電動機の自動発停制御の原理

この記事では、位相回転子を備えた誘導モーターと DC モーターの始動、逆転、停止を自動化するためのリレー接触器方式について説明します。

始動時に始動抵抗とそれらを制御するコンタクタ KM3、KM4、KM5 の接点をオンにするためのスキームを検討してください。 巻線型回転子誘導電動機 (AD with f.R.) そして 独立励磁DCモーター DPT NV (図 1)。これらの方式は、ダイナミック ブレーキ (図 1、a) と逆のブレーキ (図 1、b) を提供します。

フェーズローターを使用して DPT NV または IM レオスタットを始動する場合、始動レオスタット R1、R2、R3 の段の交互の閉鎖 (短絡) は、コンタクター KM3、KM4、KM5 の接点を使用して自動的に実行されます。 3 つの方法で制御されます。

• 時間リレーが使用される時間間隔 dt1、dt2、dt3 (図 2) をカウントすることによって (時間管理)、

• 電気モーターの速度を監視することによって、または 電磁波 (速度制御)。加減抵抗器を介して直接接続された電圧リレーまたはコンタクタが EMF センサーとして使用されます。

• 電流センサー (Imin に等しい戻り電流に調整可能な電流リレー) を使用し、始動プロセス中にアーマチュア (回転子) 電流が Imin の値まで減少するとコマンド パルスを与えます (電流原理の制御)。

直流電動機（DCM）の機械特性（図1）（誘導電動機（IM）の場合も機械特性の動作部を利用すれば同様）の起動時と停止時の機械特性および曲線を考慮します。速度、トルク（電流）対時間の関係。

米。 1. 相回転子を備えた誘導モーター (a) と独立励磁を備えた DC モーター (b) の始動抵抗をオンにするためのスキーム

米。 2. 起動および停止特性 (a) と DPT 依存関係 (b)

電気モーターを始動します (接点 KM1 が閉じています (図 1))。

電圧を印加すると、モータに流れる電流（トルク）はI1（M1）（A点）となり、モータは起動抵抗（R1＋R2＋R3）で加速します。

加速が進むにつれて電流は減少し、電流 I2 (B 点) で R1 が短絡し、電流は値 I1 (C 点) まで増加します。

電流 I2 の点 F では、始動加減抵抗器の最終段が短絡し、電気モーターは本来の特性 (点 G) に達します。電流 Ic (負荷に依存) に対応する (点 H) まで加速が発生します。 R1 が B 点で短絡していない場合、モーターは B' 点まで加速し、一定速度になります。

電気モーターが点 K に到達するまでの動的ブレーキ (KM1 が開き、KM7 が閉)。これは瞬間 (電流) に対応し、その値は抵抗 Rtd に依存します。

電気モーターが点 L に移動し、抵抗 (R1 + R2 + R3 + Rtp) によって非常に急速に減速し始める間、反対側 (KM1 が開き、KM2 が閉じる) によってブレーキがかけられます。

この特性の傾き、つまり値は、抵抗 (R1 + R2 + R3 + Rtp) を伴う初期特性と同じ (平行) です。

点 N では短絡 Rtp が必要で、電気モーターは点 P に進み、反対方向に加速します。 Rtp が点 N で短絡していない場合、モーターは点 N' まで加速し、その速度で動作します。

DPT を開始するための自動制御スキーム

時間の関数としての制御 (図 3) ほとんどの場合、電磁タイム リレーは EP 回路のタイム リレーとして使用されます。これらは、事前設定された時間遅延 dt1、dt2、…を考慮して設定されます。毎回リレーには、対応する電力接触器が含まれている必要があります。

米。 3. 時間の関数としての DPT の自動開始の概略図

速度の関数としての制御 (ダイナミック ブレーキと逆ブレーキに最もよく使用されます) この制御自動化の原理には、電気モーターの速度を直接的または間接的に制御するリレーの使用が含まれます。DC モーターの場合は電機子起電力が測定され、非同期モーターの場合は電機子起電力が測定されます。および同期電気モーターでは、EMF または電流周波数が測定されます。

速度を直接測定するデバイス (複雑なデバイス上の速度制御リレー (RCC)) を使用すると、設置と制御回路が複雑になります。RKS は、ゼロに近い速度で電気モーターを系統から切り離すためのブレーキ制御によく使用されます。間接的な方法がより頻繁に使用されます。

磁束が一定の場合、DPT の電機子起電力は速度に正比例します。したがって、電圧リレーコイルをアーマチュア端子に直接接続することができます。ただし、電機子端子電圧 Uy は、電機子巻線の電圧降下の大きさが Eya とは異なります。

この場合、次の 2 つのオプションが考えられます。

• さまざまな作動電圧に調整できる電圧リレーKVの使用（図4、a）。
• 始動抵抗を介して接続された KM コンタクタを使用します (図 4、b)。 KV1、KV2 リレーの閉接点は、電力接触器 KM2、KM3 のコイルに電圧を供給します。

米。 4. 電圧リレー (a) とコンタクタ (b) を DCS として使用して DPT を接続するための電源回路

米。 5. 電気回路 (a) および制御回路 (b) 速度依存の始動自動化を備えた DPT。点線は電圧リレー KV1、KV2 を使用して電圧を測定する場合の回路を示します。

現在の関数の制御。この制御原理は、電流が値 I1 に達すると電力接触器をオンにする不足電流リレーを使用して実装されます (図 6、b)。磁束を弱めて速度を上げるために最もよく使用されます。

米。 6. 電流に応じて DC モーターを始動する場合の接続図 (a) と Ф、Ia = f (t) (b) の依存性

突入電流 (Rp2 が短絡) が発生すると、KA リレーが通電され、KA 接点を介してコイル KM4 に電力が供給されます。電機子電流が逆電流まで減少すると、コンタクタ KM4 が閉じ、磁束が減少します (Rreg が LOB 界磁巻線回路に導入されます)。この場合、電機子電流は増加し始めます（電機子電流の変化率が磁束の変化率よりも大きくなります）。

t1 時点で Iya = Iav になると、リレー KA と KM4 が作動し、Rreg が操作されます。磁束を増加させ、Iaを減少させるプロセスは、宇宙船とKM4がオフになる時刻t2までに始まります。これらすべての整流により、M>M と電気モーターが加速します。始動プロセスは、磁束の大きさが励磁コイルの回路に抵抗 Rreg を導入することによって決定される設定値に近づき、次に KA、KM4 が切断されたときに電機子電流が Iav に達しないときに終了します (点 ti)。この制御原理を振動といいます。

DPTブレーキ制御の自動化

この場合、起動自動化の場合と同じ原則が適用されます。これらの回路の目的は、ゼロに等しいかそれに近い速度で電気モーターをネットワークから切り離すことです。この問題は、時間または速度の原理を使用してダイナミック ブレーキを使用することで最も簡単に解決できます (図 7)。

米。 7. 電気回路(a)と制御回路(b) 発電制動

始動時に SB2 を押すと、コイル KM1 に電圧が供給されます。一方、ボタン SB2 (KM1.2) が操作され、電圧がモーターのアーマチュア (KM1.1)、供給回路 KV ( KM1.3 ）が開きます。

停止するときは、アーマチュアがネットワークから切断されている間に SB1 を押します。KM1.3 が閉じ、KV リレーが作動します (シャットダウンの瞬間には Uc にほぼ等しく、速度の低下に伴って減少するため)。電圧はコイル KM2 に供給され、RT はモーターのアーマチュアに接続されます。角速度がゼロに近づくと、KV リレーのアーマチュアが消え、KM2 が消勢され、RT がオフになります。この回路の KV リレーは、可能な限り低いフィードバック係数を持つ必要があります。そうすることでのみ、最低速度までブレーキをかけることができるからです。

モーターが逆転すると、カウンタースイッチングブレーキが使用され、制御回路の仕事は、逆転コマンドが与えられたときに追加の抵抗段を導入し、モーター速度がゼロに近いときに抵抗段をバイパスすることです。ほとんどの場合、これらの目的では、速度の関数として制御が使用されます (図 8)。

米。 8. 逆DPTブレーキの電気回路(a)、制御回路(b)、制動特性(c)

スタートアップ自動化ブロックのない回路を考えてみましょう。電気モーターを自然に「前進」させます (KM1 を含む、加速度は考慮されていません)。

SB3 ボタンを押すと KM1 がオフになり、KM2 がオンになります。アーマチュアに印加される電圧の極性が反転します。接点 KM1 と KM3 が開いており、電機子回路にインピーダンスが導入されます。突入電流が発生し、モータは特性 2 に移行し、それに応じてブレーキがかかります。速度がゼロに近い場合、リレー KV1 とコンタクタ KM3 がオンになります。 Rpr ステージを操作し、特性 3 に従って逆方向に加速を開始します。

誘導電動機（IM）制御回路の特徴

1. 誘導速度制御 (RKS) リレーは、ブレーキ (特に後進) の制御によく使用されます。

2. 巻線ローターを備えた IM の場合、KV 電圧リレーが使用され、ローター EMF のさまざまな値によってトリガーされます (図 9)。これらのリレーは整流器を介してオンになり、リレー自体のコイルの誘導抵抗に対するローター電流の周波数の影響を排除し（XL の変化と Iav、Uav の変化による）、反射係数を低減し、増加させます。動作の信頼性。

米。 9. 逆血圧停止スキーム

動作原理: 電気モーターの回転子の角速度が高い場合、E2s = E2k · s であるため、その巻線に誘導される EMF は小さく、滑り s は無視できます (3 ～ 10%)。 KV リレーの電圧は、アーマチュアを引っ張るのに十分ではありません。逆（KM1 が開き、KM2 が閉じる）では、ステータ内の磁場の回転方向が逆転します。 KV リレーが動作し、KMP および KMT コンタクタの電源回路が開き、始動 Rп 抵抗と制動 Rп 抵抗がローター回路に導入されます。速度がゼロに近づくと、KV リレーがオフになり、KMT が閉じ、モーターが逆方向に加速します。