Найбільш часто використовується схема з одним пускателем і кнопками управління "Пуск" і "Стоп". Для того, щоб забезпечити обертання валу двигуна в обидві сторони використовується схема з двома пускателями (або з реверсивним пускачем) і трьома кнопками. Така схема дозволяє змінювати напрямок обертання валу двигуна "на ходу" без його попередньої зупинки.
Схеми пуску двигуна
Електричний двигун М живиться від трифазної мережі змінного напруги. Трифазний автоматичний вимикач QF призначений для відключення схеми при короткому замиканні. Однофазний автоматичний вимикач SF захищає ланцюга управління.
Основним елементом магнітного пускача є контактор (потужне реле для комутації великих струмів) КМ. Його силові контакти комутують три фази, які підходять до електродвигуна. Кнопка SB1 ( "Пуск") призначена для пуску двигуна, а кнопка SB2 ( "Стоп") - для зупинки. Теплові біметалічні реле KK1 і КК2 здійснюють відключення схеми при перевищенні струму, споживаного електродвигуном.
Мал. 1. Схема пуску трифазного асинхронного двигуна з допомогою магнітного пускача
При натисканні кнопки SB1 контактор КМ спрацьовує і контактами KM.1, км.2, КМ.3 підключає електродвигун до мережі, а контактом КМ.4 блокує кнопку (самоблокировки).
Для зупинки електродвигуна досить натиснути кнопку SB2, при цьому контактор КМ відпускає і відключає електродвигун.
Важливою властивістю магнітного пускача є те, що при випадковому зникненні напруги в мережі двигун відключається, але відновлення напруги в мережі не призводить до мимовільного запуску двигуна, так як при відключенні напруги відпускає контактор КМ, і для повторного включення необхідно натиснути кнопку SB1.
При несправності установки, наприклад, при заклинювання і зупинці ротора двигуна, струм, споживаний двигуном, зростає в кілька разів, що призводить до спрацьовування теплових реле, розмикання контактів KK1, КК2 і відключення установки. Повернення контактів КК в замкнутий стан виробляється вручну після усунення несправності.
Реверсивний магнітний пускач дозволяє не тільки запускати і зупиняти електричний двигун, але змінювати напрямок обертання ротора. Для цього схема пускача (рис. 2) містить два комплекти контакторів і кнопок пуску.
Мал. 2. Схема пуску двигуна за допомогою реверсивного магнітного пускача
Контактор КМ1 і кнопка SB1 з самоблокуванням призначені для включення двигуна в режимі "вперед", а контактор КМ2 і кнопка SB2 включають режим "назад". Для зміни напрямку обертання ротора трифазного двигуна досить поміняти місцями будь-які дві з трьох фаз живлячої напруги, що і забезпечується основними контактами контакторів.
Кнопка SB3 призначена для зупинки двигуна, контакти КМ 1.5 і КМ2.5 здійснюють взаємоблокування, а теплові реле КК1 і КК2 - захист при перевищенні струму.
Включення двигуна на повну напругу мережі супроводжується великими пусковими струмами, що може бути неприпустимо для мережі обмеженої потужності.
Схема пуску електродвигуна з обмеженням пускового струму (рис. 3) містить резистори R1, R2, R3, включені послідовно з обмотками електродвигуна. Ці резистори обмежують струм в момент пуску при спрацьовуванні контактора КМ після натискання кнопки SB1. Одночасно з КМ при замиканні контакту КМ.5 спрацьовує реле часу КТ.
Витримка, здійснювана реле часу, повинна бути достатньою для розгону електродвигуна. Після закінчення часу витримки замикається контакт КТ, спрацьовує реле К і своїми контактами K.1, К.2, К.3 шунтирует пускові резистори. Процес пуску завершено, на двигун подається повна напруга.
Мал. 3. Схема пуску двигуна з обмеженням пускового струму
Далі будуть розглянуті дві найбільш популярних схеми гальмування трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором: схема динамічного гальмування і схема гальмування противовключением.
Схеми гальмування двигуна
Після зняття напруги з двигуна його ротор якийсь час продовжує обертатися за рахунок інерції. У ряді пристроїв, наприклад, в підйомно-транспортних механізмах, потрібно здійснювати примусове гальмування для зменшення величини вибігу. Динамічне гальмування полягає в тому, що після зняття змінної напруги через обмотки електродвигуна пропускається постійний струм.
Схема динамічного гальмування показана на рис. 4.
Мал. 4. Схема динамічного гальмування двигуна
У схемі, крім основного контактора КМ, присутній реле К, що включає режим гальмування. Оскільки реле і контактор не можуть бути включені одночасно, застосована схема взаимоблокировки (контакти КМ.5 і К.3).
При натисканні кнопки SB1 спрацьовує контактор КМ, подає харчування на двигун (контакти КМ.1 км.2, КМ.3), блокує кнопку (КМ.4) і блокує реле К (КМ.5). Замикання КМ.6 викликає спрацьовування реле часу КТ і замикання контакту КТ без витримки часу. Таким чином здійснюється пуск двигуна.
Для зупинки двигуна слід натиснути кнопку SB2. Контактор КМ відпускає, розмикаються контакти KM.1 - KM.3, відключаючи двигун, замикає контакт КМ.5, що викликає спрацьовування реле К. Контакти K.1 і К.2 замикаються, подаючи постійний струм в обмотки. Відбувається швидке гальмування.
При розмиканні контакту КМ.6 реле часу КТ відпускає, починається витримка часу. Величина витримки повинна бути достатня для повної зупинки електродвигуна. Після закінчення витримки часу контакт КТ розмикається, реле До відпускає і знімає постійна напруга з обмоток електродвигуна.
Найбільш ефективним способом гальмування є реверсування двигуна, коли відразу після зняття харчування на електродвигун подається напруга, що викликає появу зустрічного крутного моменту. Схема гальмування противовключением приведена на рис. 5.
Мал. 5. Схема гальмування двигуна противовключением
Частота обертання ротора двигуна контролюється за допомогою реле частоти обертання з контактом SR. Якщо частота обертання більше деякого значення, контакт SR замкнутий. При зупинці двигуна контакт SR розмикається. Крім контактора прямого включення KM1 схема містить контактор для реверсування КМ2.
При пуску двигуна спрацьовує контактор KM1 і контактом КМ 1.5 розриває ланцюг котушки КМ2. З досягненням певної частоти обертання замикається контакт SR готуючи ланцюг для включення реверсу.
При зупинці двигуна контактор KM1 відпускає і замикає контакт КМ1.5. В результаті цього контактор КМ2 спрацьовує і подає на електродвигун реверсують напруга для гальмування. Зниження частоти обертання ротора викликає розмикання SR, контактор КМ2 відпускає, гальмування припиняється.