Circuitos de control de motores en función del tiempo.

Este tipo de control se utiliza cuando todas las maniobras en el circuito eléctrico del motor eléctrico se realizan en determinados momentos, por ejemplo, al automatizar el proceso de arranque de motores eléctricos sin monitorear la velocidad o la corriente. La duración de los intervalos está determinada y puede ajustarse mediante la configuración del relé de tiempo.

El control de tiempo recibió la mayor difusión en la industria debido a la simplicidad y confiabilidad de los relés de tiempo electromagnéticos y electrónicos de producción en masa.

Entonces, de la fig. 1, a y b, se puede ver que al cerrar el contacto K del contactor de línea, se incluye toda la resistencia del reóstato en el circuito de armadura, igual a R1 + R2 + R3, y la inclusión de las secciones de resistencia de arranque puede ocurrir en ciertos intervalos de tiempo t1, t2 y t3 a ciertas velocidades del motor n1, n2, n3 y cuando la corriente de irrupción cae al valor establecido I2. Los intervalos de tiempo se eligen de modo que con cada cortocircuito posterior de la resistencia, la corriente del motor no exceda la I1 permitida.

A medida que el motor acelera de n = 0 a n1, la corriente disminuye a I2 como resultado de un aumento en la fuerza electromotriz trasera. Después de un intervalo de tiempo t1, el contacto K1 se cierra, derivando la resistencia R1, lo que conduce a una disminución de la resistencia del reóstato a R2 + R3, un nuevo aumento de corriente a I1, etc. Al final del arranque, el motor acelera a la velocidad nominal, el reóstato de arranque se retira por completo.

Arroz. 1. Circuitos de control del motor en función del tiempo: a — reóstato de arranque del motor de CC, b — diagrama de arranque

Considere algunos circuitos de control de motores como una función del tiempo.

En el control dependiente del tiempo de un motor de inducción con rotor devanado (Fig. 2), el retardo de tiempo requerido para cortocircuitar los pasos individuales del reóstato de arranque lo proporcionan los relés de tiempo de péndulo, cuyo número es igual al número de pasos. El esquema funciona de la siguiente manera.

Arroz. 2. Circuito de control en función del tiempo de un motor de inducción de rotor bobinado

Cuando haces clic en botón SB1 recibe alimentación de la bobina del contactor en la línea KM, que conecta el estator del motor a la red eléctrica. Al mismo tiempo, el reóstato de salida se introduce por completo. Junto con el contactor, se enciende el relé de tiempo KT1, que después de un cierto intervalo de tiempo cierra el contacto en el circuito de la bobina del contactor KM1.

El contactor opera y cierra la primera sección del reóstato para arrancar el rotor. Al mismo tiempo, se enciende el relé de tiempo KT2, que cierra sus contactos con un retraso y enciende la bobina KM2 y el relé de tiempo KTZ. Los contactos del contactor KM2 cortocircuitan la segunda etapa KM2 del reóstato de arranque.Además, con un retraso de tiempo, se activa el contacto del relé KTZ, se enciende el devanado KMZ, lo que provoca un cortocircuito en la última etapa del reóstato de arranque KMZ, y el motor continúa funcionando en el futuro, como con un rotor de ardilla.

El motor se detiene presionando el botón SB, y en caso de sobrecarga, el motor se apaga soltando el interruptor QF. Esto apaga el contactor de línea, su contacto auxiliar KM y todos los contactores de aceleración y los relés de tiempo sin retardo. La cadena está lista para el próximo ciclo.

Para iniciar la velocidad de ralentí de un motor de inducción con mayor potencia con el cambio del devanado del estator de una estrella a un delta, puede usar el diagrama en la Fig. 3. La conmutación en este circuito se realiza automáticamente en función del tiempo.Al presionar el botón SB2, el devanado del estator se conecta a la red mediante el contactor KM. Al mismo tiempo, el relé de tiempo KT y la bobina KY están conectados a la red, que conecta el devanado del estator a una estrella mediante tres contactos en el circuito de alimentación.

Arroz. 3. Circuito de control en función del tiempo de un motor de inducción cambiando de Y a Δ

El motor arranca y acelera a tensión reducida. Después de un intervalo de tiempo predeterminado, el relé KT apaga el contactor KY y enciende la bobina del contactor KΔ que conecta el devanado del estator al delta. Dado que hay un contacto auxiliar KY en el circuito de la bobina K∆, el cierre del contactor K∆ no puede ocurrir antes del cierre del contactor KMY.

El arranque paso a paso de los motores de inducción de varias velocidades es más económico y se realiza en función del tiempo.Consideremos un ejemplo de arranque paso a paso de un motor de dos velocidades con un solo devanado (Fig. 4). El devanado del estator va de delta a doble estrella a doble velocidad.

Arroz. 4. Circuito de control en función del tiempo de arranque por pasos del motor de inducción

El motor es encendido por el contactor KM al primer escalón de velocidad, y por los contactores KM2 y KM1 al segundo. Para encender el motor a la primera velocidad, al presionar el botón SB2 se enciende la bobina del contactor KM y sus contactos de potencia KM en el circuito principal. El devanado del estator conectado en delta está conectado a la red. La bobina del relé de tiempo KT está energizada y su contacto de cierre (en el circuito de la bobina KM) está cerrado.

El arranque paso a paso del motor a la segunda velocidad de rotación se lleva a cabo utilizando un relé intermedio K, cuyo circuito está cerrado por el botón de arranque SB3. Los contactos de cierre K evitan los dos botones de inicio y el contacto de apertura K desactiva el relé de tiempo KT. El contacto de cierre KT en el circuito de la bobina KM se apaga con un retraso de retorno, por lo que la bobina KM en el primer período de arranque se cierra y el motor se enciende a la primera velocidad.

Se abre el contacto del bloque KM en el circuito de la bobina KM2 y KM1. Estas bobinas también se desconectan del contacto abierto KT, que se retrasa en el retorno. Después de un cierto período de tiempo, el contacto de cierre KT apagará la bobina KM, y su contacto de apertura encenderá las bobinas de los contactores de la segunda velocidad de rotación KM1 y KM2. Sus contactos principales en el circuito de suministro cambiarán el devanado del estator a doble estrella y lo conectarán a la red eléctrica.

Por lo tanto, el motor primero acelera a la primera marcha y luego cambia automáticamente a la segunda marcha. Tenga en cuenta que la conexión preliminar del devanado del estator a una estrella doble y su posterior inclusión en la red se lleva a cabo primero al encender dos contactos de cierre de la fuente de alimentación KM2 y luego tres contactos principales de cierre KM1. Tal secuencia de conmutación se logra por el hecho de que la bobina KM1 está conectada al voltaje a través del contacto del bloque de cierre KM2. El motor se detiene presionando el botón «Stop», marcado en el diagrama con la letra SB1.

En la Fig. 5 muestra un diagrama del arranque automático de un motor DC excitado en paralelo en función del tiempo. Al cerrar el interruptor automático QF, el motor está preparado para arrancar. La corriente fluye a través del circuito que consiste en el devanado del relé de tiempo KT1, la armadura del motor M y dos etapas del reóstato de arranque R1 + R2.

Arroz. 5. Circuito de control en función del tiempo de un motor DC excitado

Debido a la alta resistencia de la bobina del relé KT1, la corriente en este circuito es muy pequeña y no tiene efecto en el motor, pero el relé en sí se activa y se abre su contacto abierto en el circuito del contactor KM1. En la bobina del segundo relé de tiempo KT2, conectado en paralelo con la resistencia R1, se ramifica una corriente tan pequeña que no se puede encender. El devanado de campo LM del motor también se enciende.

El motor se pone en marcha presionando el botón SB2. Al mismo tiempo, el contactor KM y su contacto en el circuito de armadura del motor se encienden. La gran corriente de arranque está limitada por dos etapas de reóstato R1 y R2.Parte de esta corriente se deriva a la bobina del relé KT2 y cuando se acciona abre su contacto KT2 en el circuito del contactor KM2. Simultáneamente con el cierre del circuito de armadura M, el contacto de trabajo del contactor KM cortocircuita la bobina del relé KT1.

Después de un cierto intervalo de tiempo cuando el relé regresa, KT1 cerrará su contacto KT1 en el circuito del contactor KM1. Este contactor con su contacto de trabajo KM1 cortocircuitará la primera etapa R1 del reóstato de arranque y el devanado del relé de tiempo KT2. Con un retraso de retorno, sus contactos de trabajo KT2 encenderán el contactor KM2, que con sus contactos de trabajo KM2 cortocircuitará la segunda etapa R2 del reóstato de arranque. Esto completa el arranque del motor.

Cuando se presiona el botón SB1, el contactor KM se disparará y desconectará su contacto principal en el circuito del inducido. La armadura permanece energizada, pero resulta que está conectada en serie con la bobina del relé KT1, por lo que fluye una pequeña corriente a través de ella. El relé KT1 funcionará, abra su contacto en el circuito de los contactores KM1 y KM2, se apagarán y abrirán sus contactos, cortocircuitando las resistencias R1 y R2. El motor se detendrá, pero su devanado de campo permanece conectado a la red eléctrica y, por lo tanto, el motor está preparado para el próximo arranque. El apagado completo del motor se realiza apagando el interruptor de entrada automática BB.

El frenado dinámico de los motores también se realiza en función del tiempo. Para el frenado dinámico, por ejemplo, un motor de inducción, el devanado del estator se desconecta de la red de corriente alterna y, de acuerdo con uno de los esquemas que se muestran en la tabla 1, se conecta a una fuente de corriente continua.En la industria forestal y de carpintería, la corriente continua se obtiene de rectificadores de semiconductores especiales. En este caso, no hay necesidad de una fuente especial de corriente continua.

Cuando el devanado del estator se enciende de acuerdo con uno de los esquemas (consulte la Tabla 1), se crea un campo magnético estacionario en el devanado del rectificador. En un campo estacionario, el rotor del motor sigue girando por inercia. En este caso, se creará una FEM y una corriente alternas en el rotor del motor, lo que excitará un campo magnético alterno. El campo magnético cambiante del rotor cuando interactúa con el campo estacionario del estator crea un par de frenado. En este caso, la energía cinética almacenada por el rotor y el accionamiento se convierte en energía eléctrica en los circuitos del rotor, y esta última en calor.

La energía térmica se disipa desde el circuito del rotor hacia el medio ambiente. El calor generado en el rotor calentará el motor. La cantidad de calor liberado depende de la corriente en el devanado del estator cuando se alimenta con corriente continua. Dependiendo del esquema adoptado para encender el devanado del estator cuando se alimenta con corriente continua, la relación entre la corriente y la corriente de fase del estator será diferente. Las relaciones de estas corrientes para varios esquemas de conmutación se muestran en una tabla. 1

El circuito de frenado dinámico de un motor de inducción se muestra en la fig. 6.

Arroz. 6. Esquema de frenado dinámico de un motor de inducción.

Al presionar el botón de arranque SB1, el contactor de línea KM enciende el motor a la red de CA, su contacto de bloqueo de cierre cambia la bobina KM a autoalimentada.El contacto de apertura KM desconecta el circuito de alimentación del contactor de freno KM1 y el relé de tiempo KT. Cuando se presiona el botón SB, el contactor de línea KM se desactiva y el circuito de la bobina del contactor KM1 se energiza.

El contactor KM1 incluye sus contactos KM1 en el circuito del transformador T y el rectificador V, por lo que el devanado del estator recibirá corriente continua. Para evitar la conmutación aleatoria independiente del contactor de línea, el contacto de apertura del bloque KM1 se conecta en serie con su bobina KM.Simultáneamente con el contactor de freno, se enciende el relé de tiempo KT, que está configurado para que su contacto abierto KT apague la bobina KM1 y el relé de tiempo después de un cierto intervalo de tiempo. El ajuste del relé de tiempo KT se elige de modo que el tiempo de actuación del relé tkt sea igual a la suma del tiempo de desaceleración del motor tT y el tiempo de disparo correcto del contactor KM1.