Circuitos de control de motores en función de la velocidad

En el control de motores, la velocidad se supervisa en función de la velocidad del rotor del motor para influir en los elementos de control correspondientes a medida que cambia.

En los circuitos de control de arranque de motores se pueden utilizar relés de control de velocidad o pequeños generadores eléctricos de medición. Sin embargo, se usan muy raramente para estos fines debido a la complejidad del diseño, el alto costo y la confiabilidad insuficiente. Por lo tanto, la velocidad del motor se controla mediante métodos indirectos. En los motores asíncronos y síncronos, la frecuencia de rotación está controlada por la fem y la frecuencia de la corriente del rotor, y en los motores de corriente continua por la fem del inducido.

En la Fig. 1, ayb muestran esquemas para el arranque automático de un motor de CC excitado en paralelo según la frecuencia de rotación y según la FEM y la tensión del inducido desde el momento del arranque. El control de la frecuencia de rotación se realiza midiendo la FEM del motor, que varía en proporción a la frecuencia de rotación.

Arroz. 1.Circuitos de control en función de la velocidad: a y b: circuito y diagrama de arranque de un motor de corriente continua con excitación paralela

Dado que el EMF es proporcional a la velocidad del motor, la entrada automática de etapas individuales del reóstato de arranque se lleva a cabo a una cierta magnitud del voltaje de activación de los contactores de aceleración KM1, KM2 y KMZ, cada uno de los cuales se establece en una cierta retracción valor. Al presionar el arrancador botones SB2 enciende el contactor de línea KM. Todas las resistencias R1, R2, R3 estarán conectadas en serie con el devanado del inducido y limitarán la corriente.

A una determinada velocidad n1, la tensión Uy1 de la bobina del contactor K1 es

donde Aquí Este es el coeficiente de la máquina.

Cuando Uy1 sea igual al voltaje desplegable, el contactor KM1 operará y cortocircuitará la resistencia R1. Un aumento adicional en la velocidad de rotación hasta que la rotación de n2 y n3 provocará un aumento en el voltaje en las bobinas de los contactores K2 y un cortocircuito a valores

En este caso, los contactores K2 y el cortocircuito trabajarán en serie y cortocircuitarán las resistencias R2 y R3. Después de cortocircuitar la resistencia R3, el proceso de arranque se completará y el motor podrá funcionar durante mucho tiempo.

La EMF en el circuito del rotor del motor de inducción es proporcional al deslizamiento, es decir, E2s = E2s. Aquí E2 es la fem de un rotor estacionario.

Cuanto menor sea el deslizamiento, menor será la FEM, es decir, mayor será la velocidad del rotor del motor. Para controlar el arranque de motores de CA con rotor bobinado, se utilizan relés que controlan el valor de EMF en el circuito del rotor.Los dispositivos correspondientes (relés, contactores) que cortocircuitan las resistencias de arranque se ajustan a estos voltajes.

Para el control de motores de inducción de rotor bobinado y motores síncronos, el método de frecuencia también se puede utilizar en función de la velocidad. Este método se basa en la dependencia conocida de la frecuencia de la corriente del rotor f2 de la frecuencia de rotación del campo del estator n0 y del rotor n2, es decir

Dado que cada velocidad del rotor corresponde a un cierto valor de f2, un relé ajustado a esa frecuencia y conectado al circuito del rotor del motor actuará sobre el circuito de la bobina del contactor. El contactor cortocircuitará las etapas de resistencia a una velocidad dada.

El frenado por motores opuestos se realiza en función de la velocidad. relé de control de velocidad SR. En la Fig. 2, a, b muestran ejemplos de parada de motores asíncronos por oposición.

Arroz. 2. Esquemas de parada de motores asíncronos por medio de oposición: a — no reversible; b - reversible

Echemos un vistazo a cómo funcionan estos esquemas.

Al presionar el botón SB2, se enciende la bobina del contactor KM (ver Fig. 2, a), que cierra los contactos de alimentación y bloquea el botón SB2. Al mismo tiempo, el contacto del bloque de apertura KM en el circuito de la bobina del contactor de freno KM1 y el relé de control de velocidad SR los desconecta de la red. Cuando el rotor del motor alcance cierta velocidad, el contacto SR se cerrará, pero esto ya no hará que el contactor KM1 opere. El motor continúa funcionando normalmente.

La parada del motor con un freno de contraconmutación se realiza presionando el botón SB.Al mismo tiempo, la bobina del contactor KM se neutraliza y sus contactos principales desaparecen y desconectan el motor de la red. El contacto de apertura KM en el circuito del contactor de freno de KM1 se cerrará. Dado que en este momento el contacto del relé de control de velocidad SR se cierra, los contactos principales del contactor del freno se encienden inmediatamente y el devanado del estator se cambia a la inversa, el campo magnético comenzará a girar en la dirección opuesta, es decir. la rotación del rotor y el motor se detendrán mediante la conmutación del contador. La velocidad del rotor disminuye y, en un cierto valor pequeño, sus contactos del relé de control de velocidad RKS se abrirán y desconectarán el motor de la red eléctrica.

En el caso de control inverso con frenado opuesto (Fig. 2, b), el motor se pone en marcha hacia adelante presionando el botón SB1 que, al cerrar el circuito de la bobina del contactor KM1, asegura que el motor esté conectado al red. El rotor del motor comenzará a girar y cuando alcance cierta velocidad, el contacto de cierre SR1 del relé de control de velocidad se cerrará y el contacto de apertura SR2 se abrirá.

No se encenderá la bobina del contactor KM2 porque el contacto de apertura del contactor KM1 ha interrumpido su circuito. En esta posición, el motor seguirá funcionando hasta que se presione el botón SB. Cuando se presiona el botón SB, el circuito de la bobina KM1 se apaga. Esto cerrará el contacto de apertura KM1 y el circuito de la bobina del contactor KM2 recibirá energía.

El devanado del estator del motor se acoplará a la marcha atrás. A medida que el rotor continúa girando en la misma dirección por inercia, se produce un frenado por oposición.Cuando la velocidad disminuye a un cierto valor pequeño, el relé de control de velocidad abre su contacto SR1, el contactor KM2 se apagará y desconectará el motor de la red.

Para arrancar el motor en reversa, presione el botón SB2. Todo el proceso será similar al descrito. Ahora el papel del contactor de freno lo desempeña el contactor KM1, y los contactos SR2 del relé de control de velocidad controlarán el proceso de frenado.

El arranque automático de un motor síncrono está asociado con dificultades bien conocidas, ya que en este caso es necesario no solo limitar la corriente de arranque, sino también sincronizar la máquina con la red.

El circuito de control para un motor síncrono de baja potencia se muestra en la Fig. 3. La limitación de la corriente de irrupción la proporcionan las resistencias activas incluidas en el devanado del estator. Antes de arrancar el motor, encienda los interruptores de entrada automáticos QF y QF1 de la red eléctrica de CA y CC, que brindan máxima protección térmica. Al presionar el botón de inicio SB2, la bobina del contactor KM se enciende y el devanado del estator del motor síncrono a través de los contactos principales de KM se conecta a la red a través de las resistencias de arranque Rn. La bobina es autoblocante y su contacto en el circuito de CC incluye el relé de bloqueo KV, cuyo contacto de cierre, al cerrarse, prepara las bobinas de los contactores K1 y K2 para el encendido.

Los relés de frecuencia KF1 y KF2 del circuito de excitación del rotor LM actúan en función del régimen del motor En el arranque, cuando el deslizamiento del rotor es mayor, los contactos de corte de los relés KF1 y KF2 se abren.La apertura de las bobinas se produce antes de que se encienda el relé de bloqueo KV y la bobina K1 no recibirá alimentación. Los contactos de relé KF1 y KF2 se cerrarán de nuevo cuando las RPM del motor alcancen aproximadamente el 60-95 % sincrónicamente de acuerdo con la regulación del relé.

Después de cerrar los contactos del relé KF1, la bobina del contactor K1 se encenderá, sus contactos en el circuito principal cortocircuitarán las resistencias de arranque Rp y el estator se encenderá a la tensión de línea completa. Cuando se cierran los contactos abiertos del relé KF2, se crea un circuito para alimentar la bobina del contactor K2, independientemente del contactor K1, su contacto se abre a una velocidad aproximada del 60% de la velocidad síncrona.

El contactor K2 tiene dos devanados: uno principal, tirando de KM1 y el segundo devanado KM2, diseñado para desbloquear el bloqueo, que se proporciona con el contactor. Después de encender la bobina receptora KM1, los contactos de cierre K2 se cierran en el circuito de excitación y los contactos de apertura K2 se abren, desconectando el devanado del rotor de las resistencias de descarga R1 y R2 y conectando el rotor a la red de CC.

Arroz. 3. Esquema de control de motor síncrono

Los contactos del contactor K2 funcionan en el siguiente orden. El contacto N/A K2 se abre en el circuito de alimentación de la bobina captadora, pero la acción de bloqueo mantiene el contactor energizado. Los contactos de cierre K2 cierran en el circuito de alimentación de las dos bobinas y en el circuito de la bobina KM2, preparando el circuito para su posterior encendido. La bobina K2 se desactivará tan pronto como se suelte el mecanismo de bloqueo de la bobina KM2. El motor se desconecta de la red presionando el botón SB1.La bobina K1 libera su contacto de apertura en el circuito de la bobina KM2, lo que libera el pestillo y apaga la bobina KM1, luego de lo cual el circuito vuelve a su posición original.