Circuiti di controllo del motore elettrico. Circuiti di avviamento e frenatura del motore

Circuito di controllo del motore

Lo schema funzionale del controllo di un motore asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo è mostrato in Figura 1.

Fig. 1. Schema funzionale del controllo di motori asincroni.

La corrente alternata trifase viene fornita all'interruttore automatico, che viene utilizzato per collegare un motore asincrono trifase. Oltre al sistema di contatti, l'interruttore contiene sganciatori combinati (termici ed elettromagnetici), che garantiscono lo spegnimento automatico in caso di sovraccarico prolungato e cortocircuito. Dall'interruttore automatico viene fornita alimentazione all'avviatore magnetico. L'avviatore magnetico è un dispositivo per il controllo remoto di un motore. Avvia, arresta e protegge il motore dal surriscaldamento e da forti cali di tensione. La parte principale dell'avviatore magnetico è un contattore elettromagnetico tripolare. Dall'avviatore magnetico, il controllo viene trasferito a un motore CA asincrono trifase. Il motore asincrono è caratterizzato dal design semplice e dalla facilità di manutenzione. È costituito da due parti principali: lo statore, la parte stazionaria, e il rotore, la parte rotante. Lo statore è dotato di cave in cui è inserito un avvolgimento statorico trifase, collegato alla rete di corrente alternata. Questo avvolgimento è progettato per creare un campo magnetico circolare rotante. La rotazione del campo magnetico circolare è assicurata da uno sfasamento relativo di ciascuno dei tre sistemi di corrente trifase di un angolo di 120 gradi.

Gli avvolgimenti dello statore per il collegamento alla tensione di rete 220V sono collegati a triangolo (Fig. 8). A seconda del tipo di avvolgimento del rotore, le macchine possono essere con rotori avvolti e a gabbia di scoiattolo. Nonostante il fatto che un motore a rotore avvolto abbia migliori proprietà di avviamento e controllo, un motore a gabbia di scoiattolo è più semplice e affidabile da utilizzare, oltre che più economico. Ho scelto un motore a gabbia di scoiattolo perché la maggior parte dei motori prodotti oggigiorno nel settore sono motori a gabbia di scoiattolo. L'avvolgimento del rotore è realizzato come una ruota di scoiattolo; l'alluminio caldo viene versato sotto pressione nelle scanalature del rotore. I conduttori dell'avvolgimento del rotore sono collegati in modo da formare un sistema trifase. Il motore aziona la ventola. I ventilatori utilizzati sulle navi si differenziano a seconda della pressione che creano. Il ventilatore montato nel circuito è un ventilatore a bassa pressione. In genere, le ventole non sono regolabili o reversibili, quindi il loro azionamento ha un semplice circuito di controllo, che si riduce ad avvio, arresto e protezione.

Lo schema elettrico del controllo non reversibile di un motore elettrico asincrono trifase con rotore a gabbia di scoiattolo utilizzando un interruttore automatico e un avviatore magnetico con relè termico bipolare è mostrato in Figura 2.

Dal quadro di potenza viene fornita alimentazione all'interruttore con sganciatori di sovracorrente termici ed elettromagnetici. Il circuito di avviamento magnetico è compilato rispettando i simboli grafici consigliati per gli elementi dei circuiti di controllo automatico del motore. Qui tutti gli elementi dello stesso dispositivo sono indicati con le stesse lettere.

Fig.2. Circuito di controllo per un motore asincrono con avvolgimento del rotore a gabbia di scoiattolo.

Pertanto, i contatti di chiusura principali di un contattore lineare tripolare, posti nel circuito di potenza, la sua bobina ed i contatti di chiusura ausiliari, posti nel circuito di controllo, sono indicati con le lettere CL. Gli elementi riscaldanti del relè termico compresi nel circuito di potenza, ed i restanti contatti di interruzione con ritorno manuale dello stesso relè nella posizione originale, che si trovano nel circuito di controllo, sono designati con le lettere RT. All'accensione dell'interruttore tripolare, dopo aver premuto il pulsante di avvio KnP, si accende la bobina del contattore lineare tripolare CL ed i suoi contatti principali di chiusura CL collegano l'avvolgimento statorico del motore asincrono trifase IM al rete di alimentazione, a seguito della quale il rotore inizia a ruotare. Contemporaneamente i contatti ausiliari di chiusura del CL vengono chiusi, deviando il pulsante di start KnP, che ne consente il rilascio. Premendo il pulsante di arresto KnS si spegne il circuito di alimentazione della bobina CL, a seguito della quale l'armatura del contattore cade, i contatti di chiusura principali del CL si aprono e l'avvolgimento dello statore del motore viene disconnesso dalla rete di alimentazione.

Gli elementi principali del circuito e il loro scopo

Interruttore- un dispositivo per la commutazione manuale poco frequente dei circuiti elettrici e la loro protezione automatica in caso di cortocircuiti e sovraccarico prolungato. Lo scopo dell'interruttore utilizzato nel circuito è descritto nella Tabella 1.

Tabella 1 . Ambito di applicazione dell'interruttore.

Come si può vedere dalla Tabella 1, l'interruttore non si spegne quando la tensione diminuisce bruscamente, poiché nell'interruttore utilizzato non è presente uno sganciatore di minima tensione. La protezione in caso di diminuzione o scomparsa significativa della tensione di alimentazione è fornita da un avviatore magnetico.

Le macchine vengono utilizzate con tensioni fino a 660V per correnti nominali da 15 a 600A, in locali con ambiente normale, poiché non sono adatte a lavorare in ambienti con vapori e gas caustici, in luoghi esplosivi e luoghi non protetti dall'acqua. Le macchine automatiche devono essere ispezionate, pulite e lubrificate con olio per strumenti almeno una volta all'anno. Per il mio circuito ho scelto un interruttore automatico della serie AP-50. L'aspetto della macchina è mostrato nella Figura 3.

1 pulsante di spegnimento, 2 pulsanti di accensione, 3 relè, 4 camere di scintilla, 5 custodie in plastica

Fig3. Aspetto e design del fucile d'assalto AP-50.

È progettato per la protezione contro sovraccarichi e correnti di cortocircuito nella rete di alimentazione U fino a 500 V, 50 Hz in corrente alternata, per l'accensione e lo spegnimento manuale dei circuiti e, soprattutto, per l'avviamento e la protezione dei motori asincroni trifase con uno scoiattolo -rotore a gabbia. L'interruttore è protetto da un involucro di plastica. La presenza della lettera B nella serie AP-50B indica un design universale, in cui i fili entrano ed escono dal basso e dall'alto attraverso pressacavi del tipo SKVrt-33. La marcatura AP-50B-3MT indica la presenza di sganciatori elettromagnetici e termici e il numero di poli è pari a tre.

Interruttore magnetico- dispositivo di commutazione con telecomando, per l'accensione e lo spegnimento frequenti di apparecchiature elettriche, controllato tramite un pulsante posizionato separatamente. È un dispositivo per l'avviamento, l'arresto e la protezione dei motori elettrici. Lo scopo dell'avviatore magnetico utilizzato nel circuito è presentato nella Tabella 2.

IMPORTANTE! Prima di collegare il motore elettrico è necessario assicurarsi che sia corretto e conforme alle sue specifiche.

1. Simboli sui diagrammi

(di seguito denominato motorino di avviamento) è un dispositivo di commutazione progettato per avviare e arrestare il motore. Il motorino di avviamento è comandato tramite una bobina elettrica, che agisce come un elettromagnete; quando viene applicata tensione alla bobina, essa agisce con un campo elettromagnetico sui contatti mobili del motorino di avviamento, che chiudono e accendono il circuito elettrico, e viceversa, quando viene tolta tensione alla bobina di avviamento, il campo elettromagnetico scompare e i contatti dell'avviatore sotto l'azione della molla ritornano nella posizione originale, interrompendo il circuito.

L'avviamento magnetico ha contatti di potenza progettato per la commutazione di circuiti sotto carico e bloccare i contatti che vengono utilizzati nei circuiti di controllo.

I contatti sono divisi in normalmente aperto- contatti che si trovano nella loro posizione normale, ad es. prima di applicare tensione alla bobina dell'avviatore magnetico o prima dell'impatto meccanico su di essi, sono in uno stato aperto e normalmente chiuso- che nella loro posizione normale si trovano in uno stato chiuso.

I nuovi avviatori magnetici hanno tre contatti di potenza e un contatto di blocco normalmente aperto. Se è necessario avere un numero maggiore di contatti di blocco (ad esempio durante il montaggio), sull'avviatore magnetico in alto viene inoltre installato un accessorio con contatti di blocco aggiuntivi (blocco di contatti), che, di norma, ha quattro contatti di blocco aggiuntivi contatti (ad esempio due normalmente chiusi e due normalmente aperti).

I pulsanti per il controllo di un motore elettrico sono inclusi nelle pulsantiere; le pulsantiere possono essere a un pulsante, a due pulsanti, a tre pulsanti, ecc.

Ciascun pulsante della pulsantiera ha due contatti: uno è normalmente aperto e il secondo è normalmente chiuso, ad es. Ciascun pulsante può essere utilizzato sia come pulsante “Start” che come pulsante “Stop”.

1. Schema di collegamento diretto del motore elettrico

Questo schema è lo schema più semplice per collegare un motore elettrico; non ha un circuito di controllo e il motore elettrico viene acceso e spento da un interruttore automatico.

I principali vantaggi di questo schema sono il basso costo e la facilità di assemblaggio, ma gli svantaggi di questo schema includono il fatto che gli interruttori automatici non sono destinati alla commutazione frequente dei circuiti; questo, in combinazione con le correnti di spunto, porta ad una significativa riduzione della la durata della macchina; inoltre, questo schema non include Possibilità di protezione aggiuntiva del motore.

1. Schema di collegamento di un motore elettrico tramite avviatore magnetico

Questo schema viene spesso chiamato anche semplice circuito di avviamento del motore, in esso, a differenza del precedente, oltre al circuito di alimentazione, compare anche un circuito di controllo.

Quando si preme il pulsante SB-2 (il pulsante "START"), la tensione viene applicata alla bobina dell'avviatore magnetico KM-1, mentre l'avviatore chiude i suoi contatti di potenza KM-1 avviando il motore elettrico e chiude anche il suo blocco contattare KM-1.1 quando il pulsante viene rilasciato SB-2 il suo contatto si apre di nuovo, ma la bobina dell'avviatore magnetico non è diseccitata, perché la sua alimentazione verrà ora fornita tramite il contatto di blocco KM-1.1 (ovvero il contatto di blocco KM-1.1 bypassa il pulsante SB-2). La pressione del pulsante SB-1 (il pulsante “STOP”) porta ad un'interruzione del circuito di controllo, diseccitando la bobina magnetica dello starter, che porta all'apertura dei contatti magnetici dello starter e, di conseguenza, all'arresto del circuito elettrico il motore.

1. Schema di collegamento del motore reversibile (Come cambiare il senso di rotazione di un motore elettrico?)

Per cambiare il senso di rotazione di un motore elettrico trifase è necessario invertire due fasi qualsiasi che lo alimentano:

Qualora sia necessario cambiare frequentemente il senso di rotazione del motore elettrico si utilizza:

Questo circuito utilizza due avviatori magnetici (KM-1, KM-2) e una colonnina a tre pulsanti; gli interruttori magnetici utilizzati in questo circuito, oltre ad un contatto di blocco normalmente aperto, devono avere anche un contatto normalmente chiuso.

Quando si preme il pulsante SB-2 (pulsante START 1), la tensione viene applicata alla bobina dell'avviatore magnetico KM-1, mentre l'avviatore chiude i suoi contatti di potenza KM-1 avviando il motore elettrico e chiude anche il suo contatto di blocco KM -1.1 che bypassa il pulsante SB-2 e apre il suo contatto di blocco KM-1.2 che protegge il motore elettrico dall'accensione nella direzione opposta (quando viene premuto il pulsante SB-3) finché non si ferma per primo, perché Un tentativo di avviare il motore elettrico nella direzione opposta senza prima scollegare il motorino di avviamento KM-1 provocherà un cortocircuito. Per avviare il motore elettrico nella direzione opposta, è necessario premere il pulsante “STOP” (SB-1), e poi il pulsante “START 2” (SB-3), che alimenterà la bobina del magnete KM-2 motorino di avviamento e avviare il motore elettrico nella direzione opposta.

10 15.09.2014

Per controllare i motori elettrici asincroni vengono utilizzati dispositivi contattori a relè che implementano schemi standard per l'avvio, l'inversione, la frenatura e l'arresto dell'azionamento elettrico.
Sulla base di circuiti di controllo relè-contattori standard, vengono sviluppati circuiti di controllo per azionamenti elettrici di meccanismi di produzione. L'avviamento di motori asincroni con rotore a gabbia di scoiattolo di bassa potenza viene solitamente effettuato utilizzando avviatori magnetici. In questo caso, l'avviatore magnetico è costituito da un contattore CA e da due relè elettrotermici integrati al suo interno.
Il circuito di controllo più semplice per un motore elettrico asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo. Il circuito utilizza circuiti di alimentazione e controllo da una sorgente della stessa tensione (Fig. 4.9). Per aumentare l'affidabilità di funzionamento dei dispositivi contattori a relè, la maggior parte dei quali sono progettati per bassa tensione, e per aumentare la sicurezza operativa, vengono utilizzati circuiti con circuiti di controllo alimentati da una sorgente di tensione ridotta.
Se l'interruttore S1 è acceso, per avviare il motore elettrico è necessario premere il pulsante S2 (“start”). In questo caso, la bobina del contattore K1M riceverà alimentazione, i contatti principali K1(1-3)M nel circuito di potenza si chiuderanno e lo statore del motore sarà collegato alla rete. Il motore elettrico inizierà a ruotare. Allo stesso tempo, il contatto ausiliario di chiusura K1A si chiuderà nel circuito di controllo, deviando il pulsante S2 (“start”), dopodiché non è necessario tenere premuto questo pulsante, poiché il circuito della bobina del contattore KlM rimane chiuso. Il pulsante S2 si ripristina automaticamente e, grazie all'azione della molla, ritorna allo stato aperto originale.

Per disconnettere il motore elettrico dalla rete premere il pulsante S3 (“stop”). La bobina del contattore K1M è diseccitata ed i contatti di chiusura K1(1-3)M disconnettono gli avvolgimenti dello statore dalla rete. Contemporaneamente si apre il contatto ausiliario K1A. Il circuito ritorna al suo stato originale e normale. La rotazione del motore elettrico si arresta.
Il circuito prevede la protezione del motore e del circuito di controllo dai cortocircuiti con fusibili F 1(1-3), protezione dal sovraccarico del motore tramite due relè elettrotermici F2(1-2). L'azionamento a molla dei contatti dell'avviatore magnetico K 1(1-3)M, K1A per l'apertura implementa la cosiddetta protezione zero, che, quando la tensione scompare o diminuisce significativamente, disconnette il motore dalla rete. Una volta ripristinata la tensione normale, il motore non si avvierà spontaneamente.
Una protezione più precisa contro la diminuzione o la scomparsa della tensione può essere ottenuta utilizzando un relè a bassa tensione, la cui bobina è collegata a due fasi del circuito di potenza e il suo contatto normalmente aperto è collegato in serie alla bobina del contattore. In questi schemi, invece di installare interruttori con fusibili in ingresso, vengono utilizzati interruttori automatici aperti.
Circuito di controllo per un motore elettrico asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo mediante avviatore magnetico e interruttore automatico in aria. L'interruttore F1 elimina la possibilità che una fase venga interrotta dall'intervento della protezione durante un cortocircuito monofase, come accade quando si installano i fusibili (Fig. 4.10). Non è necessario sostituire gli elementi dei fusibili quando il fusibile si brucia.

Nei circuiti di controllo dei motori elettrici vengono utilizzate macchine automatiche con rilasci elettromagnetici o con rilasci elettromagnetici ed elettrotermici. Gli sganciatori di tipo elettromagnetico sono caratterizzati da un'interruzione irregolare pari a dieci volte la corrente e servono a proteggere dalle correnti di cortocircuito, mentre gli sganciatori elettrotermici hanno una caratteristica a tempo inverso della corrente. Pertanto, uno sganciatore con una corrente nominale di 50 A funziona con 1,5 volte il carico dopo 1 ora e con 4 volte il carico dopo 20 secondi. Gli sganciatori elettrotermici non proteggono il motore dal surriscaldamento con sovraccarichi del 20 - 30%, ma possono proteggere il motore e il circuito di alimentazione dal surriscaldamento dovuto alla corrente di avviamento quando il meccanismo di azionamento è in stallo. Pertanto, per proteggere i motori elettrici da sovraccarichi a lungo termine quando si utilizza un interruttore con sganciatore elettrotermico di questo tipo, vengono utilizzati relè elettrotermici aggiuntivi, come quando si utilizza un interruttore con sganciatore elettromagnetico. Molti interruttori, ad esempio AP-50, proteggono contemporaneamente il motore elettrico da correnti di cortocircuito e sovraccarichi. I principi di funzionamento dei circuiti (vedi Fig. 4.9, 4.10) per l'avvio e l'arresto sono simili. Questi circuiti sono ampiamente utilizzati per controllare azionamenti elettrici non reversibili di trasportatori, soffianti, ventilatori, pompe, macchine per la lavorazione del legno e affilatrici.
Circuiti di controllo per un motore asincrono a gabbia di scoiattolo con avviamento magnetico reversibile. Questo schema viene utilizzato nei casi in cui è necessario modificare il senso di rotazione dell'azionamento elettrico (Fig. 4.11), ad esempio, nell'azionamento di argani elettrici, tavole a rulli, meccanismi di avanzamento di macchine utensili, ecc. I motori sono controllati da un avviatore magnetico reversibile. Il motore viene acceso per la rotazione in avanti premendo il pulsante S1. La bobina del contattore K1M verrà eccitata e la chiusura dei contatti principali K1(1-3)M collegherà il motore elettrico alla rete. Per commutare il motore elettrico, è necessario premere il pulsante S3 (“stop”), quindi il pulsante S2 (“indietro”), che spegnerà il contattore K1M e accenderà il contattore K2M. In questo caso, come si può vedere dallo schema, si scambieranno due fasi sullo statore, ovvero la rotazione del motore elettrico si invertirà. Per evitare un cortocircuito nel circuito statorico tra la prima e la terza fase dovuto all'errata pressione contemporanea di entrambi i pulsanti di marcia S1 e S2, gli avviatori magnetici reversibili sono dotati di interblocco meccanico a leva (non mostrato nello schema), che impedisce il rientro della un contattore se l'altro è acceso. Per aumentare l'affidabilità, oltre all'interblocco meccanico, il circuito prevede un interblocco elettrico, che viene effettuato utilizzando i contatti ausiliari di sezionamento K1A.2 e K2A.2. Tipicamente, un avviatore magnetico invertito è costituito da due contattori alloggiati in un unico alloggiamento.

In pratica viene utilizzato anche un circuito inverso per motori elettrici asincroni a gabbia di scoiattolo utilizzando due distinti avviatori magnetici non reversibili. Tuttavia, per eliminare la possibilità di cortocircuito tra la prima e la terza fase del circuito di potenza derivante dall'attivazione simultanea di entrambi gli avviatori, vengono utilizzati pulsanti a doppio circuito. Ad esempio, quando si preme il pulsante S1 (“avanti”), il circuito della bobina del contattore K1M viene chiuso e anche il circuito della bobina K2M viene aperto. (Il principio di funzionamento dei pulsanti a doppio circuito è mostrato in Fig. 4.12.) L'inversione dei motori CC viene effettuata modificando la polarità della tensione del circuito di alimentazione.
Circuito di controllo per un motore elettrico asincrono a due velocità con rotore a gabbia di scoiattolo. Un tale diagramma è mostrato in Fig. 4.12. L'azionamento può avere due velocità. Una velocità ridotta si ottiene collegando gli avvolgimenti dello statore ad un triangolo, operazione che si effettua premendo il pulsante di doppio circuito S3 e accendendo il contattore di cortocircuito con la chiusura di tre contatti di potenza K3. Contemporaneamente si chiude il contatto ausiliario K3A, deviando il pulsante S3, e si apre K3A, contatto ausiliario nel circuito della bobina K4.

L'aumento della velocità si ottiene collegando gli avvolgimenti ad una doppia stella, che si realizza premendo il pulsante della doppia catena S4. In questo caso la bobina del contattore K3 viene diseccitata, i contatti di cortocircuito nel circuito di potenza vengono aperti, il contatto ausiliario K3A che bypassa il pulsante S3 viene aperto e il contatto ausiliario K3A nel circuito della bobina K4 è chiuso.
Quando si preme ulteriormente (sposta) il pulsante S4, il circuito della bobina del contattore K4 è chiuso, i cinque contatti K4 nel circuito di potenza sono chiusi, l'avvolgimento dello statore sarà collegato a una doppia stella. Contemporaneamente si chiude il contatto ausiliario K4A, deviando il pulsante S4, e si apre il contatto ausiliario K4A nel circuito della bobina del contattore K3. Tipicamente i contattori AC hanno tre contatti di potenza; lo schema di collegamento dello statore a doppia stella mostra cinque contatti di potenza K4. In questo caso la bobina del contattore aggiuntivo viene inserita in parallelo alla bobina del contattore K4.
Dopo il collegamento preliminare degli avvolgimenti dello statore, il motore viene avviato utilizzando i contattori K1 e K2 per ruotare in avanti o all'indietro. I contattori K1 o K2 vengono inseriti premendo rispettivamente il pulsante S1 o S2. L'uso di pulsanti a doppio circuito consente un ulteriore interblocco elettrico, che impedisce l'attivazione simultanea dei contattori K1 e K2, nonché K3 e K4.
Il circuito prevede la possibilità di passare da una velocità all'altra quando il motore elettrico ruota avanti o indietro senza premere il pulsante S5 (“stop”). Quando si preme il pulsante S5, le bobine dei contattori accesi vengono diseccitate e il circuito ritorna al suo stato normale originale.
Il circuito considerato costituisce la base per la costruzione di circuiti di controllo per motori elettrici di trasportatori a due velocità per l'alimentazione di unità di taglio trasversale, trasportatori di smistamento, ecc.
Consideriamo i problemi della frenatura dei motori elettrici. Quando gli avvolgimenti dello statore sono disconnessi dalla rete, il rotore del motore elettrico con un meccanismo di lavoro, ad esempio una sega circolare di una traversina, continua a ruotare per inerzia per un tempo relativamente lungo. Per eliminare questo fenomeno, negli azionamenti con motori elettrici asincroni, a seconda della loro potenza e destinazione, vengono utilizzate la frenatura a controinterruttore, la frenatura per attrito e la frenatura dinamica.
Circuito di controllo per un motore elettrico asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo mediante frenatura a ritorno. Un tale diagramma è mostrato in Fig. 4.13. I circuiti di frenatura inversa utilizzano un relè di controllo della velocità EM (PKC) accoppiato meccanicamente all'albero del motore; il suo contatto normalmente aperto EA si chiude ad una certa velocità angolare del motore. Quando il rotore del motore è fermo e la sua velocità di rotazione è inferiore al 10...15% di quella nominale, il contatto del relè EA è aperto. Premendo il pulsante SI si accende il contattore K1M, si chiudono i contatti di potenza K1(1-3)M e si avvia il motore, si chiude il contatto ausiliario K1A.1 che bypassa il pulsante S1. Il contatto ausiliario di interruzione A7A.2 interrompe contemporaneamente il circuito di potenza della bobina del contattore K2M e, poco dopo, con l'aumento della velocità del motore, il contatto del relè di velocità EA si chiude. Pertanto il contattore K2M non si accende durante questo periodo.

La disconnessione del motore elettrico dalla rete con frenatura di ritorno avviene premendo il pulsante S2 (“stop”). In questo caso la bobina del contattore K1M è diseccitata, i contatti di potenza K1(1-3)M sono aperti e il contatto ausiliario K1A.1, che bypassa il pulsante di start S1, è aperto. Contemporaneamente si chiude il contatto ausiliario di interruzione K1A.2. In questo caso il motore ruota per inerzia ed il contatto del relè EA è chiuso, quindi la bobina del contattore K2A riceverà alimentazione, i contatti principali K2(1-3)M si chiuderanno e il contatto ausiliario K2A si aprirà in il circuito della bobina K1M. Gli avvolgimenti dello statore saranno collegati alla rete per invertire la rotazione del rotore. Il rotore rallenta istantaneamente e ad una velocità di rotazione prossima allo zero si apre il contatto del relè di velocità EA, la bobina del contattore K2M si diseccita, i contatti principali K2(1-3)M si aprono ed il contatto ausiliario K2A chiude. Il motore è fermo e scollegato dalla rete. Il diagramma sarà nella sua posizione originale.
Il tipico circuito di frenatura back-switch considerato costituisce la base per la costruzione di circuiti di controllo per motori elettrici di macchine per l'affilatura di motoseghe, seghe circolari, seghe a telaio, circuiti per molatrici, ecc. La frenatura back-switch fornisce un arresto brusco e istantaneo dell'azionamento e viene solitamente utilizzato per motori elettrici a bassa potenza.
Schema di frenatura per attrito di un motore elettrico asincrono di un meccanismo di sollevamento. Un tale diagramma è mostrato in Fig. 4.14. In conformità con le regole per il funzionamento tecnico dei meccanismi di sollevamento, quando spenti, il meccanismo di azionamento e di sollevamento deve essere frenato in modo affidabile.
Lo schema semplificato mostra convenzionalmente un freno a ganasce T unilaterale con un azionamento a molla per il bloccaggio della puleggia del freno.

All'avvio del motore elettrico, viene premuto il pulsante S1 (“start”), la bobina del contattore K1M verrà eccitata, tre contatti K1(1-3)M nel circuito di potenza e il contatto ausiliario K1A verrà chiuso. Lo statore del motore e l'avvolgimento dell'elettromagnete Y saranno collegati contemporaneamente alla rete. L'elettromagnete Y allontanerà contemporaneamente il ceppo del freno dalla puleggia e creerà la deformazione della molla. Il motore gira disinnestato.
Premendo il pulsante S2 (“stop”) la bobina del contattore K1M viene diseccitata, vengono aperti i contatti principali del circuito di potenza K1(1-3)M ed il contatto ausiliario K1A. Lo statore del motore elettrico e l'avvolgimento dell'elettromagnete U sono disconnessi dalla rete, un freno a ganasce a molla fissa rigidamente il rotore del motore elettrico con il meccanismo di sollevamento. L'utilizzo di un avviatore magnetico reversibile consente di ottenere uno schema di frenatura ad attrito per l'azionamento elettrico del meccanismo sia per il sollevamento che per l'abbassamento del carico.
Schema di frenatura per attrito di un motore elettrico asincrono di macchine utensili. Un tale diagramma è mostrato in Fig. 4.15. Nello stato normale (spento), il rotore del motore elettrico viene rilasciato sotto l'azione di un azionamento a molla. Ciò consente di cambiare gli strumenti e impostare la macchina con una facile rotazione dell'albero motore e del rotore del motore elettrico.

Il motore elettrico si collega alla rete tramite il pulsante S1, il contatto K1A ed i contatti di potenza K1(1-3)M. L'arresto dell'azionamento elettrico della macchina avviene premendo il pulsante a doppia catena S2 (“stop”). In questo caso la bobina del contattore K1M è diseccitata, i contatti principali nel circuito di potenza K1(1-3)M ed il contatto ausiliario K1A sono aperti. Il motore elettrico viene disconnesso dalla rete, continuando a ruotare per inerzia.
Premendo ulteriormente il pulsante S2, il circuito della bobina del contattore K2M viene chiuso, i contatti K2(1-2)M vengono chiusi, l'elettromagnete Y serra il ceppo del freno. Il pulsante S2 viene rilasciato e riprende la posizione originale, il contattore K2M è diseccitato, i contatti K2(1-2)M sono aperti. Lo statore del motore e l'elettromagnete vengono disconnessi dalla rete, l'azionamento viene arrestato e rilasciato. Questo schema più semplice costituisce la base per lo sviluppo di schemi di frenatura ad attrito per motori elettrici di macchine utensili, che tengono conto della necessità di retromarcia, protezioni di sicurezza e segnalazione.
Circuito di controllo per un motore asincrono che utilizza la frenatura dinamica. Un tale diagramma è mostrato in Fig. 4.16. La frenata dinamica, a differenza della frenata a controinnesto e del metodo dell'attrito, è una frenata dolce e regolare. Il motore elettrico si accende premendo il pulsante SI (“start”). Il contattore K1M verrà acceso, i tre contatti principali K1(1-3)M nel circuito di potenza si chiuderanno, il contatto ausiliario K1A.1 si chiuderà, il contatto K1A.2 si aprirà, il contatto K1A.Z si chiuderà , dopodiché il relè temporale D1M si accenderà e chiuderà il suo contatto RTD nel circuito della bobina del contattore K2M, che era stato aperto leggermente prima dal contatto K1A.2.

Lo statore del motore viene scollegato dalla rete AC e la frenatura viene effettuata premendo il pulsante S2 (“stop”). Il contattore K1M perde alimentazione, i contatti principali K1(1-3)M si aprono, i contatti ausiliari K1A.1, K1A.3 si aprono e il contatto K1A.2 si chiude. La bobina del relè temporizzatore D1M perde potenza, tuttavia il contatto di chiusura dell'RTD, essendo precedentemente chiuso, si aprirà con un ritardo leggermente superiore alla durata del freno motore. Quando il contatto K1A.2 è chiuso, la bobina del contattore K2M riceverà alimentazione, il contatto ausiliario di blocco K2A si aprirà e i contatti K2(1-2)M si chiuderanno. Una corrente continua viene fornita all'avvolgimento dello statore. L'avvolgimento crea un flusso magnetico stazionario nello spazio. Un campo elettromagnetico viene indotto in un rotore che ruota per inerzia.
L'interazione delle correnti del rotore causate da questi campi elettromagnetici con un flusso magnetico stazionario crea la coppia frenante del motore

dove Mn è la coppia nominale del motore; nс - velocità sincrona del motore; I"р - corrente del rotore ridotta allo statore; R"р - resistenza attiva totale del rotore ridotta allo statore; nd - regime relativo del motore, nd = n/nс.
Dopo l'apertura del contatto del relè temporale RDT, il circuito ritorna al suo stato originale e il motore si arresta senza problemi. Un resistore aggiuntivo Rt viene utilizzato per limitare la corrente continua. Sulla base di questo circuito sono stati creati circuiti di controllo per motori elettrici di telai di segherie, frese per traversine e altre seghe circolari di grandi dimensioni.
Schema di controllo a tiristori dell'avviamento e della frenatura di un motore asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo. Un tale diagramma è mostrato in Fig. 4.17. In un tipico circuito di controllo ad anello aperto per un motore asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo, i tiristori vengono utilizzati come elementi di potenza inclusi nel circuito dello statore del motore in combinazione con dispositivi di contatto relè nel circuito di controllo. I tiristori agiscono come interruttori di potenza e, inoltre, consentono facilmente la velocità di variazione richiesta della tensione sullo statore del motore regolando l'angolo di commutazione dei tiristori.

Durante l'avvio, una variazione graduale dell'angolo di commutazione dei tiristori consente di modificare la tensione applicata allo statore da zero a nominale, limitando così le correnti e la coppia del motore. Il circuito contiene un dispositivo di frenatura dinamica sotto forma di circuito di smorzamento. L'uso di un tiristore shunt, che chiude il circuito di corrente tra due fasi, porta ad un aumento della componente continua della corrente, che crea una coppia frenante sufficiente nella regione ad alta velocità angolare.
Consideriamo un tipico circuito di un dispositivo completo, costituito dalla parte di potenza da un gruppo di tiristori back-to-back VS1...VS4 nelle fasi A e C e da un tiristore cortocircuitato tra le fasi A e B - V5 per il controllo un motore asincrono M. Il circuito comprende un'unità di controllo a tiristori BU e un'unità di controllo dei contatti relè.
Premendo il pulsante S1 si attivano i relè K1M e K2M e agli elettrodi di comando dei tiristori VS1...VS4 vengono forniti impulsi sfalsati di 60° rispetto alla tensione di alimentazione. Agli avvolgimenti dello statore del motore viene fornita una tensione ridotta, che riduce la corrente di avviamento e la coppia di avviamento. Il rotore del motore aumenta la velocità di rotazione e accelera. Il contatto di apertura del relè K1.2 spegne il relè K3M con un ritardo temporale che dipende dai parametri del resistore R7 e del condensatore C4. I contatti di apertura del relè K3M bypassano i resistori corrispondenti nell'unità di controllo a tiristori BU e allo statore viene applicata l'intera tensione di rete.
Per arrestare il motore, viene premuto il pulsante S3, il circuito di controllo del relè viene diseccitato, i tiristori VS1...VS4 vengono diseccitati e la tensione dallo statore del motore viene rimossa. Allo stesso tempo, a causa dell'energia immagazzinata dal condensatore C5, durante la frenata viene acceso il relè K4M, che accende i tiristori VS2 e VS5 con i suoi contatti K4.2 e K4.3. Una corrente di raddrizzamento a semionda scorre attraverso le fasi A e B negli avvolgimenti dello statore del motore, garantendo un'efficace frenatura dinamica.
L'intensità della corrente, e quindi il tempo di frenata dinamica, è regolata dai resistori R1 e R3. Questo circuito ha anche una modalità passo-passo. Quando si preme il pulsante S2, si accende il relè K5M che, con i suoi contatti KS.3 e K5.4, accende i tiristori VS2 e VS5. In questo caso una corrente di raddrizzamento a semionda fluisce attraverso le fasi A e B negli avvolgimenti dello statore del motore. Quando si rilascia il pulsante S2, il relè K5M ed i tiristori VS2 e VS5 vengono spenti; in questo caso, per un breve periodo, a causa dell'energia immagazzinata nel condensatore Sb, si accende il relè che, con il suo contatto K6.2, accende il tiristore VS3, e il rotore del motore ruota di un certo angolo dovuto alla rotazione del vettore di flusso statorico risultante approssimativamente dello stesso angolo.
Il passo di rotazione dipende dalla tensione di rete, dal momento di carico statico, dal momento di inerzia dell'azionamento e dal valore medio della corrente raddrizzata. L'implementazione della modalità passo-passo di funzionamento del motore viene eseguita dopo l'arresto, poiché il relè K5M può essere inizialmente attivato solo dopo aver chiuso i contatti normalmente aperti K1.5, K4.1. La modalità di funzionamento a gradini del motore crea condizioni di configurazione favorevoli.
Circuito di controllo per motori elettrici asincroni a rotore avvolto in funzione del tempo. Un tale diagramma è mostrato in Fig. 4.18. La protezione dei circuiti di potenza del motore dalle correnti di cortocircuito viene effettuata utilizzando i relè di corrente massima FI, F2, F3; protezione da sovraccarico - relè elettrotermici F4(1-2), i cui elementi riscaldanti sono collegati tramite trasformatori di corrente TT1, TT2. I circuiti di controllo sono protetti da un interruttore automatico F5, che ha la massima protezione di corrente.
Quando l'interruttore SI e l'interruttore automatico FS sono accesi, il relè temporale D1M riceverà alimentazione e i suoi contatti di chiusura D1A.1, D1A.2 si chiuderanno, preparando così il circuito di commutazione per il relè temporale D2M e il contattore K1M. L'apertura del contatto D1A.3 si aprirà e spegnerà il circuito delle bobine del contattore di accelerazione K2M, R3M, K4M.

Alla successiva pressione del pulsante S2 (“start”), il contattore K1M si accenderà attraverso il contatto precedentemente chiuso D1A.2, i contatti principali K1(1-3) M nel circuito di potenza si chiuderanno e la tensione verrà fornita al l'avvolgimento dello statore del motore M. Tutti i resistori di avviamento sono inclusi nell'avvolgimento del rotore. Il motore si avvia alla prima caratteristica reostatica. Allo stesso tempo, il contatto ausiliario K1A.3, che bypassa il pulsante di avvio, si chiuderà e il contatto K1A.2 si chiuderà, attraverso il quale viene fornita alimentazione al circuito delle bobine del relè temporale D2M, D3M. Il contatto ausiliario di interruzione K1A.1 disconnetterà il circuito del relè D1M, che rilascia l'armatura con un ritardo di tempo quando la sua bobina è spenta. Pertanto, D2M non si accenderà immediatamente e il suo contatto normalmente aperto D2A.1 sarà aperto.
Da notare che il contatto normalmente aperto D1A.Z rimane aperto; una volta trascorso il tempo di permanenza del relè D1M, il contatto normalmente aperto D1A.1 (così come D1A.2) si aprirà e il contatto normalmente aperto D1A.Z si chiuderà. Come risultato di queste commutazioni, il contattore K2M si accenderà nel circuito di controllo e il primo stadio di avvio del resistore verrà bypassato: il motore si sposterà dalla prima caratteristica reostatica alla seconda, accelerando a una velocità angolare maggiore. Inoltre, il relè temporizzato D2M si spegnerà e il suo contatto di apertura con ritardo D2A.1 chiuderà il circuito della bobina del contattore K3M, che entrerà in funzione e chiuderà i suoi contatti K3(1-2)M, ovvero il secondo stadio di avvio del resistore viene bypassato: il motore passa alla terza caratteristica reostatica.
Infine, dopo l'apertura ritardata del contatto di chiusura D2A.1, il relè D3M si spegne - con il ritardo temporale per il quale è configurato il relè D3M (corrispondente al tempo di avviamento del motore sull'ultima caratteristica reostatica), il suo contatto D3A.1 si chiuderà, il contattore K4M si accenderà e chiuderà i suoi contatti K4(1-3)M. L'avvolgimento del rotore verrà cortocircuitato e il motore completerà la sua accelerazione secondo la sua caratteristica naturale. Ciò termina l'avviamento graduale di un motore asincrono, controllato in funzione del tempo dai relè temporali elettromagnetici D1M, D2M, D3M.
Il motore si spegne premendo il pulsante S3. Il circuito viene utilizzato per azionare meccanismi che non richiedono la retromarcia, la cui durata della frenata dopo lo spegnimento del motore non è significativa. In particolare, sulla base di questo circuito, vengono realizzati i circuiti di controllo del motore elettrico principale dei telai delle segherie.

Ciao, cari visitatori e ospiti del sito.

Oggi Dranitsyn Kirill Eduardovich, uno studente dell'Istituto statale di istruzione di bilancio per l'istruzione professionale secondaria "KPK" a Chernushka, nel territorio di Perm, ha inviato il suo lavoro al concorso "".

Quindi, chiedo la vostra attenzione.

Attrezzatura:

1. scopo generale.

2. (per avviare, spegnere il motore).

3. Relè termico TRN (per rotore a gabbia di scoiattolo contro i sovraccarichi).

4. Pulsante avvio/arresto.

Strumento di lavoro:

• cacciavite piatto
• taglierine laterali
• single core
• pinze tonde
• pinze
• spina trifase

Schema di avviamento non reversibile di un motore asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo

Prima di iniziare il lavoro, vorrei spiegare i concetti comuni per comprendere il circuito:

• contatto normalmente chiuso nel pulsante di avvio/arresto sotto i numeri (3-4)
• contatto normalmente aperto nel pulsante di avvio/arresto sotto i numeri (1-2)

Algoritmo (ordine di esecuzione) per l'assemblaggio di un circuito di avviamento non reversibile per un motore asincrono (IM)

1. Circuito di alimentazione:

1.1. Prendiamo i 2 fili esterni (fase A e C) provenienti dal motore

1.2. Colleghiamo questi fili ai contatti superiori del relè termico

1.3. Colleghiamo il terzo filo dal motore allo starter magnetico, collegandolo al pin 3 (fase B)

1.4. Colleghiamo i contatti inferiori del relè termico con l'avviatore magnetico

1.5. Colleghiamo un contatto inferiore del relè termico al contatto 1 sull'avviatore magnetico

1.6. Colleghiamo l'altro contatto inferiore del relè termico al pin 5 dell'avviatore magnetico

2. Circuito di controllo:

2.1. Colleghiamo il contatto 6 sull'avviatore magnetico con un filo al contatto normalmente chiuso del pulsante “Stop”.

Contatti normalmente chiusi sul pulsante “Stop” sotto i numeri 3 e 4.

2.2. Facciamo un ponticello dal contatto normalmente chiuso del pulsante “Stop” al contatto normalmente aperto del pulsante “Start”

2.3. Blocchiamo il contatto normalmente aperto: colleghiamo il contatto 2 del pulsante “Start” con il contatto di blocco dello starter magnetico 13

2.4. Colleghiamo il contatto normalmente aperto 1 del pulsante “Start” con il contatto di blocco dello starter magnetico 14

2.5. Utilizzando un ponticello, colleghiamo il contatto di blocco dell'avviatore magnetico 13 con la bobina dell'avviatore magnetico (contatto - A2)

2.6. Dalla bobina dell'avviatore magnetico (contatto A1) forniamo alimentazione ai contatti normalmente chiusi

2.8. Colleghiamo il cavo di alimentazione ai contatti dello starter magnetico – 2, 4, 6

2.9. Prima di iniziare controlliamo nuovamente il circuito!

2.10. Avviamo il motore.

PS Se hai domande su circuito di avviamento del motore asincrono con un rotore a gabbia di scoiattolo, quindi chiedi loro nei commenti a questo articolo.

Ciao, cari lettori e ospiti del sito web di Electrician's Notes.

Dopo aver pubblicato un articolo sullo schema di collegamento di un avviatore magnetico, molto spesso ho iniziato a ricevere domande su come controllare un motore da due o tre posti.

E questo non sorprende, perché tale necessità può sorgere abbastanza spesso, ad esempio, quando si controlla un motore da due stanze diverse o in una stanza grande, ma da lati opposti o a livelli di altezza diversi, ecc.

Quindi ho deciso di scrivere un articolo a parte a riguardo, in modo che chi torna con una domanda simile non debba spiegare ogni volta cosa bisogna collegare e dove, ma semplicemente dare un link a questo articolo, dove è spiegato tutto in dettaglio .

Abbiamo quindi un motore elettrico trifase comandato tramite un contattore tramite una pulsantiera. Ho spiegato in dettaglio come assemblare un circuito del genere nell'articolo a riguardo: segui il collegamento e fai conoscenza.

Ecco uno schema per collegare un avviatore magnetico tramite un pulsante per l'esempio sopra:

Ecco una versione di montaggio di questo circuito.

Stai attento! Se la tensione lineare (fase-fase) di un circuito trifase non è 220 (V), come nel mio esempio, ma 380 (V), il circuito sarà simile, solo la bobina di avviamento deve essere a 380 (V), altrimenti si brucerà.

Inoltre, i circuiti di controllo possono essere collegati non da due fasi, ma da una, ad es. utilizzare una qualsiasi fase e zero. In questo caso, la bobina del contattore deve avere una tensione nominale di 220 (V).

Ho leggermente modificato lo schema precedente installando interruttori separati per i circuiti di potenza e di controllo.

Nel mio esempio con un motore a bassa potenza, questo non è stato un errore critico, ma se si dispone di un motore con una potenza molto più elevata, questa opzione non sarà razionale e in alcuni casi nemmeno fattibile, perché la sezione dei cavi per i circuiti di controllo in questo caso dovrebbe essere uguale alla sezione dei cavi dei circuiti di potenza.

Supponiamo che i circuiti di potenza e controllo siano collegati a un interruttore automatico con una corrente nominale di 32 (A). In questo caso devono avere la stessa sezione trasversale, cioè non meno di 6 mmq per il rame. Che senso ha utilizzare una tale sezione trasversale per i circuiti di controllo?! Le correnti di consumo sono abbastanza trascurabili (bobina, lampade di segnalazione, ecc.).

Cosa succede se il motore è protetto da un interruttore automatico con una corrente nominale di 100 (A)? Immaginate quindi quali sezioni trasversali dei cavi dovranno essere utilizzate per i circuiti di controllo. Sì, semplicemente semplicemente non si adattano ai terminali di bobine, pulsanti, lampade e altri dispositivi di automazione a bassa tensione.

Pertanto, sarebbe molto più corretto installare una macchina separata per i circuiti di controllo, ad esempio 10 (A) e utilizzare fili con una sezione trasversale di almeno 1,5 mmq per l'installazione dei circuiti di controllo.

Ora dobbiamo aggiungere un'altra pulsantiera a questo circuito. Prenderò come esempio un post PKE 212-2U3 con due pulsanti.

Come puoi vedere, in questo post tutti i pulsanti sono neri. Consiglio comunque di utilizzare i post dei pulsanti per il controllo, in cui uno dei pulsanti è evidenziato in rosso. Dovrebbe essere data la designazione "Stop". Ecco un esempio dello stesso post PKE 212-2U3, solo con pulsanti rossi e neri. D'accordo che sembra molto più chiaro.

Il punto centrale della modifica del circuito si riduce al fatto che dobbiamo collegare i pulsanti "Stop" di entrambi i montanti in serie e i pulsanti "Start" ("Avanti") in parallelo.

Chiameremo i pulsanti al palo n. 1 "Start-1" e "Stop-1" e al palo n. 2 "Start-2" e "Stop-2".

Ora dal terminale (3) del contatto normalmente chiuso del pulsante “Stop-1” (polo n. 1) facciamo un ponticello al terminale (4) del contatto normalmente chiuso del pulsante “Stop-2” (polo n. .2).

Quindi realizziamo due ponticelli dal terminale (3) del contatto normalmente chiuso del pulsante “Stop-2” (post n. 2). Un ponticello al terminale (2) del contatto normalmente aperto del pulsante “Start-1” (polo n. 1).

E il secondo ponticello al terminale (2) del contatto normalmente aperto del pulsante “Start-2” (colonna n. 2).

E ora resta da fare un altro ponticello dal terminale (1) del contatto normalmente aperto del pulsante “Start-2” (colonna n. 2) al terminale (1) del contatto normalmente aperto del pulsante “Start-1” pulsante (post n. 1). Pertanto, abbiamo collegato i pulsanti “Start-1” e “Start-2” in parallelo tra loro.

Ecco il circuito assemblato e la sua versione di installazione.

Ora puoi controllare la bobina del contattore, così come il motore stesso, da qualsiasi stazione più vicina a te. Ad esempio, puoi accendere il motore dal palo n. 1 e spegnerlo dal palo n. 2 e viceversa.

Ti suggerisco di guardare come assemblare un circuito di controllo del motore da due punti e il principio del suo funzionamento nel mio video:

Errori che possono verificarsi durante la connessione

Se lo mescoli e colleghi i pulsanti "Stop" non in serie tra loro, ma in parallelo, puoi avviare il motore da qualsiasi posizione, ma difficilmente lo fermerai, perché in questo caso sarà necessario premere contemporaneamente entrambi i pulsanti “Stop”.

E viceversa, se i pulsanti "Stop" sono assemblati correttamente (in sequenza) e i pulsanti "Start" sono assemblati in sequenza, il motore non sarà in grado di avviarsi, perché in questo caso per iniziare sarà necessario premere contemporaneamente due pulsanti “Start”.

Schema di controllo del motore da tre posti

Se è necessario controllare il motore da tre posti, al circuito verrà aggiunta un'altra pulsantiera. E poi tutto è simile: tutti e tre i pulsanti “Stop” devono essere collegati in serie e tutti e tre i pulsanti “Start” devono essere collegati in parallelo tra loro.

Da più punti il ​​significato rimane lo stesso, solo al circuito verrà aggiunto, oltre ai pulsanti “Stop” e “Start” (“Avanti”), un altro pulsante “Indietro”, che dovrà essere collegato in parallelo con il pulsante “Indietro” di un'altra stazione di controllo.

Raccomando: nelle stazioni di comando, oltre ai pulsanti, effettuano un'indicazione luminosa della presenza di tensione nei circuiti di controllo (“Rete”) e dello stato del motore (“Avanzamento” e “Indietro”), ad esempio, utilizzando il gli stessi, i vantaggi e gli svantaggi di cui ho parlato non molto tempo fa vi ho raccontato in dettaglio. Questo è più o meno come apparirà. Concordo sul fatto che sembra chiaro e intuitivo, soprattutto quando il motore e il contattore si trovano lontano dalle stazioni di controllo.

Come avrai intuito, il numero di pulsantiere non è limitato a due o tre e il controllo del motore può essere effettuato da un numero maggiore di posti: tutto dipende dai requisiti e dalle condizioni specifici del posto di lavoro.

A proposito, invece di un motore, puoi collegare qualsiasi carico, ad esempio l'illuminazione, ma te ne parlerò nei miei prossimi articoli.

PS Probabilmente è tutto. Grazie per l'attenzione. Hai qualche domanda: basta chiedere?!