Автоматизация пуска, реверса и торможения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого

Факультет автоматизированных и информационных систем

Кафедра: Автоматизированный электропривод

Курсовой проект

по дисциплине Релейно-контакторные системы управления и защиты

Автоматизация пуска, реверса и торможения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Исполнитель Морозов П.С.

Руководитель: доцент к.т.н. Веппер Л.В.

Построение нагрузочной диаграммы и определение режима работы электродвигателя

Предварительный выбор электродвигателя и проверка его по перегрузочной способности и по возможности пуска

Расчет пусковых и тормозных сопротивлений графоаналитическим методом

Составление релейно-контакторной схемы автоматизации пуска, реверса и торможения электродвигателя

5. Обоснование способа защиты электродвигателя, выбор и описание принципа действия аппаратов защиты

Выбор и описание принципа действия электрических аппаратов схемы управления. Разработка схемы сигнализации

Описание работы релейно-контакторной схемы управления и защиты

8. Спецификация на оборудование

Заключение

Литературы

В настоящее время при высоких темпах электрификации более 60% всей электрической энергии вырабатываемой в мире потребляется электрическим приводом.

Среди обширного числа электрических приводов различают автоматизированный и неавтоматизированный электрические привода.

Сегодня автоматизированный электрический привод является основой механизации и комплексной автоматизации производственных процессов.

Автоматизированный электропривод состоит из электродвигателя, силового преобразовательного устройства и системы управления.

Наиболее распространенной из систем управления электроприводами является релейно-контакторная система управления.

В данном курсовом проекте требуется сконструировать релейно-контакторную схему управления и защиты, посредством которой будет производится автоматизация пуска в функции времени, реверса и торможения двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

1. Построение нагрузочной диаграммы и определение режима работы электродвигателя

Строим нагрузочную диаграмму механизма по численным значениям своего варианта.

Режим работы электродвигателя определяем в зависимости от фактического значения продолжительности включения в процентном отношении.

Фактическое значение продолжительности включения определяется по формуле [1, форм.(8.12)

(1.1)

где tp=t1+t2+…+tn-время работы электродвигателя;

t0-время паузы (t0=90c).

Tp=60+80+90+60+100=390c.

Tц=Tр+t0=390+90=480 c.

Так как рассчитанные ПВФ% превышает 80% принимаем режим работы электродвигателя продолжительный при переменной нагрузке .

2. Предварительный выбор электродвигателя и проверка его по перегрузочной способности

Определяем эквивалентную мощность по формуле [1,форм.(8.28)]

(2.1)

где М1, М2,…, Мn-моменты, соответственно, на 1,2,…, n участках, Н*м;

t1,t2,…tn-продолжительность на 1,2,…, n участков, с;

Так как ранее найденное фактическое значение продолжительности включения ПВф% нет в стандартном ряде ПВ (15,25,40 и 60%), то пересчёт ведём на 100%

Рассчитаем эквивалентную мощность.

Рассчитаем реальную мощность:

где Рэ-эквивалентная мощность, Вт;

ПВф%-фактическое значение продолжительности включения;

ПВст%-стандартное значение продолжительности включения;

Частота вращения двигателя определяется по формуле:

Выбираем электродвигатель из условия Рндв>=Рст [2, табл.9]: П-100 У4 (параллельного возбуждения).

Технические данные двигателя П-100У4 сводим в таблицу 1.

Таблица 1.

3. Расчет пусковых и тормозных сопротивлений графоаналитическим методом

Пределы изменения моментов:

М1=(2−2,5)*Мн=2*498=996 Нм;

М2=(1,1−1,2)*Мс=1,1*498=548 Нм;

Принимаем Мс=Мн.

Для момента М2=548 по механической характеристикой не удалось выделить две пусковые ступени, поэтому принимаем М2=0,7*498=348 Нм.

Ищем значения пусковых сопротивлений по механическим характеристикам Находим масштаб:

[GF]=0,056 Ом

1 см =mr.

Откуда: mr=(1*0,056)/1,1=0,05 Ом/см.

Пусковые сопротивления:

r1=mr*[BD]=0,05*5,7=0,285 Ом;

r2=mr*[FD]=0,05*2=0,1 Ом.

Выбираем по[3, табл.1−98] ящик сопротивлений ЯС4У3−0,098(ПВ=20%, Iн=480 А, 5шт*0,098 Ом).

В данном случае сопротивление

Rя=r1+r2+Rя=0,285+0,1+0,056=0,441 .

Выбираем ящик сопротивлений по [3, табл.1−98] ЯС4У3−0,189(ПВ=20%, Iн=480 А, 5шт*0,189 Ом.

4. Составление релейно-контакторной схемы автоматизации пуска, реверса и торможения электродвигателя

Сначала составили схему автоматического пуска электродвигателя в одну и другую стороны в функции времени. Для подачи напряжения на электродвигатель использовали контакторы КМ1 (для пуска в одну сторону и КМ2 (для пуска в другую сторону). При наличии двух пусковых ступеней использовали два реле времениКТ1 и КТ2(данные реле времени последовательно выводят пусковые сопротивления (r1 и r2) из цепи якоря, выводя электродвигатель на естественную характеристику).

В схеме пуск в одну сторону осуществляется нажатием кнопки «Пуск вперед» (кнопка SB2), в другую сторону — нажатием кнопки «Пуск назад"(кнопка SB3).

Далее к схеме добавили элементы реверсирования. Реверс в данной схеме осуществляется следующим образом: вначале происходит разгон двигателя по 2 пусковым ступеням (r1 и r2) при закороченном тормозном сопротивлении RТ в цепи якоря ДТП, затем изменяется направление магнитного поля якоря (изменяется полярность обмотки якоря) и в его цепь включаются все пусковые и тормозное сопротивления, двигатель затормаживает до нулевой скорости и начинает разгоняться в другую по ступеням, а тормозное сопротивление закорачивается .

В схеме сделали блокировку (установили реле максимального напряжения KV1), которая не позволяет осуществлять реверс когда двигатель разгоняется по ступеням (пока якорь реле напряжения KV1 не притянется).

Для индикации скорости вращения двигателя равной нулю параллельно якорю электродвигателя установили реле минимального напряжения KV2. Для реверса служат кнопки SB1 и SB2(в зависимости от направления скорости двигателя в данный момент времени).

Далее к схеме добавили элементы торможения. Торможение в данной схеме осуществляется следующим образом: при нажатии на тормозную кнопку SB1 изменяется направление магнитного поля якоря и в цепь якоря включаются все пусковые и тормозное сопротивленияпроисходит торможение двигателя. Когда скорость вращения двигателя становится близкой к нулю реле минимального напряжения KV2 через силовой контактор (КМ1 или КМ2) отключает напряжение на якоре электро-двигателя.

5. Обоснование способа защиты электродвигателя, выбор и описание принципа действия аппаратов защиты

электродвигатель тормозной сопротивление перегрузочный Для защиты электродвигателя от токов коротких замыканий в силовую цепь установили реле максимального тока КА1.

Для защиты электродвигателя от токов перегрузки в силовую цепь установили тепловое реле КК1.

Для защиты электродвигателя от обрыва поля (при обрыве поля обмотки возбуждения электродвигатель идет в «разнос») установили в цепь обмотки возбуждения реле минимального тока КА2.

Для защиты цепи управления от коротких замыканий установили в цепь управления плавкие предохранители FU1 и FU2.

Выбор реле максимального тока Реле максимального тока выбираем по количеству и виду контактов, роду тока и его величине Iном. р>10%(Iдоп.о.я+Iном.о.в)+ Iдоп.о.я+Iном.о.в, где Iдоп.о.ядопустимый ток якоря электродвигателя, Iдоп.о.я =440 А, Iном.о.вноминальный ток обмотки возбуждения электродвигателя, Iном.о.в =5А.

Т. е. Iном. р > 489,5 А.

Выбираем реле максимального тока КА1 (1з и 1р) по [4, стр.171]-РЭВ-571 Технические данные по реле максимального тока сводим в таблицу № 11.

Таблица № 11

Выбор теплового реле. Тепловое реле выбираем по количеству и виду контактов, роду тока и его величине Iном. р>%20(Iн.о.я+Iном.о.в)+ Iн.о.я+Iном.о.в, где Iн.о.яноминальный ток обмотки якоря, Iн.о.я =220 А, Iном.о.вноминальный ток обмотки возбуждения, Iном.о.в =5А. Т. е. Iном. р>270 А. Выбираем тепловое реле КК1(1з и 1р) по [4, стр.171]-РТЛ 82.

Таблица № 2

Выбор реле минимального тока Реле минимального тока выбираем по количеству и виду контактов, роду тока и его величине Iном. р>10%Iном.о.в, где Iном.о.вноминальный ток обмотки возбуждения электродвигателя, Iном.о.в =5А.

Т. е. Iном. р > 5,5 А.

Выбираем реле минимального тока КА2 (1з) по [4, стр.171]-РЭВ-830

Технические данные по реле минимального тока сводим в таблицу № 3.

Таблица №3

Выбор плавких предохранителей

Выбор плавких предохранителей производим по наиболее нагружен-ному режиму работы цепи управления. При наиболее нагруженном режиме работы цепи управления (режим реверса) включены следующие электрические аппараты: К4, КМ2, К2, К5, КМ4, КТ1.

Выбираем плавкие предохранители FU1, FU2 из условия Iн.пр.>1,2*I .

Описание принципа действия аппаратов защиты Принцип действия реле максимального тока.

Протекающий по катушке w ток Iр создает магнитный поток Ф, замыкающийся через магнитопровод 1, якорь 2 и воздушный зазор. Если создаваемая потоком электромагнитная сила превысит противодействие возвратной пружины Fп, то реле сработает: контакты К1 отключат управляемый объект О1, а контакты К2 включат объект О2.

Конструкция и принцип действия реле максимального тока аналогичен конструкции и принципу действия реле минимального тока.

Принцип действия теплового реле.

Измерительным органом теплового реле является биметаллический эле-мент, который при нагреве изгибается и переводит контактную систему в отключенное или включенное состояние. Биметаллический элемент представляет собой двухслойную пластинку из металлов с разными температурными коэффициентами линейного расширения. При нагреве слой термоактивного металла существенно расширяется, в то время как слой термоинертного металла почти не деформируется.

Если один конец биметаллической пластинки жестко закрепить, то другой свободный конец ее будет изгибаться.

Биметаллическая пластина 1 упирается в верхний конец пружины 7. Нижний конец пружины давит на выступ пластмассовой колодки 4, которая может поворачиваться вокруг оси О1. Сила пружины 7 воздействует на выступ пластмассовой колодки 4 так, что она оказывается повернутой по часовой стрелке, а укрепленный на ней подвижный контакт 5 замыкается с неподвижным контактом 6.

При протекании повышенного тока по нагревательному элементу НЭ (или непосредственно по пластинке 1) биметаллическая пластинка 1 нагревается и ее нижний конец перемещается в направлении стрелки А. В результате верхний конец пружины 7 переходит вправо и создаваемая ею сила воздействует на колодку 4 так, что она повернется на некоторый угол против часовой стрелки, а контакты 5 и 6 разомкнутся. Упоры 2 и 8 ограничивают перемещение нижнего конца пластины 1. Возврат реле в исходное положение может произойти самопроизвольно, когда биметаллическая пластинка остынет.

В других вариантах реле не имеет самовозврата и переход его в исходное положение осуществляется кнопкой ручного возврата 3.

Принцип действия плавкого предохранителя Плавкий предохранитель — это аппарат, предназначенный для защиты от токов короткого замыкания. Его основной элемент — плавкая вставка, перегорающая при протекании сверхтока и разрывающая цепь.

Наиболее распространенными предохранителями являются разборные и засыпные предохранители.

В разборных предохранителях плавкая вставка 2 фигурной формы помещена в фибровую трубку 1. Дуга горит в закрытом объеме и не выходит за пределы трубки. Повышение давления способствует гашению дуги, так как при этом сокращаются расстояния, на которых взаимодействуют частицы нагретого газа. Теплопроводность газа увеличивается, а длина свободного пробега частиц уменьшается. При горении дуги часть материала (фибры) переходит в газообразное состояние (примерно 50% СО2, 40%Н2 и 10% паров Н2О). А водород имеет высокий коэффициент теплопроводности.

В засыпных предохранителях параллельно включенные медные и цинковые плавкие вставки 2 круглого сечения размещены внутри изоляционной трубки 1 с мелкозернитым наполнителем. Возникающая при плавлении вставок электрическая дуга тесно соприкасается с мелкими зернами наполнителя, интенсивно охлаждается, деонизируется и поэтому быстро гасится. Параллельные плавкие вставки позволяют лучше использовать объем наполнителя.

Наиболее распространенные металлы вставок — цинк и медь (луженая для предотвращения окисления).

6. Выбор и описание электрических аппаратов схемы управления. Разработка схемы сигнализации.

Выбор контакторов

Контакторы выбираем по роду напряжения катушки (постоянное 220 В), по номинальному току главных контактов.

Контакторы КТП6000 и КПВ 600 предназначены для тяжелых режимов работы — включение электродвигателя на короткие промежутки времени. Контакторы КТП6000 имеют замыкающие главные контакты и выпускаются с 2 замыкающими и 2 размыкающими контактами).

Выбираем контакторы КМ1 и КМ2(3з в силовой цепи и 1з вспомогательный) по [2,табл.1−69] -КТП 6053.

Технические данные по контактору КТП 6053 сводим в таблицу № 2.

Таблица № 2.

Выбираем контактор КМ3(2з и 2р в силовой цепи) и КМ4(1р в силовой цепи) по [3,стр.161] -КПВ 600.

Технические данные по контактору КПВ 600 сводим в таблицу № 3.

Таблица № 3.

Примечание: Выбранный контактор КПВ 600 имеет 2з и 2р главных контакта.

Выбираем контакторы КМ5 и КМ6(1з в силовой цепи) по [2,табл.1−69] -КТП 6052.

Технические данные по контактору КТП 6052 сводим в таблицу № 4.

Таблица № 4.

Выбор промежуточных реле Промежуточные реле выбираем по роду и величине напряжения втягивающих катушек (постоянное 220 В) и по количеству и виду контактов.

Выбираем промежуточные реле К1(1р и 2з) К2(1р и 2з) по [2, табл.1−76] - ЭП-41В-21.

Технические данные по промежуточному реле ЭП-41В-21 сводим в таблицу № 5.

Таблица № 5

Выбираем промежуточные реле К3(2р и 2з), К4(2р и 2з) и К6(3з и 1р) по [2, табл.1−76] - ЭП-41В-33.

Технические данные по промежуточному реле ЭП-41В-33 сводим в таблицу № 6.

Таблица № 6

Выбираем промежуточные реле К5(3з) К7(2з) по [2, табл.1−76] - ЭП-41В-30.

Таблица № 7

Выбор реле времени Реле времени выбираем по роду и величине напряжения (постоянное 220 В втягивающей катушки, времени задержки и количеству и виду контактов.

Выбираем реле времени КТ1 и КТ2(1контакт с выдержкой времени при замыкании) по [2, табл.1−80]-РВП-22(пневматическое).

Технические данные по реле времени РВП-22 в таблицу № 8.

Таблица № 8

Выбираем реле времени КТ3 из условия tКТ3>tКМ1,2+tК1,2 (чтобы избежать перезапуска электродвигателя при его торможении), где tКМ1,2-собственное время отпускания контакторов КМ1 и КМ2 (tКМ1,2=0,07 с), tК1,2 -собственное время отпускания промежуточных реле К1 и К2(tК1,2=0,01с). То есть tКТ3>0,08с.

Выбираем реле времени КТ3 по [2, табл.1−79]-ЭВ-122(с электромагнитным замедлением).

Технические данные по реле времени КТ3 сводим в таблицу № 9.

Таблица № 9

Выбираем кнопки управления SB1, SB2, SB3 по [2, табл.1−92] -КЕО11У3(с цилиндрическим толкателем).

Разработка схемы сигнализации. При разработке схемы были предусмотрены следующие виды сигнализации:

Сигнализация о включении схемы.

При включении (выключатель S1) происходит сигнализация с помощью Лампы № 1 о подаче напряжения на схему.

Сигнализация о вращении двигателя вперед.

При нажатии на кнопку " Пуск вперед" (SB2) происходит загорание Лампы № 2: при нажатии на кнопку SB2 подается напряжение на промежуточное реле К3-якорь притягивается и замыкается контакт К3.1-подается напряжение на катушку контактора КМ1. Вследствие чего якорь последнего притягивается и замыкается контакт КМ1.1- происходит подача напряжения на промежуточное реле К1. Якорь реле К1 притягивается и замыкается контакт К1.3-подается напряжение на Лампу № 2.

Сигнализация о вращении двигателя назад.

При нажатии на кнопку " Пуск назад" (SB3) происходит загорание Лампы № 3: при нажатии на кнопку SB3 подается напряжение на промежуточное реле К4-якорь притягивается и замыкается контакт К4.1-подается напряжение на катушку контактора КМ2. Вследствие чего якорь последнего притягивается и замыкается контакт КМ2.1- происходит подача напряжения на промежуточное реле К2. Якорь реле К2 притягивается и замыкается контакт К2.3-подается напряжение на Лампу № 3.

Сигнализация об аварии.

При возникновении тока короткого замыкания или тока перегрузки электродвигателя происходит срабатывание реле максимального тока КА1 или теплового реле КК1. В результате чего происходит замыкание контакта КА1.2(КК1.2)-подается напряжение на промежуточное реле К7. В результате чего последнее срабатывает и замыкается контакт К7.1 (для самоудержания реле К7) и замыкается контакт К7.2-подается напряжение на Лампу № 4.

Выбор реле напряжения Реле напряжения выбираем по роду и величине напряжения втягивающих катушек (постоянное 220 В) и по количеству и виду контактов.

Выбираем реле напряжения КV1(1з) КV2(3з) по [3, стр.170] - РЭВ 826.

Технические данные по реле напряжения РЭВ 826 сводим в таблицу № 10.

Таблица № 10

7. Описание работы релейно-контакторной схемы и защиты

Пуск вперед

Включаем выключатель S1. Пуск вперед происходит при нажатии кнопки SB2. При нажатии кнопки SB2 подается напряжение на катушку промежуточного реле К3-якорь притягивается и все его контакты переключаются (замыкается контакт К3.1 — происходит подача напряжения на катушку контактора КМ1, размыкается контакт К3.2 — электрическая блокировка от одновременного срабатывания двух силовых аппаратов, срабатывает контакт К3.3 — реверс, размыкается контакт К3.4-отключение аварийной сигнализации). При подаче напряжения на катушку контактора КМ1 якорь притягивается и все контакты данного контактора переключаются (замыкается контакт КМ1.1 — происходит подача напряжения на катушку промежуточного реле К1, замыкается контакт КМ1.2 — происходит шунтирование сопротивления R2 в цепи статора, замыкаются контакты КМ1.3 и КМ1.4-подается напряжение на якорь электродвигателя). Двигатель начинает разгоняться.

При подаче напряжения на катушку промежуточного реле К1 якорь притягивается и все контакты переключаются (замыкается контакт К1.1-шунтирует контакт К3.1(для самоудержания КМ1), размыкается контакт К1.2-происходит снятие напряжения с катушки реле времени КТ1, замыкается контакт К1.3-подается напряжение на Лампу № 2 (сигнализирует о пуске вперед)). При снятии напряжения с катушки реле времени КТ1 происходит замыкание с выдержкой времени контакта КТ1-подается напряжение на катушку контактора КМ5. Якорь притягивается и замыкается контакт КМ5 (в силовой цепи)-шунтируется пусковое сопротивление r1 и двигатель продолжает разгоняться уже на одном пусковом сопротивлении r2. При шунтировании пускового сопротивления r1 снимается напряжение с катушки реле времени КТ2. В результате чего замыкается контакт КТ2 (в цепи управления) с выдержкой времени и происходит подача напряжения на катушку контактора КМ6. В результате чего якорь притягивается и замыкается контакт КМ6(в силовой цепи) — происходит шунтирование пускового сопротивления r2.

Пуск электродвигателя закончен.

Пуск назад

Включаем выключатель S1. Пуск назад происходит при нажатии кнопки SB3. При нажатии кнопки SB3 подается напряжение на катушку промежуточного реле К4-якорь притягивается и все его контакты переключаются (замыкается контакт К4.1 -происходит подача напряжения на катушку контактора КМ2, размыкается контакт К4.2 — электрическая блокировка от одновременного срабатывания двух силовых аппаратов, срабатывает контакт К4.3 — реверс, размыкается контакт К4.4-отключение аварийной сигнализации). При подаче напряжения на катушку контактора КМ2 якорь притягивается и все контакты данного контактора переключаются (замыкается контакт КМ2.1 — происходит подача напряжения на катушку промежуточного реле К2, замыкается контакт КМ2.2 — происходит шунтирование сопротивления R2 в цепи статора, замыкаются контакты КМ2.3 и КМ2.4-подается напряжение на якорь электродвигателя). Двигатель начинает разгоняться.

При подаче напряжения на катушку промежуточного реле К2 якорь притягивается и все контакты переключаются (замыкается контакт К2.1-шунтирует контакт К4.1(для самоудержания КМ2), размыкается контакт К2.2-происходит снятие напряжения с катушки реле времени КТ1, замыкается контакт К2.3-подается напряжение на Лампу № 3 (сигнализирует о пуске назад)). При снятии напряжения с катушки реле времени КТ1 происходит замыкание с выдержкой времени контакта КТ1-подается напряжение на катушку контактора КМ5. Якорь притягивается и замыкается контакт КМ5 (в силовой цепи)-шунтируется пусковое сопротивление r1 и двигатель продолжает разгоняться уже на одном пусковом сопротивлении r2. При шунтировании пускового сопротивления r1 снимается напряжение с катушки реле времени КТ2. В результате чего замыкается контакт КТ2 (в цепи управления) с выдержкой времени и происходит подача напряжения на катушку контактора КМ6. В результате чего якорь притягивается и замыкается контакт КМ6(в силовой цепи) — происходит шунтирование пускового сопротивления r2.

Пуск электродвигателя закончен.

Реверс

Внимание! Реверс двигателя возможен только тогда, когда двигатель вышел на естественную характеристику (якорь реле напряжения КV2 притянут-замкнут контакт KV2.2).

Рассмотрим смену вращения движения, когда двигатель вращается вперед.

В данном случае реверс будет осуществляться нажатием кнопки SB3 При нажатии кнопки SB3 произойдет подача напряжения на катушку промежуточного реле К4-якорь притянется и все контакты переключатся (замыкается контакт К4.1-происходит подача напряжения на катушку контактора КМ2, размыкается контакт К4.2-снимается напряжение с катушки контактора КМ1, замыкается контакт К4.3- происходит подача напряжения на катушку промежуточного реле К5, размыкается контакт К4.4 (в цепи сигнализации)). При снятии напряжения с катушки контактора КМ1 якорь возвращается в нормальное положение — переключаются все его контакты (размыкается контакт КМ1.1 (отключается промежуточное реле К1), размыкается контакт КМ1.2 (расшунтируется сопротивление R2 в цепи статора), размыкаются контакты КМ1.3 и КМ1.4-снимается напряжение с якоря двигателя). При подаче напряжения на катушку контактора КМ2 якорь притягивается и все контакты данного контактора переключаются (замыкается контакт КМ2.1- происходит подача напряжения на катушку промежуточного реле К2, замыкается контакт КМ2.2 — происходит шунтирование сопротивления R2 в цепи статора, замыкаются контакты КМ2.3 и КМ2.4-подается напряжение на якорь электродвигателя). Двигатель начинает останавливаться.

При подаче напряжения на катушку промежуточного реле К2 якорь притягивается и все контакты переключаются (замыкается контакт К2.1-шунтирует контакт К4.1 (для самоудержания КМ2), размыкается контакт К2.2-для снятия напряжения с катушки реле времени КТ1, замыкается контакт К2.3-подается напряжение на Лампу № 3 (сигнализирует о пуске назад)).

При подаче напряжения на катушку промежуточного реле К5 якорь притягивается — все контакты переключаются (замыкается контакт К5.1-для самоудержания К5, замыкается контакт К5.2-для прежде-временного вывода пусковых сопротивлений из цепи якоря, замыкается контакт К5.3-подача напряжения на контактор КМ4).

При подаче напряжения на контактор КМ4 якорь притягивается и контакт КМ4 размыкается, вводя в цепь якоря тормозное сопротивление RТ.

При скорости двигателя близкой к нулю происходит отключение реле напряжения КV2-размыкается контакт КV2.2. При размыкании контакта КV2.2 снимается напряжение с катушки вспомогательного реле К5 — отключается контактор КМ4 от напряжения (через контакт К5.3) и размыкается контакт К5.2. При снятии напряжения с контактора КМ4 происходит вывод тормозного сопротивления RТ из цепи якоря. При размыкании контакта К5.2 происходит снятие напряжения с реле времени КТ1 и запуск в обратную сторону двигателя по ступеням. Механизм пуска двигателя по ступеням смотрите в пункте Пуск вперед или Пуск назад.

Торможение Для торможения необходимо нажать кнопку SB1. При нажатии на кнопку SB1 подается напряжение на катушку контактора КМ3 и промежуточного реле К6. При подаче напряжения на контактор КМ3 якорь притягивается и все контакты данного контактора переключаются (контакты КМ3.1 и КМ3.2 — замыкаются, контакты КМ3.3 и КМ 3.4- размыкаются — происходит смена полярности напряжения на якоре электродвигателя). Происходит электрическое торможение двигателя.

При подаче напряжения на катушку промежуточного реле К6 якорь притягивается — все контакты данного реле переключаются (замыкается контакт К6.1 (для самоудержания К6 и КМ3), замыкается контакт К6.2 — подается напряжение на катушку контактора КМ4, размыкается контакт К6.3 (для отключения двигателя при остановке), замыкается контакт К6.4-для подачи напряжения на реле времени).

При подаче напряжения на катушку контактора КМ4 якорь притягиваетсяразмыкается контакт КМ4, вводя в цепь якоря тормозное сопротивление Rт.

При подаче напряжения на катушку реле времени КТ1 якорь притягиваетсяразмыкается контакт КТ1, вводя все пусковые сопротивления в цепь якоря (через контакторы КМ5 и КМ6). Происходит торможение двигателя.

При скорости двигателя близкой к нулю происходит отключение реле напряжения КV2 — замыкается контакт KV2.1(снимается напряжение с катушки реле времени КТ3) и размыкается контакт KV2.3 (снимается напряжение с силового контактора (КМ1 или КМ2)). При снятии напряжения с силового контактора (КМ1 или КМ2) приводит к переключению контактов данного контактора — происходит снятие напряжения с якоря двигателя, отключение промежуточного реле (К1 или К2) — происходит расшунтирование контактов (К3.1 или К4.1).

При снятии напряжения с реле времени КТ3 контакт КТ3 размыкается с выдержкой времениснимается напряжение с катушек промежуточного реле К6 и контактора КМ3 -их контакты занимают нормальное положение и схема готова к следующему пуску.

Защита от токов короткого замыкания

Для защиты электродвигателя от токов короткого замыкания в цепь якоря установлено реле максимального тока КА1, контакт КА1.1 которого поставлен в цепь управления последовательно с силовыми контакторами (КМ1 и КМ2), подключающими напряжение к обмотке якоря. При токе короткого замыкания происходит срабатывание реле максимального тока КА1- размыкается его контакт КА1.1. Это приводит к отключению силового контактора, подающего напряжение на обмотку якоря.

Защита от перегрузки Для защиты от токов перегрузки в цепь якоря электродвигателя поставлено тепловое реле КК1, контакт КК1.1, которого установлен в цепи управления последовательно с силовыми контакторами (КМ1 и КМ2), подключающими напряжение к обмотке якоря. При токе перегрузки срабатывает тепловое реле КК1 -размыкается контакт КК1.

Это приводит к отключению силового контактора, подающего напряжение на обмотку якоря.

Защита от обрыва поля

Для защиты от обрыва поля в цепь обмотки возбуждения установлено реле минимального тока КА2, контакт КА2.1 которого поставлен в цепь управления последовательно с силовыми контакторами (КМ1 и КМ2), подключающими напряжение к обмотке якоря. При обрыве поля обмотки возбуждения происходит отключение реле минимального тока КА2-размыкается контакт КА2.1.

Это приводит к отключению силового контактора, подающего напряжение на обмотку якоря.

Параллельно обмотке возбуждения установили цепь, состоящую из диода VD и сопротивления R1, для предотвращения пробоя изоляции обмотки возбуждения ЭДС самоиндукции при отключении последней от напряжения.

Для исключения преждевременного выхода из строя обмотки возбуждения из-за термического пробоя изоляции в ее цепь установили сопротивление R2. Расчет данного сопротивления проводили из условия уменьшения тока обмотки возбуждения Iв в 2,5 раза:

Заключение

В результате выполнения курсового проекта была составлена релейно-контакторная схема для автоматизации пуска в функции времени, реверса и торможения двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

1. Москаленко В. В. Автоматизированный электропривод: Учебник для вузов.- М.: Энергоиздат; 1986. 416 с.:ил.

2. Автоматизация пуска, реверса и торможения электродвигателей: Практическое руководство к курсовому проектированию по дисциплине «Релейно-контакторные системы управления и защиты электроприводов» для студентов спец.:Т.11.02.01. «Автоматизированный электропривод промышленных и транспортных установок». -Гомель: Учреждение образования «Гомельский государственный университет имени П. О. Сухого», 2002.-52с.

3. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок. Под ред. Я. М. Большама, В. И. Круповича, М. Л. Самовера. Изд. 2-е перераб. и доп. М., «Энергия», 1974.

4. Кузнецов Б. В., Сацункевич М. Ф. Справочное пособие заводского электрика.-Мн.:Беларусь, 1978, -318с., ил.

5. Таев И. С. Электрические аппараты автоматики и управления. Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. школа», 1975.