Типовые узлы схем автоматического управления торможением ДПТ.

Управление торможением двигателей производится в функции времени, скорости или тока с применением тех же средств, что и при пуске. Автоматизация процесса торможения при любом его виде предусматривает выполнение двух основных операций:

1 – после подачи команды на торможение в силовых цепях работающего двигателя производятся переключения, в результате которых изменяется направление момента двигателя;

2 – в конце торможения при ω близкой к нулю, М автоматически отключается от сети, либо в силовых цепях производятся переключения, необходимые для реверса.

Рис. 3.6. Управление в функции времени динамическим торможением ДПТ:

а) схема включения двигателя;

б) механические характеристики.

Типовой узел, обеспечивающий автоматическое управление динамическим торможением ДПТ с независимым возбуждением в функции времени приведен на рис. 3.6а. Соответствующие схеме включения двигателя механические характеристики изображены на рис. 3.6б. Пуск двигателя показан условно в одну ступень. Управление КУ при пуске может осуществляться одним из ранее рассмотренных методов. По окончании пуска двигатель работает в точке А на естественной характеристике. Направление э.д.с. вращения Е и тока якоря I_Я показано для двигательного режима работы.

При пуске замыкающий контакт КЛ подает питание на катушку реле динамического торможения РДТ и реле срабатывает. Замыкающий контакт РДТ в цепи питания катушки контактора динамического торможения КДТ замкнется. Однако КДТ не включится, т.к. в цепи питания его катушки разомкнут контакт КЛ.

При нажатии на кнопку «стоп» КнС отключится контактор КЛ и якорная цепь двигателя будет отключена от источника якорного напряжения U. Потеряет питание катушка РДТ. Однако реле РДТ, электромагнитное реле времени, останется во включенном состоянии и будет вести отсчеты выдержки времени. Включится контактор КДТ и к зажимам якоря двигателя будет подключено сопротивление динамического торможения R_ДТ. В образовавшемся контуре под действием Е будет протекать ток динамического торможения I_{Я ДТ}, направленный встречно к току двигательного режима I_Я. Поэтому изменит направление и станет тормозным вращающий момент двигателя. Двигатель из точки А перейдет в точку В на характеристике динамического торможения и его скорость будет снижаться. По окончании отсчета выдержки времени реле РДТ отключится, разомкнет свой контакт в цепи питания катушка КДТ и отключит его.

Управление торможением в функции времени применяется только при реактивном М_с. Уставка РДТ должна быть равной или немного большей времени торможения. При активном М_с его увеличение уменьшает действительное время торможения по сравнению с уставкой реле РДТ, что под действием активного М_с вал М всегда должен быть заторможен при помощи механического тормоза.

Автоматическое управление динамическим торможением ДПТ с независимым возбуждением при активном М_с осуществляется в функции скорости при ее прямом или косвенном контроле. Схема типового узла приведена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Схема включения ДПТ с независимым возбуждением в режиме динамического торможения.

Контроль э.д.с. осуществляется посредством реле напряжения РДТ. Катушка РДТ включена на зажимы якоря двигателя. Пусковые сопротивления и КУ на схеме не показаны. РДТ срабатывает во время пуска при U_Я=0,6÷0,7U_Н. При отключении КЛ включается КДТ. На зажимы якоря подключается R_ДТ и двигатель тормозится. Когда скорость станет достаточно малой РДТ отпустит якорь и отключит КДТ. Вал двигателя свободен, когда электромагнит тормоза ЭмТ получает питание. Поэтому катушка тормозного контактора КТ получает питание как в двигательном режиме, так и в тормозном. R_Р предотвращает отпадание якоря в процессе переключения КЛ и КДТ.

При реверсивной схеме включения ДПТ с независимым или последовательным возбуждением автоматическое управление процессом торможения протвивоключением осуществляется в функции скорости при косвенном контроле ее величины по э.д.с. вращения двигателя. Схема включения двигателя приведена на рис. 3.8а. На ней показаны обмотки независимого LМ1 и последовательного LМ2 возбуждения. Механические характеристики, соответствующие схеме включения двигателя, приведены на рис. 3.8б, а схема цепей управления на рис. 3.8в. В ней используется не кнопочное, а более удобное командоконтроллерное управление. Вертикальные штриховые линии означают фиксированные положения рукоятки командоконтроллера. В данном случае их три: 0 – нулевое (среднее) положение; В – вперед; Н – назад. Точка на штриховой линии под контактом означает, что контакт в данном положении замкнут. В нашем случае команды командоконтроллера КК1 и КК2 в нулевом положении рукоятки разомкнуты; в положении «вперед» замкнут КК1, а КК2 разомкнут; в положении «назад» - наоборот.

Пуск двигателя показан условно в одну ступень в функции времени. Для пуска двигателя в направлении «вперед» необходимо перевести рукоятку командоконтроллера из положения «0» в положение «В». Замкнется контакт КК1 командоконтроллера и получит питание катушка контактора «вперед» КВ: контактор КВ срабатывает и своими главными контактами подключает якорь двигателя к источнику напряжения U. Катушки контакторов противовключения КП и ускорения КУ питания не получают, контакторы отключены и их главные контакты разомкнуты. Пусковой ток протекает по R_ДП и R_ДПР. Поэтому двигатель начинает разгон по характеристике противовключения в I квадранте. Появляется падение напряжения от пускового тока на R_ДПР и получает питание катушка реле РУ. Включится реле ускорения РУ и разомкнет свой контакт в цепи питания катушки КУ.

Рис. 3.8. а) реверсивная схема включения ДПТ;

б) механические характеристики ДПТ с независимым возбуждением;

в) схема цепей управления.

Замыкающий контакт КВ подает питание на катушку реле противовключения «вперед» РПВ. Реле РПВ срабатывает и своим замыкающим контактом подает питание на катушку КП. Контактор КП срабатывает и своим главным контактом шунтирует R_ДПР. Двигатель с характеристики противключения переходит на пусковую характеристику. Одновременно с этим теряет питание катушка РУ и реле начинает отсчет выдержки времени. По окончании выдержки времени реле РУ отключится, его контакт в цепи питания катушки КУ замкнется и контактор ускорения КУ сработает. Главный контакт КУ замкнется и зашунтирует R_ДП. Двигатель перейдет на естественную характеристику, где будет работать в точке А.

Дял перевода двигателя в режим торможения противовключением необходимо рукоятку командоконтроллера из положения «В» перевести в положение «Н». При переходе рукоятки через положение «0» оба контакта командоконтроллера оказываются разомкнутыми, поэтому катушки КВ, КП, КУ теряют питание и контакторы отключаются. В цепь протекания якорного тока включаются R_ДП и R_ДПР, т.е. двигатель подготавливается к режиму торможения противовключением. В положении рукояти «Н» замыкается контакт КК2. Получает питание катушка контактора «назад» КН и контактор КН срабатывает. Главные контакты КН замыкаются и изменяют полярность напряжения на зажимах якоря двигателя. Изменяется направление якорного тока и вращающего момента двигателя. Он становится тормозным. Двигатель из точки А переходит в точку В на характеристике противовключения. Замыкающий контакт КН в цепи питания катушки реле противовключения «назад» РПН замкнется, однако реле РПН не включится. Это обеспечивается подключением правого по схеме вывода катушки РПН, т.е. величиной R_хх. Катушки КП и КУ питание не получают, контакторы отключены и двигатель тормозится по характеристике противовключения. Реле РУ включено и его контакт в цепи питания катушки КУ разомкнут.

С уменьшением скорости двигателя напряжение на катушке РПН увеличивается. При скорости, близкой к нулю, РПН включится и своим замыкающим контактом подает питание на катушку КП. Контактор КП сработает и своим главным контактом зашунтирует R_ДПР. Двигатель перейдет на пусковую характеристику. Потеряет питание катушка РУ и реле начнет отсчет выдержки времени. Двигатель по пусковой характеристике затормозится и сразу же начнет разгон в направлении «назад». По окончании выдержки времени РУ отключится и включит КУ. Главный контакт КУ зашунтирует R_ДП, двигатель перейдет на естественную характеристику, где будет работать в точке Е.

Для ДПТ с последовательным возбуждением процессы аналогичны. Соответствующие характеристики приведены на рис. 2.13а.

Напряжение на катушке РПВ(Н) определится из соотношения U_РПВ=U–І_ЯRх; Ток при торможении противовключением определяется как

Решая совместно два последних выражения, найдём зависимость напряжения на катушке реле РПВ от скорости

Величина U, R_ДП, R_ДПР, Ф и R_х=const, поэтому U_РПВ будет линейно зависеть от скорости ω.

Рассчитать точку присоединения РПВ, т.е. величину R_x, можно из условия, что при максимальной угловой скорости напряжение на катушке РПВ равно нулю

откуда

ток в начале торможения будет равен

тогда

.

Т.к. U≈Е_тах получим R_x=0,5(R_ДП+ R_ДПР)

Напряжение на катушке РПВ при уменьшении скорости возрастает. При ω=0 и R_x=0,5R имеем

Таким образом, если точку присоединения РП выбрать в соответствии с R_x=0,5R а напряжение срабатывания U_ср.РП=0,5U, то будет обеспечен рассмотренный выше порядок работы схемы.

Рассматриваемая схема полностью симметрична, поэтому полученные результаты справедливы как для реле РПВ так и для реле РПН.