ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના સ્વચાલિત પ્રારંભ અને બંધ નિયંત્રણના સિદ્ધાંતો

આ લેખ ફેઝ રોટર અને ડીસી મોટર્સ સાથે ઇન્ડક્શન મોટર્સના સ્ટાર્ટ, રિવર્સ અને સ્ટોપના ઓટોમેશન માટે રિલે-કોન્ટેક્ટર સ્કીમ્સ સાથે સંબંધિત છે.

શરૂઆતના પ્રતિકારને ચાલુ કરવા માટેની યોજનાઓ અને સંપર્કકર્તા KM3, KM4, KM5 ના સંપર્કો કે જે તેમને નિયંત્રિત કરે છે, જ્યારે શરૂ થાય છે ત્યારે ધ્યાનમાં લો. ઘા રોટર ઇન્ડક્શન મોટર (એફ. આર. સાથે એડી) અને સ્વતંત્ર રીતે ઉત્સાહિત ડીસી મોટર DPT NV (ફિગ. 1). આ યોજનાઓ ગતિશીલ બ્રેકિંગ (ફિગ. 1, a) અને વિરુદ્ધ બ્રેકિંગ (ફિગ. 1, b) માટે પ્રદાન કરે છે.

ફેઝ રોટર સાથે ડીપીટી એનવી અથવા આઇએમ રિઓસ્ટેટ શરૂ કરતી વખતે, પ્રારંભિક રિઓસ્ટેટ R1, R2, R3 ના તબક્કાઓનું વૈકલ્પિક બંધ (શોર્ટ સર્કિટ) સંપર્કકર્તા KM3, KM4, KM5 ના સંપર્કોનો ઉપયોગ કરીને આપમેળે હાથ ધરવામાં આવે છે, જે હોઈ શકે છે. ત્રણ રીતે નિયંત્રિત:

• સમય અંતરાલોની ગણતરી કરીને dt1, dt2, dt3 (ફિગ. 2), જેના માટે સમયના રિલેનો ઉપયોગ થાય છે (સમય વ્યવસ્થાપન);

• ઇલેક્ટ્રિક મોટરની ગતિનું નિરીક્ષણ કરીને અથવા EMF (સ્પીડ કંટ્રોલ).વોલ્ટેજ રિલે અથવા રિઓસ્ટેટ્સ દ્વારા સીધા જોડાયેલા કોન્ટેક્ટર્સનો ઉપયોગ EMF સેન્સર તરીકે થાય છે;

• વર્તમાન સેન્સર્સનો ઉપયોગ (પ્રવર્તમાન રિલે જે Imin સમાન વળતર વર્તમાન માટે એડજસ્ટેબલ છે) આદેશ પલ્સ આપે છે જ્યારે આર્મચર (રોટર) કરંટ પ્રારંભિક પ્રક્રિયા દરમિયાન Imin (વર્તમાન સિદ્ધાંતનું નિયંત્રણ) ના મૂલ્ય સુધી ઘટે છે.

ડીસી મોટર (ડીસીએમ) (ફિગ. 1) (ઇન્ડક્શન મોટર (આઈએમ) માટે, જો તમે મિકેનિકલ લાક્ષણિકતાના ઓપરેટિંગ વિભાગનો ઉપયોગ કરો છો, તો તે સમાન છે) ની શરૂઆત અને બંધ દરમિયાન, તેમજ વળાંકોને ધ્યાનમાં લો. ઝડપ, ટોર્ક (વર્તમાન) વિરુદ્ધ સમય.

ચોખા. 1. ફેઝ રોટર (a) અને સ્વતંત્ર ઉત્તેજના (b) સાથે ડીસી મોટર સાથે ઇન્ડક્શન મોટરના પ્રારંભિક પ્રતિકાર પર સ્વિચ કરવા માટેની યોજનાઓ

ચોખા. 2. લક્ષણો શરૂ કરો અને બંધ કરો (a) અને DPT નિર્ભરતા (b)

ઇલેક્ટ્રિક મોટર શરૂ કરી રહ્યા છીએ (સંપર્કો KM1 બંધ છે (ફિગ. 1)).

જ્યારે વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે મોટરમાં વર્તમાન (ટોર્ક) I1 (M1) (બિંદુ A) ની બરાબર હોય છે અને મોટર પ્રારંભિક પ્રતિકાર (R1 + R2 + R3) સાથે વેગ આપે છે.

જેમ જેમ પ્રવેગક વધે છે તેમ તેમ વર્તમાનમાં ઘટાડો થાય છે અને વર્તમાન I2 (બિંદુ B) R1 પર શોર્ટ-સર્ક્યુટ થાય છે, વર્તમાન I1 (બિંદુ C) મૂલ્ય સુધી વધે છે અને તેથી વધુ.

બિંદુ F પર, વર્તમાન I2 પર, પ્રારંભિક રિઓસ્ટેટનો છેલ્લો તબક્કો શોર્ટ-સર્ક્યુટેડ છે અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર તેની કુદરતી લાક્ષણિકતા (બિંદુ G) સુધી પહોંચે છે. પ્રવેગક (બિંદુ H) પર થાય છે જે વર્તમાન Ic (લોડ આધારિત) ને અનુરૂપ છે. જો R1 પોઈન્ટ B પર શોર્ટ ન હોય, તો મોટર પોઈન્ટ B' સુધી વેગ આપશે અને તેની ગતિ સતત રહેશે.

ઇલેક્ટ્રિક મોટર પોઈન્ટ K પર ન જાય ત્યાં સુધી ડાયનેમિક બ્રેકિંગ (ખુલ્લું KM1, બંધ KM7), જે ક્ષણ (વર્તમાન) ને અનુરૂપ છે અને તેનું મૂલ્ય પ્રતિકાર Rtd પર આધારિત છે.

વિરોધ દ્વારા બ્રેકિંગ (KM1 ખુલ્લું, KM2 બંધ) જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક મોટર પોઈન્ટ L પર જાય છે અને પ્રતિકાર (R1 + R2 + R3 + Rtp) સાથે ખૂબ જ ઝડપથી મંદ થવાનું શરૂ કરે છે.

આ લાક્ષણિકતાનો ઢોળાવ, અને તેથી મૂલ્ય, પ્રતિકાર (R1 + R2 + R3 + Rtp) સાથે પ્રારંભિક લાક્ષણિકતા સમાન (સમાંતર) છે.

બિંદુ N પર, શોર્ટ સર્કિટ Rtp જરૂરી છે, ઇલેક્ટ્રિક મોટર બિંદુ P પર જાય છે અને વિરુદ્ધ દિશામાં વેગ આપે છે. જો Rtp પોઈન્ટ N પર શોર્ટ ન હોય, તો મોટર પોઈન્ટ N' સુધી વેગ આપશે અને તે ઝડપે ચાલશે.

DPT શરૂ કરવા માટે સ્વચાલિત નિયંત્રણ યોજનાઓ

સમયના કાર્ય તરીકે નિયંત્રણ (ફિગ. 3) મોટેભાગે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટાઇમ રિલેનો ઉપયોગ ઇપી સર્કિટ્સમાં ટાઇમ રિલે તરીકે થાય છે. તેઓ પ્રીસેટ સમય વિલંબ dt1, dt2,…. દરેક વખતે રિલેમાં અનુરૂપ પાવર કોન્ટેક્ટર શામેલ હોવું આવશ્યક છે.

ચોખા. 3. સમયના કાર્ય તરીકે ડીપીટીની સ્વચાલિત શરૂઆતની યોજનાકીય

ગતિના કાર્ય તરીકે નિયંત્રણ (મોટાભાગે ગતિશીલ બ્રેકિંગ અને વિપરીત બ્રેકિંગ માટે વપરાય છે) નિયંત્રણ ઓટોમેશનના આ સિદ્ધાંતમાં રિલેનો ઉપયોગ શામેલ છે જે ઇલેક્ટ્રિક મોટરની ગતિને સીધી અથવા પરોક્ષ રીતે નિયંત્રિત કરે છે: ડીસી મોટર્સ માટે આર્મેચર ઇએમએફ માપવામાં આવે છે, અસિંક્રોનસ માટે અને સિંક્રનસ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ, EMF અથવા વર્તમાન આવર્તન માપવામાં આવે છે.

એવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ જે સીધી રીતે ઝડપ (સ્પીડ કંટ્રોલ રિલે (RCC) એક જટિલ ઉપકરણ પર માપે છે) ઇન્સ્ટોલેશન અને કંટ્રોલ સર્કિટને જટિલ બનાવે છે.શૂન્યની નજીકની ઝડપે ઇલેક્ટ્રિક મોટરને ગ્રીડમાંથી ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે બ્રેકિંગ કંટ્રોલ માટે RKS નો ઉપયોગ વધુ થાય છે. પરોક્ષ પદ્ધતિઓનો વધુ વખત ઉપયોગ થાય છે.

સતત ચુંબકીય પ્રવાહ પર, ડીપીટીનું આર્મેચર ઇએમએફ ઝડપના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. તેથી, વોલ્ટેજ રિલે કોઇલ સીધા આર્મેચર ટર્મિનલ્સ સાથે કનેક્ટ કરી શકાય છે. જો કે, આર્મેચર ટર્મિનલ વોલ્ટેજ Uy એ આર્મચર વિન્ડિંગમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપની તીવ્રતામાં Eya કરતા અલગ છે.

આ કિસ્સામાં, બે વિકલ્પો શક્ય છે:

• વોલ્ટેજ રિલે KV નો ઉપયોગ, જે વિવિધ એક્ટ્યુએશન વોલ્ટેજમાં એડજસ્ટ કરી શકાય છે (ફિગ. 4, a);
• સ્ટાર્ટીંગ રેઝિસ્ટર દ્વારા જોડાયેલા KM કોન્ટેક્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને (ફિગ. 4, b). પાવર કોન્ટેક્ટર્સ KM2, KM3 ના કોઇલને KV1, KV2 રિલે સપ્લાય વોલ્ટેજના બંધ સંપર્કો.

ચોખા. 4. ડીસીએસ તરીકે વોલ્ટેજ રિલે (એ) અને કોન્ટેક્ટર્સ (બી) નો ઉપયોગ કરીને ડીપીટીના જોડાણ માટે સપ્લાય સર્કિટ

ચોખા. 5. વિદ્યુત સર્કિટ (a) અને નિયંત્રણ સર્કિટ (b) ઝડપ આધારિત સ્ટાર્ટ-અપ ઓટોમેશન સાથે DPT. જ્યારે વોલ્ટેજ રિલે KV1, KV2 નો ઉપયોગ વોલ્ટેજને માપવા માટે કરવામાં આવે છે ત્યારે ડેશ્ડ રેખાઓ સર્કિટ દર્શાવે છે.

વર્તમાન કાર્યમાં નિયંત્રણ. આ નિયંત્રણ સિદ્ધાંત અંડરકરન્ટ રિલેનો ઉપયોગ કરીને અમલમાં મૂકવામાં આવે છે, જે પાવર કોન્ટેક્ટર્સ ચાલુ કરે છે જ્યારે વર્તમાન મૂલ્ય I1 (ફિગ. 6, b) સુધી પહોંચે છે. મોટેભાગે તેનો ઉપયોગ ચુંબકીય પ્રવાહના નબળા પડવાની સાથે વધેલી ઝડપે શરૂ કરવા માટે થાય છે.

ચોખા. 6. કનેક્શન ડાયાગ્રામ (a) અને Ф, Ia = f (t) (b) ની અવલંબન જ્યારે DC મોટર ચાલુ કરો ત્યારે વર્તમાનના આધારે

જ્યારે ઇનરશ કરંટ (Rp2 ટૂંકો કરવામાં આવે છે) ત્યારે KA રિલે એનર્જાઈઝ થાય છે અને KA સંપર્ક દ્વારા કોઇલ KM4 પર પાવર લાગુ થાય છે.જ્યારે આર્મેચર કરંટ રિવર્સ કરંટ સુધી ઘટે છે, ત્યારે કોન્ટેક્ટર KM4 બંધ થાય છે અને મેગ્નેટિક ફ્લક્સ ઘટે છે (LOB ફીલ્ડ વિન્ડિંગ સર્કિટમાં Rreg દાખલ કરવામાં આવે છે). આ કિસ્સામાં, આર્મેચર પ્રવાહ વધવાનું શરૂ થાય છે (આર્મચર પ્રવાહના પરિવર્તનનો દર ચુંબકીય પ્રવાહના પરિવર્તનના દર કરતા વધારે છે).

જ્યારે Iya = Iav બિંદુ t1 પર પહોંચે છે, ત્યારે રિલે KA અને KM4 સક્રિય થાય છે અને Rreg ને મેનિપ્યુલેટ કરવામાં આવે છે. જ્યારે અવકાશયાન અને KM4 બંધ થશે ત્યારે પ્રવાહ વધારવાની અને Ia ઘટાડવાની પ્રક્રિયા t2 દ્વારા શરૂ થશે. આ બધા પરિવર્તન સાથે, M> Ms અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર વેગ આપશે. શરૂઆતની પ્રક્રિયા સમાપ્ત થાય છે જ્યારે ચુંબકીય પ્રવાહની તીવ્રતા ઉત્તેજના કોઇલના સર્કિટમાં રેઝિસ્ટન્સ રેગની રજૂઆત દ્વારા નિર્ધારિત સેટ મૂલ્યની નજીક પહોંચે છે અને જ્યારે, KA, KM4 ના આગામી ડિસ્કનેક્શન પર, આર્મેચર પ્રવાહ Iav સુધી પહોંચતો નથી ( બિંદુ ti). આ નિયંત્રણ સિદ્ધાંતને કંપન કહેવામાં આવે છે.

ડીપીટી બ્રેક કંટ્રોલ ઓટોમેશન

આ કિસ્સામાં, સ્ટાર્ટઅપ ઓટોમેશન માટે સમાન સિદ્ધાંતો લાગુ પડે છે. આ સર્કિટનો હેતુ શૂન્યની બરાબર અથવા તેની નજીકની ઝડપે નેટવર્કમાંથી ઇલેક્ટ્રિક મોટરને ડિસ્કનેક્ટ કરવાનો છે. તે સમય અથવા ઝડપના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરીને ગતિશીલ બ્રેકિંગ સાથે સૌથી સરળતાથી ઉકેલી શકાય છે (ફિગ. 7).

ચોખા. 7. ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ (a) અને નિયંત્રણ સર્કિટ (b) ગતિશીલ બ્રેકિંગ

જ્યારે શરૂ થાય છે, ત્યારે અમે SB2 દબાવીએ છીએ અને વોલ્ટેજ કોઇલ KM1 ને સપ્લાય કરવામાં આવે છે, જ્યારે: બટન SB2 (KM1.2) ને હેરફેર કરવામાં આવે છે, વોલ્ટેજ મોટર (KM1.1) ના આર્મેચર પર લાગુ થાય છે, સપ્લાય સર્કિટ KV ( KM1.3 ) ખુલે છે.

બંધ કરતી વખતે, અમે SB1 દબાવીએ છીએ જ્યારે આર્મેચર નેટવર્કથી ડિસ્કનેક્ટ થાય છે, KM1.3 બંધ થાય છે અને KV રિલે સક્રિય થાય છે (કારણ કે શટડાઉનની ક્ષણે તે લગભગ Uc ની બરાબર છે અને ઝડપમાં ઘટાડો સાથે ઘટે છે). વોલ્ટેજ કોઇલ KM2 ને પૂરો પાડવામાં આવે છે અને RT મોટરના આર્મેચર સાથે જોડાયેલ છે. જ્યારે કોણીય વેગ શૂન્યની નજીક હોય છે, ત્યારે KV રિલેનું આર્મેચર અદૃશ્ય થઈ જાય છે, KM2 ડી-એનર્જાઈઝ થાય છે અને RT બંધ થઈ જાય છે. આ સર્કિટમાં KV રિલેમાં સૌથી ઓછું શક્ય પ્રતિસાદ પરિબળ હોવું આવશ્યક છે, કારણ કે તે પછી જ ન્યૂનતમ ગતિએ બ્રેકિંગ પ્રાપ્ત કરવું શક્ય છે.

જ્યારે મોટરને ઉલટાવી દેવામાં આવે છે, ત્યારે કાઉન્ટર-સ્વિચિંગ બ્રેકિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને કંટ્રોલ સર્કિટનું કામ જ્યારે રિવર્સ કમાન્ડ આપવામાં આવે ત્યારે વધારાના પ્રતિકાર સ્ટેજને રજૂ કરવાનું છે અને જ્યારે મોટરની ઝડપ શૂન્યની નજીક હોય ત્યારે તેને બાયપાસ કરવાનું છે. મોટેભાગે, આ હેતુઓ માટે, નિયંત્રણનો ઉપયોગ ઝડપના કાર્ય તરીકે થાય છે (ફિગ. 8).

ચોખા. 8. રિવર્સ ડીપીટી બ્રેકિંગની ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ (એ), કંટ્રોલ સર્કિટ (બી) અને બ્રેકિંગ લાક્ષણિકતાઓ (સી)

સ્ટાર્ટઅપ ઓટોમેશન બ્લોક વિનાના સર્કિટનો વિચાર કરો. ઇલેક્ટ્રિક મોટરને કુદરતી રીતે "આગળ" ચલાવવાની મંજૂરી આપો (KM1 સહિત, પ્રવેગકને ધ્યાનમાં લેવામાં આવતું નથી).

SB3 બટન દબાવવાથી KM1 બંધ થાય છે અને KM2 ચાલુ થાય છે. આર્મચર પર લાગુ વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા ઉલટી છે. સંપર્કો KM1 અને KM3 ખુલ્લા છે, આર્મચર સર્કિટમાં અવબાધ દાખલ કરવામાં આવે છે. ઇનરશ કરંટ દેખાય છે અને મોટર લાક્ષણિકતા 2 પર જાય છે, જે મુજબ બ્રેકિંગ થાય છે. શૂન્યની નજીકની ઝડપે, રિલે KV1 અને સંપર્કકર્તા KM3 ચાલુ થવા જોઈએ. Rpr સ્ટેજની હેરફેર કરવામાં આવે છે અને પ્રવેગક 3 લાક્ષણિકતા અનુસાર વિરુદ્ધ દિશામાં શરૂ થાય છે.

ઇન્ડક્શન મોટર (IM) કંટ્રોલ સર્કિટની લાક્ષણિકતાઓ

1. ઇન્ડક્શન સ્પીડ કંટ્રોલ (RKS) રિલેનો ઉપયોગ ઘણીવાર બ્રેકિંગ (ખાસ કરીને રિવર્સ)ને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે.

2. ઘા રોટર સાથેના IM માટે, KV વોલ્ટેજ રિલેનો ઉપયોગ થાય છે, જે રોટર EMF (ફિગ. 9) ના વિવિધ મૂલ્યો દ્વારા ટ્રિગર થાય છે. રિલેના જ કોઇલના પ્રેરક પ્રતિકાર (XL ફેરફારો અને Iav, Uav માં ફેરફાર સાથે), વળતરના ગુણાંકને ઘટાડીને અને વધે છે. કામગીરીની વિશ્વસનીયતા.

ચોખા. 9. રિવર્સ બ્લડ પ્રેશર ધરપકડ યોજના

ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત: ઇલેક્ટ્રિક મોટરના રોટરની ઊંચી કોણીય ગતિએ, તેના વિન્ડિંગ્સમાં પ્રેરિત EMF નાનું હોય છે, કારણ કે E2s = E2k · s, અને સ્લિપ s નહિવત્ છે (3–10%). KV રિલે વોલ્ટેજ તેના આર્મેચરને ખેંચવા માટે પૂરતું નથી. વિપરીતમાં (KM1 ખુલે છે અને KM2 બંધ થાય છે), સ્ટેટરમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રના પરિભ્રમણની દિશા ઉલટી થાય છે. KV રિલે ચલાવે છે, KMP અને KMT કોન્ટેક્ટર્સનું સપ્લાય સર્કિટ ખોલે છે, અને પ્રારંભિક Rп અને બ્રેકિંગ Rп પ્રતિકાર રોટર સર્કિટમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. શૂન્યની નજીકની ઝડપે, KV રિલે બંધ થાય છે, KMT બંધ થાય છે, અને મોટર વિરુદ્ધ દિશામાં વેગ આપે છે.