Тема №4. Дистанционное управление

Среди подсистем автоматизации наибольшее распространение получили системы и схемы дистанционного управления (СДУ) электроприводом механизмов.

Независимо от типа электродвигателя в функции, выполняемые СДУ, входят: пуск и останов привода; реверсирование; торможение; изменение частоты вращения; защита от перегрузок и повреждений; блокировка; обеспечение последовательности операций; сигнализация; обеспечение экономичной работы (с возвратом энергии в сеть) и ряд других. В основе построения СДУ лежат принципиальные электрические схемы, определяющие полный состав приборов, аппаратов, устройств и связей между ними.

Во всяком автоматизированном электроприводе имеются две основные самостоятельные электрические цепи: электродвигателя, или главного тока (силовая), и управления, или вспомогательного тока. Дополнительно схемы могут усложняться цепями блокировочных связей, сигнализации, контроля и регулирования.

Смысл релейно-контакторного управления заключается в том, что воздействия человека или автомата на цепь управления (наличие или отсутствие тока) приводят в движение электродвигатель, включенный в цепь главного тока. Эти операции выполняются электромагнитным устройством в виде реле, силовых катушек с контактами, вследствие чего такой принцип управления назван релейно-контакторным. В простейшей схеме СДУ, показанной на рис. 1, при замыкании контактов включателя QS в цепи управления У электромагнитная катушка КМ втягивает сердечник-толкатель Т, нажимающий на контакты КМ, находящиеся в другой, силовой цепи С, и пускает электродвигатель М. При размыкании контакта QS размыкается и контакт КМ под действием пружины П - двигатель останавливается.

Рис. 1.

Этот принцип управления имеет ряд преимуществ. Токи, протекающие по силовой цепи, зависят от типа и назначения электродвигателя. Непосредственное воздействие на контакты КМ, особенно при их размыкании (самоиндукция), опасно, а большая протяженность силовой цепи нецелесообразна. Становится возможным управление при помощи слабых токов большими мощностями на расстоянии. Помимо аппаратов ручного воздействия в цепь управления могут быть включены автоматические, программные устройства от ЭВМ (см. пунктир на рис. 1) и т. п.

Изображение принципиальных схем может быть однолинейным (чаще) и многолинейным. Линии связи показывают, как правило, полностью. Коммутирующие (замыкающие элементы изображают в отключенном состоянии, т. е. при отсутствии электромагнитного или механического воздействия, и в этом положении определяют замыкающие или размыкающие контакты.

Сложность схем автоматизированного электропривода требует определенной последовательности их рассмотрения и построения. Сначала определяют принцип автоматического управления, затем составляют главную цепь, цепь управления, проводят взаимную их увязку, добавляют блокировочные, сигнализационные и прочие цепи.

Управление асинхронным электродвигателем малой мощности.

На схемах управления вспомогательные цепи изображают совместно с главными. Рассмотрим простую СДУ асинхронным электродвигателем. На ее примере покажем совмещенную и разнесенную схемы изображения принципиальных электрических схем. На рис. 2, а приведена совмещенная принципиальная схема дистанционного управления при помощи магнитного пускателя. Чтобы запустить или остановить двигатель, необходимо замкнуть или разомкнуть главные контакты КМ1... ...КМЗ в силовой цепи, которыми управляет катушка КМ. Обмотка последней включена в цепь управления. При нажатии кнопки SB1 цепь управления замыкается, через обмотку катушки КМ протекает ток. Катушка втягивает сердечник, с которым механически связаны главные контакты КМ1...КМЗ, и замыкает их.

а

б

Рис. 2.

Одновременно в цепи управления замыкается «блок-контакт» КМ4, шунтирующий кнопку SB1, что позволяет отпустить ее. Для останова двигателя достаточно нажать кнопку SB2, разрывающую цепь управления. При этом катушка КМ обесточивается, сердечник под воздействием пружины или силы тяжести выходит из катушки, что приводит к размыканию контактов КМ1...КМЗ. Защита обмоток статора от кратковременных перегрузок обеспечивается плавкими предохранителями, а от длительных электротепловыми реле КК1 и КК2, чувствительный элемент которых включен в силовую цепь, а размыкающие контакты - в цепь управления. При совмещенном способе составные части элементов изображают кинематически связанными в непосредственной близости друг от друга.

Та же схема, но выполненная разнесенным способом, показана на рис. 2, б. Она состоит из горизонтального ряда цепей, причем составные части элементов могут быть изображены в разных местах. Необходимым условием является однозначность буквенно-цифровых кодов конструктивно связанных элементов (например, катушка КМ имеет контакты КМ1...КМ4). Такая структура схемы проще и нагляднее, что при усложнении последней дает несомненные преимущества.

Управление асинхронным электродвигателем большой мощности.

Если последовательно с обмотками двигателя включается добавочное сопротивление, благодаря падению напряжения на этом сопротивлении к двигателю подводится пониженное напряжение, в результате чего уменьшаются пусковой ток. Схема автоматического управления таким пуском двигателя показана на рис. 3.

Рис. 3.

При нажатии на кнопку «Пуск» включается пускатель К и статор двигателя подключается к сети через омическое сопротивление R. Одновременно с пускателем К получает питание и реле времени РВ. Через заданное время контакт реле времени РВ замыкается и катушка пускателя У получает питание. Он срабатывает и своими контактами шунтирует пусковое сопротивление, включая двигатель на полную нагрузку.