Rzeszów 15.12. 1999

PROJEKT Z NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

Temat: : Stycznikowo - przekaźnikowy układ sterowania silnika asynchronicznego klatkowego w funkcji czasu.

Praca pod kierunkiem:

mgr inż. Danuty Pliś

Wykonał: Nowak Paweł

Celem projektu jest zaprojektowanie układu automatycznego rozruchu silnika asynchronicznego napędzającego poniższy układ.

Schemat układu:

Dla powyższego układu dobrałem silnik:

Silnik asynchroniczny klatkowy typ SZJe 62b o parametrach:

n_n=2940 [obr/min]

I_n= 55.6 [A]-przy napięciu 220[V]

I_n= 32.1 [A]-przy napięciu 380[V]

η = 89.5

cosϕ =0.89

= 6.2 ,
= 2.0 ,
= 2.2

GD² =0.415 [kgm²], J= GD²/ 4 = 0.11

Ciężar = 192 [kg]

Automatyzacja rozruchu w funkcji czasu silnika klatkowego może być stosowana w przypadku rozruchu dławikowego , autotransformatorowego lub z przełącznikiem λ/∆. We wszystkich wymienionych przypadkach zadaniem układu automatycznego sterowania jest podanie w pierwszej fazie rozruchu obniżonego napięcia do uzwojeń stojana silnika a w fazie następnej podanie napięcia znamionowego przez eliminacje elementów ograniczających napięcie lub przez zmianę układu połączeń stojana. Przełączanie na pełne napięcie zasilania silnika musi się odbywać w taki sposób , aby nie dopuścić do zwarcia sieci zasilającej.

Sterowanie w funkcji czasu umożliwia uzyskanie żądanych charakterystyk mechanicznych silnika w czasie rozruchu lub innych stanów nieustalonych w sposób stosunkowo prosty. Układy sterowania w funkcji czasu odznaczają się dużą pewnością działania. Układy automatycznego sterowania w funkcji czasu charakteryzują się stałym, bez względu na obciążenie statyczne , czasem rozruchu silnika, nie wymagają więc stosowania dodatkowych urządzeń zabezpieczających silnik przed pracą na charakterystyce sztucznej. Przy tym sposobie rozruchu silnik osiągnie charakterystykę naturalną w obliczonym czasie bez względu na obciążenie statyczne.

Czas zadziałania styczników prądu przemiennego zawiera się w granicach (0,05 - 0,07)s.

Podstawowe wielkości charakterystyczne silnika:

Moment znamionowy . M_n=9.55*
= 9.55*
= 55.2 [Nm]

Moment krytyczny: M_k=
*M_n= 2.2*55.2= 122 [Nm]

Poślizg znamionowy: s_n=
=
= 0.02

Poślizg krytyczny: s_k= s_n*(
)= 0.083

Podstawowe wielkości charakterystyczne układu:

M_d = M_e - M_m

M_e= 0.9*
= 105 [Nm]

M_m=(mg-m_pg)*
= 47[Nm]

J=J_s+J_układu=0.11+0.11=0.22[kgm²]

ω₁=

Obliczam moment dynamiczny i moment maksymalny:

M_d= 105- 47 =58 [Nm]

M_max= 2.2M_n = 2.2*55.2 =121.4 [Nm]

Na podstawie poprzedniego projektu obliczam czas rozruchu silnika zakładając ,że rozruch następuje przy n = 0.95 n_n .

UKŁAD STEROWANIA Z WYKORZYSTANIEM PRZEŁĄCZNIKA λ /∆ .

Po uwzględnieniu stałej zadziałania stycznika otrzymany czas rozruchu stanowić będzie nastawę przekaźnika PC a prędkość ω₁ będzie prędkością przełączania ω_p.

Czas zadziałania stycznika przyjąłem 0.06[s]

t_p = 0.82+0.06 =0.88[s]

ω_p=292 [
]

Schemat układu sterowania.

Opis działania układu.

Uzwojenie stojana silnika M jest zasilane z sieci trójfazowej.

Rozruch następuje po zamknięciu wszystkich trzech wyłączników ręcznych 1WR, 2WR, 3WR oraz przyciśnięciu „z”. Zamknięcie styków stycznika 1S i 2S powoduje pracę silnika przy połączeniu uzwojeń stojana w gwiazdę. Styk pomocniczy stycznika 1S uruchamia przekaźnik zwłoczny PC. Po upływie czasu opóźnienia przekaźnika PC zamyka się styk w obwodzie cewki przekaźnika PP ,co powoduje przerwanie obwodu cewki stycznika 2S i jego zwolnienie. Inny styk tego stycznika zamyka obwód stycznika 3S , co powoduje połączenie uzwojeń stojana w trójkąt i wejście silnika na charakterystykę naturalną.

Charakterystyka mechaniczna silnika klatkowego przy

użyciu przełącznika λ\∆.

Jako przekaźnik PC proponuję zastosować elektroniczny przekaźnik

czasowy typu RTe-20.

Dane techniczne:

Napięcie znamionowe U_N = 220 V ~

zakres czasowy 0,05...1,2 s ;0,3...6 s

czas powrotu ≤ 0,5 s

rozrzut ≤ 1 %

Widok przekaźnika:

Do ustawienia czasu przełączania można użyć elektronicznego przekaźnika RTe-20 który jest produkowany w kilku odmianach różniących się zakresami opóźnień. Czas opóźnienia nastawia się w sposób ciągły. Zasada działania układu polega na odmierzaniu czasu przez wysokostabilny obwód RC poprzez współpracujący tranzystorowy układ progowy .

1

3

m

m_p

F2

F1

i

M

M

D

ϕ

---