POLITECHNIKA BIAA
OSTOCKA
WYDZIAA
ELEKTRYCZNY
KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I NAP
DÓW
ELEKTRYCZNYCH
Instrukcje do zajęć laboratoryjnych dla studentów
WYDZIAA
U MECHANICZNEGO
studiów dziennych i zaocznych
z przedmiotów:
ELEKTROTECHNIKA
ELEKTRONIKA
ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA
ĆWICZENIE 6M
STEROWANIE PRAC
NAWROTN

SILNIKA TRÓJFAZOWEGO ZWARTEGO
Opracował
mgr inż. Włodzimierz Ochrymiuk
BIAA
YSTOK 2000
Instrukcja jest własnością Katedry Energoelektroniki i Napędów Elektrycznych.
Do użytku wewnętrznego katedry.
Powielanie i rozpowszechnianie zabronione
Redakcja: dr inż. Zofia Daszuta
Opracowanie graficzne: inż. Aleksandra Matulewicz
2
 I. WPROWADZENIE
Wiadomości niezbędne do realizacji ćwiczenia:
1. Podstawowe wiadomości o silnikach asynchronicznych klatkowych, zmiana
kierunku obrotów, tabliczka znamionowa.
2. Aparatura sterująca: przyciski sterownicze, styczniki, przekaz
niki,
wyłączniki krańcowe.
3. Analiza podstawowych schematów układów sterowania stycznikowego.
II. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO
Praktyczne zapoznanie studentów ze sterowaniem dwukierunkowym
pracą silnika zwartego klatkowego zastosowanego do napędu modelu suportu.
Zakres ćwiczenia obejmuje sterowanie ręczne i sterowanie automatyczne pracy
nawrotnej w zastosowaniu do suportu.
III. OPIS STANOWISKA LABORATORYJNEGO
Ćwiczenie składa się z:
1. Modelu suportu z zamontowanymi na nim czterema wyłącznikami
krańcowymi.
2. Silnika klatkowego 1kW, 200/380 V napędzającego śrubę suportu.
3. Skrzynki sterowniczej, w której zamontowano:
- dwa styczniki z wyprowadzonymi zaciskami laboratoryjnymi styków
głównych, zaciski styków sterujących (2 czynne, 2 bierne) oraz zaciski
cewek 220V, 50Hz z lampkami sygnalizacyjnymi;
3
- przekaz
nika pomocniczego z wyprowadzonymi zaciskami styków
sterujących (3 czynne, 3 bierne) oraz zaciski cewki 220V, 50Hz z lampką
sygnalizacyjną,
-
- przyciski sterujące ręczne, wyłączający (czerwony), załączające
i przełączające (zielone) z wyprowadzonymi zaciskami styków
sterujących (czynne, bierne),
-
- zaciski styków biernych wyłączników krańcowych,
-
- zaciski faz i przewodu neutralnego sieci zasilającej oraz bezpieczników
topikowych.
IV. PROGRAM ĆWICZENIA
1. Zapoznać się ze stanowiskiem przez sprawdzenie i ustalenie :
- napięć znamionowych cewek styczników i przekaz
nika pomocniczego,
- ilości i rodzaju zestyków styczników przekaz
nika, wyłączników
krańcowych i przycisków sterujących,
- napięcia znamionowego silnika i sposobu połączenia jego uzwojeń na
czas pracy.
2. Połączyć układ sterowania według rys.3, rys. 2., lub rys.3. z wykorzystaniem
elementów wymienionych w opisie stanowiska laboratoryjnego.
3. Po sprawdzeniu poprawności połączenia układu przez prowadzącego
ćwiczenia uruchomić silnik i sprawdzić prawidłowość jego działania.
4
Ręczne sterowanie pracą nawrotną silnika
Rys.1. Schemat układu sterowania ręcznego pracą nawrotną silnika: a) obwód
prądowy, b) obwód sterowania. Oznaczenia:
B1  bezpieczniki topikowe; 1S i 2S  styki główne styczników
trójbiegunowych; M3  silnik trójfazowy klatkowy.
W  przycisk ręczny wyłączający, o sile zwrotnej; 1Z i 2Z  przyciski ręczne
załączające, o sile zwrotnej;
1S i 2S  cewki styczników odpowiednio 1S i 2S;
1S1 i 2S1  zestyki zwierne (czynne) styczników odpowiednio 1S i 2S;
1S2 i 2S2  zestyki rozwierne (bierne) styczników odpowiednio 1S i 2S.
5
Działanie układu
Po naciśnięciu na przycisk 1Z zostaje włączony stycznik 1S i silnik
zaczyna obracać się, np. w prawo. Jednocześnie zamyka się zestyk 1S1, który
utrzymuje stycznik 1S w stanie załączonym po zwolnieniu przycisku 1Z oraz
otwiera się zestyk 1S2 uniemożliwiając zadziałanie stycznika 2S i włączenie
silnika w lewo.
Silnik zatrzymuje się po naciśnięciu przycisku W. Jeżeli po zatrzymaniu
silnika naciśniemy na 2Z, to spowodujemy włączenie stycznika 2S i wirowanie
silnika w lewo. Podtrzymanie pracy stycznika 2S odbywa się teraz przez zestyk
2S1, a przed możliwością włączenia silnika w prawo zabezpiecza zestyk 2S2.
Uwaga! Zmianę kierunku wirowania uzyskano przez  skrzyżowanie faz S i T
(patrz obwód prądowy) w doprowadzeniu napięć do silnika
W obrabiarkach wprowadza się jeszcze zazwyczaj wyłączniki krańcowe,
które zabezpieczają przed zbytnim przesunięciem, np. suportu w lewo i prawo.
Przykład takiego układu podano na rys.2 (obwód prądowy silnika jak na rys.1).
Układ działa tak jak poprzedni z tym, że z chwilą gdy suport znajdzie się np.
w prawym skrajnym położeniu, to zderzak naciśnie na wyłącznik krańcowy
1WK, obwód cewki 1S zostanie przerwany i silnik zatrzyma się.
Rys.2. Schemat ideowy układu sterowania ręcznego pracą nawrotną silnika
z zastosowaniem wyłączników krańcowych; 1WK i 2WK  wyłączniki
krańcowe rozwierne, o sile zwrotnej; pozostałe oznaczenia jak na rys.1b.
6
Automatyczne sterowanie pracą nawrotną silnika
Układ automatycznego sterowania pracą nawrotną został zrealizowany
w zastosowaniu do suportu obrabiarki. Schemat ideowy sterowania takim
układem został pokazany na rys.3.
Rys.3. Schemat ideowy układu sterowania automatycznego pracą nawrotną
silnika trójfazowego: a) obwód prądowy, b) obwód sterowania.
7
Oznaczenia na rys.3:
PP  cewka przekaz
nika pomocniczego, PP1, PP2, PP3  zestyki zwierne
przekaz
nika PP, 1P, 2P  przełączniki ręczne o sile zwrotnej, 1WK, 4WK 
wyłączniki krańcowe rozwierne, o sile zwrotnej. Pozostałe oznaczenia jak na
rys.1.
Działanie układu
Przez naciśnięcie przycisku 1Z zamyka się obwód stycznika 1S, co
powoduje ruch ustawiania suportu np. w prawo, naciśnięcie przycisku 2Z
powoduje ruch ustawiania w lewo. Praca silnika ustaje z chwilą zwolnienia
przycisku 1Z lub 2Z. 1WK i 4WK zabezpieczają przed przesunięciem suportu
poza położenia ustalone. Rola wyłączników 2WK i 3WK zostanie omówiona
dalej.
Naciśnięcie przycisku 1P lub 2P zapoczątkowuje pracę suportu
z automatycznym nawrotem. Jeżeli naciśniemy na przycisk 1P, to włączymy
przekaz
nik PP, którego styki PP2 zbocznikują przycisk i utrzymają przekaz
nik
pod napięciem aż do naciśnięcia na przycisk W lub dojścia zderzaka do jednego
z wyłączników krańcowych 2WK lub 3WK. Jednocześnie zamkną się styki PP1
i PP3. Styki PP3 włączają stycznik 2S, natomiast styki PP1 nie włączą stycznika
1S, ponieważ obwód jego cewki jest w tym czasie przerwany przez naciśnięty
przycisk 1P. Gdy tylko stycznik 2S zadziała, otworzą się jego styki 2S1
zabezpieczając przed włączeniem stycznika 1S (inaczej obwód cewki stycznika
zamknąłby się z chwilą ustania nacisku na 1P). Suport rusza np. w lewo. Gdy
w ruchu tym zderzak naciśnie na wyłącznik krańcowy 4WK otwierając jego
styki, obwód cewki stycznika 2S zostanie przerwany, jego zwora opadnie,
a styki 2S1 zamkną się włączając stycznik 1S. Suport rusza w prawo, wkrótce
potem zamykają się styki 4WK, ale nie włącza się przez to stycznik 2S
ponieważ styki 1S1 są otwarte. Po dojściu suportu do wyłącznika 1WK zostaje
8
odłączony stycznik 1S, a włączony stycznik 2S. Cykl będzie powtarzał się do
chwili naciśnięcia na przycisk W.
Jeśli naciśniemy na przycisk 2P, otrzymamy również ruch
z automatycznym nawrotem, z tą różnicą, że rozpocznie się on od ruchu suportu
w kierunku przeciwnym niż przy naciskaniu na przycisk 1P. Rola wyłączników
krańcowych 2WK i 3WK polega na dodatkowym zabezpieczaniu przed
niewłaściwym połączeniem układu. Gdyby np. zamieniono przez pomyłkę rolę
wyłączników 1WK i 4WK przy przyporządkowanym już odpowiednim
kierunku wirowania silnika, to przy naciskaniu przycisków 1P i 2P mimo, że
styki wyłącznika krańcowego zostaną rozwarte, suport posuwałby się dalej w
poprzednim kierunku. Doprowadziłoby to zapewne do zniszczenia suportu lub
silnika. W układach praktycznych, połączonych na stałe, wyłączniki 2WK
i 3WK są zbędne.
V. WYMAGANIA BHP
Porządek na stanowisku laboratoryjnym oraz przygotowanie studentów do
zajęć jest podstawą bezpiecznej pracy. A
ączenia obwodów elektrycznych należy
dokonywać w stanie beznapięciowym Po zakończeniu łączenia niewykorzystane
przewody należy powiesić na wieszaku na przewody.
Przy stanowisku badawczym środkiem dodatkowej ochrony
przeciwporażeniowej jest izolowanie stanowiska ze względu na dostępne części
czynne obwodu elektrycznego o napięciu przekraczającym napięcie bezpieczne.
Dlatego łączenia, przełączania i zmian w układzie sterowania można dokonywać
tylko przy wyłączonej sieci zasilającej na danym stanowisku.
W celu uniknięcia porażenia prądem elektrycznym osoby wykonujące
ćwiczenia powinny w czasie uruchamiania układu sterowania zachować
odpowiednie oddalenie od części czynnych (będących pod napięciem).
9
VI. LITERATURA
1. Misiurewicz E., Mystkowski A.: Napęd i sterowanie elektryczne obrabiarek.
PWT, W-wa, 1995.
2. Praca zbiorowa pod red. F. Przezdzieckiego: Laboratorium elektrotechniki
i elektroniki. PWN, W-wa, 1982.
3. Praca zbiorowa pod red. W. Pietrzyka: Laboratorium z elektrotechniki
i elektroniki. Wyd. Uczelniane Polit. Lubelskiej, 1994.
10