Wendestarter: Funktionsprinzip, Motoranwendungen und Sicherheit

Elektromotoren sind in der Industrie und im Alltag weit verbreitet. Beim Betrieb einiger Mechanismen muss die Drehung der Motorwelle in verschiedene Richtungen sichergestellt werden, dh es muss umgekehrt werden. Dazu wird ein bestimmtes Steuerschema verwendet und ein zusätzlicher Magnetstarter (Schütz) oder Wendestarter verwendet.

Theoretische Basis

Die Art der Rückwärtsstartschaltung hängt von folgenden Faktoren ab:

• Art des Elektromotors;
• Versorgungsspannung;
• der Zweck der elektrischen Ausrüstung.

Daher können Umkehrschaltungen sehr unterschiedlich sein, aber sobald Sie die Prinzipien ihres Aufbaus verstanden haben, können Sie jede solche Schaltung zusammenbauen oder reparieren.

Bevor Sie die Motorumkehrschaltungen demontieren, müssen Sie die Konzepte definieren die bei der Beschreibung der Arbeit verwendet werden:

• Ein Schließer (offen) ist ein Kontakt, der sich ohne äußere Einwirkung im geöffneten Zustand befindet. Unter äußerer Beeinflussung wird zunächst die Spannungsversorgung der Steuerspule eines Relais oder Magnetstarters verstanden. Bei Tastern werden die Kontakte mechanisch geschaltet.
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• Ein Öffner (geschlossener) Kontakt ist ein Kontakt, der sich ohne äußere Kräfte im geschlossenen Zustand befindet.
• Ein Magnetstarter ist ein elektromagnetisches Gerät mit drei normalerweise offenen Leistungskontakten und mehreren Hilfskontakten. Beim Anlegen der Versorgungsspannung an die Magnetspule wird der Anker angezogen und alle Kontakte gleichzeitig geschaltet. Leistungskontakte werden verwendet, um den Elektromotor mit dem Netz zu verbinden, und Hilfskontakte werden benötigt, um einen Steuerkreis aufzubauen, damit sie normalerweise geöffnet oder geschlossen sein können. Nach Wegnahme der Steuerspannung kehrt das Gerät unter Federwirkung in den Ausgangszustand zurück.
• Ein Wendestarter sind zwei identische Magnetstarter, die auf einem Sockel montiert sind, mit einem gemeinsamen Gehäuse. Das Gerät ist zum Reversieren von Drehstrommotoren bestimmt, daher sind die Leistungskontakte auf eine bestimmte Weise miteinander verbunden.
• Ein Thermorelais ist eine Vorrichtung zum Schutz des Motors vor Überhitzung durch erhöhte Ströme in den Wicklungen.
• Ein Schütz ist in vielerlei Hinsicht ein Schaltgerät, das einem Magnetstarter ähnelt. Im Gegensatz dazu kann es zwei bis vier normalerweise offene Leistungskontakte mit Lichtbogenkammern haben und ist zum Schalten großer Ströme ausgelegt.
• Ein Leistungsschalter ist ein Gerät zum Schutz gegen Kurzschlussströme.

Damit der Elektromotor seine Drehung ändern kann, muss sein Magnetfeld geändert werden. Dazu müssen Sie einige Schalter vornehmen, die vom Typ der elektrischen Maschine abhängen.

Das Funktionsprinzip eines Asynchronmotors

Der Betrieb des Elektromotors kann sowohl im dreiphasigen als auch im einphasigen Modus erfolgen. Das Funktionsprinzip der Stromkreise ändert sich geringfügig, es gibt jedoch einige Ergänzungen zur Stromversorgung aus einem einphasigen Netz.

Drehstromnetz

Das elektrische Schaltbild des reversiblen Starts eines Drehstrom-Elektromotors mit Kurzschlussläufer sieht wie folgt aus Weg (das Diagramm ist in Abb. 1 dargestellt. 1) Die Stromversorgung des gesamten Stromkreises erfolgt aus einem dreiphasigen Wechselstromnetz mit einer Spannung von 380 V durch Automat AB.

Um eine solche elektrische Maschine (M) umzukehren, müssen Sie den Wechsel von zwei beliebigen an den Stator angeschlossenen Phasen ändern. Im Diagramm ist der Magnetstarter Mn1 für die Vorwärtsdrehung zuständig, Mn2 für das Gegenteil. Die Abbildung zeigt, dass beim Einschalten von Mn1 die Phasen am Stator A, B, C abwechseln, und wenn Mn2 eingeschaltet wird - C, B, A, dh die Phasen A und C wechseln die Plätze, was wir brauchen .

Wenn Spannung an die Schaltung angelegt wird, werden die Spulen Mn1 und Mn2 entregt. Ihre Powerkontakte Mp1.3 und Mp2.3 sind geöffnet. Der Elektromotor dreht sich nicht.

Wenn Sie die Start1-Taste drücken, wird die MP1-Spule mit Strom versorgt, der Starter wird ausgelöst und Folgendes passiert:

1. Die Powerkontakte Mp1.3 sind geschlossen, die Statorwicklungen werden mit der Versorgungsspannung versorgt, der Motor beginnt sich zu drehen.
2. Der Schließer-Hilfskontakt Mp1.1 schließt. Dieser Kontakt sorgt für die Selbsthemmung des MP1-Starters. Das heißt, wenn die Start1-Taste losgelassen wird, bleibt die Mn1-Spule aufgrund des Mn1.1-Kontakts erregt und der Starter schaltet nicht ab.
3. Der Öffner-Hilfskontakt Mp1.2 öffnet. Dieser Kontakt unterbricht den Steuerstromkreis der Mn2-Spule und bietet somit Schutz gegen das gleichzeitige Einschalten beider Schütze.

Wenn der Motor abgestellt oder der Rückwärtsgang eingelegt werden muss, du musst drücken

Stopp-Taste. Gleichzeitig wird der Stromversorgungskreis Mp1 geöffnet, das Schütz wird getrennt, seine Kontakte kehren in den in der Figur gezeigten ursprünglichen Zustand zurück, der Elektromotor stoppt.

Damit sich der Motor in die entgegengesetzte Richtung dreht, müssen Sie die Starttaste 2 drücken. Analog zu Mp1 funktionieren die Kontakte Mp2.3, Mp2.1, Mp2.2, die Phasen schalten die Statorwicklung ein und der Motor beginnt sich in die entgegengesetzte Richtung zu drehen.

Der Steuerstromkreis wird von zwei Phasendrähten gespeist. Bei diesem Anschluss müssen Schütze mit 380-V-Spulen verwendet werden. Sicherungen Pr1 und Pr2 bieten Schutz gegen Kurzschlussströme. Darüber hinaus werden durch das Entfernen dieser Sicherungen alle Bedienelemente vollständig stromlos gemacht und das Risiko von elektrischen Verletzungen während der Wartung und Reparatur vermieden.

Den Schutz der elektrischen Maschine vor Überlastung übernimmt das Thermorelais RT. Fließt in einer der drei Statorwicklungen ein erhöhter Strom, erwärmt sich die Bimetallplatte RT, wodurch sie sich verbiegt. Bei einem bestimmten Strom erwärmt sich die Platte so stark, dass ihre Biegung zum Ansprechen des Thermorelais führt, wodurch er öffnet seinen Öffner PT im Steuerkreis der Spulen Mp1 und Mp2 und der Motor wird vom Netzwerke.

Die Ansprechzeit hängt von der Höhe des Stroms ab: Je höher der Strom, desto kürzer die Ansprechzeit. Aufgrund der Tatsache, dass der RT mit einer gewissen Verzögerung reagiert, haben die Anlaufströme, die 7-10 mal höher als die Nennwerte sein können, keine Zeit, den Schutzvorgang auszulösen.

Je nach Gerätetyp und Einstellungen gibt es nach Auslösen des Thermorelais zwei Möglichkeiten, den Stromkreis in einen Betriebszustand zurück zu versetzen:

• Automatisch - Nach dem Abkühlen des Sensorelements kehrt das Relais in den Normalzustand zurück und der Motor kann mit der Starttaste gestartet werden.
• Manuell - Sie müssen eine spezielle Flagge am RT-Körper drücken, danach wird der Kontakt geschlossen und die Schaltung ist startbereit.

Die betrachtete Umkehrschaltung eines Drehstrommotors kann je nach Bedingungen und Bedarf modifiziert werden. Beispielsweise kann der Steuerstromkreis aus einem 12-V-Netz gespeist werden, in diesem Fall alle Bedienelemente wird unter sicherer Spannung stehen und eine solche Installation kann bei hohen sicher verwendet werden Feuchtigkeit.

Der Motor kann nur reversiert werden, wenn der Motor vollständig stillsteht, sonst erhöhen sich die Anlaufströme um ein Vielfaches, was den Schutz auslöst. Um die Erfüllung dieser Bedingung zu kontrollieren, kann dem Steuerkreis ein Zeitrelais hinzugefügt werden, dessen Kontakte in Reihe zu MP2.2 und MP1.2. Dadurch kann der Motor nach dem Drücken der Stop-Taste erst nach wenigen Sekunden in die entgegengesetzte Richtung gestartet werden, die notwendig sind, um den Mechanismus vollständig zu stoppen.

Einphasenmodus

Damit ein Drehstrom-Asynchronmotor mit Kurzschlussläufer an einem einphasigen 220-V-Netz arbeiten kann, wird ein Anschlussplan mit Anlauf- und Arbeitskondensatoren verwendet.

Drei Drähte verlassen die Statorwicklung des Elektromotors. Zwei Drähte sind direkt mit den Phasen- und Neutralleitern verbunden, und der dritte ist über einen Kondensator mit einem der Versorgungskabel verbunden. Die Drehrichtung hängt dabei davon ab, an welchem ​​der Versorgungsleiter der Kondensator angeschlossen ist.

Wenn ein solches Anschlussschema in ein reversibles umgewandelt werden muss, muss es durch einen Kippschalter ergänzt werden, der die Kapazität von einem Stromkabel auf ein anderes umschaltet.

Gleichstrommaschinen

Der Rückwärtsstart eines Gleichstrommotors kann durch Ändern der Polarität des Anschlusses der Ankerwicklung oder Feldwicklung erfolgen. Je nachdem, wie diese beiden Wicklungen miteinander verbunden sind, haben Gleichstrommotoren folgende Erregungsarten:

• unabhängig - die Erregerwicklungen und Anker werden aus verschiedenen Quellen gespeist;
• konsistent;
• parallel;
• gemischt.

Gleichstrommotoren können den Gang auslaufen - eine Betriebsart der Maschine, bei der die Drehzahl so stark ansteigt, dass es zu mechanischen Schäden kommt.

Bei einem Kollektormotor mit paralleler oder unabhängiger Erregung kann ein solcher Modus auftreten, wenn die Erregerwicklung unterbrochen ist. Daher ist das Anschlussschema des Reversiermotors in diesem Fall so aufgebaut, dass die Ankerwicklung wurde geschaltet, und die Erregerwicklung muss direkt an. angeschlossen werden Energieversorgung. Das heißt, es ist nicht akzeptabel, den Erregerkreis über irgendwelche Kontakte oder Sicherungen zu verbinden.

Ansonsten unterscheidet sich die Steuerschaltung von der reversiblen Schaltung eines Drehstrommotors nur dadurch, dass statt drei Wechselstromphasen zwei DC-Zuleitungsadern geschaltet werden.

Vorteile der Verwendung von Magnetstartern

Das Hauptelement in reversiblen Anschlussschemata für Elektromotoren ist ein Magnetstarter. Durch die Verwendung dieser Geräte können Sie eine Reihe von Problemen lösen:

• Gleichzeitiger Anschluss von drei Phasen.
• Umsetzung der Kommutierung großer Ströme mit kleinen Signalen. Einige Geräte können Ströme in der Größenordnung von Hunderten von Ampere schalten, und der zum Betreiben der Spule erforderliche Strom überschreitet selten ein Ampere.
• Ferngesteuerter Start. Bedingt durch die Bauform des Starters und geringe Betriebsströme können die Bedienknöpfe mehrere. voneinander entfernt angeordnet werden Hunderte von Metern vom Elektromotor entfernt, was wiederum nicht nur für Benutzerfreundlichkeit, sondern auch für Sicherheit sorgt Operator.
• Null Schutz. Wenn die Spannung während des Betriebs unterbrochen wird, zum Beispiel durch das Ansprechen des Stromschutzes, dann nach der Wiederaufnahme Stromversorgung beginnt der Mechanismus spontan zu arbeiten, was nicht nur zu Geräteschäden, sondern auch zu Menschenopfer. Die Verwendung eines Schützes schließt diese Möglichkeit aus, da es nach dem Abschalten abschaltet und in seinem Zustand bleibt, bis der Bediener den Startknopf drückt.
• Vielseitigkeit. Spulen für einen bestimmten Startertyp haben die gleichen Eigenschaften und das gleiche Design, aber die Ansprechspannung kann unterschiedlich sein. Dadurch kann das Schütz durch Einbau einer geeigneten Spule in verschiedenen Netzen eingesetzt werden. Diese Eigenschaft sollte beim Austausch eines Anlassers durch einen anderen beachtet werden, da äußerlich völlig identische Geräte unterschiedliche Betriebsspannungen haben können.

Sicherheitstechnik

Bei der Installation, Inbetriebnahme und Reparatur sind die Sicherheitsvorschriften strikt einzuhalten.

Beim Arbeiten mit einem Elektromotor-Steuerkreis ist es für eine vollständige Abschaltung erforderlich, das Leistungsteil und die Steuerkreise spannungsfrei zu schalten. Einige Elektromotoren können von zwei unabhängigen Stromquellen betrieben werden, lesen Sie daher unbedingt den Anschlussplan. Nehmen Sie die erforderlichen Abschaltungen vor und prüfen Sie mit der Anzeige, dass nicht nur an den Leistungskontakten, sondern auch an den Hilfskontakten keine Spannung anliegt.

Wenn Kondensatoren im Stromkreis installiert sind, geben Sie ihnen nach dem Ausschalten Zeit zum Entladen, bevor Sie spannungsführende Teile berühren.