डीसी मोटर्स सुरू आणि थांबवण्यासाठी स्वयंचलित नियंत्रण सर्किट

कोणतेही इंजिन सुरू करताना पॉवर सर्किट आणि कंट्रोल सर्किटमधील काही विशिष्ट स्विचेस असतात. या प्रकरणात, रिले-संपर्क आणि गैर-संपर्क साधने वापरली जातात. डीसी मोटर्स मर्यादित करण्यासाठी सुरू होणारे प्रवाह मोटर्सच्या रोटर आणि आर्मेचर सर्किटमध्ये स्टार्टिंग रेझिस्टर समाविष्ट केले जातात, जेव्हा मोटर्सला पायऱ्यांमध्ये गती दिली जाते तेव्हा ते बंद केले जातात. स्टार्टअप पूर्ण झाल्यावर, स्टार्टअप प्रतिरोधक पूर्णपणे बायपास केले जातात.

मोटर्सची ब्रेकिंग प्रक्रिया देखील स्वयंचलित असू शकते. स्टॉप कमांडनंतर, रिले-संपर्क उपकरणांच्या मदतीने, पॉवर सर्किट्समध्ये आवश्यक स्विच केले जातात. शून्याच्या जवळ वेग गाठताना, मोटर नेटवर्कवरून डिस्कनेक्ट होते. स्टार्टअप दरम्यान, पायऱ्या नियमित अंतराने किंवा इतर पॅरामीटर्सवर अवलंबून बंद केल्या जातात. यामुळे मोटरचा प्रवाह आणि वेग बदलतो.

मोटर प्रारंभ नियंत्रण EMF (किंवा वेग), वर्तमान, वेळ आणि मार्गाचे कार्य म्हणून केले जाते.

डीसी मोटर्स सुरू करण्याच्या स्वयंचलित नियंत्रणासाठी ठराविक सबसॅम्बली आणि सर्किट्स

समांतर किंवा स्वतंत्र उत्तेजनासह डीसी मोटर सुरू करणे आर्मेचर सर्किटमध्ये सुरू केलेल्या रेझिस्टरसह केले जाते. इनरश करंट मर्यादित करण्यासाठी रेझिस्टर आवश्यक आहे. मोटार वेग वाढवताना, प्रारंभ होणारा रेझिस्टर स्टेप केला जातो. जेव्हा प्रारंभ पूर्ण होईल, तेव्हा प्रतिरोधक पूर्णपणे बायपास केला जाईल आणि मोटर त्याच्या नैसर्गिक यांत्रिक वैशिष्ट्यांकडे परत येईल (चित्र 1). स्टार्टअपवर, इंजिन कृत्रिम वैशिष्ट्य 1, नंतर 2, आणि रेझिस्टर हाताळल्यानंतर - नैसर्गिक वैशिष्ट्य 3 नुसार वेग वाढवते.

तांदूळ. 1. समांतर उत्तेजनासह डीसी मोटरची यांत्रिक आणि इलेक्ट्रोमेकॅनिकल वैशिष्ट्ये (ω — रोटेशनचा कोनीय वेग; I1 M1 — मोटरचा पीक करंट आणि टॉर्क; I2 M2 — वर्तमान आणि स्विचिंग क्षण)

ईएमएफ फंक्शन (चित्र 2) मधील डीसी मोटर (डीसीएम) च्या प्रारंभिक सर्किट नोडचा विचार करा.

तांदूळ. 2. ईएमएफ फंक्शनमधील समांतर उत्तेजनाच्या डीसीटीचा प्रारंभिक सर्किट नोड

EMF (किंवा वेग) फंक्शन रिले, व्होल्टेज आणि कॉन्टॅक्टर्सद्वारे नियंत्रित केले जाते. व्होल्टेज रिले वेगवेगळ्या आर्मेचर ईएमएफ मूल्यांवर ऑपरेट करण्यासाठी कॉन्फिगर केले जातात. कॉन्टॅक्टर केएम 1 चालू असताना, केव्ही रिलेचे व्होल्टेज सुरू होण्याच्या वेळी ऑपरेशनसाठी पुरेसे नसते. जेव्हा मोटर वेग वाढवते (मोटर ईएमएफच्या वाढीमुळे), KV1 रिले सक्रिय होते, नंतर KV2 (रिले सक्रियकरण व्होल्टेजमध्ये संबंधित मूल्ये असतात); त्यामध्ये KM2, KMZ प्रवेगक कॉन्टॅक्टर्सचा समावेश होतो आणि आर्मेचर सर्किटमधील रेझिस्टर बंद केले जातात (आकृतीमध्ये कॉन्टॅक्टर स्विचिंग सर्किट्स दाखवलेले नाहीत; एलएम हे एक्सिटेशन वाइंडिंग आहे).

EMF फंक्शन (Fig. 3) मध्ये डीसी मोटर सुरू करण्याची योजना पाहू. मोटरचा कोनीय वेग अनेकदा अप्रत्यक्षपणे निश्चित केला जातो, म्हणजे.गतीशी संबंधित प्रमाण मोजणे. डीसी मोटरसाठी, असे मूल्य EMF आहे. प्रारंभ खालीलप्रमाणे चालते. QF सर्किट ब्रेकर चालू होते, मोटर फील्ड वीज पुरवठ्याशी जोडलेले आहे. KA रिले त्याचा संपर्क सक्रिय करतो आणि बंद करतो.

सर्किटची उर्वरित उपकरणे त्यांच्या मूळ स्थितीत राहतात. इंजिन सुरू करण्यासाठी, आपल्याला आवश्यक आहे बटण दाबा SB1 «प्रारंभ», ज्यानंतर संपर्ककर्ता KM1 सक्रिय केला जातो आणि मोटरला उर्जा स्त्रोताशी जोडतो. कॉन्टॅक्टर KM1 स्वयं-शक्ती आहे. डीसी मोटर मोटर आर्मेचर सर्किट रेझिस्टर R सह प्रवेगक आहे.

मोटरचा वेग जसजसा वाढतो, तसतसा त्याचा ईएमएफ आणि रिले KV1 आणि KV2 च्या कॉइलमधील व्होल्टेज वाढतो. गती ω1 (चित्र 1 पहा.) रिले KV1 सक्रिय आहे. तो कॉन्टॅक्टर सर्किट KM2 मध्ये त्याचा संपर्क बंद करतो, जो त्याच्या संपर्कासह सुरुवातीच्या रेझिस्टरच्या पहिल्या टप्प्याला ट्रिप करतो आणि शॉर्ट-सर्किट करतो. वेगाने ω2 रिले KV2 ऊर्जावान आहे. त्याच्या संपर्कासह, ते केएमझेड कॉन्टॅक्टरचे पुरवठा सर्किट बंद करते, जे, संपर्कासह, सक्रिय केल्यावर, प्रारंभिक रेझिस्टरच्या दुसर्या प्रारंभिक टप्प्याला शॉर्ट-सर्किट करते. इंजिन त्याच्या नैसर्गिक यांत्रिक वैशिष्ट्यांपर्यंत पोहोचते आणि टेकऑफ बंद करते.

तांदूळ. 3. ईएमएफ फंक्शनमध्ये समांतर उत्तेजनाचे डीसीटी सुरू करण्याचे योजनाबद्ध

सर्किटच्या योग्य ऑपरेशनसाठी, स्पीड ω1 शी संबंधित ईएमएफवर ऑपरेट करण्यासाठी व्होल्टेज रिले KV1 सेट करणे आवश्यक आहे आणि रिले KV2 ω2 वेगाने ऑपरेट करणे आवश्यक आहे.

इंजिन थांबवण्यासाठी, Stop बटण SB2 दाबा. इलेक्ट्रिकल सर्किट डिस्कनेक्ट करण्यासाठी, QF सर्किट ब्रेकर उघडा.

वर्तमान कार्य वर्तमान रिलेद्वारे नियंत्रित केले जाते. फ्लक्स फंक्शनमध्ये डीसी मोटर स्टार्टर सर्किट नोडचा विचार करा. अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या चित्रात.4, ओव्हरकरंट रिले वापरले जातात, जे इनरश करंट I1 वर उचलतात आणि किमान वर्तमान I2 वर सोडतात (चित्र 1 पहा). वर्तमान रिलेचा अंतर्गत प्रतिसाद वेळ संपर्ककर्त्याच्या प्रतिसाद वेळेपेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे.

तांदूळ. 4. समांतर उत्तेजित डीसीटीचा प्रारंभिक सर्किट नोड वर्तमानावर अवलंबून आहे

आर्मेचर सर्किटमध्ये पूर्णपणे घातल्या गेलेल्या रेझिस्टरसह मोटर प्रवेग सुरू होतो. जसजसे इंजिन वेगवान होते, विद्युत् प्रवाह कमी होतो, वर्तमान I2 सह, रिले KA1 अदृश्य होते आणि त्याच्या संपर्कासह संपर्ककर्ता KM2 चे पुरवठा सर्किट बंद होते, जे त्याच्या संपर्कासह प्रारंभ होणार्‍या रेझिस्टरच्या पहिल्या संपर्कास बायपास करते. त्याचप्रमाणे, रेझिस्टरचा दुसरा प्रारंभिक टप्पा शॉर्ट-सर्किट आहे (रिले KA2, कॉन्टॅक्टर केएमझेड). कॉन्टॅक्टर पॉवर सर्किट्स आकृतीमध्ये दर्शविलेले नाहीत. मोटर सुरू करण्याच्या शेवटी, आर्मेचर सर्किटमधील रेझिस्टर ब्रिज केले जाईल.

फ्लक्स फंक्शन म्हणून डीसी मोटर सुरू करण्यासाठी सर्किटचा विचार करा (चित्र 5). रेझिस्टर स्टेप्सचे रेझिस्टन्स निवडले जातात जेणेकरून ज्या क्षणी मोटर चालू केली जाते आणि पायऱ्या बंद केल्या जातात त्या क्षणी, आर्मेचर सर्किटमधील वर्तमान I1 आणि क्षण M1 अनुमत पातळीपेक्षा जास्त होणार नाही.

डीसी मोटर सुरू करत आहे QF सर्किट ब्रेकर चालू करून आणि «Start» बटण SB1 दाबून केले जाते. या प्रकरणात, संपर्ककर्ता KM1 सक्रिय केला जातो आणि त्याचे संपर्क बंद करतो. इनरश करंट I1 मोटरच्या पॉवर सर्किटमधून जातो, ज्याच्या प्रभावाखाली ओव्हरकरंट रिले KA1 सक्रिय होतो. त्याचा संपर्क उघडतो आणि संपर्ककर्ता KM2 ला पॉवर मिळत नाही.

तांदूळ. 5. समांतर उत्तेजनाची योजनाबद्ध DCT स्टार्ट-अप करंटचे कार्य म्हणून

जेव्हा विद्युत् प्रवाह किमान मूल्य I2 पर्यंत खाली येतो, तेव्हा ओव्हरकरंट रिले KA1 खाली येतो आणि त्याचा संपर्क बंद करतो.कॉन्टॅक्टर KM2 सक्रिय केला जातो आणि त्याच्या मुख्य संपर्काद्वारे स्टार्टिंग रेझिस्टरचा पहिला विभाग आणि KA1 रिले बंद करतो. स्विच करताना, वर्तमान मूल्य I1 पर्यंत वाढते.

जेव्हा विद्युतप्रवाह पुन्हा I1 च्या मूल्यापर्यंत वाढतो, तेव्हा संपर्ककर्ता KM1 चालू होत नाही, कारण त्याची कॉइल संपर्क KM2 द्वारे बायपास केली जाते. वर्तमान I1 च्या प्रभावाखाली, रिले KA2 सक्रिय केला जातो आणि त्याचा संपर्क उघडतो. जेव्हा प्रवेग प्रक्रियेत विद्युत् प्रवाह पुन्हा I2 च्या मूल्यापर्यंत खाली येतो, तेव्हा रिले KA2 कमी होतो आणि संपर्ककर्ता KMZ चालू होतो. प्रारंभ पूर्ण झाला आहे, इंजिन त्याच्या नैसर्गिक यांत्रिक वैशिष्ट्यांसह कार्य करते.

सर्किटच्या योग्य कार्यासाठी, रिले KA1 आणि KA2 चा प्रतिसाद वेळ संपर्ककर्त्यांच्या प्रतिसाद वेळेपेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. मोटार थांबवण्यासाठी, «Stop» बटण SB2 दाबा आणि सर्किट डिस्कनेक्ट करण्यासाठी QF सर्किट ब्रेकर बंद करा.

टाइम रिले आणि संबंधित कॉन्टॅक्टर्सचा वापर करून वेळ नियंत्रण पूर्ण केले जाते जे त्यांच्या संपर्कांसह रेझिस्टरच्या टप्प्यांना शॉर्ट सर्किट करतात.

सुरुवातीच्या सर्किट नोड डीसी मोटरला वेळेचे कार्य म्हणून विचारात घ्या (चित्र 6). जेव्हा सुरुवातीच्या संपर्क KM1 द्वारे कंट्रोल सर्किटमध्ये व्होल्टेज दिसून येते तेव्हा टाइम रिले केटी लगेच सक्रिय होते. संपर्क KM1 उघडल्यानंतर, टाइम रिले KT त्याचा वीज पुरवठा गमावतो आणि वेळेच्या विलंबाने त्याचा संपर्क बंद करतो. टाइम रिलेच्या वेळेच्या विलंबाच्या समान कालावधीनंतर कॉन्टॅक्टर KM2 पॉवर प्राप्त करतो, त्याचा संपर्क बंद करतो आणि आर्मेचर सर्किटमधील प्रतिकार कमी करतो.

तांदूळ. 6. वेळेचे कार्य म्हणून समांतर उत्तेजनाचा DCT प्रारंभ होणारा सर्किट नोड

वेळेच्या कार्यामध्ये नियंत्रणाच्या फायद्यांमध्ये नियंत्रण सुलभता, प्रवेग आणि मंदावण्याच्या प्रक्रियेची स्थिरता, मध्यवर्ती वेगाने इलेक्ट्रिक ड्राइव्हला विलंब न होणे यांचा समावेश आहे.

वेळेचे कार्य म्हणून डीसी मोटर समांतर उत्तेजना सुरू करण्यासाठी सर्किटचा विचार करा. अंजीर मध्ये. 7 एक अपरिवर्तनीय प्रारंभ DC समांतर उत्तेजना मोटरचा आकृती दर्शवितो. प्रक्षेपण दोन टप्प्यात होते. सर्किट बटणे वापरते SB1 «प्रारंभ» आणि SB2 «थांबा», contactors KM1 ... KMZ, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेळ रिले KT1, KT2. QF ब्रेकर चालू होतो. या प्रकरणात, टाइम रिले केटी 1 च्या कॉइलला पॉवर प्राप्त होते आणि कॉन्टॅक्टर केएम 2 च्या सर्किटमध्ये त्याचा संपर्क उघडतो. "प्रारंभ" बटण SB1 दाबून इंजिन सुरू होते. कॉन्टॅक्टर केएम 1 पॉवर प्राप्त करतो आणि त्याच्या मुख्य संपर्कासह मोटरला आर्मेचर सर्किटमधील रेझिस्टरसह उर्जा स्त्रोताशी जोडतो.

तांदूळ. 7. वेळेचे कार्य म्हणून डीसी मोटरच्या अपरिवर्तनीय प्रारंभाची योजनाबद्ध

अंडरकरंट रिले केए मोटरला उत्तेजना सर्किटच्या व्यत्ययापासून संरक्षण करण्यासाठी कार्य करते. सामान्य ऑपरेशन दरम्यान, केए रिले सक्रिय होतो आणि KM1 कॉन्टॅक्टर सर्किटमधील त्याचा संपर्क बंद होतो, ऑपरेशनसाठी KM1 कॉन्टॅक्टर तयार करतो. जेव्हा उत्तेजना सर्किट तुटते, तेव्हा केए रिले बंद होते, त्याचा संपर्क उघडतो, नंतर केएम 1 संपर्ककर्ता बंद होतो आणि इंजिन थांबते. जेव्हा संपर्ककर्ता KM1 कार्यान्वित होतो, तेव्हा त्याचा ब्लॉकिंग संपर्क बंद होतो आणि रिले सर्किट KT1 मधील संपर्क KM1 उघडतो, जो वेळेच्या विलंबाने त्याचा संपर्क बंद करतो आणि बंद करतो.

रिले KT1 च्या वेळेच्या विलंबाच्या समान कालावधीनंतर, प्रवेगक कॉन्टॅक्टर केएम 2 चे पुरवठा सर्किट बंद होते, जे ट्रिगर होते आणि त्याच्या मुख्य संपर्क शॉर्ट-सर्किटसह प्रारंभिक रेझिस्टरचा एक टप्पा असतो. त्याच वेळी, वेळ रिले KT2 ऊर्जावान आहे. इंजिनचा वेग वाढतो. KT2 रिलेच्या विलंबाच्या समान कालावधीनंतर, KT2 संपर्क बंद होतो, KMZ प्रवेग संपर्ककर्ता सक्रिय केला जातो आणि त्याच्या मुख्य संपर्क संपर्कांसह आर्मेचर सर्किटमधील प्रारंभ रोधकाचा दुसरा टप्पा असतो. प्रारंभ पूर्ण झाला आणि इंजिन त्याच्या नैसर्गिक यांत्रिक वैशिष्ट्यांकडे परत येते.

ठराविक डीसी ब्रेक कंट्रोल सर्किट युनिट्स

डीसी मोटर ऑटोमॅटिक कंट्रोल सिस्टम डायनॅमिक ब्रेकिंग, विरुद्ध ब्रेकिंग आणि रिजनरेटिव्ह ब्रेकिंग वापरतात.

डायनॅमिक ब्रेकिंगमध्ये, मोटारचे आर्मेचर विंडिंग अतिरिक्त प्रतिकार करण्यासाठी बंद करणे आणि उत्तेजना विंडिंगला उर्जावान सोडणे आवश्यक आहे. हे ब्रेकिंग वेगाचे कार्य आणि वेळेचे कार्य म्हणून केले जाऊ शकते.

डायनॅमिक ब्रेकिंग दरम्यान गतीचे कार्य (EMF) म्हणून नियंत्रण अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या योजनेनुसार केले जाऊ शकते. 8. KM1 कॉन्टॅक्टर बंद केल्यावर, मोटर आर्मेचर मेनपासून डिस्कनेक्ट केले जाते, परंतु डिस्कनेक्शनच्या क्षणी त्याच्या टर्मिनल्सवर व्होल्टेज असते. व्होल्टेज रिले केव्ही कॉन्टॅक्टर केएम 2 च्या सर्किटमध्ये त्याचा संपर्क चालवते आणि बंद करते, जे त्याच्या संपर्कासह मोटरचे आर्मेचर रेझिस्टर आरला बंद करते.

शून्याच्या जवळ वेगाने, केव्ही रिले शक्ती गमावते. किमान वेगापासून पूर्णविरामापर्यंत पुढील घसरण स्थिरतेच्या प्रतिकाराच्या कृती अंतर्गत होते.ब्रेकिंगची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी, ब्रेकिंगचे दोन किंवा तीन टप्पे लागू केले जाऊ शकतात.

तांदूळ. 8. ईएमएफ फंक्शनमध्ये डायनॅमिक ब्रेकिंगच्या स्वयंचलित नियंत्रणासाठी सर्किटचे नोड: a — पॉवर सर्किट; b - नियंत्रण सर्किट

वेळेचे कार्य म्हणून डायनॅमिक ब्रेकिंग स्थिर मोटर स्वतंत्र उत्तेजना अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या योजनेनुसार चालते. नऊ

तांदूळ. 9. वेळेचे कार्य म्हणून स्वतंत्र उत्तेजनाच्या DCT डायनॅमिक ब्रेकिंग सर्किटचे नोड

इंजिन चालू असताना, वेळ रिले केटी चालू आहे, परंतु ब्रेक कॉन्टॅक्टर केएम 2 चे सर्किट उघडे आहे. थांबण्यासाठी, तुम्ही "थांबा" बटण SB2 दाबा. कॉन्टॅक्टर केएम 1 आणि टाइम रिले केटी पॉवर गमावते; कॉन्टॅक्टर KM2 सक्रिय झाला आहे कारण कॉन्टॅक्टर KM2 च्या सर्किटमधील कॉन्टॅक्ट KM1 बंद होतो आणि टाइम रिले KT चा संपर्क वेळेच्या विलंबाने उघडतो.

टाइम रिलेच्या वेळेसाठी, संपर्ककर्ता KM2 पॉवर प्राप्त करतो, त्याचा संपर्क बंद करतो आणि मोटर आर्मेचरला अतिरिक्त रेझिस्टर R शी जोडतो. मोटरचा डायनॅमिक स्टॉप केला जातो. त्याच्या शेवटी, केटी रिले, काही काळानंतर, त्याचा संपर्क उघडतो आणि केएम 2 संपर्ककर्ता नेटवर्कवरून डिस्कनेक्ट करतो. पूर्ण थांबण्यासाठी पुढील ब्रेकिंग प्रतिकाराच्या क्षणाच्या प्रभावाखाली चालते.

रिव्हर्स अॅक्शन ब्रेकिंगमध्ये, मोटर EMF आणि मुख्य व्होल्टेज त्यानुसार कार्य करतात. विद्युत् प्रवाह मर्यादित करण्यासाठी, सर्किटमध्ये एक प्रतिरोधक घातला जातो.

डीसी मोटर्सचे उत्तेजना नियंत्रण

मोटारच्या फील्ड विंडिंगमध्ये लक्षणीय इंडक्टन्स आहे आणि जर मोटार त्वरीत बंद केली तर त्यावर मोठा व्होल्टेज दिसू शकतो, ज्यामुळे वळणाचे इन्सुलेशन खराब होईल. हे टाळण्यासाठी, आपण अंजीर मध्ये दर्शविलेले सर्किट नोड्स वापरू शकता.10. extinguishing resistance डायोड (Fig. 10, b) द्वारे उत्तेजित कॉइलच्या समांतर चालू आहे. म्हणून, बंद केल्यानंतर, विद्युत् प्रवाह थोड्या काळासाठी प्रतिकारातून जातो (चित्र 10, अ).

तांदूळ. 10. शमन प्रतिरोधांवर स्विच करण्यासाठी सर्किट्सचे नोड्स: a — क्वेंचिंग रेझिस्टन्स समांतर जोडलेले आहेत; b — शमन प्रतिरोध डायोडद्वारे चालू केला जातो.

अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या योजनेनुसार अंडरकरंट रिले वापरुन उत्तेजना सर्किटच्या व्यत्ययापासून संरक्षण केले जाते. अकरा

तांदूळ. 11. उत्तेजना सर्किटच्या व्यत्ययापासून संरक्षण: a — पॉवर एक्सिटेशन सर्किट; b - नियंत्रण सर्किट

उत्तेजना कॉइलमध्ये ब्रेक झाल्यास, रिले केए डी-एनर्जाइज करते आणि कॉन्टॅक्टर केएमचे सर्किट डिस्कनेक्ट करते.