Типовые узлы схем автоматического управления пуском ДПТ.

Каждый из принципов автоматического управления пуском и торможением реализуется в схемах электроприводов типовыми узлами.

Рис. 3.2. Типовой узел управления пуском ДПТ в функции времени.

Рис. 3.3. а) механические характеристики ДПТ с независимым возбуждением;

б) механические характеристики ДПТ с последовательным возбуждением.

Типовой узел, обеспечивающий автоматический пуск в функции времени ДПТ с независимым и последовательным возбуждением с двумя ступенями пускового сопротивления R_ДП1 и R_ДП2 приведен на рис. 3.2. Механические характеристики двигателей, соответствующие схеме включения на рис. 3.2, приведены на рис. 3.3.

При подаче напряжения на главные цепи и цепи управления включается электромагнитное реле времени первой ступени РУ1 и, размыкая свой контакт, исключает возможность включения контакторов ускорения КУ1 и КУ2.

При нажатии на КнП включается КЛ, который своим главным контактом подключает к напряжению якорную цепь двигателя, замыкающими контактами шунтирует КнП (КЛ становится на самопитание) и подготавливает цепь включения КУ, а размыкающим контактом разрывает цепь питания катушки реле РУ1 и реле начинает отсчет выдержки времени. Двигатель начинает разгоняться по реостатной механической характеристике 1. При протекании пускового тока по R_ДП1 срабатывает реле времени второй ступени РУ2, т.к. падение напряжения от пускового тока на R_ДП1 велико. Контакт реле РУ2 размыкается в цепи питания катушки контактора КУ2. Реле времени РУ1 по истечении заданной выдержки времени отключается и замыкает свой контакт. Получает питание катушка КУ1. Контактор КУ1 включается и закорачивает R_ДП1. Двигатель переходит на механическую реостатную характеристику 2. Катушка реле РУ2 теряет питание. Реле РУ2 отсчитав заданную выдержку времени отключается и замыкает свой контакт. Включается КУ2, закорачивает R_ДП2 и двигатель переходит на естественную характеристику. Достоинство управления в функции времени – простота и надежность реле времени, удобство регулировки их уставок, применение однотипных реле для двигателей различной мощности. Кроме того, при увеличении М_с до величины М_с^' и той же выдержке времени реле РУ1 двигатель на первой характеристике разгонится до меньшей скорости, но бросок момента при переключении будет большим. Поэтому средний динамический момент при пуске останется приблизительно тем же и почти не изменится и общее время пуска. При управлении в функции времени в отличие от управления в функции скорости или тока, отсутствует опасность «застревания» двигателя на первой характеристике при М_с^'>М_с. Все это обусловило широкое распространение управления в функции времени.

Типовой узел, обеспечивающий автоматический пуск ДПТ с независимым возбуждением в функции скорости в две ступени, механические характеристики двигателя и диапазона напряжения на зажимах якоря двигателя приведены на рис. 3.4.

Катушки РУ1 и РУ2 подключены на зажимы якоря двигателя, т.е. на напряжение U_Я, которое отличается от Е только на величину падения напряжения от тока якоря на сопротивлении якоря R_Я. Следовательно РУ1 и РУ2 являются аппаратами, контролирующими э.д.с. вращения двигателя. Поскольку э.д.с. при постоянном магнитном потоке пропорциональна скорости вращения двигателя ω Е=кФ_нω, то рассматриваемый узел осуществляет управление пуском в функции скорости при ее косвенном контроле.

При нажатии КнП включается КЛ. Напряжение на катушках РУ1 и РУ2 мало и равно падению напряжения в якоре от начального броска пускового тока I_ПR_Я. Поэтому РУ1 и РУ2 сработать не могут, контакторы КУ1 и КУ2 отключены и в цепь якоря введено R_ДП1+R_ДП2. Двигатель запускается по характеристике 1. По мере увеличения скорости двигателя возрастает Е и U_Я.

Рис. 3.4. а) схема включения двигателя;

б) механические характеристики двигателя;

в) диаграмма напряжения на зажимах якоря.

При U_Я1=U_{ср. РУ1} включается РУ1 и включает КУ1, который закорачивает первую ступень сопротивления R_ДП. Двигатель переходит на характеристику 2. Скорость двигателя продолжает расти, поэтому возрастает и его э.д.с. При U_Я2=U_{ср. РУ2} включается РУ2, контактор КУ2, закорачивающий вторую ступень сопротивления R_ДП2 и двигатель выходит на естественную характеристику.

Типовой узел, обеспечивающий автоматический пуск ДПТ с независимым возбуждением в функции тока якоря I_Я и потока Ф приведена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. а) схема включения двигателя;

б) диаграмма Ф, I_Я, ω.

Типовой узел применяется при разгоне ДПТ независимого возбуждения путем ослабления магнитного потока для расширения диапазона регулирования ω. На рисунке не показаны цепи управления контакторами КЛ, КУ1, КУ2. пуск до основной скорости может осуществляться одним из рассмотренных способов. Контроль I_Я осуществляется токовым реле РУП.

Работа типового узла начитается после включения контактора КУ2 при выходе М на естественную характеристику. При замыкании главного контакта КУ2 от броска якоря срабатывает реле РУП и замыкает свой контакт, шунтирующий реостат возбуждения R_ДВ. До этого он был закорочен размыкающим контактом КУ2. Следовательно магнитный поток двигателя Ф сохраняется равным Ф_Н и двигатель продолжает разгон по естественной характеристике. Когда I_я снизится до I_{возв РУП}, реле РУП отключается, размыкает свой контакт и в цепь LM вводится R_ДВ. Происходит ослабление Ф и рост ω. При этом ток якоря увеличивается и , когда он достигнет значения I_{сраб РУП}, контакт реле замыкается. Начинается усиление Ф и снижение I_я. Скорость М будет продолжать расти, т.к. за счет увеличения I_я М>М_с. При спадании I_я до величины I_{возв РУП} реле РУП вновь откроет свой контакт, что повлечет за собой ослабление Ф и т.д. Реле РУП срабатывает несколько раз, прежде чем двигатель достигнет скорости, заданной положением ползунка реостата R_ДВ. I_я колеблется в пределах от I_{возв РУП} до I_{сраб РУП}, поэтому способ управления получил название вибрационного. Он обеспечивается и в том случае, когда ползунок реостата R_ДВ быстро перемещается в сторону ослабления Ф.