Электроника:Цифровая электроника/Релейная логика/Схемы управления двигателем

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Схемы управления двигателем[1]

Блокирующие контакты, установленные в схеме управления двигателем из предыдущего раздела, работают нормально, но двигатель будет работать только до тех пор, пока каждый кнопочный переключатель удерживается нажатым.

Если бы мы хотели, чтобы двигатель работал даже после того, как оператор убирает руку с переключателя(-ей) управления, мы могли бы изменить схему двумя разными способами: или заменить кнопочные переключатели тумблерами, или добавить ещё немного релейной логики для «фиксации» цепи управления при однократном единовременном срабатывании любого переключателя.

Давайте посмотрим, как реализуется второй подход, поскольку он широко используется в промышленности:

Рис. 1. Система управления с кнопками «Вперёд» и «Назад», разовое нажатие на которые запускает прямой/обратный ход двигателя.
Рис. 1. Система управления с кнопками «Вперёд» и «Назад», разовое нажатие на которые запускает прямой/обратный ход двигателя.

Когда нажимается кнопка «Вперед», M1 активируется, замыкая нормально разомкнутый вспомогательный контакт параллельно этому переключателю.

Когда кнопка отпущена, замкнутый вспомогательный контакт M1 будет поддерживать ток в катушке M1, таким образом заблокировав цепь «вперёд» в состоянии «включено».

То же самое произойдёт при нажатии кнопки «Назад». Эти параллельные вспомогательные контакты иногда называют запечатывающими контактами, причем термин «запечатывание» означает, по сути, то же самое, что и слово «защёлкивание».

Однако возникает новая проблема: как остановить двигатель!? Поскольку схема работает прямо сейчас, двигатель будет вращаться либо вперёд, либо назад после нажатия соответствующего кнопочного переключателя и будет продолжать работать, пока есть питание.

Чтобы остановить любую из этих двух цепей («вперёд» или «назад»), нам нужно дать оператору возможность отключить питание контакторов двигателя. Мы назовём этот новый переключатель «Стоп»:

Рис. 2. В систему управления добавляем переключатель «Стоп», для остановки прямого или обратного хода двигателя.
Рис. 2. В систему управления добавляем переключатель «Стоп», для остановки прямого или обратного хода двигателя.

Теперь, если цепи прямого или обратного хода зафиксированы, их можно «разблокировать» разовым нажатием кнопки «Стоп», которая размыкает цепь прямого (или обратного) хода, обесточивая контактор, находящийся под напряжением и возвращая запечатанный контакт в его нормальное (открытое) состояние.

Переключатель «Стоп», имеющий нормально замкнутые контакты, при отпускании подаёт питание на цепь либо прямого, либо обратного хода.

Всё, вроде бы, идёт как надо. Однако давайте рассмотрим ещё один практический аспект нашей схемы управления двигателем, прежде чем перестанем вносить в неё улучшения. Если наш гипотетический двигатель повернул механическую нагрузку с большим импульсом, такую как большой воздушный вентилятор, двигатель мог бы продолжать двигаться по инерции в течение значительного времени после нажатия кнопки останова.

Это может быть проблематично, если оператор попытается изменить направление вращения двигателя, не дожидаясь остановки вращения вентилятора.

Если бы вентилятор продолжал двигаться по инерции и была нажата кнопка «Назад», двигателю было бы трудно преодолеть инерцию большого вентилятора в его попытках вращаться в обратном направлении, потребляя чрезмерный ток и потенциально сокращая срок службы двигателя, приводного механизма и вентилятора.

Было бы желательно, чтобы в этой системе управления двигателем была какая-то функция задержки по времени, чтобы предотвратить такой преждевременный запуск.

Начнем с добавления пары катушек реле с задержкой времени, по одной параллельно каждой катушке контактора двигателя.

Если мы используем контакты, которые задерживают возврат в нормальное состояние, эти реле сохраняют «память» о том, в каком направлении двигатель последний раз был запитан.

Что мы хотим, чтобы каждый контакт с временной задержкой делал, так это размыкал подножие пускового выключателя цепи противоположного вращения на несколько секунд, пока вентилятор останавливается.

Рис. 3. Добавляем реле с задержкой времени.
Рис. 3. Добавляем реле с задержкой времени.

Если двигатель вращался в прямом направлении, то и M1, и TD1 будут запитаны.

В этом случае нормально замкнутый по времени контакт TD1 между проводами 8 и 5 немедленно размыкается в момент подачи питания на TD1.

Когда кнопка останова нажата, контакт TD1 ожидает в течение определённого времени, прежде чем вернуться в свое нормально замкнутое состояние, таким образом, удерживая цепь с кнопкой реверса разомкнутой в течение этого времени, так что M2 не может быть запитан.

По истечении времени контакт TD1 замыкается, и цепь позволяет подавать питание на M2, если нажата кнопка «Назад».

Точно так же TD2 не позволит кнопке «Вперёд» активировать M1 до тех пор, пока не будет обесточена заданная временна́я задержка после M2 (и TD2).

Кто повнимательнее, тот заметит, что функции временной блокировки TD1 и TD2 делают контакты M1 и M2 дублирующими. Мы можем избавиться от вспомогательных контактов M1 и M2 для блокировок и просто использовать контакты TD1 и TD2, поскольку они немедленно размыкаются, когда их соответствующие катушки реле находятся под напряжением, таким образом «блокируя» один контактор, если другой находится под напряжением.

Каждое реле задержки времени служит двойной цели: предотвращение включения другого контактора во время работы двигателя и предотвращение включения того же контактора в течение заданного времени после отключения двигателя.

Полученная схема имеет то преимущество, что она проще, чем в предыдущем примере:

Рис. 4. Сокращаем схему – убираем «дублирующие» контакты M1 и M2.
Рис. 4. Сокращаем схему – убираем «дублирующие» контакты M1 и M2.

Итог

  • Катушки контактора двигателя («стартера») обычно обозначаются буквой «M» на схемах лестничной логики.
  • Непрерывная работа двигателя с мгновенным переключателем «Запуск» возможна, если нормально разомкнутый «запечатывающий» контакт контактора подключён параллельно пусковому переключателю, так что после подачи питания на контактор он поддерживает питание и сохраняет себя в «защёлкнутом» состоянии.
  • Реле с задержкой времени обычно используются в больших цепях управления двигателем, чтобы предотвратить запуск двигателя (или его реверсирование) до тех пор, пока не пройдёт определённое время с момента запуска.

См.также

Внешние ссылки