Монтажная схема управления электродвигателем. Типовые схемы разомкнутых систем управления электродвигателями

Управление приводами включает в себя пуск электродвигателя в работу, регулирование скорости вращения, изменение направления вращения, торможение и останов электродвигателя. Для управления приводами применяются электрические коммутационные аппараты, такие как автоматические и неавтоматические выключатели, контакторы и магнитные пускатели. Для защиты электродвигателей от ненормальных режимов (перегрузок и коротких замыканий) применяются автоматические выключатели, предохранители и тепловые реле.

Управление электродвигателями с короткозамкнутым ротором. На рис. 2.8 приведена схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с помощью магнитного пускателя.

Рис. 2.8. с помощью магнитного пускателя: Q – выключатель; F – предохранитель;

КМ – магнитный пускатель, КК1 , КК2 – тепловое реле; SBC – SBT

Магнитные пускатели широко применяются для двигателей мощностью до 100 кВт. Они применяются в продолжительном иповторнократковременном режиме работы привода. Магнитный пускатель позволяет осуществлять дистанционный пуск. Для включения электродвигателя М первым включается выключатель Q . Пуск двигателя в работу осуществляется включением кнопочного выключателя SBС . Катушка (электромагнит включения) магнитного пускателя КМ КМ в главной цепи и в цепи управления. Вспомогательный контакт КМ SBС и обеспечивает продолжительную работу привода после снятия нагрузки нажатия с кнопочного выключателя. Для защиты электродвигателя от перегрузки в магнитном пускателе имеются тепловые реле КК1 и КК2 , включаемые в две фазы электродвигателя. Вспомогательные контакты этих реле включаются в цепь питания катушки КМ магнитного пускателя. Для защиты от коротких замыканий в каждой фазе главной цепи электродвигателя устанавливаются предохранители F . Предохранители могут устанавливаться и в цепи управления. В реальных схемах неавтоматический выключатель Q и предохранители F могут быть заменены автоматическим выключателем. Отключение электродвигателя осуществляется нажатием на кнопочный выключатель SBТ .

Простейшая схема управления электродвигателем может иметь только неавтоматический выключательQ и предохранителиF или автоматический выключатель.

Во многих случаях при управлении электроприводом необходимо изменять направление вращения электродвигателя. Для этого применяются реверсивные магнитные пускатели.

На рис. 2.9 приведена схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с помощью реверсивного магнитного пускателя. Для включения электродвигателя М должен быть включен выключатель Q . Включение электродвигателя для одного направления, условно «Вперед», производится нажатием кнопочного выключателя SBС1 в цепи питания катушки КМ1 магнитного пускателя.При этом катушка (электромагнит включения) магнитного пускателя КМ1 получает питание от сети и замыкает контакты КМ1 в

главной цепи и в цепи управления. Вспомогательный контакт КМ1 в цепи управления шунтирует кнопочный выключатель SBС1 и обеспечивает продолжительную работу привода после снятия нагрузки нажатия с кнопочного выключателя.

Рис. 2.9. с помощью реверсивного магнитного пускателя: Q – выключатель; F – предохранитель; КМ1 , КМ2 – магнитный пускатель, КК1 , КК2 – тепловое реле; SBC1 , SBC2 – кнопочный выключатель включения двигателя; SBT – кнопочный выключатель отключения двигателя

Для пуска электродвигателя в противоположном направлении, условно

«Назад», необходимо нажать кнопочный выключатель SBС2 . Кнопочные выключатели SBС1 и SBС2 имеют электрическую блокировку, исключающую возможность одновременного включения катушек КМ1 и КМ2 . Для этого в цепь катушки КМ1 включается вспомогательный контакт пускателя КМ2 , а в цепь катушки КМ2 – вспомогательный контакт КМ1 .

Для отключения электродвигателя от сети при его вращении в любом направлении необходимо нажать на кнопочный выключатель SBТ . При этом цепь любой катушки и КМ1 и КМ2 разрывается, их контакты в главной цепи электродвигателя размыкаются, и электродвигатель останавливается.

Схема реверсивного включения может в обоснованных случаях применяться для торможения двигателя противовключением.

Управление электродвигателями с фазным ротором. На рис. 2.10 приведена схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором.

>Рис. 2.10. Схема управления асинхронным двигателем

с фазным ротором : QF – выключатель; КМ – магнитный пускатель в цепи статора, КМ1 – КМ3 – магнитный пускатель ускорения; SBC – кнопочный выключатель включения двигателя;R – пусковой реостат; SBT – кнопочный выключатель отключения двигателя

>В приведенной схеме защита двигателя М от коротких замыканий и перегрузок осуществляется автоматическим выключателем QF . Для уменьшения пускового тока и увеличения пускового момента в цепь ротора включен трехступенчатый пусковой реостат R . Количество ступеней может быть различным. Пуск электродвигателя осуществляется линейным контактором КМ и контакторами ускорения КМ1 – КМ3 . Контакторы снабжены реле времени. После включения автоматического выключателя QF кнопочным выключателем SBC включается линейный контактор КМ , который мгновенно замыкает свои контакты в главной цепи и шунтирует контакты кнопочного выключателя SBC . Двигатель начинает вращаться при полностью введенном пусковом реостате R (механическая характеристика 1 на рис. 2.11). Точка П является точкой трогания.

Рис. 2.11. Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором : 1 , 2 , 3 –

при включении ступеней пускового реостата; 4 – естественная;

П – точка пуска;

Контакт реле времени КМ в цепи катушки контактора КМ1 с выдержкой времени t1 (рис. 2.12) включает контактор КМ1, который замыкает контакты первой ступени в цепи пускового реостата. С выдержкой времени t2включается контактор КМ2. Аналогично проходит процесс переключения ступеней пускового реостата R до перехода электропривода на естественную характеристику (кривая 4).

Изменение тока статора Iи частоты вращения ротора n2во время пуска электродвигателя показано на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Изменение тока статора и частоты вращения ротора асинхронного двигателя с фазным ротором во время пуска

На естественной характеристике ток статора и частота вращения ротора достигают номинальных значений.

Остановка электродвигателя осуществляется кнопочным выключателем SBT.

Электрическая блокировка в приводах. В многодвигательных приводах или приводах механизмов, связанных общей технологической зависимостью, должна быть обеспечена определенная очередность включения и отключения электродвигателей. Это достигается применением механической или электрической блокировки. Электрическая блокировка осуществляется путем применения дополнительных вспомогательных контактов коммутационных аппаратов, участвующих в управлении приводами. На рис. 2.13 приведена схема блокировки последовательности пуска и остановки двух электродвигателей.

Рис. 2.13. : Q1 , Q2 – выключатель; F1 , F2 – предохранитель; КМ1 , КМ2 – магнитный пускатель, КК1 , КК2 – тепловое реле; SBC1 , SBC2 – кнопочный выключатель включения двигателя;SBT1 , SBT2 – кнопочный выключатель отключения двигателя; Q3 – вспомогательный выключатель

В схеме исключена возможность пуска электродвигателя М2 раньше пуска двигателя М1 . Для этого в цепь управления магнитного пускателя КМ2 , осуществляющего пуск и остановку электродвигателя М2 , включен замыкающий вспомогательный контакт КМ1 , связанный с пускателем КМ1 . В случае остановки электродвигателя М1 этот же контакт произведет автоматическое отключение двигателя М2 . При необходимости самостоятельного пуска электродвигателя при опробовании механизма в цепи управления имеется выключатель Q3 , который необходимо предварительно замкнуть. Включение электродвигателя М2 осуществляется кнопочным выключателем SBC2 , а отключение – SBТ2 . Включение двигателя М1 осуществляется выключателем SBC1 , а отключение – SBT1 . При этом отключается и выключатель М2 .

Регулирование скорости рабочего органа машины или механизма. Скорость рабочего органа машины можно изменить за счет применения редукторов или путем изменения частоты вращения электродвигателя. Частоту вращения электродвигателя можно изменить несколькими способами. В строительных машинах и механизмах применяют редукторы с зубчатой, ременной и цепной передачами, позволяющими изменять передаточное число. В приводах, где применяются двигатели с короткозамкнутым ротором, частоту вращения электродвигателя изменяют путем изменения числа пар полюсов. Для этих целей применяют либо электродвигатель с двумя обмотками статора, каждая из которых имеет разное количество пар полюсов, либо электродвигатель с переключением секций фазных обмоток статора.

Возможно регулирование частоты вращения изменением напряжения на обмотке статора. Для этих целей используются автотрансформаторы с плавным регулированием напряжения, магнитные усилители, тиристорные регуляторы напряжения.

Электродвигатели устройства для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот, но это уже генераоры. Существует огромное разнобразие типов электромоторов, поэтому и схем управления электродвигателями существует великое множество. Рассмотрим некоторые из них

Там, где требуется плавное и точное регулирование скорости и вращающего момента электромотора в широких пределах, необходима схема управления двигателем постоянного тока

В основе этой радиолюбительской разработки лежит принцип работы следящего привода с одноконтурной системой регулирования. Схема конструкции состоит из следующих основных частей: - СИФУ, Регулятор,Защита

Оно может быть использовано для управления однофазными асинхронными двигателями, в частности, для пуска и торможения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором малой мощности, имеющего пусковую обмотку или пусковой конденсатор, отключаемые до окончании пуска. Возможно использование устройства для пуска более мощных АД, а также для пуска трехфазных двигателей, работающие в однофазном режиме.

В другой простой схеме для управления однофазным асинхронным двигателем для пуска и торможения применяется электромагнитное реле, пусковой конденсатор типа МБГО-2 или МБГЧ, который включается и выключается контактами реле

Асинхронные однофазные электромоторы с пусковой обмоткой широко применяются в электроприводах различной бытовой техники (стиральные машины. компрессорные агрегаты холодильников), их используют для своих нужд радиолюбители.

Обладая известными достоинствами, такие электродвигатели требуют применения дополнительного устройства, обеспечивающего автоматическое подключение пусковой обмотки при включении, а также при остановке работы в случаях чрезмерного кратковременного увеличения нагрузки.

Многие радиолюбители нередко пытаются использовать трехфазный электродвигатель для различных радиолюбительских самоделок. Но вот беда - не каждый знает, как подключить трехфазный двигатель к однофазной сети. Среди различных способов запуска наиболее простой с подключением третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор, но не все двигатели хорошо работают от однофазной сети.

В радиолюбительской практике все нестандартные способы хороши, и так как у нас, руки развязаны, то и маломощные двигатели можно реверсировать переключателем ТП1 от старых ламповых телевизоров второго класса

Эта радиолюбительская разработка предназначена для регулировки и поддержания стабильной частоты вращения низковольтного двигателя мощностью от единиц ватт до 1000 ватт при U не более 20V. В качестве датчика частоты вращения используется датчик электронной системы зажигания автомобиля ВАЗ

Схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока работает на принципах широтно-импульсной модуляции и применяется для изменения оборотов двигателя постоянного тока на 12 вольт.

Регулирование частоты вращения вала двигателя при помощи широтно-импульсной модуляции дает больший КПД, чем при применение простого изменения постоянного напряжения подаваемого на двигатель, хотя эти схемы мы тоже рассмотрим

Рассмотрена простая схема контроллера шагового двигателя, управляющая шаговым двигателем с помощью параллельный порт компьютера.

Шаговый двигатель используется для изготовлении печатных плат, микродрели, автоматической кормушки и в конструкциях роботомеханизированных аппаратов.

Обычно регулирование оборотов для двигателей на 220 вольт осуществляют с помощью тиристоров. Типовой схемой считается подсоединение электродвигателя в разрыв анодной цепи тиристора. Но во всех подобных схемах должен быть надежный контакт. И поэтому их нельзя применить в регулировании частоты вращения коллекторных двигателей, так как механизм щеток искусственно создает небольшие обрывы цепи.

Асинхронный электродвигатель нашел свое применение благодаря своей надежности, простоте и дешевизне. Чтобы продлить срок его эксплуатации и улучшить его параметры, необходимы дополнительный устройства, которые позволяют запускать регулировать и даже защищать двигатель.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

СЕВАСТОПОЛЬСКОЕ ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ УЧИЛИЩЕ № 3

ВЫПУСКНАЯ ПИСЬМЕННАЯ

ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА

«Монтаж электрической схемы управления электродвигателем»

Учащегося группы 7/8:

Левицкого Павла Владимировича

По профессии:

электромонтажник судовой.

Руководитель:

Е.И.Коршунова

Севастополь.

1 Введение. Роль Электротехники в развитии судостроения

2 Основная часть

2.1 Схема управления электродвигателем

2.2 Основные элементы схемы и их назначение.

2.3 Принцип работы электрической схемы вентилятора

2.4 Технология монтажа электрической схемы

3. Материалы, используемые для монтажа схемы

4. Инструменты

5. Техника безопасности

Литература

1. Введение. Роль электротехники в развитии судостроения

Электротехника в судостроении имеет очень большое значение. Эта отрасль науки и техники, связанная с получением, преобразованием и использованием электрической энергии.

В судостроении применяются электрические и магнитные явления. На судах прокладываются многокилометровые артерии электропроводок, монтируются многочисленные электроприводы судовых механизмов, устанавливаются и настраиваются современные автоматические устройства, навигационная и радиотехническая аппаратура.

От надёжности электротехнических устройств зависит надёжность и долговечность спущенного на воду судна.

В 1832 году Фарадей открыл закон электромагнитной индукции и тем самым положил начало электромашиностроению. Годом рождения судового электропривода можно по праву считать 1838 год, когда русский учёный Б.С.Якоби создал первую в мире гребную электрическую установку. Изготовленный им электродвигатель постоянного тока был установлен на небольшом катере и испытан на Неве. Питание двигатель получал от гальванической батареи. Очень слабая энергетическая база в первой половине 19 века тормозила развитие электропривода, и электроэнергия на судах применялась только для освещения.

Первые серьёзные работы по становлению судового электропривода на российских судах были предприняты во второй половине 19 века. Так в 1886 году на крейсерах «Адмирал Нахимов», «Адмирал Корнилов», «Лейтенант Ильин» были использованы электрические вентиляторы, а в 1892 году на броненосном крейсере «Двенадцать апостолов» впервые в мировой практике был установлен электропривод рулевого устройства. Использование электродвигателей для привода грузоподъёмных устройств было начато в 1897 году установкой электрической лебёдки на транспортном судне «Европа». В последующие годы производится электрификация рулевых и якорных устройств на крейсерах «Громобой», «Паллада» и других.

Подлинным переворотом в развитии судовой энергетики явились работы русского изобретателя трёхфазного тока М.О. Доливо-Добровольского. Созданные им синхронные генераторы, трёхфазный трансформатор и асинхронные двигатели преобразили судовую энергетическую установку. С 1908 года на судах стал внедряться переменный ток, что давало большие технические и экономические преимущества. На крейсере «Баян» и минном заградителе «Амур» были установлены водоотливные насосы с приводом от асинхронных двигателей. Построенные по проекту академика А.Н. Крылова линейные корабли типа «Севастополь» имели судовую электростанцию трёхфазного тока.

Россией и Украиной создано огромное количество судов, оснащённых комплексными системами автоматизации с большой степенью электрификации судовых механизмов и систем. Значительно возросла мощность генераторных агрегатов судовых электростанций.

Электротехника очень важна на судах. Для обеспечения нормальных условий работы и обитаемости необходимо электрическое освещение. Нагревательные приборы предназначены для тепловыделения, необходимого для приготовления пищи, повышению температуры окружающего воздуха, жидкости, отдельных элементов, склонных к обмерзанию, а также удовлетворения бытовых нужд пассажиров и экипажа. От многих электроустройств зависит безопасность плавания груза, жизнь людей и сохранность груза, например, рулевое устройство, пожарный и осушительный насосы, радиостанция, навигационные приборы, сеть аварийного освещения и т.д. Электрификация механизмов, обслуживающих якорные, швартовые, грузовые и спасательные устройства позволяет автоматизировать эти трудоёмкие процессы.

2.Основная часть

2.1 Схема управления электродвигателем

Функциональная cхема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором изображена на рисунке 1.

Рис.1.Функциональная схема управления асинхронным двигателем.

Трёхфазный переменный ток подаётся на автоматический выключатель, который применяется для подключения трёхфазного асинхронного двигателя. В автоматическом выключателе помимо системы контактов, имеются комбинированные расцепители (тепловой и электромагнитный), что обеспечивает автоматическое отключение при длительной перегрузке и коротком замыкании. От автоматического выключателя питание подаётся на магнитный пускатель. Магнитный пускатель - аппарат для дистанционного управления двигателем. Он осуществляет пуск, остановку и защиту двигателя от перегрева и сильного снижения напряжения. Основная часть магнитного пускателя - трёхполюсный электромагнитный контактор. От магнитного пускателя управление передаётся трёхфазному асинхронному электродвигателю переменного тока. Асинхронный двигатель отличается простотой конструкции и несложностью обслуживания. Он состоит из двух основных частей - статора – неподвижной части и ротора - вращающейся части. Статор имеет пазы, в которые укладывается трёхфазная статорная обмотка, подключаемая к сети переменного тока. Эта обмотка предназначена для создания вращающего кругового магнитного поля. Вращение кругового магнитного поля обеспечивается сдвигом по фазе друг относительно друга каждой из трёх систем трёхфазного тока на угол, равный 120 градусам.

Обмотки статора для подключения к напряжению сети 220В соединены треугольником (Рис.8). В зависимости от типа обмотки ротора, машины могут быть с фазным и короткозамкнутым ротором. Несмотря на то, что двигатель с фазным ротором обладает лучшими пусковыми и регулировочными свойствами, двигатель с короткозамкнутым ротором проще и надёжнее в эксплуатации, а также дешевле. Я выбрал двигатель с короткозамкнутым ротором, так как в настоящее время большинство изготовляемых промышленностью двигателей являются двигателями с короткозамкнутым ротором. Обмотка ротора выполняется по типу беличьего колеса, в пазы ротора заливают под давлением горячий алюминий. Проводники обмотки ротора соединены, образуя трёхфазную систему. Двигатель приводит в движение вентилятор. Вентиляторы, применяемые на судах, различают в зависимости от создаваемого ими напора. Смонтированный в схеме вентилятор является вентилятором низкого давления. Обычно вентиляторы не регулируются и не реверсируются, поэтому их привод имеет простейшую схему управления, которая сводится к пуску, остановке и защите.

Принципиальная электрическая схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором посредством автоматического выключателя и магнитного пускателя с двухполюсным тепловым реле представлена на рисунке 2.

От силового щита питание подаётся на автоматический выключатель с тепловыми и электромагнитными расцепителями максимального тока. Схема магнитного пускателя составлена с соблюдением рекомендуемых условных графических обозначений элементов схем автоматического управления двигателем. Здесь все элементы одного и того же аппарата обозначены одинаковыми буквами.

Рис.2.Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутой обмоткой ротора.

Так, главные замыкающие контакты линейного трёхполюсного контактора, находящиеся в силовой цепи, его катушка и вспомогательные замыкающие контакты, находящиеся в цепи управления, обозначены буквами КЛ. Нагревательные элементы теплового реле, включённые в силовую цепь, и остающиеся размыкающие контакты с ручным возвратом этого же реле в исходное положение, которые находятся в цепи управления, обозначены буквами РТ. При включенном трёхполюсном выключателе после нажатия пусковой кнопки КнП включается катушка линейного трёхполюсного контактора КЛ и его главные замыкающие контакты КЛ присоединяют обмотку статора трёхфазного асинхронного двигателя АД к питающей сети в результате чего ротор приходит во вращение. Одновременно замыкаются вспомогательные замыкающие контакты КЛ, шунтирующие пусковую кнопку КнП, что позволяет её отпустить. Нажатие остановочной кнопки КнС отключает цепь питания катушки КЛ, вследствие чего якорь контактора выпадает, главные замыкающие контакты КЛ размыкаются и обмотка статора двигателя отключается от питающей сети.

2.2 Основные элементы схемы и их назначение

Автоматический выключатель - аппарат для нечастой ручной коммутации электрических цепей и автоматической защиты их при коротких замыканиях и длительной перегрузке. Назначение автоматического выключателя, применённого в схеме, описано в таблице 1.

Таблица1. Область применения автоматического выключателя.

Как видно из таблицы 1 автомат не отключается при резком снижении напряжения, так как расцепитель минимального напряжения в применяемом автоматическом выключателе отсутствует. Защиту при значительном снижении или исчезновении напряжения питающей сети осуществляет магнитный пускатель.

Автоматы используют при напряжении до 660В на номинальные токи от 15 до 600А, в помещениях с нормальной окружающей средой, так как они не приспособлены для работы в средах с едкими парами и газами, во взрывоопасных и незащищённых от попадания воды местах. Автоматы необходимо не реже 1 раза в год осматривать, чистить, смазывать шарнирные механизмы приборным маслом. Для своей схемы я выбрал автоматический выключатель серии АП-50. Внешний вид автомата показан на рисунке 3.

1- кнопка выключения, 2-кнопка включения, 3- реле, 4-искрогасительные камеры, 5-пластмассовый кожух

Рис3. Внешний вид и устройство автомата АП-50.

Он предназначен для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания при U питающей сети до 500В, 50 гц на переменном токе, для ручного включения и отключения цепей, а главное для пуска и защиты трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Выключатель защищён пластмассовым кожухом. Наличие буквы Б в серии АП-50Б означает универсальное исполнение, при котором ввод и вывод проводов снизу и сверху через сальники типа СКВрт-33. Маркировка АП-50Б-3МТ означает наличие электромагнитных и тепловых расцепителей и число полюсов равное трём.

Магнитный пускатель - коммутационный аппарат дистанционного управления, для частых включений и отключений электрооборудования, которым управляют с помощью отдельно расположенной кнопки. Это устройство для пуска, остановки и защиты электродвигателей. Назначение магнитного пускателя, применённого в схеме, представлено в таблице 2.

Таблица2.Область применения магнитного пускателя.

Основная часть магнитного пускателя - трёхполюсный электромагнитный контактор, обеспечивающий включение и отключение электрооборудования. Контакторы переменного тока выполняются трёхполюсными, они состоят из электромагнитной системы контактного и дугогасительного устройства. Магнитопровод электромагнитной системы выполняется набором из отдельных листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи. Имеет Е-образный сердечник и поворотный якорь. На средней части неподвижного сердечника расположена втягивающая катушка. В пускателе также установлено тепловое реле – аппарат многократного действия, обеспечивающий защиту электрооборудования от недопустимого перегрева, вызванного длительной перегрузкой. Для защиты цепей управления от токов короткого замыкания в пускателе могут быть установлены плавкие предохранители, однако в разработанной схеме это не применяется, так как защиту от токов короткого замыкания выполняет автоматический выключатель. Использованный в схеме пускатель отличается тем, что для его управления не применяется отдельно расположенная кнопка.

Магнитные пускатели бывают нереверсивные и реверсивные. Нереверсивные магнитные пускатели обеспечивают включение и отключение двигателей при одном направлении вращения, а реверсивные- при обоих направлениях вращения (не применяется в схеме, так как вентиляторы обычно не реверсируются).

В зависимости от величины пускателя контакты рассчитаны на номинальный ток 3А, 10А, 25А.

Для схемы управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором я выбрал нереверсивный магнитный пускатель с контактором прямоходового типа серии ПМЛ. Внешний вид магнитного пускателя приведён на рисунке 4.

Рис.4.Внешний вид и устройство магнитного пускателя серии ПМЛ.

Электрическая схема пускателя приведена на рисунке 5.

К- кнопка управления, Л-контактор, РТ-реле тепловое, Д- двигатель.

Рис.5.Пускатель серии ПМЛ нереверсивный.

Этот магнитный пускатель предназначен для дистанционного управления двигателями мощностью до 75 Квт, при напряжении до 500В, в сети с частотой тока 50 Гц и осуществляет защиту двигателя при перегрузке (кроме коротких замыканий) и нулевую защиту. Пускатели надёжно работают (включаются) при напряжении сети в пределах от 85 до 105% номинального. К входным зажимам Л1,Л2,Л3 подводят провода от питающей трёхфазной линии, а от выходных зажимов С1,С2,С3 отводят провода к приёмнику электрической энергии. Автоматическое отключение контактора при значительном снижении или исчезновении напряжения в питающей сети обеспечивает защиту минимального напряжения.

Тепловое реле – аппарат многократного действия, обеспечивающий защиту электрооборудования от недопустимого перегрева, вызванного длительной перегрузкой. Установлено в пускателе. Основной частью теплового реле является металлическая пластина, которая деформируется под действием резистора-нагревателя и с помощью пружины размыкает контакты реле. Для охлаждения пластины и вместе с ней и защищаемого от перегрузки током объекта обычно требуется до 3 минут. Но это время зависит от тока в резисторе - нагревателе, от режима нагрузки и температуры окружающей среды.

Электродвигатель - То, какой двигатель понадобится для производственного процесса, определяют по каталогу двигателей в соответствии с нагрузкой на его валу по условиям перегрева. Необходимо выбирать такой двигатель по номинальной мощности, при которой он бы нагревался за время работы до температуры, не превосходящей допустимую. Превышение допустимой температуры приводит к потере изоляцией электрической и механической прочности и к выходу двигателя из строя. В схеме использован двигатель малой мощности 0,12кW. В практике различают следующие номинальные режимы работы электрооборудования: а) продолжительный; б) кратковременный; в) повторно - кратковременный. Выбранный мной режим работы двигателя - кратковременный. Это такой режим работы, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки при неизменной температуре окружающей среды чередуются с периодами отключения. Например, периоды работы могут быть равны 15 или 30 минутам, а периоды отключения таковы, что все части электрооборудования остывают до холодного состояния.

Двигатель, используемый в схеме (рис.6), имеет маркировку:

3Ф ~ Δ/ 220/380V 0.12kW 0,52/0.3A 2800об/мин 50Hz КПД:83% φ=0,76

Форма исполнения защищённая, влаго и морозоустойчивая.

Рис.6. Электродвигатель вентилятора

Основными узлами асинхронного двигателя является статор и ротор. Устройство статора асинхронного двигателя представлено на рисунке 7.

Рис.7. Устройство статора асинхронного двигателя.

(1-сердечник, 2- обмотки, 3-станина, 4-щиток)

Сердечник статора 1 собирается из стальных пластин толщиной 0,35- 0,5 мм. Пластины штампуют с пазами, покрывают лаком, собирают в пакеты и крепят в станине двигателя 3. Станину устанавливают на фундаменте. К станине крепят боковые щиты с подшипниками, на которые опирается вал ротора. В продольные пазы статора укладывают его обмотку 2. Начала и концы обмоток каждой фазы подводят к щитку 4, на котором 6 зажимов.

Рис.8 Соединение зажимов на щитке двигателя при включении обмотки статора треугольником

Совокупность трёх фаз, размещённых в пазах магнитопровода статора, образует его трёхфазную обмотку с шестью выводами наружу, из которых три, отвечающие началам фаз, присоединены к зажимам с обозначениями С1,С2,С3, а остальные, соответствующие концам фаз, соединены с зажимами, обозначенными С4,С5,С6.

Эти зажимы расположены в коробке выводов, укреплённой на корпусе машины. Наличие шести доступных зажимов позволяет соединять отдельные обмотки между собой металлическими пластинами треугольником или звездой, что даёт возможность использовать одну и ту же машину при двух различных линейных напряжениях, отношение которых равно . На рисунке 8 изображено применённое в схеме положение пластины при соединении обмоток треугольником. В маркировке двигателя 220/380В напряжение, указанное перед косой чертой, соответствует соединению фаз обмотки статора треугольником, а за ней звездой.

Внешний вид ротора короткозамкнутого асинхронного двигателя представлен на рисунке 9.

Рис.9. Ротор короткозамкнутого асинхронного двигателя.

а- устройство, б- обмотка

Сердечник ротора состоит из стальных пластин толщиной 0,5 мм. Пластины штампуют с пазами, покрывают лаком, собирают в пакеты, которые крепят на валу. Из пакетов образуется цилиндр с продольными пазами, в которые укладывают обмотку ротора.

2.3 Принцип работы электрической схемы вентилятора

Управление двигателями должно удовлетворять все требования производственных процессов и обеспечивать пуск, реверсирование, торможение, регулирование частоты вращения и непрерывно поддерживать заданный режим в соответствии с технологическими условиями. Для управления двигателями применяют различные электрические устройства. Эти устройства по назначению разделяют на коммутационные, регулирующие, контролирующие и защитные.

Обычно вентиляторы не регулируются и не реверсируются, поэтому их привод имеет простейшую схему управления, которая сводится к пуску, остановке и защите.

Пуск асинхронного двигателя сопровождается переходным процессом, связанным с переходом ротора из состояния покоя в состояние равномерного вращения, при котором момент двигателя уравновешивает момент сил сопротивления на валу машины. При пуске имеет место повышенное потребление электроэнергии из питающей сети, затрачиваемое не только на преодоление приложенного к валу тормозного момента и покрытие потерь в самой асинхронной машине, но и на сообщение движущимся звеньям определённой кинетической энергии.

При использовании трёхфазных асинхронных двигателей малой и средней мощности, когда мощность двигателя меньше мощности источника питающего сеть, обычно применяют прямой пуск. Такой пуск прост и быстр.

Для подачи питания на электрическую схему нажимаем кнопку автоматического выключателя. Он имеет подвижные замыкающие и размыкающие контакты. Далее с помощью кнопки Пуск замыкаем цепь магнитного пускателя. Трёхполюсный электромагнитный контактор переменного тока, являющийся основной частью магнитного пускателя, представляет собой электромагнит с магнитопроводом, выполненным из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга и стянутых шпильками. Принцип действия контактора основан на способности электромагнита притягивать к сердечнику подвижный якорь, выполненный из ферромагнитного материала. С якорем соединены подвижные контакты, которые меняют своё положение при перемещении якоря. При нажатии на кнопку Пуск на катушку контактора поступает питание, сердечник электромагнита притягивает якорь, соединённый с подвижным контактом, который при движении якоря соприкасается с неподвижным контактом. Таким образом, силовые контакты контактора замыкаются и двигатель подключается к сети. Одновременно с этим замыкается блокировочный контакт контактора и шунтирует кнопку Пуск, что позволяет отпустить её. В составе пускателя имеется тепловое реле. Оно срабатывает в случае перегрузки двигателя и своими контактами размыкает цепь катушки контактора, что приводит к отключению двигателя. При отключении питания якорь контактора возвращается в исходное положение под действием пружины. Для останова двигателя нужно нажать кнопку Стоп. При этом цепь катушки контактора размыкается, его силовые контакты размыкаются и отключают двигатель от сети. При автоматическом выключении воздушного выключателя срабатывает специальное устройство, называемое расцепителем. Расцепитель представляет собой электромагнитное или тепловое реле, срабатывающее при увеличении тока сверх допустимого. При срабатывании расцепителя приводится в действие механический выключатель и происходит разрыв силовых контактов. Время срабатывания (отключение выключателя) составляет 0,025- 0,05с. Автомат более удобен, чем рубильник или плавкий предохранитель. Они обеспечивают лучшую защиту при малых перегрузках, являются аппаратом многократного действия.

Принцип действия двигателя основан на явлении электромагнитной индукции - возникновение тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется; а также на основании закона Ленса - направление всякого индуцированного тока таково, что оно противодействует причине, его вызвавшей .

Вращающееся магнитное поле статора создаётся трёхфазной системой, при включении её в сеть переменного тока. Оно пересекает обмотки ротора, в них индуцируется электродвижущая сила (ЭДС). Так как обмотка ротора замкнута накоротко, то под действием ЭДС в ней протекает ток. Этот ток взаимодействует с вращающимся полем статора и создаётся вращающий момент. Под его действием ротор начинает вращаться по направлению вращения магнитного поля. Этот момент является движущим, преодолевающим сопротивление приводимого во вращение ротором механизма.

В асинхронных двигателях рабочий процесс может протекать только при асинхронной (от греческого - несовпадающий во времени) частоте, так как только при несинхронности возможно пересечение магнитными линиями роторной обмотки и индуцирования в ней ЭДС. Частота вращения поля статора (n1) выражается обычно в оборотах в минуту- не равна частоте вращения ротора(n2) т.е. n 1≠ n 2 . Частота вращения ротора всегда меньше. Отставание ротора от поля характеризуется скольжением (S). S =( n 1- n 2)/ n 1 .

При увеличении нагрузки на валу машины возрастает тормозной момент, что приводит к уменьшению n2 и, следовательно, к увеличению скольжения. Магнитное поле статора будет чаще пересекать проводники ротора, ЭДС и ток в роторе возрастёт, что увеличит вращающий момент. При уменьшении нагрузки на валу процесс аналогичен.

2.4 Технология монтажа электрической схемы

В схеме использованы автоматические аппараты для коммутации, защиты и управления: автоматический воздушный выключатель или автомат, реле различного назначения, магнитный пускатель, а также различные коммутационные устройства.

Первым этапам разработки схемы является работа со справочниками, в которых пускорегулирующая аппаратура и сечение проводов подбирается в зависимости от типа и мощности двигателя, его назначения и условий его работы.

После подготовки рабочего места, основных инструментов и материалов приступаем к разметке. В качестве фундамента использована винилпластовая доска толщиной 15мм. Определяем места установки электрооборудования и вводов, размечаем места отверстий для закрепления электрооборудования. Намечаем места прокладки электропроводок. Разметку проводим мягким карандашом. Сквозные отверстия размечаем, указывая их наружные очертания.

Для сверления гнёзд и отверстий используем электродрель. Удерживаем её в руках с усилием при сверлении. Особое внимание уделяем вопросам электробезопасности. При работе необходимо использовать диэлектрические перчатки, коврики.

Закрепляемые детали устанавливаем точно по разметке. В отверстия вставить винты. Наживить гайки. Ввернуть усилием руки и далее с помощью гаечного ключа. Закрепляемая деталь должна быть плотно прижата к основанию. Для крепления и фиксации электропроводов используем специальные крепёжные скобы.

Места соединения жил и проводов должны быть доступны для осмотра и ремонта. Пайку алюминиевых жил проводим с помощью сильно разогретого мощного паяльника с соблюдением мер электробезопасности.

Для питания трёхфазных электродвигателей совсем не обязательно наличие трёхфазной сети. Существуют различные варианты запуска электродвигателей. В сёлах, где электролинии обычно перегружены, часто используют чисто механический способ запуска. Ротор раскручивают с помощью шнура, длиной около метра, предварительно намотанного на вал. Такой способ очень неудобен и применяется там, где двигатель запускается без нагрузки. Наиболее эффективный способ пуска электродвигателя- подключение третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор (конденсаторный пуск).

Рис.9.Схема конденсаторного пуска электродвигателя

В схеме подключения трёхфазного двигателя к однофазной сети использованы 2 конденсатора типа КБГ-МН: Cпусковой= 10 МкФ ±5% и Срабочий=5 МкФ±5% (на 100 Вт мощности рекомендуется применение конденсатора ёмкостью 8Мкф.) Для отключения пускового конденсатора после запуска двигателя применяется пакетный выключатель.

Корпус электродвигателя заземлён. После закрепления, подключения и заземления электрооборудования производим внешний контроль и испытание схемы. По результатам испытаний сделан вывод, что схема пригодна к эксплуатации. На производстве приёмосдаточные испытания обычно проводят изготовители судового электрооборудования в присутствии представителя отдела технического контроля.

3. Материалы, используемые для монтажа схемы

1. Винипластовая доска. Винипласт - жесткая пластмасса на основе поливинилхлорида, который является синтетический полимером. Отличается хорошими механическими и электроизоляционными свойствами, достаточной термостойкостью. Выпускается в виде листов, плит, труб, прутков и др. Применяется как коррозионностойкий, изоляционный, отделочный и кровельный материал.

2.Болт крепёжный с гайкой 4М- 4 шт.

3.Втулка-4шт.

4.Скобки крепёжные полиэтиленовые.

5.Шурупы-саморезы крепёжные.

6.Изоляционная лента.

7. Оловянный припой.

8. Канифоль.

9. Трубка ПХВ изоляционная.

10. Провод алюминиевый, 1-жильный, D=1,5 кв.мм.

11. Свёрла.

12. Наждачная бумага.

13. Обтирочная ветошь.

4. Инструменты

1.Плоскогубцы.

2.Отвёртка.

3.Электрическая дрель.

4.Электрический паяльник.

5.Напильник.

6.Металлическая мерительная линейка.

7.Кусачки.

10.Ключи гаечные.

11.Ножницы по металлу.

12.Молоток.

13.Кернер.

14.Ножовка по металлу

16.Мягкий карандаш.

17.Маркер.

5. Техника безопасности

Несчастные случаи с людьми при пользовании электрическими установками в основном происходят вследствие нарушения ими элементарных правил техники безопасности.

Нельзя допускать к работе с электрическим оборудованием в производственных или лабораторных установках людей, не прошедших соответствующий инструктаж по технике безопасности.

Электрические установки при неправильной их эксплуатации и несоблюдении правил безопасности даже при относительно низком напряжении могут представлять большую опасность для здоровья, а иногда и жизни человека. Электрический ток, проходящий через тело человека, в зависимости от его значения сопровождается болезненными ощущениями, судорогами, сильными болями или параличом отдельных органов. Электрическая дуга может вызвать существенные ожоги и металлизацию кожи человека.

Степень поражения электрическим током зависит от вида, значения, длительности и частоты тока, от того, по каким частям тела проходит ток (наиболее опасно через мозг и сердце), а также от индивидуальных свойств человека и климата в помещении.

Безопасные условия эксплуатации обеспечиваются рядом мероприятий, предусмотренных техникой безопасности. Основными из них являются: защита с помощью соответствующих ограждений всех токоведущих частей, сооружение защитного заземления и зануления элементов оборудования, применение изолирующих подставок и другого изоляционного материала.

В нормальных условиях все токоведущие части двигателей надёжно изолированы от металлических корпусов. В случае пробоя изоляции электрический провод через повреждённую изоляцию соединится непосредственно с корпусом машины. Если человек не стоит на резиновом изоляционном коврике или сухом деревянном полу, то, случайно коснувшись двигателя, он попадёт под напряжение. Для устранения такой опасности корпус двигателя необходимо заземлять.

Если человек оказался под воздействием электрического тока, необходимо немедленно снять напряжение с установки или участка электрической сети, с которыми он соприкасается. Для этого нужно отключить ближайший выключатель или снять предохранители. Если не известно, где они находятся, то провода следует отвести от пострадавшего или отделить самого пострадавшего от электрической установки, обеспечить ему доступ воздуха, а в тяжёлых случаях начать искусственное дыхание до прихода врача. Оказывающий помощь должен пользоваться сухой одеждой, резиновыми перчатками, сухими досками и т.д., в противном случае он сам может быть поражён электрическим током.

Работа двигателя сопровождается шумом и вибрацией, которые воздействуют на центральную нервную систему, могут привести к болезням сердечно - сосудистой системы и даже потере слуха. Для демонстрационного класса или лаборатории допустимый предел шума равен 50 децибел. В разработанной установке эта норма соблюдается.

Данная схема разработана для применения в помещениях с нормальной окружающей средой, так как включённые в неё автоматические элементы не приспособлены для работы в средах с едкими парами и газами, во взрывоопасных и незащищённых от попадания воды местах.

Обычно конструкция двигателя предусматривает защиту изоляции от воздействия атмосферных примесей. Помещение, в котором работает выбранный мной двигатель, сухое, не пыльное, не жаркое, без химически активной среды не пожароопасное и не взрывоопасное.

Для демонстрации работы двигателя в кабинете электротехники применяется двигатель, защищённый от случайного соприкосновения с токоведущими частями и попадания посторонних предметов внутрь, защищеный от брызг воды. В случае возгорания нельзя пользоваться водой для тушения пожара в электроустановках. Это может привести к поражению электрическим током и вызвать короткое замыкание в системе, в результате чего могут появиться новые очаги пожара. Если пожар возник не в самом вентиляционном устройстве, то механическая вентиляция должна быть немедленно отключена.

При монтаже схемы используются электродрель и электропаяльник. Перед включением в сеть необходимо вначале убедиться с помощью внешнего осмотра в их исправности. При работе следить, чтобы электродрель не перегрелась. Защитить глаза от попадания стружки очками. Не прикасаться к электроинструментам влажными руками. Производить работы на отдельном столе, далеко от источников воды.

Литература

1. Словарь-справочник судового электромонтажника. -Л.: Судостроение,1990.-392с.

2. Самойлов Ю.С., Эйдель А.С. Электромонтажник судовой: Учебник, -Л.: Судостроение, 1985.-256с.

3. Касаткин А.С. Основы электротехники: учебное пособие для ПТУ, -М.: Высш. шк., 1986.-287с.

4. Иванов А.А. Справочник по электротехнике, -К.: Вища школа,1984.-304с.

5. Буховцев Б.Б, Климонтович Ю.Л., Мякишев Г.Я. Физика. Учебник для 9 кл, -М.: Просвещение,1986.-271с.

6. Китаев В.Е. Электротехника с основами промышленной электроники. Учебник для проф.-техн. учили,-М.:Высш.шк.,1985.-224с.

7. БорисовЮ.М. и др. Электротехника. Учебник для вузов, -М.: Энергоатомиздат, 1985.-552с.

8. Карвовский Г.А., Окороков С.П. Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре,-М.:Энергия,1969.-256с.

9. Журнал Электрик №7, 2002год, стр3,4.

10. Ктиторов А.Ф. Основные приёмы и способы выполнения электромонтажных работ: Учеб. Пособие для средн. Проф.-техн. училищ.- 2-е изд., М.:Высш.школа,1982.-127 с.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

СЕВАСТОПОЛЬСКОЕ ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ УЧИЛИЩЕ № 3

ВЫПУСКНАЯ ПИСЬМЕННАЯ

ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА

«Монтаж электрической схемы управления электродвигателем»

Учащегося группы 7/8:

Левицкого Павла Владимировича

По профессии:

электромонтажник судовой.

Руководитель:

Е.И.Коршунова

Севастополь.

1 Введение. Роль Электротехники в развитии судостроения

2 Основная часть

2.1 Схема управления электродвигателем

2.2 Основные элементы схемы и их назначение.

2.3 Принцип работы электрической схемы вентилятора

2.4 Технология монтажа электрической схемы

3. Материалы, используемые для монтажа схемы

4. Инструменты

5. Техника безопасности

Литература

1. Введение. Роль электротехники в развитии судостроения

Электротехника в судостроении имеет очень большое значение. Эта отрасль науки и техники, связанная с получением, преобразованием и использованием электрической энергии.

В судостроении применяются электрические и магнитные явления. На судах прокладываются многокилометровые артерии электропроводок, монтируются многочисленные электроприводы судовых механизмов, устанавливаются и настраиваются современные автоматические устройства, навигационная и радиотехническая аппаратура.

От надёжности электротехнических устройств зависит надёжность и долговечность спущенного на воду судна.

В 1832 году Фарадей открыл закон электромагнитной индукции и тем самым положил начало электромашиностроению. Годом рождения судового электропривода можно по праву считать 1838 год, когда русский учёный Б.С.Якоби создал первую в мире гребную электрическую установку. Изготовленный им электродвигатель постоянного тока был установлен на небольшом катере и испытан на Неве. Питание двигатель получал от гальванической батареи. Очень слабая энергетическая база в первой половине 19 века тормозила развитие электропривода, и электроэнергия на судах применялась только для освещения.

Первые серьёзные работы по становлению судового электропривода на российских судах были предприняты во второй половине 19 века. Так в 1886 году на крейсерах «Адмирал Нахимов», «Адмирал Корнилов», «Лейтенант Ильин» были использованы электрические вентиляторы, а в 1892 году на броненосном крейсере «Двенадцать апостолов» впервые в мировой практике был установлен электропривод рулевого устройства. Использование электродвигателей для привода грузоподъёмных устройств было начато в 1897 году установкой электрической лебёдки на транспортном судне «Европа». В последующие годы производится электрификация рулевых и якорных устройств на крейсерах «Громобой», «Паллада» и других.

Подлинным переворотом в развитии судовой энергетики явились работы русского изобретателя трёхфазного тока М.О. Доливо-Добровольского. Созданные им синхронные генераторы, трёхфазный трансформатор и асинхронные двигатели преобразили судовую энергетическую установку. С 1908 года на судах стал внедряться переменный ток, что давало большие технические и экономические преимущества. На крейсере «Баян» и минном заградителе «Амур» были установлены водоотливные насосы с приводом от асинхронных двигателей. Построенные по проекту академика А.Н. Крылова линейные корабли типа «Севастополь» имели судовую электростанцию трёхфазного тока.

Россией и Украиной создано огромное количество судов, оснащённых комплексными системами автоматизации с большой степенью электрификации судовых механизмов и систем. Значительно возросла мощность генераторных агрегатов судовых электростанций.

Электротехника очень важна на судах. Для обеспечения нормальных условий работы и обитаемости необходимо электрическое освещение. Нагревательные приборы предназначены для тепловыделения, необходимого для приготовления пищи, повышению температуры окружающего воздуха, жидкости, отдельных элементов, склонных к обмерзанию, а также удовлетворения бытовых нужд пассажиров и экипажа. От многих электроустройств зависит безопасность плавания груза, жизнь людей и сохранность груза, например, рулевое устройство, пожарный и осушительный насосы, радиостанция, навигационные приборы, сеть аварийного освещения и т.д. Электрификация механизмов, обслуживающих якорные, швартовые, грузовые и спасательные устройства позволяет автоматизировать эти трудоёмкие процессы.

2.Основная часть

2.1 Схема управления электродвигателем

Функциональная cхема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором изображена на рисунке 1.

Рис.1.Функциональная схема управления асинхронным двигателем.

Трёхфазный переменный ток подаётся на автоматический выключатель, который применяется для подключения трёхфазного асинхронного двигателя. В автоматическом выключателе помимо системы контактов, имеются комбинированные расцепители (тепловой и электромагнитный), что обеспечивает автоматическое отключение при длительной перегрузке и коротком замыкании. От автоматического выключателя питание подаётся на магнитный пускатель. Магнитный пускатель - аппарат для дистанционного управления двигателем. Он осуществляет пуск, остановку и защиту двигателя от перегрева и сильного снижения напряжения. Основная часть магнитного пускателя - трёхполюсный электромагнитный контактор. От магнитного пускателя управление передаётся трёхфазному асинхронному электродвигателю переменного тока. Асинхронный двигатель отличается простотой конструкции и несложностью обслуживания. Он состоит из двух основных частей - статора – неподвижной части и ротора - вращающейся части. Статор имеет пазы, в которые укладывается трёхфазная статорная обмотка, подключаемая к сети переменного тока. Эта обмотка предназначена для создания вращающего кругового магнитного поля. Вращение кругового магнитного поля обеспечивается сдвигом по фазе друг относительно друга каждой из трёх систем трёхфазного тока на угол, равный 120 градусам.

Обмотки статора для подключения к напряжению сети 220В соединены треугольником (Рис.8). В зависимости от типа обмотки ротора, машины могут быть с фазным и короткозамкнутым ротором. Несмотря на то, что двигатель с фазным ротором обладает лучшими пусковыми и регулировочными свойствами, двигатель с короткозамкнутым ротором проще и надёжнее в эксплуатации, а также дешевле. Я выбрал двигатель с короткозамкнутым ротором, так как в настоящее время большинство изготовляемых промышленностью двигателей являются двигателями с короткозамкнутым ротором. Обмотка ротора выполняется по типу беличьего колеса, в пазы ротора заливают под давлением горячий алюминий. Проводники обмотки ротора соединены, образуя трёхфазную систему. Двигатель приводит в движение вентилятор. Вентиляторы, применяемые на судах, различают в зависимости от создаваемого ими напора. Смонтированный в схеме вентилятор является вентилятором низкого давления. Обычно вентиляторы не регулируются и не реверсируются, поэтому их привод имеет простейшую схему управления, которая сводится к пуску, остановке и защите.

Принципиальная электрическая схема нереверсивного управления трёхфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором посредством автоматического выключателя и магнитного пускателя с двухполюсным тепловым реле представлена на рисунке 2.

От силового щита питание подаётся на автоматический выключатель с тепловыми и электромагнитными расцепителями максимального тока. Схема магнитного пускателя составлена с соблюдением рекомендуемых условных графических обозначений элементов схем автоматического управления двигателем. Здесь все элементы одного и того же аппарата обозначены одинаковыми буквами.

Рис.2.Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутой обмоткой ротора.

Так, главные замыкающие контакты линейного трёхполюсного контактора, находящиеся в силовой цепи, его катушка и вспомогательные замыкающие контакты, находящиеся в цепи управления, обозначены буквами КЛ. Нагревательные элементы теплового реле, включённые в силовую цепь, и остающиеся размыкающие контакты с ручным возвратом этого же реле в исходное положение, которые находятся в цепи управления, обозначены буквами РТ. При включенном трёхполюсном выключателе после нажатия пусковой кнопки КнП включается катушка линейного трёхполюсного контактора КЛ и его главные замыкающие контакты КЛ присоединяют обмотку статора трёхфазного асинхронного двигателя АД к питающей сети в результате чего ротор приходит во вращение. Одновременно замыкаются вспомогательные замыкающие контакты КЛ, шунтирующие пусковую кнопку КнП, что позволяет её отпустить. Нажатие остановочной кнопки КнС отключает цепь питания катушки КЛ, вследствие чего якорь контактора выпадает, главные замыкающие контакты КЛ размыкаются и обмотка статора двигателя отключается от питающей сети.

2.2 Основные элементы схемы и их назначение

Принципиальные электрические схемы обычно являются основными и важнейшими техническими материалами проекта, базирующегося на использовании в системах управления электрической

аппаратуры. Любое изделие или установка, содержащие взаимодействующие электрические элементы и устройства, обязательно имеют в составе технической документации одну или несколько принципиальных схем.

Принципиальная (полная ) схема - это схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы установки или изделия.

Принципиальные схемы управления состоят из силовых цепей (цепи главного тока) и вспомогательных цепей управления и защиты (рис. 6.8). По функциональному назначению вспомогательные цепи можно разделить па цепи: управления технологическими процессами, регулирования, защиты, измерения и сигнализации.

При всем многообразии принципиальных электрических схем управления технологическими процессами и степени их сложности они представляют определенным образом составленное сочетание отдельных, достаточно элементарных электрических цепей и типовых функциональных узлов, в заданной последовательности выполняющих ряд стандартных операций.

Под стандартными операциями следует понимать передачу командных сигналов к органам управления или сигналов измерения к исполнительным органам, усиление или размножение командных сигналов, их сравнение, превращение кратковременных сигналов в длительные и наоборот, блокировку сигналов и т.д.

Так, на рис. 6.8 па примере управления двигателем подъема и опускания ограничителей корма (линия кормораздачи в птичнике напольного содержания птицы) показаны специфические цепи автоматического управления и типовые цепи:

• ? разделения режимов работы - переключатель SA1;
• ? ручного управления - состоят из кнопки стоп (SB1), кнопки пуск (SB2) и блок-контакта пускателя (КМ1);
• ? взаимной блокировки реверсивного пускателя (контакты КМ1 и КМ2);
• ? защиты силовых цепей и цепей управления;
• ? технологической сигнализации (работа двигателя па опускание ограничителя HL1, па подъем ограничителя HL2).

Реверс двигателя организован с помощью двух магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Питание в целом па схему подает (как

Глава 6. Проектная документация систем автоматизации

Рис. 6.8. Управление реверсивным электродвигателем

и обеспечивает ее защиту) автоматический выключатель QF1. Цепи управления включает автоматический выключатель SF1. В автоматическом режиме переключатель SA1 устанавливают в положение I. При этом при наступлении времени кормораздачи суточное реле времени КТ1 замыкает свой контакт в цепи питания катушки КМ1 и, если корм в бункере имеется (замкнут контакт SL1), запитывается катушка КМ1 (загорается лампа сигнализации HL1) по цепи КТ1 - SL1 - SQ1 - КТ2 - КМ2. Силовые контакты КМ1 запитывают привод Ml. Размыкает цепь питания катушки КМ1 контакт датчика нижнего положения SQ1. Когда будет заполнен последний в линии ограничитель корма, контакт SL2 замкнет цепь питания катушки КМ2. Будет обеспечен подъем ограничителя. В ручном режиме переключатель устанавливают в положение II. Оператор с помощью кнопки SB2 замкнет цепь питания катушки КМ1. Когда кнопка SB2 будет отпущена, цепь питания пойдет через контакты SB1 - КМ1 - КМ2, пока оператор не нажмет па копку SB1 и не разорвет цепь.

Принципиальная электрическая схема управления (автоматический режим работы) разрабатывается в соответствии с алгоритмом управления технологическим процессом и дополняется типовыми принципиальными схемами регулирования, защиты и сигнализации.

Выбор типовых схем осуществляется в соответствии с общим комплексом вопросов, связанных с контролем, управлением и регулированием, которые определяются па начальной стадии проектирования для обеспечения надежности, простоты, удобства оперативной работы, эксплуатации и четкости действия схемы при аварийных режимах.

Полная принципиальная схема служит основанием для разработки монтажных таблиц щитов и пультов, схем соединений внешних проводок и других документов проекта. Принципиальными схемами пользуются для изучения принципов работы изделий, а также при их наладке, контроле и ремонте.