме «Электрические схемы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Реверсивная схема пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Урок 1.9 – 1.10 Преподаватель – Ермолин А.П.

Реверсивная схема пуска асинхронного двигателя

Двигатель серии 4А Подключение питающей сети

Пуск асинхронного двигателя Прежде чем включить асинхронный двигатель в сеть нужно соединить обмотки или «Звездой» или «Треугольником», соответствующую номинальному режиму работы.

Пуск асинхронного двигателя Пусковой момент асинхронного двигателя невелик, по этому пуск обычно производят при отключенной нагрузке. При включении ротору дают раскрутится до скорости, несколько меньшей скорости поля. Теперь с помощью фрикционной муфты можно включить нагрузку. Если по условиям эксплуатации двигатель должен запускаться при включенной нагрузке, то его следует рассчитать так, чтобы пусковой момент превышал момент нагрузки при номинальном режиме.

Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя Величину скольжения, а следовательно и скорость вращения двигателя в небольших пределах можно регулировать изменением напряжения, подводимого к двигателю. Ступенчатое регулирование скорости вращения можно осуществлять изменением числа пар полюсов статора двигателя за счет переключения секций его обмотки. Скорость вращения двигателя можно регулировать так же изменением частоты питающего тока, но этот способ практически не применяется ввиду отсутствия простых и экономичных устройств для регулирования частоты тока в мощных электрических сетях. Потому что этот способ требует отдельного генератора для каждого двигателя, что нецелесообразно.

Реверсирование АД В некоторых случаях возникает необходимость регулирование не только величину скорости, но и направление вращения ротора двигателя. Изменение направления вращения ротора двигателя называют реверсированием. Для реверсирования двигателя необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. Для реверсирования двигателя достаточно поменять две любые фазы на клемовой колодке двигателя. Если реверсирование происходит часто, то собирают схему с двумя пускателями.

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл.

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Включили автоматический выключатель (ВА)

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Нажали на кнопку «Пуск»

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Отпустили кнопку «Пуск»

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Прервали цепь катушки КЛ. кнопкой «Стоп» ( Кн.С)

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Сработала тепловая защита

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (нереверсивная) М РТ1 РТ2 ВА Кл Пр1 Пр2 Кн.С Кн.П Кл РТ1 РТ2 Кл. Кл. Сработала токовая защита

Аппараты тепловой защиты Тепловое реле Реле максимального тока

Аппараты токовой защиты Автоматы

Аппараты токовой защиты Предохранители

Нулевая защита Нулевая защита – это защита обслуживающего персонала от поражения токов в случаях кратковременного его исчезновения в цепи. Электромагнитный пускатель Силовой (линейный) контактор

Закрепление пройденного материала 1.Из каких цепей состоит пусковая схема АД с КЗ-ротором? — силовой цепи; -цепи управления. 2.Назначение силовой цепи. -для соединения питающей цепи со статорными обмотками двигателя. 3.Назначение цепи управления. -для управления силовой цепью схемы пуска.

Закрепление пройденного материала 4.Каким аппаратом запускается двигатель? -кнопкой «Пуск» командоаппарата. 5.Что происходит в цепях пусковой схемы при нажатии на эту кнопку? -замыкается цепь катушки пускателя или контактора, что вызовет замыкание всех контактов пускателя или контактора (замкнутся силовые контакты – двигатель запустится, замкнутся все блок-контакты – кнопку «Пуск» можно отпустить, загорится контрольная лампочка

Закрепление пройденного материала 6.Как выключить электродвигатель? -нажатием на кнопку «Стоп», что вызовет размыкание цепи катушки пускового Аппарата. 7.Какими аппаратами произойдет выключение электродвигателя при аварийных режимах его работы. -при больших токах – автоматом или предохранителем, при чрезмерном нагреве статорных обмоток – тепловым реле или реле максимального тока.

Закрепление пройденного материала 8.Что такое «токовая защита»? -защита цепей, аппаратов и двигателя от больших токов (токов КЗ и токов перегрузки). 9.Что такое «тепловая защита»? -защита обмоток двигателя от перегрева. 10.Пояснить работу пусковой схемы АД с КЗ-ротором.

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.2 Кн.1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.П2 Кн.П1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Нажали на Кн.П1, по катушке КВ прошёл ток

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.П2 Кн.П1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Все контакты КВ замкнулись ( замкнулись КВ в силовой цепи –двигатель запустился, замкнулся блок-контакт КВ – кнопку «Пуск» можно отпустить).

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.П2 Кн.П1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Нажали на Кн.П2, по катушке КН прошёл ток

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.П2 Кн.П1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Все контакты КН замкнулись.

Электрическая схема пуска АД с КЗ-ротором (реверсивная) ВА КВ КН М РТ1 РТ2 Кн.С КВ КН Кн.2 Кн.1 КН КВ РТ1 РТ2 Пр.1 Пр.2 Нажали на КН.С – цепи выключились, произошёл останов двигателя

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

Курс профессиональной переподготовки

Охрана труда

Курс профессиональной переподготовки

Организация деятельности библиотекаря в профессиональном образовании

• Все материалы
• Статьи
• Научные работы
• Видеоуроки
• Презентации
• Конспекты
• Тесты
• Рабочие программы
• Другие методич. материалы

• Ермолин Алексей ПетровичНаписать 3972 04.11.2016

Номер материала: ДБ-319841

• Другое
• Презентации

04.11.2016 556

04.11.2016 823

04.11.2016 371

04.11.2016 334

04.11.2016 260

04.11.2016 855

04.11.2016 325

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Студент устроил стрельбу в Пермском государственном университете

Время чтения: 1 минута

Около 50% россиян поддерживают использование цифровых технологий в школе

Время чтения: 1 минута

Выпускники российских вузов смогут получить электронную копию диплома

Время чтения: 1 минута

Организации допобразования для детей получат субсидии на компенсацию затрат

Время чтения: 1 минута

Преподаватель пермского вуза продолжал вести лекцию при нападении

Время чтения: 2 минуты

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Плавный пуск

Снизить значение пускового тока можно, понизив напряжение на статоре при запуске электродвигателя. В процессе разгона его значение можно постепенно увеличивать.

Реостатный способ плавного пуска электродвигателя привлекает простотой и дешевизной, но сегодня он устарел и серьезно проигрывает устройствам плавного пуска.

Недостатки реостатной схемы очевидны:

• Ее проблематично автоматизировать, усовершенствовав контроль и упростив управление.
• Пуск электродвигателя под нагрузкой усложняется — крутящий момент снижается в 4 раза. Как следствие, двигателю требуется больше времени, чтобы набрать рабочую скорость.

Устройства плавного пуска, также известные как софтстартеры, лишены перечисленных недостатков. Они компактны и функциональны. Простейшие УПП обеспечивают:

• Плавный пуск, разгон и остановку двигателя.
• Возможность настройки и регулирования рабочих параметров.
• Многоуровневую защиту электродвигателя.
• Постоянное ограничение тока.

Как можно управлять скоростью вращения двигателя?

Очевидно, что двигатель в обычном режиме работы от сети (электрического шкафа) имеет стандартную скорость/частоту вращения. Это ограничивает прямое его использование, вынуждая применять различные редукторные механизмы для понижения частоты до требуемой. Но даже тогда нет возможности динамично менять обороты, а вместе с ними, мощность, подачу, поскольку все равно остаются фиксированными частоты на выходе из двигателя и редуктора. Для расширения существующих рамок используют разные способы управления (частотные, импульсные, фазные и т. д), которые можно разделить на две большие группы:

1. Скалярное. Как правило, используется на приводных двигателях компрессорных, вентиляторных, насосных и прочих механизмов, где требуется контроль скорости вращения или любого другого параметра, связанного с датчиками,
2. Векторное. Это усовершенствованная концепция, которая предполагает раздельный, независимый контроль, изменение момента и магнитного потока. Токосцепление ротора поддерживается на постоянном уровне, что позволяет сохранить максимальный показатель момента.

Управление асинхронным двигателем

Отличие скалярного от векторного управления как раз заключается в возможности осуществления контроля возбуждения (потока). Фактически, он представляется как двигатель постоянного тока, имеющий независимые друг от друга обмотки. Такой подход позволяет создать подобную математическую модель системы работы контроллера.

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.

Экономия между работой под номинальной нагрузкой и работой с возможностью регулирования скорости вращения двигателя (работа совместно с ЧРП) равна:

7 446 400 кВт • ч/год — 3 846 400 кВт • ч/год= 3 600 000 кВт • ч/год

Учтем тариф на электроэнергию равным — 1 кВт•ч / 5,5 руб. Стоит отметить, что стоимость взята по первой ценовой категории и усредненному значению для одного из промышленных предприятий Приморского края за 2019г.

Получим экономию в деньгах:

3 600 000 кВт • ч/год • 5,5 руб/кВт • ч= 19 800 000 руб/год

Практика реализации подобных проектов позволяет с учетом затрат на эксплуатацию и ремонты, а также стоимости самих преобразователей частоты, добиться срока окупаемости в 3 года.

Как показывают цифры, в экономической целесообразности внедрения ЧРП сомневаться не приходится. Однако одной экономикой эффект от их внедрения не ограничивается. О том, как ЧРП осуществляют плавный пуск двигателя, значительно уменьшая его износ, читайте в следующих выпусках журнала.