Реферат: Методические указания к проведению лабораторных работ по курсу «Электрические машины и электропривод» для студентов спец. 110304 «Технология обслуживания и ремонта машин в апк»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ


ГОУ ВПО КАРАЧАЕВО-ЧЕРКЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ


КАФЕДРА «ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ»


Ст. преп., к.п.н. КУЛАКОВА С.Ф.


Методические указания к проведению лабораторных работ по курсу «Электрические машины и электропривод»
для студентов спец. 110304 «Технология обслуживания и ремонта машин в АПК»


Черкесск - 2008
Содержание

Предисловие
3

Работа № 1
^ Исследование пуска асинхронного двигателя с фазным ротором
4

Работа № 2

Исследование машин постоянного тока

9

Работа № 3
^ Изучение типовых схем управления электроприводами конвейеров
17

Работа № 4

Изучение типовых схем управления электроприводами компрессорной установки

23

Работа № 5

Изучение разомкнутых схем управления электропривода

29
Литература
32


ПРЕДИСЛОВИЕ

В учебном процессе высших учебных заведений наряду с теоретическим обучением значительное место отводится выполнению лабораторных работ, что способствует повышению уровня подготовки будущих специалистов.

В процессе выполнения лабораторных работ студенты знакомятся не только с исследуемыми электромеханическими устройствами, но и приобретают определенные навыки использования измерительных приборов и иного электрооборудования. У студентов накапливается определенный опыт экспериментирования и обработки полученных результатов.

В методических указаниях предусмотрено выполнение лабораторных работ по следующим разделам: трансформаторы, асинхронные машины, машины постоянного тока, типовые схемы управления электроприводами.

Методические указания к лабораторным работам составлены в соответствии с учебной программой по предмету «Электрические машины и электропривод» для студентов специальности 110304 «Технология обслуживания и ремонта машин в АПК».


Лабораторная работа № 1 (2 час.)

^ ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Цель работы: изучение схемы лабораторной установки; изучение методов выбора пусковых резисторов.


^ Общие методические указания

Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором производится с помощью резистора, включенного в цепь ротора. Это уменьшает начальный пусковой ток и позволяет получить пусковой момент, близкий к максимальному моменту двигателя.

На лабораторной установке, схема которой приведена на рис. 1.1 изучается пуск двигателя с фазным ротором в функции независимой выдержки времени.

При включении автоматического выключателя ^ QF1 готова к работе силовая часть схемы. При включении автоматического выключателя SF1 подаётся напряжение на цепи управления схемы. Ток протекает по обмотке реле времени KT1 через диод VD1, замкнутый контакт контактора KM1.5. Диод выпрямляет ток, подаваемый на обмотки реле времени. Реле времени срабатывает и без выдержки времени замыкает контакты KT1.2, KT1.3 и размыкает контакт KT1.1. Схема готова к работе.

При нажатии на кнопку ПУСК SB2 получает питание обмотка контактора KM1. Он срабатывает, замыкая главные контакты KM1.1, KM1.2, KM1.3 в силовой цепи. Напряжение подается на двигатель M, который начинает вращаться с полностью введенным сопротивлением в цепи ротора. Одновременно вспомогательные контакты замыкаются (KM1.4 KM1.6) и размыкается KM1.5. Обмотка реле времени теряет питание, однако отпускание якоря реле произойдет по истечении заданного времени. Поэтому получает питание обмотка реле времени KT2, которое срабатывает размыкая контакт KT2.1 и замыкая KT2.2. Получив питание срабатывает и реле времени KT3 размыкая свой контакт KT3.1. По истечении заданного времени с момента обесточивания обмотки реле KT1 произойдет размыкание контактов KT1.2, KT1.3 и замыкание контакта KT1.1. После замыкании контакта KT1.1 питание получает обмотка контактора KM2, который срабатывает и замыкает контакты KM2.1 и KM2.2 шунтируя первую ступень пускового резистора Rп1.При размыкании контакта KT1.3 начинается отсчет времени реле KT2. По истечении этого времени размыкается контакт KT2.2 и замыкается контакт KT2.1, подавая напряжение на обмотку контактора KM3, который срабатывая замыкает свои контакты KM3.1 и KM3.2 шунтируя вторую ступень пускового резистора Rп2.После размыкания контакта KT2.2 отсчет времени производит реле времени KT3. По истечении которого замыкается контакт KT3.1 подавая питание на обмотку контактора KM4, который срабатывая полностью шунтирует пусковое сопротивление и отключает контакторы KM2 и KM3 своим контактом KM4.3.

L1 L2 L3




QF1 SF1

SB1 SB2 KT1.2 KM1

KA1 KA2 KK1 KK2

KA1 KA2 KM1.4


KM4.3 KM2 KT1.1

KM1.1 KM1.2 KM1.3

KK1 KK2 KM3 KT2.1


KM4 KT3.1

М

VD1 KM1.5 KT1

KM4.1 KM4.2


KM1.6 KT1.3

Rп3 KM3.1 KM3.2 KT2


KT2.2 KT3

Rп2 KM2.1 KM2.2


Rп1

Рис. 1.1


Реле максимального тока KA1 и KA2 и тепловые реле KK1 и KK2 служат для защиты от аварийных режимов работы. Как видно, скорость разгона двигателя определяется временем срабатывания реле времени KT1-KT3, почему пуск и считается с независимой выдержкой времени.

Выбор пусковых резисторов можно произвести двумя способами: графическим и аналитическим.

Графический метод основан на прямолинейности механических характеристик. Вначале строится рабочая часть механической характеристики. Для этого определяются точки, соответствующие синхронной скорости и номинальному режиму. Далее задаваясь максимальным и переключающим пусковыми моментами двигателя, строят пусковые характеристики двигателя.

Для асинхронных электродвигателей обычно принимают =(180-250)% от ; =(110-120)% от , где - номинальный момент двигателя, который в данном случае принимается равным нагрузочному , т.е. =.


n

а



б

в



г




д





0

M

Рис. 1.2


Отрезок аб на прямой соответствует внутреннему активному сопротивлению обмотки ротора :

(Ом) (1.1)

где - номинальное скольжение электродвигателя, %; - активное сопротивление неподвижного ротора (Ом):

(1.2)

где - номинальный ток ротора (^ А); - эдс между кольцами неподвижного разомкнутого ротора (В).

Электродвижущую силу между кольцами замеряют с помощью вольтметра при заторможенном роторе или принимают по каталогу.

Отрезок гд в масштабе сопротивлений дает величину первой секции пускового резистора. Отрезки вг и бг и т.д. соответствуют сопротивлениям отдельных секций пускового резистора в порядке их замыкания. Масштаб для сопротивлений, Ом/мм, .

При аналитическом расчете необходимо помнить, что для асинхронных двигателей обычно принимают три-пять ступеней ускорения. Если число ступеней неизвестно, то их можно определить

(1.3)

где m - число ступеней резистора; - максимальный пусковой момент электродвигателя, % номинального; - отношение максимального пускового момента к переключающему.

Если число ступеней резистора известно, то  можно определить по следующим формулам:

- для нормального пуска (задаемся моментом )

(1.4)

- для форсированного пуска (задаемся моментом )

(1.5)

Сопротивление отдельных секций резистора каждой фазы

. (1.6)

Время разгона двигателя на каждой ступени при пуске в холостую определяется соотношением:

, (сек) (1.7)

Таблица 1.1.

тип

Pном

кВт

Uном

В

Nc

об/мин

Sном

%



%

сosном

Iрот

А

Uрном

В

Mmax

Mном

J

кгм2

ВАОК 315S(A)-6

90

380/660

1000

2,2

91,4

0,83

260

240

2,6

4

ВАОК 315S(B)-6

110

380/660

1000

2,2

91,7

0,85

290

250

2,6

4

ВАОК 315M-6

132

380/660

1000

2,2

92,3

0,85

290

300

2,6

5

ВАОК 315S-8

75

380/660

750

2,7

90,2

0,80

270

190

2,2

4,5

ВАОК 315M-8

90

380/660

750

2,7

91

0,8

260

235

2,3

5,5

ВАОК 355S-6

160

380/660

1000

1,8

92,8

0,85

330

315

2,6

8

ВАОК 355M-6

200

380/660

1000

1,8

93,3

0,86

350

375

2,6

11

ВАОК 355S(A)-8

110

380/660

750

2

91,5

0,82

315

235

2,3

8

ВАОК 355S(B)-8

132

380/660

750

2

92

0,84

340

250

2,3

10

ВАОК 355M-2

160

380/660

750

2

92,5

0,84

335

300

2,3

10

ВАОК 450S-6

250

660

1000

1,5

94,3

0,88

315

470

2,5

18

ВАОК 450M-6

315

660

1000

1,5

94,7

0,88

315

600

2,5

22,5

ВАОК 450S-8

200

380/660

750

1,5

93,3

0,83

290

420

2,3

21,5

ВАОК 450M-8

250

660

750

1,5

93,7

0,83

290

525

2,3

27


Лабораторная работа №2 (4 час)

^ ИССЛЕДОВАНИЕ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: ознакомление с конструкцией генератора постоянного тока параллельного возбуждения и снятие следующих характеристик: холостого хода; внешней; регулировочной; нагрузочной; короткого замыкания.

Характеристика холостого хода
Характеристикой холостого хода генератора параллельного возбуждения называется зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения при постоянной (номинальной) частоте вращения якоря и отсутствии нагрузки: при и .

При работе генератора параллельного возбуждения в режиме холостого хода ток нагрузки равен нулю (I=0), а ток якоря равен току возбуждения (Ia=IB). В этом случае, пренебрегая реакцией якоря, т.к. IB<<IHOM, можно считать, что ЭДС генератора равна:

(2.1)

где U0 - напряжение генератора в режиме холостого хода.



Рис. 2.1. Схема генератора постоянного тока параллельного возбуждения


Схема генератора представлена рис. 2.1. Первый замер выполняется при разомкнутой обмотке возбуждения. Затем, замкнув цепь, увеличивают ток возбуждения, пока напряжение не достигнет значения (1,2...1,25)UHOM. После этого уменьшают ток возбуждения и снимают показания приборов.

Характеристика холостого хода генератора параллельного возбуждения располагается в первом квадранте и имеет две ветви: восходящую 1 и нисходящую 2 (рис. 2.2). Нисходящая ветвь, вследствие возросшего остаточного потока, проходит несколько выше восходящей Еост>Е’ост.



Рис. 2.2. Характеристики холостого хода генераторов параллельного и независимого возбуждения


Характеристика холостого хода генератора независимого возбуждения проходит через все квадранты, поскольку в таком генераторе можно изменить направление тока в обмотке возбуждения (кривые 2 и 3). Следует отметить, что в третьем квадранте ветвь 2 является восходящей, а 3 - нисходящей. Кривая 2 совместно с кривой 3 образуют гистерезиснуго петлю, определяющую свойства магнитной системы генератора.

За расчетную характеристику холостого хода принимают среднюю линию между ветвями, проходящую через начало координат (показано пунктиром). Точка номинального напряжения обычно лежит на колене расчетной кривой.

Данные измерений и вычислений заносят в таблицу 2.1 и строят характеристику холостого хода.

Таблица 2.1


№

Восходящая ветвь

Нисходящая ветвь

Измерения

Вычисления

Измерения

Вычисления

IB,

A

U0,

B

E0,

B

IB,

A

U0,

B

E0,

B























^ Внешняя характеристика

Внешней характеристикой ГПТ параллельного возбуждения называется зависимость напряжения генератора от тока нагрузки при постоянном сопротивлении цепи возбуждения и номинальной частоте вращения: U=f(I) при RB=const и п=пНОМ= const.

Снятие внешней характеристики возможно:

при таком неизменном сопротивлении цепи возбуждения, при котором напряжение холостого хода равно номинальному;

при таком неизменном сопротивлении цепи возбуждения, при котором ток нагрузки и напряжение равны номинальным значениям.

Для определения номинального изменения напряжения при сбросе нагрузки и неизменном сопротивлении цепи возбуждения используют следующее выражение (рис. 2.3):

, (2.2)

где U0 — напряжение на холостом ходу после сброса номинальной нагрузки.



Рис. 2.3. Внешние характеристики генераторов:

1 - параллельного возбуждения; 2 - независимого возбуждения


При уменьшении сопротивления нагрузки напряжение генератора уменьшается (кривая 1, рис. 2.3). Последнее объясняется следующими причинами: увеличением внутреннего падения напряжения RBIa; увеличением размагничивающего действия реакции якоря; уменьшением тока возбуждения при снижении напряжения вследствие первых двух причин. Ток нагрузки при этом возрастает до определенного критического значения IКР. Дальнейшее уменьшение сопротивления приводит к уменьшению тока, т.к. генератор теряет возбуждение. Когда сопротивление нагрузки Rнагр=0, т.е. при коротком замыкании в обмотке якоря протекает ток, обусловленный остаточной ЭДС.

ГПТ независимого возбуждения имеет более жесткую внешнюю характеристику (кривая 2) и больший ток короткого замыкания IКЗ.НВ по сравнению с ГПТ параллельного возбуждения (кривая 1). Это объясняется тем, что в ГПТ независимого возбуждения ток возбуждения не зависит от сопротивления нагрузки, т.е. IB=const.
Потери и КПД генератора
Получаемая от первичного двигателя механическая мощность Р1 за вычетом механических потерь , магнитных потерь , добавочных потерь , потерь в якорной цепи и потерь на возбуждение , преобразуется в электрическую мощность Р2 (рис. 2.4).



Рис. 2.4. Энергетическая диаграмма ГПТ параллельного возбуждения


Уравнения мощностей имеют следующий вид:

(2.3)

где РЭМ=ЕIa - электромагнитная мощность; - добавочные потери некомпенсированного генератора.

Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 2.2.

Таблица 2.2


№

Измерения

Вычисления

U,

B

I,

A

IB,

A

n=nHOM,

об/мин

Ia,

A

E,

B

P2,

Bm

P1,

Bm



UHOM


































































Регулировочная характеристика
Регулировочная характеристика ГПТ представляет собой зависимость тока возбуждения Iа от тока нагрузки I при постоянном и номинальном напряжении на зажимах генератора UНОМ и номинальной скорости вращения пном: IB=f(I) при U=UHOM=const и п=пНОМ=const.

По регулировочной характеристике можно судить о том, как необходимо изменять ток возбуждения с изменением нагрузки, чтобы напряжение на зажимах генератора оставалось неизменным.

Снятие характеристики производится следующим образом. При холостом ходе и номинальной скорости вращения устанавливается ток возбуждения, при котором напряжение равно номинальному значению. Затем, поддерживая неизменной скорость, увеличивают нагрузку, производя такое регулирование тока возбуждения, при котором U=UHOM=const.

Полученные данные заносят в таблицу 2.3.

Таблица 2.3


№

Измерения

I,

A

IB,

A

U=UHOM,

A

n=nHOM,

об/мин

































Нагрузочная характеристика
Зависимость напряжения от тока возбуждения при неизменной частоте вращения и неизменном токе нагрузки называется нагрузочной характеристикой: U=f(IВ) при I=const и п=пНОМ=const.

Частным случаем нагрузочной характеристики является характеристика холостого хода, при которой ^ I=0.

Снятие нагрузочной характеристики производится следующим образом. На холостом ходу при п=пНОМ=const устанавливают напряжение несколько превышающее номинальное. Затем подключают нагрузку и, регулируя её сопротивление, устанавливают нужный ток из диапазона (0,5...1)IHOM. Далее, уменьшают сопротивление нагрузки и осуществляют такое уменьшение тока возбуждения, при котором ток нагрузки остается неизменным.

Данные измерений и вычислений заносят в таблицу 2.4.

Таблица 2.4


№

Измерения

Вычисления

U,

B

I,

A

IB,

A

n=nHOM,

об/мин

Е,

В






































В одних координатных осях строим расчетную характеристику холостого хода, нагрузочную характеристику и реактивный (характеристический) треугольник (рис. 2.5). Катет треугольника аb пропорционален падению напряжения в цепи якоря (RaIa), другой катет bc пропорционален размагничивающему действию реакции якоря (в масштабе тока якоря).

При неизменном токе возбуждения IB=IB.HOM переход от режима холостого хода I=0 к работе с номинальной нагрузкой I=IHOM сопровождается уменьшением ЭДС (отрезок fd>bd). Такое снижение ЭДС вызвано размагничивающим действием реакции якоря. С другой стороны, ЭДС на холостом ходу Е0 (отрезок cg) и под нагрузкой Е (отрезок bd) могут быть равны, если компенсировать действие реакции якоря за счет увеличения тока возбуждения с IB0 до IB.HOM. Разность этих токов (отрезок gd=cb) представляет собой размагничивающую МДС реакции якоря, выраженную в масштабе тока возбуждения.



Рис. 2.5. Нагрузочная характеристика и реактивный треугольник ГПТ

Характеристика короткого замыкания
Характеристика короткого замыкания представляет собой зависимость тока короткого замыкания IК (тока якоря) от тока возбуждения IB при номинальной частоте вращения и напряжении на зажимах генератора, равном нулю: IK=f(IB) при п=пНОМ=const и U=0.

Поскольку при коротком замыкании напряжение генератора равно нулю, то характеристика короткого замыкания может быть снята только при независимом возбуждении.

При проведении опыта короткого замыкания для ограничения тока якоря (IKIHOM) существенно снижают ток возбуждения (IB<<IB.HOM). В силу этого магнитная система генератора не насыщенна, а характеристика короткого замыкания прямолинейна.



Рис. 2.6. Характеристика короткого замыкания


При снятии характеристики короткого замыкания магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, может совпадать по направлению с остаточным потоком или быть направленным против него. В первом случае при увеличении от нуля тока возбуждения ток якоря будет возрастать (кривая 1, рис. 2.6), а во втором - будет уменьшаться, пройдет нулевое значение, изменит свой знак и начнет увеличиваться (кривая 2).

Данные замеров заносят в таблицу 2.5.

Таблица 2.5


№

Измерения

IB,

A

Ia,

A

U,

A

n=nHOM,

об/мин

































^ Контрольные вопросы
Принцип работы ГПТ.

Каково назначение коллектора в генераторе и двигателе?

Какие способы возбуждения применяются в ГПТ? Начертите соответствующие электрические схемы.

Почему ГПТ параллельного возбуждения имеет более мягкую внешнюю характеристику по сравнению с генератором независимого возбуждения?

Какие условия необходимы для самовозбуждения ГПТ?

Перечислите способы улучшения коммутации в машинах постоянного тока.

Лабораторная работа № 3 (4 час)

^ ИЗУЧЕНИЕ типовых схем управления электроприводами конвейеров

Цель работы: ознакомление с конструкцией механизмов транспорта непрерывного действия; изучение схемы управления конвейерной линией.


^ Общие методические указания

Механизмы транспорта непрерывного действия находят широкое применение в различных отраслях промышленности для перемещения сыпучих и штучных грузов. Для перемещения сыпучих грузов на агломерационных фабриках, в доменных цехах металлургических заводов, на тепловых станциях широко применяют ленточные конвейеры (рис. 3.1, а).



Рис. 3.1. Общий вид конвейеров


Между барабанами 2 и 7 натяжной 1 и приводной 6 станциями расположена бесконечная гибкая лента 5. Барабан 2, ось которого может перемещаться в направляющих 12, под действием груза 13 создает предварительное натяжение ленты. Это натяжение, необходимое для компенсации растяжения ленты, обеспечивает передачу без проскальзывания тягового усилия от барабана приводной станции. Чтобы исключить провисание верхней рабочей и нижней холостой ветвей ленты, вдоль трассы устанавливают поддерживающие ролики 11. Барабан приводной станции через редуктор 8 соединен с двигателем 10. Для сглаживания возможных ударов в процессе пуска и торможения валы двигателя и редуктора соединяют упругой муфтой 9. Транспортируемый груз подается на ленту через загрузочную воронку 3 и выгружается плужком 4.

Длина ленточного конвейера может достигать 2—3 км при скорости движения ленты 1,5—3 м/с, при ширине ленты 2 м. Такой конвейер может обеспечивать производительность 700 т/ч.

Ленточные, конвейеры применяют не только для транспортировки груза в горизонтальной плоскости. При перемещении с углом наклона более 20°, когда возможно осыпание груза, устанавливают ленточный скребковый конвейер (рис. 3.1, б). Вспомогательная лента 4 с закрепленными на ней скребками 5 движется синхронно с несущей лентой 1. Материал из загрузочного лотка 3 высыпается в приемную воронку 2, захватывается скребками и транспортируется до разгрузочной воронки 6.

Поточные линии машиностроительных и автомобильных заводов оборудованы подвесными конвейерами (рис. 3.1, в). Грузозахватывающие приспособления 1 шарнирно присоединены к каткам 2, движущимся по монорельсу 3. Тяговое усилие каткам сообщается от двигателя бесконечной цепью 4 через звездочку приводной станции.

Ч
Рис. 3.2. Схемы поточно-транспортных систем
асто производственный процесс обслуживается группой конвейеров, объединенных общим технологическим циклом в единую поточно-транспортную систему (ПТС), например процесс смесеобразования в металлургическом производстве (рис. 3.2). В ПТС конвейеры могут образовывать несколько параллельных (конвейеры 2, 3, 6, 7 или 9, 10) или последовательных (3, 4 и 1) цепочек (рис. 3.2, а). При этом движение тянущих органов конвейеров должно быть строго согласованным. Нарушение условия согласованной работы, вызванное, например, остановкой одного из последовательно расположенных конвейеров, может привести к неправильному составу смеси, образованию завала и даже остановке всего производства. Чтобы избежать этого при пуске ПТС или ее остановке, включение двигателей конвейеров должно производиться в определенной последовательности. Так в схеме, представленной на рис. 4.2, а, первым должен включаться двигатель М1, а затем М4, М8, МЗ, М5, М2, М9, М10, М6, М7. Остановка ПТС без образования завала и сохранения постоянного содержания компонентов обеспечивается, если двигатели будут отключаться в последовательности: М3, М5, М2, М4, М9, М10, М8, М6, М7 и M1.

На трассах большой протяженности используются ПТС с последовательно расположенными конвейерами (рис. 3.2, б).

Асинхронные двигатели с к.з. ротором простейших одиночных конвейеров управляются при помощи магнитных пускателей или автоматами с максимальной и тепловой защитой от перегрузки. Для управления асинхронными двигателями с фазным ротором мощных одиночных конвейеров используют магнитные станции с электрической аппаратурой для защиты и автоматического пуска двигателя.

Наиболее сложны схемы управления конвейерами ПТС. При совместно работающих конвейерах должна предусматриваться блокировка, обеспечивающая пуск и остановку двигателей без возникновения завала транспортируемого груза. Запускают двигатели конвейеров в последовательности, обратной направлению движения груза, а остановку линии начинают отключением двигателя конвейера, с которого поступает груз на последующие конвейеры. Полная остановка линии может произойти и при одновременном отключений двигателей. По команде на остановку прекращается поступление груза на головной конвейер и по истечении времени, необходимого для прохождения грузом всей трассы линии, все двигатели автоматически отключаются. При остановке какого-либо конвейера двигатели всех конвейеров, подающих груз, на остановившийся конвейер, должны остановиться, а следующие за ним конвейеры могут продолжать работать.

Реле контроля скорости барабана натяжной станции контролирует исправное состояние тянущего элемента. В случае обрыва или соскальзывания ленты с ведущего барабана приводной станции реле контроля скорости дает команду на отключение двигателя. Контроль за нормальным движением груза осуществляется специальными датчиками, конструкция которых определяется видом транспортируемого материала. В случае возникновения завала датчики воздействуют сначала на цепи сигнализации, а затем на отключение двигателей.

Управление конвейерами ПТС может быть централизованным, тогда оно осуществляется дистанционно с диспетчерского пункта, и местным, — при выполнении наладочных работ или при ликвидации завала. При централизованном управлении изменение режима работы происходит по команде диспетчера, который воздействует на универсальный переключатель или кнопку диспетчерского пульта. Поступившая в схему команда отрабатывается автоматически при соблюдении всех требований технологического процесса.

Местное управление двигателем конвейера осуществляется при помощи кнопок «Пуск» и «Стоп», расположенных вдоль трассы конвейера. При местном управлении исключается соответствующей блокировкой централизованное управление, и наоборот.

Схемой управления группой конвейеров предусмотрена сигнализация. Звуковая сигнализация предупреждает обслуживающий персонал о предстоящем пуске. При аварийной остановке конвейера или возникновении завала диспетчер извещается сигналом звонка. На мнемонической схеме диспетчерского пункта управления световая сигнализация информирует о работе конвейеров и других механизмов, входящих в ПТС. Аварийная звуковая и световая сигнализации позволяют быстро обнаружить неисправность и исключить возникновение завала, который может привести к остановке всего производства.


^ Схема управления групповым электроприводом с одновременным пуском электродвигателей.

В конвейерных линиях небольшой производительности, когда возможные завалы не приводят к нарушению технического процесса производства и легко ликвидируются вручную, применяют простейшие схемы управления двигателями. На рис. 3.3 приведена схема управления двигателями линии, состоящей из трех конвейеров. В качестве приводных двигателей используют асинхронные с к.з. ротором двигатели. Включение двигателей осуществляется контакторами К1—К3. Последовательность включения двигателей, исключающая завал транспортируемого груза, обеспечивается включением катушек контакторов через главные контакты. К цепи питания катушка контактора предыдущего конвейера подключается через главный контакт контактора последующего конвейера. При воздействии на пусковую кнопку КнП включается К1 и запускает двигатель M1 левого конвейера. Через замкнувшийся силовой контакт KI образуется цепь питания катушки контактора К2, пускающего двигатель М2 среднего конвейера. Напряжение к двигателю М1 головного конвейера, который снабжает грузом второй и третий, подводится контактором КЗ, катушка которого может обтекаться током только при работающем М2. Чтобы остановить линию, достаточно воздействовать на одну из кнопок стоп КнС1-КнСЗ, расположенных па трассе и отключающих контактор K1. Остальные контакторы выключаются вслед за К1 силовыми контактами последующих контакторов.

Предусмотренная тепловая защита РТ1—РТ6 отключает перегруженный двигатель. При этом останавливается не только конвейер с перегруженным двигателем, но и предыдущие, с которых поступает транспортируемый груз. Последующие конвейеры при этом остаются работающими.

Схема обеспечивает световую сигнализацию, указывающую, в каком состоянии находятся двигатели: включенная зеленая лампа ЛС31—ЛСЗ3 указывает на отключенное состояние двигателя, красная ЛСК1—ЛСК3 — на рабочее состояние.




Рис. 3.3. Схема управления конвейерной линией


Лабораторная работа № 4 (2 час)

^ Изучение типовых схем управления электроприводами компрессорной установки

Цель работы: ознакомление с конструкцией воздуходувных машин для транспортировки воздуха и газов и получения сжатого воздуха, используемого в пневматических машинах; изучение схемы управления электроприводом компрессорной установки с параллельно работающими компрессорами.


^ Общие методические указания

В ряде отраслей промышленности широко применяют насосы, предназначенные для перемещения жидкостей, и воздуходувные машины транспортировки воздуха и газов и получения сжатого воздуха, используемого в пневматических машинах. Насосы и воздуходувные машины потребляют энергию от электропривода и сообщают ее жидкости или газу. Обычно процесс передачи энергии сопровождается повышением давления жидкости или газа за насосом или воздуходувной машиной.

По степени повышения давления воздуха или газа воздуходувные машины делят на вентиляторы, характеризующиеся отношением давлений (рвых, рвх — давление на выходе и входе машины, при котором воздух можно рассматривать как несжимаемую жидкость), и компрессоры, у которых 1,1.


^ Схема управления электроприводом компрессорной установки с параллельно работающими компрессорами.

Компрессорные установки небольшой производительности, потребители которых работают с переменным расходом сжатого воздуха, могут оборудоваться двумя параллельно включенными компрессорами. На рис. 4.1 приведена технологическая схема установки с компрессорами 2, 6, приводимыми в движение асинхронными к.з. двигателями 1 и 7.

Сжатый воздух от компрессоров по трубопроводу 4 через воздухосборник (ресивер) 8 поступает к потребителям по магистрали 9. Воздухосборник сглаживает пульсации подачи воздуха из компрессоров и поддерживает постоянным давление в питающей магистрали. Обратные клапаны 3 и 5 исключают работу одного компрессора на другой при разнице мгновенных значений давлений, создаваемых компрессорами. Для измерения давления и автоматического управления приводными двигателями компрессоров используют два электроконтактных манометра Мн1 и Мн2, подвижные контакты которых установлены на определенные верхние и нижние пределы давлений в воздухосборнике. При давлении, равном верхнему пределу, срабатывает контакт Мв1. Нижние пределы давления, при которых срабатывают контакты манометров, устанавливают различными. Давление, при котором замыкается контакт Мн1, несколько выше давления срабатывания контакта Мн2. Схемой управления компрессорной установкой предусмотрено отключение электродвигателей компрессоров при. повышении давления в воздухосборнике до верхнего предела, а при снижении давления до нижнего предела вначале включается один компрессор и, если после этого давление будет продолжать снижаться, вступает в действие второй.



Рис. 4.1. Технологическая схема компрессорной установки


Схема управления электроприводом компрессорной установки приведена на рис. 4.2. Двигатели M1 и М2 включаются в сеть контакторами К1, К2 через автоматы BA1, BA2, имеющие тепловую и максимальную защиту. Управление компрессорами может быть ручным и автоматическим. При ручном управлении двигатели включаются и отключаются универсальными переключателями ПУ1 и ПУ2, контакты которых введены в цепь катушек контакторов К1 и К2. При автоматическом управлении K1 и К2 включаются промежуточными реле Р1 и Р2. Если давление в магистрали равно верхнему пределу, оба двигателя отключены. При снижении давления до величины нижнего предела, измеряемого первым манометром, его контакт Мн1 (см. рис. 4.1) замкнется в цепи катушки реле P1, которое включит двигатель M1. (рис. 4.2). В результате работы компрессора давление будет расти. Однако реле Р1 останется включенным, так как цепь контакта Мн1 будет шунтирована размыкающим контактом реле отключения PО и замкнувшимся контактом реле P1 При повышении давления до верхнего предела замкнется контакт манометра Мв1, который включит реле РО, и через Р1 и К1 отключит двигатель первого компрессора.

Если же расход воздуха в магистрали окажется больше производительности первого компрессора, давление будет продолжать снижаться и при достижении нижнего (минимального) предела, измеряемого манометром Мн2, замкнется контакт Мн2, который через промежуточное реле Р3 включит контактор К2 двигателя второго компрессора. Оба компрессора будут работать, пока давление не достигнет верхнего предела, при котором контакт Мв1, замкнувшись, включит реле РО. Последнее через Р1, Р2 и контакторы К1, К2 отключит двигатели M1 и М2.

Схемой предусмотрена аварийная сигнализация. Если при двух работающих компрессорах давление в магистрали продолжает падать, то при замкнутом контакте МН2 останется включенным реле Р3. При этом загорится сигнальная лампа ЛС, а через время, определяемое выдержкой реле РВ, включится сирена Ср.




Рис. 4.2. Схема управления электроприводом компрессорной установки

Лабораторная работа № 5 (4 час)

ИЗУЧЕНИЕ РАЗОМКНУТЫХ схем управления электропривода

Цель работы: изучить электрические схемы, которые вырабатывают необходимые управляющее воздействия на двигатель, а также рассмотреть их техническую (аппаратную) реализацию.


^ Общие методические указания

К разомкнутым относятся схемы, в которых для управления электроприводами (ЭП) не используются обратные связи по его координатам или технологическим параметрам приводимых в движение рабочей машины или производственного механизма. Эти схемы, отличаясь простотой своей реализации, широко используются там, где не требуется высокое качество управления движением ЭП, в частности для пуска, реверса и торможения двигателей.

Разомкнутые схемы, осуществляя управление ЭП, обеспечивают и защиту ЭП, питающей сети и технологического оборудования при возникновении различных ненормальных режимов - коротких замыканий, перегрузке двигателей, исчезновении питающего напряжения или обрыве фазы питающей сети и т.д. Для этого они содержат соответствующие аппараты и устройства, находящиеся во взаимодействии с устройствами управления двигателями. В разомкнутых схемах управления главным образом используется релейно-контакторная аппаратура, в состав которой входят командные маломощные аппараты, силовые коммутационные аппараты с ручным и дистанционным управлением, реле управления и защиты.


^ Типовые узлы и схемы управления электроприводов с двигателями постоянного тока (ДПТ)

Управление пуском, реверсом и торможением ДПТ в большинстве случаев осуществляется в функции времени, скорости (ЭДС), тока или пути. Рассмотрим ряд типовых схем, с помощью которых реализуются указанные режимы.

^ Типовая схема пуска ДПТ с независимым возбуждением в функция времени. Эта схема содержит кнопки управления (рис. 5.1, а) SB1 (пуск) и SB2 (останов, стоп ДПТ), линейный контактор КМ1, обеспечивающий подключение ДПТ к сети, и контактор ускорения КМ2 для выключения (закорачивания) пускового резистора Rд. В качестве датчика времени в схеме использовано электромагнитное реле времена КТ. При подключении схемы к источнику питания происходит возбуждение ДПТ и срабатывает реле КТ, размыкая свой размыкающий контакт в цепи контактора КМ2 и подготавливая двигатель к пуску.



Рис. 5.1. Схема (а) пуска двигателя в функц