Circuiti di controllo del motore in funzione del tempo

Questo tipo di controllo viene utilizzato quando tutte le commutazioni nel circuito elettrico del motore elettrico avvengono in determinati momenti, ad esempio quando si automatizza il processo di avviamento dei motori elettrici senza monitorare la velocità o la corrente. La durata degli intervalli è determinata e può essere regolata dalle impostazioni del relè orario.

Il controllo del tempo ha ricevuto la massima diffusione nel settore grazie alla semplicità e all'affidabilità dei relè temporizzati elettromagnetici ed elettronici di produzione di massa.

Quindi, dalla fig. 1, a e b, si vede che chiudendo il contatto K del teleruttore di linea, l'intera resistenza del reostato viene inclusa nel circuito di armatura, pari a R1 + R2 + R3, e l'inclusione delle sezioni di resistenza iniziale può verificarsi in determinati intervalli di tempo t1, t2 e t3 a determinati regimi del motore n1, n2, n3 e quando la corrente di spunto scende al valore impostato I2. Gli intervalli di tempo sono scelti in modo tale che con ogni successivo cortocircuito della resistenza, la corrente del motore non superi l'I1 consentito.

Man mano che il motore accelera da n = 0 a n1, la corrente diminuisce a I2 come risultato di un aumento della forza elettromotrice posteriore. Dopo un intervallo di tempo t1, il contatto K1 si chiude, shunt resistenza R1, che porta ad una diminuzione della resistenza del reostato a R2 + R3, un nuovo aumento della corrente a I1, ecc. Al termine dell'avviamento, il motore accelera alla velocità nominale, il reostato di avviamento viene completamente rimosso.

Riso. 1. Circuiti di controllo del motore in funzione del tempo: a - reostato di avviamento del motore CC, b - diagramma di avviamento

Consideriamo alcuni circuiti di controllo motorio in funzione del tempo.

Nel controllo dipendente dal tempo di un motore a induzione con rotore avvolto (Fig. 2), il ritardo necessario per cortocircuitare i singoli gradini del reostato di avviamento è fornito da relè temporizzati a pendolo, il cui numero è uguale al numero di passi. Lo schema funziona come segue.

Riso. 2. Circuito di controllo in funzione del tempo di un motore asincrono a rotore avvolto

Quando fai clic su pulsante SB1 riceve alimentazione dalla bobina del contattore sulla linea KM, che collega lo statore del motore alla rete. Allo stesso tempo, il reostato di uscita è completamente introdotto. Insieme al contattore, viene attivato il relè temporale KT1, che dopo un certo intervallo di tempo chiude il contatto nel circuito della bobina del contattore KM1.

Il contattore aziona e chiude la prima sezione del reostato per avviare il rotore. Allo stesso tempo, si accende il relè temporale KT2, che chiude i suoi contatti con un ritardo e accende la bobina KM2 e il relè temporale KTZ. I contatti del teleruttore KM2 cortocircuitano il secondo stadio KM2 del reostato di avviamento.Inoltre, con un ritardo, viene attivato il contatto del relè KTZ, accendendo l'avvolgimento KMZ, che provoca un cortocircuito dell'ultimo stadio del reostato di avviamento KMZ, e il motore continua a funzionare in futuro, come con un rotore scoiattolo.

Il motore viene arrestato premendo il pulsante SB e, in caso di sovraccarico, il motore viene spento rilasciando l'interruttore QF. Questo disattiva il contattore di linea, il suo contatto ausiliario KM e tutti i contattori di accelerazione e i relè temporizzati non temporizzati. La catena è pronta per il ciclo successivo.

Per avviare il regime minimo di un motore a induzione con maggiore potenza con la commutazione dell'avvolgimento dello statore da una stella a un triangolo, è possibile utilizzare lo schema di Fig. 3. La commutazione in questo circuito avviene automaticamente in funzione del tempo Premendo il pulsante SB2, l'avvolgimento dello statore viene collegato alla rete tramite il contattore KM. Allo stesso tempo, il relè temporale KT e la bobina KY sono collegati alla rete, che collega l'avvolgimento dello statore a una stella mediante tre contatti nel circuito di potenza.

Riso. 3. Circuito di controllo in funzione del tempo di un motore asincrono passando da Y a Δ

Il motore si avvia e accelera a tensione ridotta. Dopo un intervallo di tempo prestabilito, il relè KT spegne il contattore KY e accende la bobina del contattore KΔ che collega l'avvolgimento dello statore al triangolo. Essendo presente un contatto ausiliario KY nel circuito della bobina K∆, la chiusura del contattore K∆ non può avvenire prima della chiusura del contattore KMY.

L'avviamento graduale dei motori a induzione a più velocità è più economico e viene effettuato in funzione del tempo.Consideriamo un esempio di avvio graduale di un motore a due velocità con un singolo avvolgimento (Fig. 4). L'avvolgimento dello statore va da triangolo a doppia stella a doppia velocità.

Riso. 4. Circuito di controllo in funzione del tempo di avviamento del passo del motore asincrono

Il motore viene inserito dal contattore KM al primo stadio di velocità e dai contattori KM2 e KM1 al secondo. Per accendere il motore alla prima velocità, premendo il pulsante SB2 si accende la bobina del contattore KM e i suoi contatti di potenza KM nel circuito principale. L'avvolgimento dello statore collegato a triangolo è collegato alla rete. La bobina del relè temporale KT è eccitata e il suo contatto di chiusura (nel circuito della bobina KM) è chiuso.

Un avvio graduale del motore alla seconda velocità di rotazione viene effettuato utilizzando un relè intermedio K, il cui circuito è chiuso dal pulsante di avvio SB3. I contatti di chiusura K bypassano i due pulsanti di marcia e il contatto di apertura K diseccita il relè orario KT. Il contatto di chiusura KT nel circuito della bobina KM si spegne con un ritardo di ritorno, per cui la bobina KM nel primo periodo di avviamento risulta chiusa e il motore si accende alla prima velocità.

Il contatto del blocco KM nel circuito della bobina KM2 e KM1 si apre. Queste bobine sono inoltre scollegate dal contatto aperto KT, che è ritardato al rientro. Dopo un certo periodo di tempo, il contatto di chiusura KT spegnerà la bobina KM e il suo contatto di apertura accenderà le bobine dei contattori della seconda velocità di rotazione KM1 e KM2. I loro contatti principali nel circuito di alimentazione commutano l'avvolgimento dello statore in doppia stella e lo collegano alla rete.

Pertanto, il motore prima accelera in prima marcia e poi passa automaticamente in seconda marcia. Si noti che il collegamento preliminare dell'avvolgimento dello statore a una doppia stella e la sua successiva inclusione nella rete viene effettuato prima accendendo due contatti di chiusura dell'alimentazione KM2, quindi tre contatti principali di chiusura KM1. Tale sequenza di commutazione è ottenuta dal fatto che la bobina KM1 è collegata alla tensione attraverso il contatto del blocco di chiusura KM2. Il motore viene arrestato premendo il pulsante «Stop», contrassegnato sullo schema con la lettera SB1.

Nella fig. 5 mostra un diagramma dell'avvio automatico di un motore CC ad eccitazione parallela in funzione del tempo. Chiudendo l'interruttore QF, il motore è pronto per l'avviamento. La corrente scorre attraverso il circuito costituito dall'avvolgimento del relè temporale KT1, l'armatura del motore M e due stadi del reostato di avviamento R1 + R2.

Riso. 5. Circuito di controllo in funzione del tempo di un motore DC eccitato

A causa dell'elevata resistenza della bobina del relè KT1, la corrente in questo circuito è molto piccola e non ha alcun effetto sul motore, ma il relè stesso viene attivato e il suo contatto aperto nel circuito del contattore KM1 si apre. Nella bobina del secondo relè temporale KT2, collegata in parallelo alla resistenza R1, si dirama una corrente così piccola da non poter essere accesa. Si accende anche l'avvolgimento di campo LM del motore.

Il motore viene avviato premendo il pulsante SB2, contemporaneamente viene attivato il contattore KM e il suo contatto nel circuito dell'indotto del motore. La grande corrente di avviamento è limitata da due stadi del reostato R1 e R2.Parte di questa corrente viene diramata nella bobina del relè KT2 e quando azionato apre il suo contatto KT2 nel circuito del contattore KM2. Contemporaneamente alla chiusura del circuito di armatura M, il contatto di lavoro del contattore KM cortocircuita la bobina del relè KT1.

Dopo un certo intervallo di tempo quando il relè ritorna, KT1 chiuderà il suo contatto KT1 nel circuito del contattore KM1. Questo contattore con il suo contatto di lavoro KM1 cortocircuiterà il primo stadio R1 del reostato di avviamento e l'avvolgimento del relè temporale KT2. Con un ritardo di ritorno, i suoi contatti di lavoro KT2 attiveranno il contattore KM2, che con i suoi contatti di lavoro KM2 cortocircuiterà il secondo stadio R2 del reostato di avviamento. Questo completa l'avviamento del motore.

Quando viene premuto il pulsante SB1, il contattore KM scatterà e scollegherà il suo contatto principale nel circuito dell'indotto. L'armatura rimane eccitata, ma si scopre che è collegata in serie con la bobina del relè KT1, a causa della quale scorre una piccola corrente. Il relè KT1 funzionerà, aprirà il suo contatto nel circuito dei contattori KM1 e KM2, si spegneranno e apriranno i loro contatti, cortocircuiteranno le resistenze R1 e R2. Il motore si fermerà, ma il suo avvolgimento di campo rimane collegato alla rete e quindi il motore è pronto per il prossimo avviamento. L'arresto completo del motore viene effettuato spegnendo l'interruttore di ingresso automatico BB.

Anche la frenatura dinamica dei motori viene eseguita in funzione del tempo. Per la frenatura dinamica, ad esempio, un motore a induzione, l'avvolgimento dello statore è scollegato dalla rete di corrente alternata e, secondo uno degli schemi riportati nella tabella 1, è collegato a una sorgente di corrente continua.Nell'industria forestale e della lavorazione del legno, la corrente continua è ottenuta da speciali raddrizzatori a semiconduttore. In questo caso, non è necessaria una fonte speciale di corrente continua.

Quando l'avvolgimento dello statore viene acceso secondo uno degli schemi (vedi Tabella 1), viene creato un campo magnetico stazionario nell'avvolgimento al raddrizzatore. In un campo stazionario, il rotore del motore continua a ruotare per inerzia. In questo caso, nel rotore del motore verranno creati un EMF e una corrente alternati, che ecciteranno un campo magnetico alternato. Il campo magnetico variabile del rotore quando interagisce con il campo stazionario dello statore crea una coppia frenante. In questo caso, l'energia cinetica accumulata dal rotore e dall'azionamento viene convertita in energia elettrica nei circuiti del rotore e quest'ultima in calore.

L'energia termica viene dissipata dal circuito del rotore all'ambiente. Il calore generato nel rotore riscalderà il motore. La quantità di calore rilasciato dipende dalla corrente nell'avvolgimento dello statore quando viene alimentato con corrente continua. A seconda dello schema adottato per l'accensione dell'avvolgimento dello statore quando viene alimentato con corrente continua, il rapporto tra corrente e corrente di fase dello statore sarà diverso. I rapporti di queste correnti per vari schemi di commutazione sono mostrati in una tabella. 1

Il circuito di frenatura dinamica di un motore asincrono è mostrato in fig. 6.

Riso. 6. Schema di frenatura dinamica di un motore asincrono

Premendo il pulsante di marcia SB1 il teleruttore di linea KM accende il motore alla rete AC, il suo contatto di blocco in chiusura commuta in autoalimentazione la bobina KM.L'apertura del contatto KM disinserisce il circuito di alimentazione del contattore del freno KM1 e del relè a tempo KT. Quando si preme il pulsante SB, il contattore della linea KM viene diseccitato e il circuito della bobina del contattore KM1 viene eccitato.

Il contattore KM1 include i suoi contatti KM1 nel circuito del trasformatore T e del raddrizzatore V, per cui l'avvolgimento dello statore verrà alimentato con corrente continua. Per impedire la commutazione indipendente casuale del contattore di linea, il contatto di apertura del blocco KM1 è collegato in serie alla sua bobina KM. Contemporaneamente al contattore del freno, viene attivato il relè a tempo KT, che è configurato in modo che il suo contatto aperto KT spegnere la bobina KM1 e il temporizzatore dopo un certo intervallo di tempo. La taratura del temporizzatore KT è scelta in modo che il tempo di attuazione del relè tkt sia pari alla somma del tempo di decelerazione del motore tT e del corretto tempo di intervento del contattore KM1.