Основными элементами схемы управления асинхронным электроприводом являются (рис. 6.3): асинхронный двигатель М, контакторы К1 и К2, выключатель QF, добавочный металлический резистор в цепи ротора, контакторы К3 – К11, система автоматического управления САУ, тахогенератор ТГ, сельсинный командоаппарат КА и профильный диск ПД, блок программирования БПМ аппарата АЗК-1, контактор K12 и блок динамического торможения БДТ.
Профильным диском ПД задается скорость подъемного сосуда в функции пути, а тахогенератор ТГ измеряет действительное значение скорости . Сигналы задания скорости и обратной связи по скорости подаются на вход САУ, которая выдает команды на переключение контакторов К1 и К2, К12, КЗ – K11. В результате этих переключении и при участии регулируемого механического тормоза формируется действительная диаграмма скорости подъемного сосуда.
В соответствии с диаграммой скорости рассмотрим последовательно основные принципы автоматического управления асинхронным электродвигателем при пуске, движении с установившейся скоростью, торможении, движении на пониженной скорости.
Рис. 6.3 Схема управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором
1. В процессе загрузки подъемного сосуда двигатель заторможен с помощью предохранительного и рабочего тормозов. По окончании загрузки подается сигнал на включение контактора К1 или К2. Если все блокировочные цепи замкнуты и включен выключатель QF, то срабатывают контакторы K1 или К2. После включения этих контакторов будут подняты тормоза и начнется пуск машины. Пуск начинается с включения двигателя с полным сопротивлением в цепи ротора. Далее автоматически происходит последовательное закорачивание ступеней пускового резистора силовыми контактами контакторов К3 – К11. Пуск продолжается до полного закорачивания пускового резистора в цепи ротора.
При релейно-контакторной схеме управления происходит ступенчатое изменение пускового момента, что вызывает значительные динамические нагрузки в элементах подъемной машины, ускоряет изнашивание канатов и редукторов. Для повышения плавности пуска необходимо увеличить число пусковых ступеней. Поэтому в схемах управления пуском асинхронного двигателя используется пять-восемь ступеней металлических резисторов.
2. После окончания пуска электродвигатель работает с полностью выведенным реостатом на своей естественной характеристике до тех пор, пока не будет подан импульс на снижение скорости.
3. Сигнал на начало замедления подается этажными выключателями аппарата АЗК-1, отключающими электродвигатель от сети. В цепи ротора полностью включается пусковое сопротивление, срабатывает контактор К12 и в статор двигателя подается постоянный ток, создающий тормозной момент. В режиме торможения на вход САУ подаются сигналы задания скорости от сельсинного командоаппарата и обратной связи от тахогенератора. Это позволяет обеспечить точное выполнение диаграммы скорости при замедлении привода.
4. На участке торможения необходимо поддерживать постоянное замедление, т.е. в процессе торможения двигатель должен развивать постоянный тормозной момент. При реализации этого закона при постоянном сопротивлении в цепи ротора с уменьшением скорости увеличивается ток в обмотке статора (рис. 6.4). При снижении скорости до значения, когда ток в статоре достигает предельно допустимого значения, срабатывает реле K13 (см. рис. 6.3), контролирующее ток при динамическом торможении, и включает контактор К3, который отключает первую ступень резистора в роторной цепи. Отключение ступени резистора приводит к уменьшению тока статора, и якорь реле K13 отпадает. Далее с уменьшением скорости ток статора вновь начинает возрастать, срабатывает реле K13, включается контактор К4, закорачивая вторую ступень резистора, и т.д.
Рис. 6.4 Механические характеристики асинхронного электродвигателя при
Динамическом торможении
5. При достижении скорости дотягивания выходное напряжение ТГ станет меньше напряжения отпускания реле скорости К14, и реле скорости отключается. Это приводит к разрыванию цепи динамического торможения, выключению контакторов К3 – K11 и включению контакторов K1 или К2. Двигатель подключается к сети с полным добавочным сопротивлением в цепи ротора. Начинается процесс дотягивания – движение с пониженной скоростью. Получение требуемой скорости дотягивания здесь осуществляется совместной работой асинхронного электродвигателя и рабочего тормоза. Это достигается с помощью регулятора давления, обмотка электромагнита которого подключается на выход элемента сравнения действительной и заданной скоростей (в виде напряжений, снимаемых с ТГ и КА). Это позволяет регулировать тормозное усилие рабочего тормоза и тем самым поддерживать требуемую скорость дотягивания.
6. В конце пути срабатывают конечные выключатели, что приводит к отключению электродвигателя от сети и стопорению подъемной машины механическим тормозом.
