Obwody sterowania silnika AC

#9 Schemat sterowania lewo-prawo. Zmiana kierunku wirowania silnika trójfazowego. (Lipiec 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Obwody sterowania silnika AC

Obwody elektryczne prądu zmiennego


Pytanie 1

Być może najbardziej wymagającym aspektem interpretacji schematów drabinkowych, dla osób bardziej zaznajomionych z elektronicznymi schematami schematycznymi, jest sposób przedstawienia przekaźników elektromechanicznych. Porównaj te dwa równoważne diagramy:

Najpierw schemat drabinkowy:

Następnie schemat:

Opierając się na twoich obserwacjach tych dwóch diagramów, wyjaśnij, jak przekaźniki elektromechaniczne są reprezentowane w różny sposób pomiędzy drabiną i schematami.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Jedną z najbardziej znaczących różnic jest to, że w schematach drabinkowych, cewkach przekaźników i stykach przekaźników (normalnie otwarty styk na tym schemacie pokazany jako symbol podobny do kondensatora) nie muszą być rysowane blisko siebie.

Pytanie uzupełniające: co dwie etykiety "L1" i "L2" oznaczają "notatki ukryte"> Uwagi:

Omów te diagramy ze swoimi uczniami, zauważając wszelkie istotne zalety i wady każdej konwencji.

W odniesieniu do pytania kwestionującego, symbole "L1" i "L2" są bardzo powszechnymi oznaczeniami dla przewodów mocy prądu przemiennego. Upewnij się, że twoi uczniowie przebadali to i wiedzą, co oznaczają te etykiety!

pytanie 2

Zinterpretuj schemat obwodu sterowania silnika prądu zmiennego, wyjaśniając znaczenie każdego symbolu:

Należy również wyjaśnić działanie tego obwodu sterującego silnika. Co się dzieje, gdy ktoś uruchomi przełącznik "Uruchom" "# 2"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

W tym obwodzie silnik uruchomi się po uruchomieniu przełącznika "Run". Po zwolnieniu przycisku "Run" silnik kontynuuje pracę.

Pytanie uzupełniające: ten obwód nie ma przełącznika "stop"! Co należałoby zmodyfikować w obwodzie logicznym drabiny, aby zapewnić kontrolę "stop"?

Uwagi:

Obwód ten jest znany jako obwód zatrzaskowy, ponieważ "blokuje się" w stanie "włączonym" po chwilowym działaniu. Zestyk równoległy z przełącznikiem "Run" jest często nazywany stykiem uszczelniającym, ponieważ "zamyka" chwilowy stan zamknięcia przełącznika Run po tym, jak ten przełącznik jest wyłączony.

Kolejne ważne pytanie, w jaki sposób możemy spowodować zatrzymanie silnika, jest bardzo ważne. Poświęć czas uczniom na omówienie tego praktycznego problemu projektowego i zastosuj rozwiązanie.

pytanie 3

Narysuj niezbędne połączenia przewodów, aby zbudować obwód pokazany na tym schemacie drabinkowym:

Schemat drabinkowy:

Ilustracja przedstawiająca elementy:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

To pytanie pomaga uczniom budować ich umiejętności w zakresie relacji przestrzennych, ponieważ odnoszą się do schludnego, czystego schematu do stosunkowo "bałaganu" w świecie rzeczywistym. Jak zwykle przedstawiony tu układ nie jest jedynym sposobem, w jaki można go zbudować, ale jest to jedno rozwiązanie.

Pytanie 4

Najprostszym i najtańszym stylem sterowania silnikiem elektrycznym jest tak zwany starter typu " over-the-line" . Opisz, w jaki sposób działa ten obwód sterujący silnika, a także określ słowo "starter" w tym kontekście.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

"Rozrusznik" to kolejna nazwa dużego przekaźnika mocy wykorzystywanego do przewodzenia prądu do linii silnika. Rozruszniki są również znane jako styczniki i zwykle są oznaczone literą "M" w schematach drabinkowych.

Uwagi:

Poproś uczniów, aby zidentyfikowali jakiekolwiek schematy obwodów sterowania silnikiem, które już widzieli jako "w całej linii." Jeśli nie ma wygodnych schematów obwodów sterowania silnika dostępnych do zilustrowania, możesz poprosić ucznia o narysowanie "na całej linii". "linia startowa" na tablicy, aby wszyscy mogli ją zobaczyć.

Pytanie 5

Chociaż obwody sterowania silnikiem "w linii" są proste i niedrogie, nie są zalecane do uruchamiania dużych silników. Alternatywą dla rozruchu silnika na całej linii jest zmniejszenie napięcia wyjściowego. Zidentyfikuj niektóre z powodów, dla których rozruch w linii prostej jest niepożądany w przypadku dużych silników elektrycznych.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pozwolę ci zbadać odpowiedzi na to pytanie!

Uwagi:

Powody, dla których rozpoczęcie rozruchu przy zmniejszonym napięciu zamiast na linii produkcyjnej, wykraczają poza elektryczne! Porozmawiaj o tym ze swoimi uczniami.

Pytanie 6

Specjalny rodzaj zabezpieczenia nadprądowego stosowany powszechnie w obwodach sterowania silnika to grzałka przeciążeniowa . Urządzenia te są połączone szeregowo z przewodami silnika i lekko nagrzewają się w normalnych warunkach prądowych:

Mimo że elementy "grzejnika" są połączone szeregowo z liniami silnika, ponieważ bezpieczniki są, nie są one bezpiecznikami! Innymi słowy, nie jest celem nadpalenia nagrzewnicy przeciążeniowej w warunkach uszkodzenia przetężeniowego, mimo że jest to możliwe.

Klucz do zrozumienia przeznaczenia nagrzewnicy przeciążeniowej znajduje się w badaniu obwodu sterującego jednofazowego (L1 / L2), w którym normalnie zamknięty styk przełącznika o tej samej nazwie (ÖL ") jest połączony szeregowo z cewką przekaźnika silnika .

Jak, dokładnie, czy przeciążone grzejniki chronią silnik elektryczny przed "wypaleniem" w warunkach przeciążenia prądem "# 6"> Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Kiedy przeciążeniowe "nagrzewnice" nadmiernie nagrzewają się w wyniku przetężenia, wyzwalają otwarcie styku ÖL ", zatrzymując silnik. Grzejniki nie zastępują zwykłych urządzeń zabezpieczających nadprądowe (wyłączniki, bezpieczniki), ale w zupełnie inny sposób. Zadaniem nagrzewnic przeciążeniowych jest ochrona silnika przed przetężeniem poprzez naśladowanie charakterystyki cieplnej samego silnika. Z drugiej strony wyłączniki i bezpieczniki chronią całkowicie inną część obwodu!

Uwagi:

Poproś swoich uczniów o opisanie informacji, które znaleźli na grzejnikach przeciążeniowych podczas swoich badań. Istnieją różne style i warianty nagrzewnic przeciążeniowych, ale wszystkie one wykonują tę samą funkcję. Pamiętaj także, aby zapoznać się z uczniami w celu zastosowania bezpieczników i wyłączników. Te urządzenia nie są przeznaczone do ochrony obciążenia (silnika), ale raczej do innego ważnego elementu układu elektrycznego!

Ciekawym sposobem wyjaśnienia funkcji nagrzewnic przeciążeniowych jest odniesienie się do nich jako analogowych modeli uzwojenia silnika. Są one zaprojektowane tak, że na każdym obecnym poziomie będą wymagały tak długiego czasu rozgrzania się i osiągnięcia punktu awaryjnego, jak sam prawdziwy silnik zajmie ogrzanie do punktu zbliżającego się uszkodzenia. Podobnie chłodzą się w takim samym tempie, jak w przypadku braku zasilania, gdy silnik jest chłodny. Grzałki przeciążeniowe są jak małe modele silników z dołączonym mechanizmem termostatycznym, aby w odpowiednim czasie wyzwolić styk przeciążeniowy. Jest to elegancka koncepcja i dość praktyczna w rzeczywistych aplikacjach sterowania silnikiem.

Pytanie 7

Pokazany tutaj obwód zapewnia sterowanie dwukierunkowe (do przodu i do tyłu) dla trójfazowego silnika elektrycznego:

Wyjaśnij, w jaki sposób zmiana kierunku silnika odbywa się za pomocą dwóch różnych rozruszników silnika, M1 i M2. Wyjaśnij także, dlaczego istnieje tylko jeden zestaw nagrzewnic przeciążeniowych zamiast dwóch (jeden do przodu i jeden do tyłu). Na koniec objaśnij przeznaczenie normalnie zamkniętych styków szeregowo z każdą cewką rozrusznika.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Odwrócenie silnika odbywa się poprzez odwrócenie kolejności faz mocy trójfazowej docierającej do silnika (z ABC do ACB). Istnienie tylko jednego zestawu (trzech) grzejników można odpowiednio wyjaśnić, jeśli wziąć pod uwagę scenariusz, w którym silnik przegrzewa się po uruchomieniu w kierunku "do przodu", a następnie natychmiast podejmuje się próbę uruchomienia go w "odwrocie". Styki NC (zwykle zwane stykami blokującymi ) zapobiegają fruwającym iskrom, gdy oba przyciski są jednocześnie wciskane!

Uwagi:

Poproś uczniów, aby dokładnie wytłumaczyli, dlaczego "iskry" ("poleciałoby"), gdyby oba przyciski zostały naciśnięte w tym samym czasie. Nazwa najczęściej podawana do styków NC to blokada, ponieważ każda z nich "blokuje" drugi z rozruszników.

Pytanie 8

Rozrusznik i zespół grzałki przeciążeniowej dla przemysłowego silnika elektrycznego często znajduje się dość daleko od samego silnika, wewnątrz pomieszczenia określanego jako centrum sterowania silnika lub MCC:

Ponieważ niemożliwe jest, aby technik znalazł się w dwóch miejscach jednocześnie, często konieczne jest przeprowadzenie kontroli diagnostycznej nieprawidłowego działania silnika elektrycznego z MCC, w którym technik ma dostęp do wszystkich obwodów sterujących.

Jednym z takich testów diagnostycznych jest prąd liniowy, wykrywający obecność otwartego uzwojenia silnika. Jeśli uzwojenie silnika trójfazowego nie zostanie otwarte, silnik nie będzie działał tak, jak powinien. Nazywa się to jednostopniowym . Dobrym sposobem na sprawdzenie tego warunku jest zastosowanie amperomierza zaciskowego (indukcyjnego) do sprawdzenia prądu linii we wszystkich trzech liniach, gdy rozrusznik jest zasilany. Można to zrobić w dowolnym miejscu, w którym istnieje fizyczny dostęp do przewodów mocy silnika.

Załóżmy jednak, że pracujesz na stanowisku, w którym podejrzewa się jednostronne fazowanie i nie masz z tobą amperomierza mocującego. Wszystko co masz to DMM (cyfrowy multimetr), który nie ma możliwości bezpiecznego pomiaru prądu silnika. Niedługo wrócisz do sklepu, aby uzyskać amperomierz mocujący, gdy bardziej doświadczony technik zaproponuje alternatywny test. Bierze twój DMM, ustawia go na zakres miliwoltowy AC, a następnie łączy sondy testowe po obu stronach każdego elementu grzejnika przeciążeniowego, jeden grzejnik w tym czasie:

W poprzek każdego elementu grzejnika przeciążeniowego mierzy on około 20 mV AC z włączonym zapłonnikiem. Z tego wynika, że ​​silnik nie jest jednostopniowy, ale pobiera w przybliżeniu równy prąd na wszystkich trzech fazach.

Wyjaśnij, w jaki sposób działa ta kontrola diagnostyczna i dlaczego można ją ustalić. Opisz również, jakie ograniczenia ma ta procedura diagnostyczna i jak amperomierz cęgowy naprawdę jest najlepszym sposobem pomiaru prądu linii silnika.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Każdy element grzejnika przeciążeniowego ma niewielką ilość oporu elektrycznego, który jest kluczem do tej procedury diagnostycznej. Oczywiście uzyskany pomiar jest ściśle jakościowy, a nie ilościowy, jak dałby amperomierz typu clamp-on.

Pytanie kontrolne nr 1: jaki wynik może wyniknąć z tego testu diagnostycznego, czy silnik rzeczywiście był jednostopniowy, ponieważ jeden z grzejników przeciążeniowych przestał działać "notatki ukryte"> Uwagi:

Tę kontrolę diagnostyczną wykorzystałem wielokrotnie, aby rozwiązać problem z jednofazowym silnikiem elektrycznym. To niesamowite, jakie rodzaje testów diagnostycznych można wykonać za pomocą wysokiej jakości DMM i dogłębnego zrozumienia teorii elektrycznej!

Pytanie 9

Popularną strategią sterowania silnikiem indukcyjnym AC jest zastosowanie jednostek napędowych o zmiennej częstotliwości lub VFD. Wyjaśnij, na czym polega różnica częstotliwości zasilania silnika indukcyjnego AC i dlaczego jest to korzystne.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Napędy o zmiennej częstotliwości pozwalają na precyzyjne i wydajne sterowanie prędkością silnika indukcyjnego, co nie jest możliwe w inny sposób.

Uwagi:

Kluczowe znaczenie dla odpowiedzi na to pytanie ma zasada wirującego pola magnetycznego i to, w jaki sposób prędkość wirnika jest przede wszystkim funkcją częstotliwości linii. Podczas gdy wewnętrzne szczegóły VFD są dość złożone, podstawowa zasada działania (i racjonalne uzasadnienie) nie jest.

Pytanie 10

Pokazano tutaj typowy zestaw "krzywych" dla nagrzewnicy przeciążeniowej, taki jak powszechnie stosowany w celu zapewnienia zabezpieczenia nadprądowego dla silników elektrycznych prądu przemiennego:

Dlaczego potrzebny jest czas na ponowne ustawienie kontaktu z przeciążeniem po "tripie" "# 10"> Reveal answer Ukryj odpowiedź

Czas resetowania grzałki nadprądowej jest zamierzoną funkcją projektową. Jeśli nagrzewnica jest zbyt gorąca, aby ją ponownie ustawić, silnik jest zbyt gorący, aby ponownie uruchomić.

Uwagi:

Przypomnij uczniom, że celem nagrzewnicy przeciążeniowej jest zapewnienie termicznego analogu samego silnika elektrycznego. W idealnym przypadku nagrzewnica nagrzewa się i stygnie z tą samą częstotliwością co silnik. To tłumaczy, dlaczego istnieje niezbędny czas resetowania po tym, jak podgrzewacz przeciążeniowy spowoduje, że obwód sterujący silnika "wyłączy się".

Poproś swoich uczniów, aby podzielili się wspólnymi cechami konstrukcyjnymi grzejnika przeciążeniowego. Jak właściwie działają te urządzenia? Jeśli twoi uczniowie to rozumieją, nie powinni mieć trudności ze zrozumieniem, dlaczego przeciążenie styków grzałek wymaga czasu na zresetowanie po podróży.

Powód korygowania krzywej czasowej po około 300% prądu pełnego obciążenia jest nieco bardziej złożony. To również nie jest idiosynkrazą, ale raczej cechą konstrukcyjną grzałki przeciążeniowej. Ponieważ wyższe poziomy prądu spowodują wyłączenie nagrzewnicy w krótszym czasie, faktycznie nagrzewają silnik mniej podczas krótkiego czasu włączenia niż ciągłe przetężenie o mniejszej wartości. Dlatego też silnik nie musi schładzać się na długo przed następnym ponownym uruchomieniem.

Pytanie 11

Przekaźniki ochronne to specjalne urządzenia wykrywające moc, których zadaniem jest automatyczne otwieranie lub zamykanie wyłączników w dużych systemach elektroenergetycznych. Niektóre przekaźniki zabezpieczające są przeznaczone do stosowania bezpośrednio z dużymi silnikami elektrycznymi w celu zapewnienia zaawansowanego monitorowania, wyłączania i uruchamiania rozruchu.

Jedną z cech tych przekaźników ochronnych o działaniu silnikowym jest blokada rozruchu . Oznacza to, że przekaźnik uniemożliwi komuś podjęcie zbyt wielu prób ponownego uruchomienia dużego silnika elektrycznego. Jeśli silnik zostanie uruchomiony i zatrzymany kilka razy w krótkim okresie czasu, przekaźnik uniemożliwi ponowne uruchomienie go aż do upłynięcia wystarczającego czasu "odpoczynku".

Wyjaśnij, dlaczego duży silnik elektryczny musiałby "odpocząć" po kilku kolejnych zdarzeniach rozruchowych. Jeśli silniki elektryczne są doskonale zdolne do ciągłego działania przy pełnym obciążeniu przez wiele lat, dlaczego kilka start-upów zasługuje na automatyczne blokowanie?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Nie udzielę ci tutaj bezpośredniej odpowiedzi, ale podam dużą wskazówkę: prąd rozruchowy .

Uwagi:

Prąd rozruchowy jest współczynnikiem dla każdego typu silnika, AC lub DC. Łatwo jest zapomnieć, jak znacznie większy typowy prąd rozruchowy silnika porównuje się z normalnym prądem pełnego obciążenia. Kiedy uczniowie biorą pod uwagę natężenie występujących prądów, a także fakt, że większość silników elektrycznych jest chłodzonych wentylatorem, a zatem brakuje chłodzenia w początkowych momentach rozruchu, powód automatycznego blokowania po kilku kolejnych uruchomieniach wydarzenia stają się oczywiste.

Pytanie 12

Przekaźniki elektromechaniczne stosowane do uruchamiania i zatrzymywania silników elektrycznych dużej mocy (zwane "stycznikami" lub "rozrusznikami") muszą być uważane za potencjalne źródło łuku elektrycznego . Wyjaśnij, dlaczego tak jest. Co takiego jest w budowie lub działaniu takiego przekaźnika, który zaprasza to niebezpieczne zjawisko?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Przekaźniki elektromechaniczne przerywają prąd obwodu poprzez oddzielenie par kontaktów metalowych od siebie, oddzielając je szczeliną powietrzną. Ponieważ ten ruch styku nie jest natychmiastowy, możliwe jest wygenerowanie łuku w szczelinach powietrznych o takiej wielkości, że staje się łukiem błyskowym.

Uwagi:

Łuk świetlny jest tak samo niebezpieczny dla elektryków jak porażenie prądem, ale widziałem (i pracowałem) ludzi, którzy nie zwracają uwagi na niebezpieczeństwa! Należy rozumieć, że rozruszniki silnikowe są z natury urządzeniami wytwarzającymi łuki i że w pewnych nietypowych warunkach mogą generować śmiercionośne błyski łuku. Możesz zapytać uczniów, jakie niezwykłe warunki mogą doprowadzić do tego, że stycznik wygeneruje rzeczywisty błysk (zamiast kilku małych iskier).

Pytanie 13

Istnieje kilka różnych metod uruchamiania rozruchu z obniżonym napięciem dla silników elektrycznych. Jednym z nich jest metoda autotransformatora . Oto schemat pokazujący, jak to działa:

"L1", "L2" i "L3" oznaczają trójfazowe przewodniki zasilania. Trzy zestawy styków (R, S i Y) służą do podłączenia zasilania do silnika w różnym czasie. Sekwencja rozruchowa silnika jest następująca:

1. Wyłącz silnik (R otwarte, S otwarte, Y otwarte)
2. Nacisnąć przycisk Start (wszystkie kontakty S i Y są zamknięte)
3. Opóźnienie czasowe (w zależności od wielkości silnika)
4. Y kontakty otwarte
5. Opóźnienie czasowe (w zależności od wielkości silnika)
6. Styki R zamykają się, styki S otwierają się

Wyjaśnij działanie tego systemu. Jak autotransformatory służą do obniżania napięcia do silnika elektrycznego podczas uruchamiania "# 13"> Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Gdy styki "S" i "Y" są zamknięte, autotransformatory tworzą trójfazowe połączenie "Y", z napięciem liniowym (L1, L2 i L3) zastosowanym do "końcówek" "Y" i zmniejszone napięcie silnika wystukuje część każdego uzwojenia autotransformatora.

Gdy styki "Y" są otwarte, trzy autotransformatory funkcjonują teraz tylko jako połączone szeregowo cewki indukcyjne, ograniczając prąd za pomocą ich reaktancji indukcyjnej.

Gdy styki "R" zamkną się, silnik otrzymuje moc bezpośrednią z L1, L2 i L3.

Pytanie uzupełniające: w jaki sposób działają nagrzewnice przeciążeniowe w tym obwodzie? Nie są połączone szeregowo z przewodami silnika, co jest typowe dla mniejszych silników!

Uwagi:

Dla każdego etapu sekwencji rozruchu możliwe jest ponowne pobranie mocy zasilania obwodu do silnika, aby jej funkcja była bardziej widoczna. Nie twórz tych powtórkowych rysunków samodzielnie, ale poproś uczniów, aby narysowali równoważny obwód dla każdego kroku w sekwencji startowej.

Kolejnym pytaniem jest dobry przegląd przekładników prądowych (CT), a także wprowadzenie do stosowania nagrzewnic przeciążeniowych w wysokoprądowych systemach elektrycznych.

Pytanie 14

Zidentyfikuj co najmniej trzy niezależne błędy, które mogą spowodować, że silnik się nie uruchomi:

W przypadku każdego z proponowanych błędów wyjaśnij, dlaczego uniemożliwią uruchomienie silnika.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Oto kilka możliwych usterek (nie wyczerpująca lista w żaden sposób!):

    • Wszelkie przepalone bezpieczniki
    • Cewka stycznika nie jest otwarta
    • Uzwojenie transformatora nie zostało otwarte
    • Przerwany mostek między H3 i H2 na transformatorze
    • Skorodowane połączenie przewodów na zaciskach A1 lub A2
    • Uzwojenie silnika nie zostało zwarte

Pytanie uzupełniające: wystąpi różnica w działaniu pomiędzy przepalaniem bezpiecznika L1 i nadmuchiwaniem bezpieczników L2 lub L3. Wyjaśnij, czym jest ta różnica i dlaczego może ona służyć jako wskazówka, co było nie tak.

Uwagi:

Identyfikacja wielu błędów powinna być dość łatwa w tym obwodzie. Prawdziwą wartością tego pytania jest możliwość wyjaśnień i dyskusji, które generuje on swoim uczniom, którzy dzielą się swoimi odpowiedziami.

Pytanie 15

W tym obwodzie sterowania silnika coś jest nie tak. Po naciśnięciu przycisku start stycznik jest zasilany, ale sam silnik nie działa:

Zidentyfikuj dobre miejsce do sprawdzenia za pomocą multimetru, aby zdiagnozować naturę błędu i wyjaśnij swoje uzasadnienie.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Spróbuj sprawdzić napięcie linii po stronie "linii" (źródła) stycznika, między zaciskami 1 i 2, 2 i 3 oraz 1 i 3, gdy stycznik jest pod napięciem (silnik powinien działać). Zostawię to Tobie, aby wyjaśnić, dlaczego jest to dobre miejsce do sprawdzenia w pierwszej kolejności.

Uwagi:

Porozmawiaj ze swoimi uczniami o różnych opcjach, jakie mają na etapie diagnostyki, oraz o tym, co myślą o proponowanym w odpowiedzi kroku. RozwiĘ … zuj scenariusze rozwiĘ … zywania problemów, na przykład takie, jak doskonałe do stymulowania aktywnych dyskusji w klasie, skorzystaj z niego!

Pytanie 16

Zinterpretuj schemat obwodu sterowania silnika prądu zmiennego, wyjaśniając znaczenie każdego symbolu:

Należy również wyjaśnić działanie tego obwodu sterującego silnika. Co się dzieje, gdy ktoś uruchomi przełącznik "Uruchom" "# 16"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Przełącznik "Run" jest normalnie otwartym przyciskiem. Cewka przekaźnika "M1" jest zasilana przez ten przełącznik i uruchamia trzy normalnie otwarte styki (również oznaczone jako "M1"), aby wysłać moc trójfazową do silnika. Zwróć uwagę, że szczegóły zasilania nie są przedstawione na tych schematach. Jest to powszechne zaniedbanie, zrobione ze względu na prostotę.

Uwagi:

Porozmawiaj ze swoimi uczniami o źródłach energii elektrycznej dla obu obwodów: obwodu sterowania przekaźnika i samego silnika. Rzuć wyzwanie uczniom, aby zbadali tę koncepcję, zadając im następujące pytania:

    • Czy oba źródła muszą być takie same?
    • W jaki sposób konwencja łączenia cewek przekaźników z kontaktami według nazwy (zamiast linii przerywanych i bliskości) w schematach drabinkowych jest korzystna dla obwodów o wielu źródłach, takich jak ten?
    • Czy te obwody muszą być nawet rysowane na tej samej stronie?

Pytanie 17

Zidentyfikuj co najmniej jedną usterkę, która spowodowałaby natychmiastowe wyłączenie silnika po zwolnieniu przycisku "Start", zamiast "zatrzasnąć" w trybie roboczym tak, jak powinien:

Dla każdego zaproponowanego błędu wyjaśnij, dlaczego spowoduje on opisany problem.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

    • Nie można otworzyć styku kontrolnego M1.
    • Przewód między stykiem kontrolnym M1 a obwodem sterującym przerwany.

Uwagi:

Ta forma układu sterowania silnika jest bardzo popularna w przemyśle. Warto poświęcić czas swoim uczniom na zapoznanie się z nimi i zrozumienie, jak i dlaczego to działa.

Pytanie 18

Bardzo powszechną formą obwodu zatrzaskowego jest prosty obwód przekaźnika "start-stop" używany do sterowania silnika, przy czym para przełączników przyciskowych z momentem styku steruje działaniem silnika elektrycznego. W tym konkretnym przypadku pokazuję niskonapięciowy obwód sterujący i 3-fazowy silnik o wyższym napięciu:

Wyjaśnij działanie tego obwodu, od momentu, w którym włącznik "Start" jest uruchamiany do czasu uruchomienia przełącznika "Stop". Normalnie otwarty styk M1 pokazany w obwodzie sterowania niskiego napięcia jest powszechnie nazywany stykiem uszczelniającym . Wyjaśnij, co robi ten kontakt i dlaczego można go nazwać kontaktem typu "przypieczętuj".

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pomimo tego, że przełączniki "Start" i "Stop" są chwilowe, styk "uszczelniający" powoduje zablokowanie obwodu w jednym z dwóch stanów: albo pobudzony silnikiem, albo odłączony od silnika.

Uwagi:

Obwody "start-stop" silnika są bardzo powszechne w przemyśle i mają zastosowanie do zastosowań poza silnikami elektrycznymi. Zapytaj uczniów, czy mogą wymyślić jakieś wnioski dotyczące takiego obwodu.

Pytanie 19

Alternatywą dla konwencjonalnego schematu w układach regulacji mocy AC jest schemat drabinkowy . W tej konwencji "gorące" i "neutralne" przewody mocy są rysowane jako pionowe linie w pobliżu krawędzi strony, przy czym wszystkie obciążenia i styki przełącznika są rysowane pomiędzy tymi liniami, jak szczeble na drabinie:

Jak widać, symbolika w schematach drabinkowych nie zawsze jest taka sama jak w schematach elektrycznych. Podczas gdy niektóre symbole są identyczne (na przykład przełącznik dźwigniowy), inne symbole nie są (na przykład cewka elektromagnesu).

Ponownie narysuj ten schemat drabinkowy jako schemat, tłumacząc wszystkie symbole na poprawne dla schematów.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

Chociaż schematy drabinkowe mają swoją unikalną elegancję, niektórym uczniom może być frustrujące nauczenie się nowej konwencji diagramów. Ponieważ schematy drabinkowe są tak powszechne w przemyśle, twoi uczniowie naprawdę nie mają wyboru.

Pytanie 20

Narysuj niezbędne połączenia przewodów, aby zbudować obwód pokazany na tym schemacie drabinkowym:

Schemat drabinkowy:

Ilustracja przedstawiająca elementy:

Tak, przełącznik "Run" pokazany na schemacie to SPST, ale przełącznik pokazany na ilustracji to SPDT. Jest to realistyczny scenariusz, w którym jedynym dostępnym przełącznikiem jest SPDT, ale schemat połączeń wymaga czegoś innego. Twoim zadaniem jest zaimprowizować rozwiązanie!

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pytanie dotyczące wyzwania: która pozycja przełącznika (uchwyt w lewo lub uchwyt w prawo) włącza silnik "Notatki ukryte"> Uwagi:

To pytanie pomaga uczniom budować ich umiejętności w zakresie relacji przestrzennych, ponieważ odnoszą się do schludnego, czystego schematu do stosunkowo "bałaganu" w świecie rzeczywistym. Jak zwykle przedstawiony tu układ nie jest jedynym sposobem, w jaki można go zbudować, ale jest to jedno rozwiązanie.

W odniesieniu do pytania dotyczącego wyzwania, szczególny styl pokazanego przełącznika SPDT jest bardzo powszechny, a połączenia terminala na spodzie mogą nie być zgodne z jego symbolicznym schematem.

Pytanie 21

Zbadaj ten trójfazowy obwód sterowania silnikiem, w którym bezpieczniki chronią przed przetężeniem, a przekaźnik trójbiegunowy (zwany stycznikiem ) włącza i wyłącza zasilanie silnika:

Po latach wiernej służby, pewnego dnia ten motor nie chce wystartować. Dźwięk "buczący" pojawia się, gdy stycznik jest pod napięciem (styki przekaźnika są zamknięte), ale się nie obraca. Mechanik sprawdza to i stwierdza, że ​​wał nie jest zakleszczony, ale może swobodnie się obracać. Problem musi być natury elektrycznej!

Zostałeś wezwany do zbadania. Używając amperomierza mocującego, mierzysz prąd przez każdą z linii (natychmiast po każdym bezpieczniku), gdy kolejny raz spróbujesz ponownie. Następnie rejestrujesz trzy bieżące pomiary:


Liniaobecny


152, 7 amperów


251, 9 amperów


30 amperów


Określ co najmniej dwie możliwe usterki, które mogą uwzględniać odmowę uruchomienia silnika i trzy bieżące pomiary. Następnie zdecyduj, jaki będzie następny pomiar, aby określić dokładną lokalizację i rodzaj usterki.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Oto kilka możliwości:

    • Przepalony bezpiecznik nr 3
    • Trzeci styk przekaźnika uszkodzony (uszkodzony) w styczniku
    • Jedno zerwanie nie zostało otwarte wewnątrz silnika (przy założeniu konfiguracji uzwojenia "Y")

Istnieje kilka ważnych "dalszych kroków", które możesz podjąć od tego momentu. Porozmawiaj o alternatywach ze swoimi kolegami z klasy.

Uwagi:

Jest to praktyczny scenariusz, który Ty i Twoi uczniowie powinniście dobrze poznać. Jeśli nigdy wcześniej nie słyszeli o "styczniku", to pytanie jest dobrą okazją do wprowadzenia komponentu. Zabierz go ze sobą do dyskusji, jeśli masz taką możliwość!

Pytanie 22

Pracując na stanowisku pracy z doświadczonym technikiem, masz za zadanie ustalić, czy prądy linii przechodzące do trójfazowego silnika elektrycznego są zrównoważone. Jeśli wszystko jest w porządku z silnikiem i obwodami mocy, oczywiście trzy prądy liniowe powinny być dokładnie równe sobie nawzajem.

Problem polega na tym, że żaden z was nie przyniósł amperomierza mocującego do pomiaru prądów linii. Twoje multimetry są o wiele za małe, aby zmierzyć duże prądy w tym obwodzie, a połączenie amperomierza szeregowo z tak dużym silnikiem może i tak być niebezpieczne. Tak więc doświadczony technik decyduje się spróbować czegoś innego - wykorzystuje swój multimetr jako woltomierz prądu zmiennego do pomiaru małego spadku napięcia na każdym bezpieczniku, używając bezpieczników jako surowych rezystorów bocznikowych:

Uzyskał następujące pomiary:


LiniaSpadek napięcia bezpiecznika


124, 3 mV


237, 9 mV


315, 4 mV


Czy te pomiary spadku napięcia sugerują niezrównoważone prądy linii silnika "# 22"> Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Wyniki są niejednoznaczne, ponieważ opór dla całego zespołu bezpieczników i zespołu uchwytu nie jest niezawodnie stabilną ilością. Korozja między jednym z końców bezpiecznika i klipsem na uchwycie bezpiecznika zwiększyłaby na przykład rezystancję między punktami, w których mierzone jest napięcie miliwoltowe.

Pytanie uzupełniające: tylko dlatego, że wyniki tych pomiarów napięcia miliwoltowego są nierozstrzygające w tym scenariuszu, niekoniecznie oznacza to, że zasada użycia bezpieczników jako oporowych rezystorów bocznikowych jest bezużyteczna. Opisz jedną aplikację, w której użycie bezpiecznika jako bocznika wskazującego na prąd dostarczy wiarygodnych informacji na temat prądu.

Pytanie dotyczące wyzwania: ustal, gdzie można zmierzyć napięcie miliwoltowe, które może być bardziej wiarygodne pod względem ilościowego oznaczania prądu linii.

Uwagi:

Podczas mierzenia napięcia miliwoltowego przez bezpiecznik może wydawać się dziwną techniką diagnostyczną, to jest ta, którą stosuję od lat. "Haczyk" polega na tym, że musisz wiedzieć, co jest dobre, a co nie. W żaden sposób nie jest to precyzyjna, ilościowa technika!

Pytanie 23

Jedną z metod uzyskania obniżonego napięcia dla dużych silników elektrycznych jest wprowadzenie rezystancji szeregowych do każdego z przewodów mocy silnika. Po uruchomieniu cała moc musi przejść przez rezystory. Po przyspieszeniu przez silnik inny zestaw styków "rozrusznika" omija rezystory bezpośrednio z uzwojeniem silnika.

Narysuj schemat pokazujący, jak można to zrobić dla jednofazowego silnika elektrycznego, używając dwóch styków rozrusznika: "R" dla "biegu" i "S" dla "startu". Podpowiedź: potrzebujesz tylko dwóch kontaktów i jednego rezystora!

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Żaden z obwodów sterowania (przełącznik rozruchu, styk przeciążeniowy, cewka rozruchowa itp.) Nie jest pokazany na tym schemacie:

Uwagi:

Jeśli uczniowie przestudiowali metodę autotransformatora przy uruchamianiu obniżonego napięcia, poproś ich, aby porównali tę metodę z tym. Z pewnością metoda rezystancyjna jest prostsza, ale czy metoda autotransformatora ma swoje zalety (s) "meta-tagi ukryte-drukowanie">

Powiązane narzędzia:

Nieodwracający kalkulator rezystorowy oporowy Krawędź sprzężony Microstrip Kalkulator impedancji Kalkulator prawa Ohma

  • ← Poprzedni arkusz roboczy

  • Indeks arkusza roboczego

  • Następny arkusz roboczy →