Ćwiczenie 3 Układy sterowania, rozruchu i pracy silników elektrycznych

Transkrypt

1 Ćwiczenie 3 Układy sterowania, rozruchu i pracy silników elektrycznych

2 1. Przedmiot opracowania Celem ćwiczenia jest zilustrowanie sposobu sterowania, rozruchu i pracy silników indukcyjnych niskiego napięcia. Zbudowany układ, pozwala na odwzorowanie w rzeczywistości większości popularnych układów sterowania silnikami klatkowymi. 2. Opis głównych elementów stanowiska Na rysunku 1.1 pokazano płytę frontową stanowiska dydaktycznego. Układ składa się ze stalowej obudowy o stopniu ochrony IP65, w której umieszczono elementy i obwody sterujące. Rys Stanowisko dydaktyczne (płyta frontowa stanowiska) Wewnątrz obudowy zostały umieszczone trzy styczniki, charakteryzujące się kategorią zasilania AC-3. Każdy z nich to stycznik trójbiegunowy z dodatkowym stykiem pomocniczym, normalnie otwartym (NO). Dodatkowo do każdego z nich zamocowano moduł styku pomocniczego NO/NC. Wykorzystano także trójbiegunowy wyłącznik silnikowy, służący jako wyłącznik całego obwodu. Aby zabezpieczyć cewki zasilające styczników, użyto wyłącznika instalacyjnego o charakterystyce C1. Przewód neutralny N oraz ochronny PE, zostały rozprowadzone przez bloki rozdzielcze. Wszystkie aparaty zamocowano na szynie TH-35, przeznaczonej do montażu aparatury modułowej. Na stronie zewnętrznej (użytkowej) obudowy stanowiska, zostały umieszczone takie elementy jak: przyciski monostabilne zwierne (NO) S3-S5, oraz rozwierne (NC) S1-S2,

3 lampki sygnalizujące zadziałanie stycznika, HK1-HK3, lampki obecności napięcia faz, załączonego wyłącznika silnikowego, HL1-HL3, gniazda bananowe, połączone z cewkami i wszystkimi wykorzystywanymi stykami styczników. Wyprowadzenia przycisków zostały przyłączone do znajdujących się obok nich gniazd bananowych (1-2). Na obudowie zamontowano lampki HK1-HK3, przyłączone do zasilania poprzez styk pomocniczy, każdego ze styczników. Dzięki temu zadziałanie każdego z nich, jest zasygnalizowane zapaleniem odpowiedniej lampki. Lampki czerwone (HL1-HL3), sygnalizują pojawienie się napięcia za wyłącznikiem silnikowym, oznaczając załączenie obwodu. Poniżej nich, znajdują się gniazda (QL1-QL3) w trzech różnych kolorach (czerwony, czarny, niebieski). Są one bezpośrednio przyłączone do zacisków wyjściowych wyłącznika. Każdy z kolorów odnosi się do innej fazy, celem łatwiejszego ich rozróżnienia. Występujące na obudowie gniazda w grupach dwurzędowych, oznaczone jako K1-K3, odnoszą się do kolejnych styczników (rys 1.2). Oznaczenia w tych grupach odnoszą się następująco do: A1-A2 - zaciski zasilania cewki, 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3 - zaciski torów głównych stycznika, 13NO-14NO - zaciski styku pomocniczego zwiernego (normalnie otwartego), 31NC-32NC- zaciski styku pomocniczego rozwiernego (normalnie zamkniętego). Pozostałe gniazda (czarne)- "zasilanie stycznika", służą do zasilania cewek styczników. Jest to spowodowane, koniecznością zabezpieczenia obwodu sterowania, ponieważ jest on zasilany bezpośrednio z napięcia fazowego, co w przypadku wystąpienia zwarcia mogłoby doprowadzić do uszkodzenia styczników. Rys Oznaczenia połączeń styków stycznika, wyprowadzonych na płytę frontową Po prawej stronie zostały zainstalowane gniazda N i PE, odpowiednio oznaczone kolorystycznie (niebieski- N, żółty-pe). Gniazdo przewodu neutralnego służy głównie do zamknięcia obwodu zasilania styczników, lecz może być ono także wykorzystane przy użytkowaniu silnika 1 fazowego. 3. Opracowanie wyników pomiarów Stanowisko ma na celu przybliżenie układów sterowania silnikami, poprzez możliwość samodzielnego połączenia występujących w nim elementów. Student na podstawie przygotowanych schematów poszczególnych układów sterowania, ma za zadanie odpowiednie

4 ich połączenie i uruchomienie silnika, ewentualnie sprawdzenie wykonanych połączeń za pomocą mierników. Układ można załączyć poprzez przełączenie pokrętła wyłącznika silnikowego, otwierając pokrywę obudowy. Otwarcie ma to na celu zapoznanie się z elementami składowymi stanowiska oraz złożonością połączeń. Schematy układów, które można zrealizować na stanowisku dydaktycznym przedstawiono lepiej na rys. 1.3, rys. 1.4 i rys Każdy ze schematów, został oznaczony w sposób, umożliwiający jednoznaczne utworzenie sugerowanych układów. Należy przy tym dodać, że przyciski, stosowane w sterowaniu, można używać zamiennie, dlatego na schematach nie zostały one opisane tak jak na stanowisku. Układ podtrzymania (rys. 1.3), najłatwiejszy w wykonaniu, składa się z jednego stycznika, jednego przycisku NO i NC. Układ połączony jak na schemacie, załącza stycznik, po naciśnięciu przycisku NO (2). Układ można rozłączyć naciskając przycisk NC (1). Rys Układ stycznikowy z podtrzymaniem silnika Kolejnym przykładem schematu jest układ rewersyjny (rys. 1.4). Załączając przycisk NO (2 lub 3), spowoduje załączenie jednego ze styczników i uruchomienie silnika, w kierunku zgodnym z aktualnie występującą kolejnością faz. Naciśnięcie drugiego przycisku NO w czasie pracy, powoduje rozłączenie stycznika załączonego i uruchomienie kolejnego. Pozwala na to zastosowana blokada elektryczna, utworzona z wykorzystaniem styków pomocniczych stycznika. Rozłączenie następuje za pomocą przycisku NC (1). Układ rozruchu gwiazda-trójkąt (rys. 1.5) jest bardziej skomplikowany, gdyż wymaga użycia wszystkich styczników, zainstalowanych w układzie dydaktycznym. Stycznik K1 (załączany w trybie podtrzymania), służy załączeniu linii głównej zasilania silnika (przycisk NO 3). Kolejne dwa służą utworzeniu połączeń wyprowadzonych uzwojeń silnika. Naciśnięcie przycisku NO (4), powoduje załączenie układu w gwiazdę, i jest to pierwsze połączenie, które należy załączyć. Przełączenie na układ trójkąta należy wykonać naciskając przycisk NO (5). Tak jak w przypadku układu rewersyjnego, blokada elektryczna, rozłącza stycznik K3, załączając K2. Przełączenie może być również dokonane, po uprzednim rozłączeniu poprzez

5 przycisk NC (2). Jego stosowanie nie jest jednak konieczne. Można go natomiast zastosować jako węzeł łączeniowy. Rys Układ stycznikowy rewersyjny

6 Rys. 1.5.Układ stycznikowy rozruchowy, typu gwiazda-trójkąt