Управление асинхронного двигателя с помощью реверсивного магнитного пускателя

Кроме предельно  допустимой температуры нагрева, указывают  предельно допустимое превышение температуры  двигателя над окружающей средой. Эта величина получается вычитанием из предельно допустимой температуры  нагрева двигателя номинальной  температуры окружающей среды, которая  принята равной 40°С.

5. Электродвигатели  одного и того же типа изготовляют  в различных конструктивных исполнениях  в зависимости от способа механического  монтажа их на производственной  машине.

Наиболее  распространенные следующие двигатели:

а) с подшипниковыми щитами на лапах;

б) с подшипниковыми щитами на лапах и фланцем на подшипниковом щите;

в) с подшипниковыми щитами и фланцем на подшипниковом щите без лап.

По форме  исполнения электрические двигатели  могут быть поделены на десять видов: М101, М102, М103, М104, М201, М202, М203. М301, М302, М303.

6. Электродвигатели  также изготовляют в различных  исполнениях в зависимости от  среды, в которой они могут  работать, В производстве сейчас  применяют преимущественно двигатели  единых серий в трех основных  исполнениях по защите от окружающей  среды: защищенные (П, П2), закрытые  не герметически (АО2, 4А), взрывонепроницаемые (ВАО).

По уровню защиты от контакта с токопроводящими  частями, попадание посторонних  тел, пыли и влаги электрические  машины бывают такой модификации:

1. открытые (IP00) - электродвигатель не защищен  от случайного прикосновенья  к вращающимся и токопроводящим  частям и от попадания вглубь  инородных тел (устанавливают  в помещении);

2. закрытые (IP 44) - электродвигатель не имеет  контакта внутренней части и  окружающей среды (устанавливают  в пыльных помещениях и на  открытом воздухе);

3. защищенные (IP 23) - электродвигатель имеет приспособление  для защиты от попадания внутрь  инородных тел (устанавливают  в закрытом помещении);

4. каплезащищенные  (IP 31) - электродвигатель имеет приспособление  для защиты от вертикально  падающих капель;

5. брызгозащищенные (IP 34) - электродвигатель имеет приспособление  для защиты от попадания внутрь  его капель, которые падают под  прямым углом к вертикали;

6. водозащищенные (IP 55) - электродвигатель исполнен  так, что при обливании водой  вода внутрь не попадает;

7. пылезащищенные (IP 55) - электродвигатель исполнен  так, что порох вглубь не  попадается (устанавливают в запорошенных  помещениях);

8. герметичные  (IP 68) - электродвигатель исполнен  так, что исключается возможность  сообщения между внутренним пространством  и внешней средой при определенной  разности давлений извне и  внутри двигателя;

9. взрывозащищенные  — электродвигатели специального  использования (предназначены для  работы во взрывоопасной среде).

 

4. Техника безопасности при монтаже  электрических машин

 

Помещение, в котором происходит монтаж электрических  машин, освобождают от строительного  мусора и обеспечивают достаточную  освещенность. Все ниши в перекрытиях, каналы в подлогах на время монтажа  забивают временными щитами.

При пользовании  электрифицированным инструментом, сварочными трансформаторами и машинами необходимо обеспечить надежное заземление их частей, которые могут оказаться  под опасным напряжением. Места  для сваривания нужно огораживать  металлическими щитами.

При монтаже  необходимо выполнять такие основные требования правил техники безопасности:

- транспортировка и разгрузка электрических машин и деталей к ним, монтаж и установка их и пускозащитной аппаратуры выполняются с помощью механизмов и приспособлений;

- сгружать оборудование при разгрузке независимо от способов, которые применены для предотвращения повреждения оборудования и безопасности людей, запрещается;

- строповку оборудования нужно выполнять за рым-болты, которые для этого предназначены, а при их отсутствии - за раму или несущие конструкции;

- запрещается выполнять любые работы на деталях машин в поднятом состоянии;

- перемещать электрические машины и аппараты весом до 300 кг разрешается с помощью простейших устройств (катки, ломики, доски и т.п.), весом свыше 300 кг - только с помощью лебедок, талей, кранов, автопогрузчиков и других механизмов.

Чистка  и промывание частей машин и аппаратов  спиртом, бензином и керосином, а  также покрытие обмоток машин  лаком необходимо выполнять при  наличии вентиляции или на открытом воздухе. Во время этих работ запрещается  вблизи рабочего места пользоваться огнем (разжигание паяльных ламп, паяние, резание, сваривание и т.п.).

Перед установкой электрических машин и аппаратов  необходимо проверить прочность  фундаментов и конструкций, на которые  они будут установлены. Работы по установке на низкие фундаменты небольших  машин или аппаратов весом  до 50 кг могут выполняться вручную, но не меньше, чем двумя рабочими. После поднятия и установке машин и аппаратов их необходимо сразу же закрепить на фундаменте или конструкции. Оставлять машины и аппараты незакрепленными запрещается. При затягивании анкерных винтов разрешается пользоваться гаечным ключом с доточенной рукояткой, длина которой должна превышать нормальную длину не больше, чем в 3-4 разы. При соединении полумуфт или других деталей запрещается их совмещать пальцами рук. Для этого нужно применять ломики, бородки или отрезки круглой стали. Перед пробным пуском машин необходимо проверить крепление фундаментных винтов и других элементов оборудования, отсутствие инородных тел внутри оборудования, наличие заземления, наличие изгородей подвижных частей. К началу прокручивания электропривода необходимо вывести всех работающих и вывесить соответствующие предупредительные плакаты на включающих устройствах. Если во время испытания оказалось, что необходимо устранить какие-то дефекты и неполадки, электродвигатель должен быть отключен, а на включающих аппаратах надо вывесить плакат «Не включать - работают люди». Рабочее место должно быть ограждено и достаточно освещенное, а в местах, где есть опасность попадания под напряжение, должны висеть плакаты "Стой, опасно для жизни", "Под напряжением, не затрагивать", "Работать здесь" и т.д. На рабочее место категорически запрещается допускать посторонних лиц. При допуске к работе в действующих электротехнических устройствах до и выше 1000 В и работе на высоте каждый монтажник проходит медицинский осмотр и проверку знаний правил техники безопасности и технической эксплуатации электроустановок в соответствующей комиссии, о чем ему выдается удостоверение с определенной группой допуска. Он должен не только знать, но и практически усвоить методы предоставления первой помощи при несчастных случаях, связанных с поражением электрическим током.

При выполнении наладочных работ под напряжением, руководитель группы оформляет допуск к работе и проверяет наличие  условий, которые создают безопасность проведения работ.

 

5. Схема нереверсивного  магнитного пускателя

 

Пускатель электромагнитный — коммутационный электрический аппарат, предназначенный  для пуска, остановки и защиты трехфазных асинхронных электродвигателей  с короткозамкнутым ротором непосредственным подключением обмоток статора к  сети и разрывом тока в них без  предварительного ввода в цепь дополнительных сопротивлений.

В соответствии с главной функцией магнитных пускателей (в дальнейшем пускателей) основным, а иногда и  единственным элементом пускателя  является трехполюсный электромагнитный контактор переменного тока! с  которым связаны основные параметры  пускателя: номинальное напряжение и номинальный ток коммутируемой  цепи, коммутационная способность, коммутационная и механическая износостойкости.

В соответствии с ГОСТ 2491-82 пускатели  предназначаются для работы в  категории применения АС-3 и должны допускать работу в категории  применения АС-4.

Коммутационная износостойкость  аппаратов в этих категориях проверяется  в условиях, моделирующих включение  и отключение асинхронного двигателя, соответствующего по параметрам номинальным  данным пускателя, в режимах, определенных категорией применения пускателя.

Как к элементу систем автоматического  управления к пускателям предъявляются  высокие требования по износостойкости. Пускатели выпускаются в трех классах коммутационной износостойкости (А, Б и В).

Наивысшая износостойкость у аппаратов, относимых к классу А, наименьшая у аппаратов, относимых к классу В. Коммутационная и механическая износостойкость  у аппаратов, относимых к разным классам, указывается в технических  данных аппаратов конкретных типов.

Класс коммутационной износостойкости  выбирается в зависимости от требуемого срока службы и предполагаемой частоты  срабатывания в категории применения АС-3.

Пускатели должны работать в одном  или нескольких из следующих режимов: продолжительном, прерывисто-продолжительном (8-часовом), повторно-кратковременном, кратковременном. Продолжительной!! включения  для повторно-кратковременного режима указывается в технических данных конкретных пускателей.

Пускатели выпускаются в исполнениях  с разной степенью защиты от прикосновения  и внешних воздействий ( IPOO , IP 20, IP 30, IP 40, IP 54).

Магнитный пускатель представляет собой простейший комплект аппаратов  для дистанционного управления электродвигателями и кроме самого контактора часто  имеет кнопочную станцию и  аппараты защиты.

Чтобы подключить магнитный пускатель  нужно понять его принцип действия, изучить конструктивные особенности. Тогда, несмотря на кажущуюся сложность  схемы подключения вам не составит труда правильно подключить пускатель, даже если до этого вам никогда  не приходилось иметь дело с магнитными пускателями.

 

Рис. Схема подключения нереверсивного магнитного пускателя

 

Схема состоит:

- QF - автоматического выключателя;

- KM1 - магнитного пускателя;

- P - теплового реле;

- M - асинхронного двигателя;

- ПР - предохранителя;

- (С-стоп, Пуск) - кнопки управления

Рассмотрим работу схемы в динамике. Включаем питание QF - автоматическим выключателем, нажимаем кнопку «Пуск» своим нормально  разомкнутым контактом подает напряжение на катушку КМ1 - магнитного пускателя.

КМ1 – магнитный пускатель срабатывает  и своими нормально разомкнутыми, силовыми контактами подает напряжение на двигатель. Для того чтобы не удерживать кнопку «Пуск», чтобы двигатель работал, нужно ее зашунтировать, нормально  разомкнутым блок контактом КМ1 –  магнитного пускателя. При срабатывании пускателя блок контакт замыкается и можно отпустить кнопку «Пуск» ток побежит через блок контакт на КМ1 - катушку.Такую схему называют схемой самоблокировки. Она обеспечивает так называемую нулевую защиту электродвигателя. Если в процессе работы электродвигателя напряжение в сети исчезнет или значительно снизится (обычно более чем на 40% от номинального значения), то магнитный пускатель отключается и его вспомогательный контакт размыкается.

После восстановления напряжения для  включения электродвигателя необходимо повторно нажать кнопку «Пуск». Нулевая  защита предотвращает непредвиденный, самопроизвольный пуск электродвигателя, который может привести к аварии. Аппараты ручного управления (рубильники, конечные выключатели) нулевой защитой  не обладают, поэтому в системах управления станочным приводом обычно применяют управление с использованием магнитных пускателей. Для отключения электродвигателя достаточно нажать кнопку SB1 «Стоп». Это приводит к размыканию цепи самопитания и отключению катушки  магнитного пускателя.

Отключаем двигатель, нажимаем кнопу  «С – стоп», нормально замкнутый  контакт размыкается и прекращается подача напряжение к КМ1 – катушке, сердечник пускателя под действием  пружин возвращается в исходное положение, соответственно контакты возвращаются в нормальное состояние, отключая двигатель. При срабатывании теплового реле - «Р», размыкается нормально замкнутый  контакт «Р», отключение происходит аналогично.

Принцип работы схемы магнитного пускателя  с катушкой на 220В тот же, что  и с катушкой на 380В.

 

Рис. Схема подключения реверсивного магнитного пускателя

 

 

Схема состоит аналогично, так же, как на не реверсивной схеме, единственно  добавилась кнопка реверса и магнитный  пускатель.

Принцип работы схемы немного сложнее, рассмотрим в динамике. Что требуется  от схемы, реверс двигателя за счет переворачивания местами двух фаз. При этом нужна блокировка, которая  не давала бы включиться второму пускателю, если первый находится в работе и  наоборот. Если включить два пускателя одновременно то произойдет КЗ – короткое замыкание на силовых контактах пускателя.

Включаем QF – автоматический выключатель, давим кнопку «Пуск[1]» подаем напряжение на КМ1 катушку пускателя, пускатель  срабатывает. Силовыми контактами включает двигатель, при этом шунтируется  пусковая кнопка «Пуск [1]».

Блокировка второго пускателя - КМ2 осуществляется, нормально замкнутым  КМ1 - блок контактом. При срабатывании КМ1 - пускателя, размыкается КМ1 - блок контакт тем самым размыкает  подготовленную цыпочку катушки  второго КМ2 - магнитного пускателя.

Чтобы осуществить реверс двигателя, его необходимо отключить. Отключаем  двигатель, нажатием кнопку «С - стоп», снимается напряжение с катушки, которая находилась в работе. Пускатель  и блок контакты под действием  пружин возвращаются в исходное положение.

Схема готова к реверсу, нажимаем кнопку «Пуск[2]», подаем напряжение на катушку - КМ2, пускатель - КМ2 срабатывает и  включает двигатель в противоположном  вращение. Кнопка «Пуск[2]» шунтируется  блок контактом - КМ2, а нормально  замкнутый блок контакт КМ2 размыкается  и блокирует готовность катушки  магнитного пускателя - КМ1.

Для надежной работы схемы необходимо, чтобы главные контакты контактора КМ1 разомкнулись раньше, чем произойдет замыкание размыкающих вспомогательных  контактов в цепи контактора КМ2. Это достигается соответствующей  регулировкой положения вспомогательных  контактов по ходу якоря.

При срабатывании теплового реле - «Р», размыкается нормально замкнутый  контакт «Р», отключение происходит аналогично.

В серийных магнитных пускателях часто  применяют двойную блокировку по приведенным выше принципам. Кроме  того, реверсивные магнитные пускатели  могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препятствующим одновременному срабатыванию электромагнитов  контакторов. В этом случае оба контактора должны быть установлены на общем основании.