Защита от выподания синхронизма

Рисунок 1.2.15.  В электрической сети питания электроприёмников на переменном токе часто возникают понижения напряжения более чем на 15%. Они возникают при пусках крупных электрических машин, во время работы разрядников при попадании молнии в электросети и т.д. В этих случаях снижается критический момент СД и он может выпасть из синхронизма. Для удержания СД в синхронном режиме необходимо увеличить кратковременно ток возбу ждения. Напряжение сети контролируют при помощи реле минимального напряжения РФ (реле форсировки). Контакты РФ управляют контактором форсировки Ф. Контакты контактора форсировки шунтируют реостат возбуждения Rв, или увеличивают угол отпирания тиристоров, если в качестве возбудителя СД применён тиристорный возбудитель.

 

 

1.2.6. Правила чтения электрических схем

Приступаем к изучению электрических схем управления электродвигателями постоянного и переменного тока. Вам необходимо научиться читать электросхемы управления, защиты и сигнализации электроприводов. При чтении электросхем придерживаются определённых правил, которые помогают проследить очерёдность срабатывания реле и контакторов при пуске, торможении и регулировании скорости электроприводов, а так же в различных аварийных режимах.

Читают схемы в следующей последовательности:

1) Сначала изучают электросхему, т. е. Находят на схеме все её элементы, определяют для чего они предназначены, как и в какой момент срабатывают.

2) Работа схемы в исходном положении. И подано.

3) Изучают работу схемы во время пуска. Определяют последовательность и время замыкания и размыкания контактов контакторов и реле при подаче и снятии напряжения на их катушки. Для этого необходимо проследить путь тока по параллельным цепям.

4) Изучают работу электросхемы при регулировании скорости, если это позволяет она.

5) Изучают работу схемы при остановке электродвигателя от аппаратов управления, при работе устройств защит.

Успешная работа по чтению электросхем возможна лишь только когда твёрдо усвоены знания условных обозначений на электросхемах, правила их изображения и устройство аппаратов.


Для облегчения работы по изучению схем предлагаю освоить графический способ записи работы их. Запомним несколько простых и понятных символов и знаков записи:

(I) - катушка реле или контактора под напряжением;

(0) -напряжение снято с катушки аппарата.

На первых порах рекомендую сразу же после обозначения катушки в скобках указывать номер контакта, который производит воздействие на следующую цепь.

 

 

1.2.7. Схемы управления АД с КЗР

1. Схема пуска АД с КЗ ротором на пониженное напряжение сети

На рисунке 1.2.16. представлена реверсивная схема пуска низковольтного АД с КЗР на пониженное напряжение сети.

   На время разгона двигателя до скорости =50% от номинальной в цепь статора двигателя вводится сопротивление, которое после разгона шунтируется контактами контактора ускорения У. Автоматизация оскществленна в функции времени. Применено реле с часовым механизмом с катушкой на переменном токе. Защита выполнена при помощи автомата. Предусмотрена защита минимального напряжения и от перегруза.

    Изучите схему. Определите назначение каждого аппарата. Какие функции выполняет каждый контакт аппарата? Какие изменения произойдут в схеме, если замкнуть контакты автомата АЛ и АУ? Как работает схема при нажатии на кнопку КВ? Что произойдёт, если при работающем двигателе "вперёд" нажать на кнопку КН? Как работает схема после нажатия на кнопку КС?

По таблицам 1.1.2 - 1.1.7. подобрать аппаратуру управления и рассчитать величины сопротивлений для двигателя по заданию преподавателя.

 

2. Схема нереверсивного управления АД с КЗ ротором с                                                  динамическим торможением

На рисунке 1.2.17. представлена схема нереверсивного пуска АД с КЗ ротором с динамическим торможением.

Время динамического торможения определяется временным блок-контактом  таймтактора КТ. Таймтактор - аппарат, совмещающий в единой конструкции контактор переменного тока с реле времени с часовым механизмом.

 

3. Схема реверсивного управления АД с КЗ ротором с

динамическим торможением.

На рисунке 1.2.18. представлена реверсивная схема управления АД с КЗ ротором с динамическим торможением.

 

 Управление осуществляется при помощи командоаппарата. Схема управления работает на постоянном токе. Время действия динамического торможения определяется уставкой реле времени с гильзой РДТ. Нулевая блокировка выполнена на реле напряжения РН. Схема сблокирована от реверса и торможения противовключением.

Изучить электросхему. Для чего определить назначение каждого реле и контактора, функции каждого контакта.

Рассмотреть работу схемы в исходном положении, и нулевом положении командоаппарата. Проследить, какие аппараты сработали, а какие нет.

Перевести командоаппарат в положение "вперёд". Что произошло?

Перевести командоаппарат в положение "назад". Как работает схема в этом случае? Графически описать работу схемы.

 

4. Схема реверсивного управления АД с КЗ ротором с

торможением противовключением

 

 

1. Ротор

2. Статор

3. Короткозамкнутая обмотка

4. Рычаг

5. Контактные элементы

Ротор индукционного реле жёстко соединён с валом двигателя. Статор с короткозамкнутой обмоткой может свободно поворачиваться.

При вращении ротора в короткозамкнутой обмотке статора индуцируется ЭДС и создаётся вращающий момент который поворачивает подвижный статор. При этом рычаг замыкает контакты.

   На рисунке 1.2.20. представлена схема реверсивного управления АД с КЗ ротором с автоматизацией торможения противовключением при помощи реле скорости типа РКС. Схема позволяет управлять электродвигателем в двух режимах: в режиме реверса, когда при работающем двигателе "вперёд" нажимается кнопка "назад". В этом случае двигатель перейдёт в режим торможения противовключением, а затем развернётся в обратную сторону. И в режиме остановки с торможением противовключением. В этом случае нажимается кнопка "стоп". Получает питание реле РП, отключает контактор в и включает контактор Н, катушка запитывается через контакты РПВ индукционного реле скорости РКС до тех пор, пока двигатель не остановится. После чего контакты РПВ разомкнуться и отключат двигатель от сети.

 

1.2.8 Схемы управления АД с ФР

1. Нереверсивная схема пуска АД с ФР в функции тока.

При автоматизации в функции тока применяют максимально токовые реле, катушки которых включают в цепь ротора. Реле настраивают так, чтобы они срабатывали при токе меньше пикового тока пусковой диаграммы I1, а возвращали якорь в исходное положение при токе переключения I2. Тогда размыкающие контакты, включенные в цепь катушек контакторов ускорения не дадут им включиться, пока ток ротора не спадет до значения тока переключения I2, а включившись, контактор ускорения первой ступени шунтирует первую секцию пускового реостата, что вызовет бросок пускового тока до I1, который включит реле 2РУ. 2РУ не даст включиться 2У до тех пор, пока Iрот=I2 и т.д.

Смотри схему на рисунке 1.2.21.

Рассмотренная схема управления обеспечивает заданную пусковую диаграмму при всех отклонениях параметров электропривода от расчетных: при изменении динамического момента, статического момента, момента и инерции. При этом будет меняться время пуска. Однако если Мст >М2, двигатель не запустится, а будет работать на первой искусственной характеристике. Поэтому схема с автоматизацией пуска в функции времени не применяют.

Широкое распространение получили схемы автоматизации пуска АД с ФР в функции времени. Для этого применяют как реле времени с гильзой, так и с часовым механизмом.

 На рисунке 1.2.22. представлена схема с реле с часовым механизмом. Вместо его может быть использовано пневматическое реле времени.

             

 

1.2.9. Схемы управления СД

1. Узлы схем синхронных двигателей

Синхронный двигатель - электрическая машина имеющая три обмотки: трёхфазную обмотку статора, обмотку возбуждения постоянным током и пусковую короткозамкнутую обмотку. При асинхронном запуске работают две обмотки: статора и короткозамкнутая. Обмотка возбуждения в этом случае должна быть отключена от источника постоянного тока и замкнута на разрядное сопротивление в 6-8 раз больше сопротивления самой обмотки постоянному току, что предохраняет её от пробоя и обеспечивает отсутствие значительных провалов на кривой пускового момента СД.

Способы включения обмотки возбуждения при пуске зависят от способов возбуждения СД. Применяют три способа возбуждения: от генератора постоянного тока, приводимого в действие самим СД - применяется для высокоскоростных двигателей; от отдельно стоящего возбудительного агрегата - генератора, вращаемого гонным асинхронным двигателем - и от статического полупроводникового возбудителя. Кроме того на способ включения ОВ при пуске влияет характер пуска - лёгкий или тяжёлый запуск.

При лёгком запуске, когда время запуска значительно меньше времени самовозбуждения возбудителя, а возбудитель вращается самим двигателем применяют пуск с глухо подключённым возбудителем. Якорь возбудителя в этом случае служит разрядным сопротивлением. Схема проста и защищена от потери возбуждения при работе двигателя. Смотри рисунок 1.2.23.а.

     

При тяжёлом запуске, когда время пуска больше времени самовозбуждения возбудителя, применяют схему пуска с обмоткой возбуждения, включённой через разрядное сопротивление, которое после запуска шунтируется контактами контактора поля мотора М.

При тяжёлом пуске и возбуждении от возбудительного агрегата применяют пуск с отключённой ОВ от возбудителя. ОВ при этом замкнута на разрядное сопротивление размыкающим контактом М. После разгона контактор М включает источник постоянного тока, одновременно отключая ОВ от разрядного сопротивления. Рисунок 1.2.23.в

В качестве контакторов возбуждения М часто применяют контакторы с защёлкой - после включения с катушки снимается напряжение. Отключение его производится путём подачи напряжения на катушку отключения. Применение такого контактора увеличивает надёжность работы схемы.

В современных схемах пуска СД процесс подачи постоянного тока в обмотку возбуждения автоматизируется. Применяется два способа контроля возбуждения в функции тока и частоты тока ротора.

Известно, что при разгоне двигателя ток статора уменьшается. Максимальное токовое реле включают через трансформаторы тока в цепь статора и настраивают на срабатывании при токе, когда двигатель достигнет подсинхронных оборотов.

По мере разгона СД ток, трансформируемый в ОВ со стороны сети, меняет свою частоту от 50 Гц до 2-4 Гц при подсинхронных оборотах. Включив катушку электромагнитного реле с гильзой через полупроводниковый выпрямитель на часть напряжения, снимаемого с разрядного сопротивления, получим устройство для контроля подсинхронных оборотов. Смотри рисунок 1.2.24.

 

2. Схема пуска СД низкого напряжения

На рисунке 1.2.25. изображена упрощённая схема пуска СД низкого напряжения 380 Вольт.

 Схемой предусмотрено: прямой пуск на полное напряжение сети, т.к. мощность двигателя значительно меньше мощности сети;

Защита от К.З. и перегрузок двигателя и затянувшегося пуска при помощи автомата АЛ;
Форсировка возбуждения при снижении напряжения сети реле минимального напряжения РФ и контактор форсировки Ф;

Возбуждение СД от возбудителя В, сидящего на валу СД; при пуске ОВ СД подключена к возбудителю через разрядное сопротивление Rр; контактор поля мотора М шунтирует Rр после достижения двигателем подсинхронных оборотов, автоматизация подачи возбуждения осуществлена в функции тока токовым реле РПВ через реле блокировки 1РБ и 2РБ реле времени с гильзой.

 

3.Схема пуска СД высокого напряжения

Современные машины и механизмы большой мощности приводятся в действие синхронными двигателями на напряжение 6-10кВ. Поэтому их подключение к сети и отключение производится масляными выключателями ВЛ. Они устанавливаются в специальных высоковольтных распределительных устройствах, в ячейках. Для создания видимого разрыва и отсоединения ВЛ от сборных шин применяют разъединители Р. Привод разъединителей ручной. Привод масляных выключателей электромагнитный. Чаще всего используют электромагнитные приводы масляных выключателей на постоянном токе. Они имеют две катушки: катушку включения СВ, питаемую от отдельного источника постоянного тока - цепь солинойдов включения; и катушку отключения КО/ВЛ. Внутри катушки включения находится железный сердечник, который при подаче напряжения на СВ/ВЛ втягивается и через систему рычагов включает ВЛ. После включения ВЛ привод ставит его на защёлку. Для отключения ВЛ подают напряжение на КО/ВЛ, сердечник который выбивает защёлку и ВЛ отключается собственными отключающими пружинами.

На рисунке 1.2.26. изображена схема управления СД высокого напряжения.

Двигатель запитан от сети 6-10 кВ через разъединитель Р и выключатель ВЛ. Защита от К.З и перегрузок осуществляется максимально токовым реле РМ1 и РМ2 индукционного типа. Возбуждение СД от возбудительного агрегата В-МВ. Пуск с отключённым возбудителем и ОВ/СД, замкнутой на разрядное сопротивление Rр.

Подача возбуждения производится контактором поля мотора М в функции частоты тока ротора при помощи реле подачи возбуждения РПВ. Контроль тока возбуждения - токовым реле обрыва поля РОН.

Контактор поля мотора М- контактор с защёлкой. Он имеет две катушки: катушку включения М, при подаче напряжения на которую якорь его притягивается, и катушку отключения 3М, при подаче напряжения на которую выбивается защёлка и якорь контактора под действием отключающих пружин возвращается в исходное положение. Катушка 3М маломощная, её усилий недостаточно чтобы преодолеть усилия трения в защёлке. Поэтому при отключении контактора в начальный момент подают напряжение на включающую катушку М и 3М одновременно. Включающая катушка М подтягивает якорь к сердечнику, освобождая защёлку от воздействия якоря. Защёлка свободно поднимается, а разомкнувший ся контакт защёлки 3М снимает напряжение с катушки М и якорь возвращается в исходное положение.

       

 

1.2.10. Схемы управления ДПТ

Релейно контакторное управление двигателями постоянного тока всё дальше уходит в прошлое. В производство внедряются системы электропривода на постоянном токе с применением тиристоров- тиристорный электропривод постоянного тока, где применяются ДПТ независимого возбуждения. С релейно контакторным управлением ДПТ можно встретить на транспорте, где применяются ДПТ смешанного возбуждения (мостовые краны, электрокары, трамваи, троллейбусы ит.п.)

Рассмотрим в качестве примеров две схемы управления ДПТ: схему не реверсивного управления ДПТ параллельного возбуждения с динамическим торможением и схему реверсивного управления двигателем последовательного возбуждения с торможением противовключением.

        

 

Как в той так и в другой схемах пуск осуществляется в функции времени. Для контроля времени разгона двигателя по искусственным характеристикам применены реле времени с гильзой (с электромагнитным замедлением). Они работают, создавая выдержку времени после снятия напряжения с их катушек. Поэтому необходимо в исходном положении до начала пуска двигателя подать напряжение на их катушки 1У. 2У и 3У, а в момент переключения двигателя с одной искусственной.

. характеристики на другую поочерёдно снимать его. Настраивают реле на выдержку времени равную времени разгона двигателя по искусственной характеристике.

Контроль времени динамического торможения и торможения противовключением осуществляют в функции скорости, для чего в схеме 1.2.27. на напряжение

якоря двигателя включают реле РДТ, а в схеме 1.2.28. реле РПТ.

В схеме рис. 1.2.27. для гашения поля после размыкания рубильника Р предусмотрено сопротивление гашения поля Rгп, включенное II ШОВ через вентиль VD.

Схема имеет три рабочих состояния :

исходное положение, когда рубильник Р включен, кнопка пуск не нажата; сработали 1РУ и РДТ.

пуск вход - последовательно работают катушки контакторов Л, 1У, 2У, 3У. В конце пуска срабатывает РДТ, но ДТ без напряжения, так как двигатель работает.

и остановка двигателя когда нажали кнопку стоп; на время работы РДТ включается ДТ.

Представленная на рисунке 1.2.28. схема реверсивного управления двигателем последовательного возбуждения с торможением противовключением является упрощённой схемой управлением двигателя кранового механизма перемещения. Поэтому она содержит конечные выключатели КВВ и КВН, ограничивающие пути перемещения механизма крана. Для остановки и удержания механизма в неподвижном состоянии применён колодочный пружинный тормоз с тормозным электромагнитом ТЭ. При отсутствии напряжения на двигателе он заторможен. Когда же двигатель включён в работу, то электромагнит растормаживает его.

Схема позволяет осуществить реверс электродвигателя переводом команндоаппарата КА из положения "вперёд" в положение "назад". При этом электродвигатель сначало тормозится в режиме противовключения, а затем разгоняется в обратную сторону без остановки. В момент противовключения ЭДС двигателя и напряжение сети действуют согласно. Для ограничения протекающего по якорю тока автоматически вводятся ступени пускового                                                                                                                                                                                              реостата и дополнительное сопротивление противовключения. Реле РПВ и РПН при этом отключены, так как напряжение на их катушке мало. Когда же скорость двигателя станет равной 0, одно из реле сработает, включит контактор П, реле 1РУ зашунтируется вместе с сопротивлением rдт. Далее произойдёт автоматический разгон М в обратную сторону до скорости, заданной положением командоаппарата.

Схема позволяет регулировать скорость в 4 ступени.

 

      Вопросы для тематического повторения.

1. Какие цепи называются оперативными?

2. Что такое "силовые цепи"?

3. Что называется электроприводом?

4. Каково отличие автоматизированного электропривода от неавтоматизированного?

5. Какую систему называют системой управления?

6. Какими могут быть АСУ ЭП в зависимости от количества каналов связи?

7. Чем отличаются разомкнутые системы от замкнутых?

8. Какие виды АСУ ЭП Вы знаете?

9. Чем отличаются рубильники от переключателей?

10. Какие типы рубильников Вы знаете?

11. Какие типы ключей управления вы знаете?

12. Что такое "контролёр"? Какими они бывают?

13. Как устроены кулачковые контролёры? Чем они отличаются от командо контроллёра?

14. Какие типы электромагнитных реле Вы знаете?

15. Чем отличаются реле напряжения от реле тока?

16. Какие реле времени Вы знаете?

Как устроены и как работает реле времени с электромагнитным заземлением?

 


Дата: 2019-04-23, просмотров: 5.