Onderzoek naar de toepassing van JSZ3A - B tijdrelais in motoraandrijfingsystemen
Tijdschakelaars zijn veel gebruikte industriële controleapparatuur. Op basis van hun tijdeigenschappen kunnen ze worden ingedeeld in drie typen: inschakeling met vertraging, uitschakeling met vertraging en gecombineerde inschakeling/uitschakeling met vertraging. Daaronder zijn de tijdschakelaars met inschakeling met vertraging het meest wijdverspreid en gemakkelijk verkrijgbaar op de markt. Vele tijdschakelaars met inschakeling met vertraging hebben echter een beperkt aantal contacten en bieden alleen getimede contacten zonder onmiddellijke contacten, wat ongemak oplevert voor elektrische schakelcircuits die direct responsieve contacten vereisen.
Bovendien creëert de onbeschikbaarheid van een specifiek type schakelaar vaak moeilijkheden voor ingenieurs tijdens het ontwerpen van apparatuurschakelingen. Daarom moeten twee belangrijke kwesties worden aangepakt: (1) Hoe kan de toepassingsbereik van tijdschakelaars met inschakeling met vertraging die geen onmiddellijke contacten hebben, worden uitgebreid? (2) Kunnen tijdschakelaars met inschakeling met vertraging worden gebruikt als vervanging voor tijdschakelaars met uitschakeling met vertraging wanneer deze niet beschikbaar zijn? Om deze vragen te beantwoorden presenteert dit artikel een systematische studie gebaseerd op de JSZ3A-B tijdschakelaar, waarbij gebruik wordt gemaakt van circuits met vertraging bij start, stop en ster-driehoek startcircuits, en praktische referenties worden gegeven.
1. Werkprincipe en Typen Tijdschakelaars
Het werken van tijdschakelaars is voornamelijk gebaseerd op elektromagnetische aantrekkings- en loslatingsprincipes. Een typische schakelaar bestaat uit een elektromagneet met een spoel en een beweegbare ijzeren kern. Wanneer de spoel onder stroom wordt gezet, trekt het gegenereerde magnetisch veld de beweegbare kern aan, waardoor een circuit wordt gesloten of geopend. De vereiste tijdsvertraging wordt ingesteld door een knop of schakelaar op de schakelaar aan te passen.
2. Parameters van de JSZ3A-B Tijdschakelaar met Inschakeling met Vertraging
De JSZ3A-B tijdschakelaar heeft een compact formaat, licht gewicht, hoge structuurintegriteit, een breed tijdsbereik, hoge tijdsnauwkeurigheid, uitstekende betrouwbaarheid en lange levensduur, waardoor hij geschikt is voor automatische controlesystemen in machinegereedschap en geïntegreerde apparatuur. Het biedt meerdere nominale spanningsopties, te kiezen uit AC 12–380 V of DC 12–220 V. Het tijdsbereik omvat 1 s, 10 s, 60 s en 6 min, in te schakelen via een schakelaar op het frontpaneel. De schakelaar biedt vier sets getimede contacten: twee normaal open getimede sluitcontacten en twee normaal gesloten getimede opencontacten. De tijdsnauwkeurigheid is ≤0,5%, en het werktemperatuurbereik is -5°C tot +40°C.
Als tijdschakelaar met inschakeling met vertraging heeft de JSZ3A-B acht terminals. Terminals 2 en 7 worden verbonden met de voeding; contacten 1–3 en 8–6 zijn getimede sluitcontacten (NO); contacten 1–4 en 8–5 zijn getimede opencontacten (NC). Gebruikers kunnen de juiste contacten selecteren voor het schakelontwerp volgens hun behoeften.
3. Toepassingen van de JSZ3A-B Tijdschakelaar met Inschakeling met Vertraging
Tijdschakelaars worden wijdverspreid gebruikt in elektrische schakelcircuits die getimede motoraanstuuring nodig hebben, inclusief vertraging bij start, stop en ster-driehoek startcircuits.
3.1 Ontwerp van Motorcontrolecircuit met Vertraging bij Start
Het motorcontrolecircuit met vertraging bij start is gebaseerd op een zelfsluitend (latching) circuit. Het bereikt getimede motoraanstuuring door het normaal open getimede contact van de JSZ3A-B tijdschakelaar in serie te verbinden met de contactorspoel. Het controlecircuit is weergegeven in Figuur 1(a). Zoals weergegeven in Figuur 1(a), bevat het controlecircuit de tijdschakelaarspoel, een getimede normaal open hulpcontact en een onmiddellijk (direct) contact. Echter, de JSZ3A-B tijdschakelaar met inschakeling met vertraging biedt alleen getimede contacten en mist onmiddellijke contacten. Bij het ontwerpen van praktische circuits, indien een soortgelijk probleem zich voordoet, kunnen de volgende twee methoden worden gebruikt om het op te lossen.
3.1.1 Methode Een
De eerste methode is de eenvoudigste en meest gebruikte: het gebruik van het normaal open hulpcontact van een tussenrelais of contactor om het zelfsluitende pad voor de motor te bieden. Deze methode is gemakkelijk te begrijpen en uit te voeren voor beginners. Het specifieke motorcontrolecircuitdiagram is weergegeven in Figuur 1(b). Bovendien kan het vervangen van het tussenrelais KA in het controlecircuit door een andere contactor KM ook aan de controlevereisten voldoen.
3.1.2 Methode Twee
De tweede methode maakt gebruik van het normaal open getimede contact van een andere JSZ3A-B tijdschakelaar met inschakeling met vertraging om het zelfsluitende pad te bieden. Dit wordt eenvoudig bereikt door de tijdsvertraging in te stellen op nul. Het overeenkomstige motorcontrolecircuitdiagram is weergegeven in Figuur 1(c).
Naast controlecircuits met vertraging bij start, zijn controlecircuits met vertraging bij stop ook representatief.
3.2 Ontwerp van Motorcontrolecircuit met Vertraging bij Stop
Tijdschakelaars met uitschakeling met vertraging werken zo dat hun contacten onmiddellijk activeren zodra de spoel onder stroom wordt gezet, zonder enige vertraging, maar ze resetten met vertraging wanneer de spoel wordt afgesloten. Deze eigenschap komt perfect overeen met de vereisten voor motorcontrole met vertraging bij stop. Daarom is het relatief eenvoudig om een motorcontrolecircuit met vertraging bij stop te ontwerpen met tijdschakelaars met uitschakeling met vertraging. Het controlecircuitdiagram is weergegeven in Figuur 2(a).
3.2.1 Tijdschakelaar met Uitschakeling met Vertraging Zonder Onmiddellijke Contacten
Het circuitontwerp zoals weergegeven in Figuur 2(a) is vrij eenvoudig te begrijpen. Echter, in de praktijk, als een tijdschakelaar met uitschakeling met vertraging geen onmiddellijke contacten bevat, kunnen tussenrelais of normaal open hulpcontacten van contactors worden gebruikt als vervanging voor de onmiddellijke contacten van de tijdschakelaar. Het aangepaste motorcontrolecircuitdiagram is weergegeven in Figuur 2(b).
Werking: Sluit de hoofdcircuitschakelaar QS, druk op de startknop SB2, en de tussenrelais KA en de tijdschakelaar KT worden onder stroom gezet. Het normaal open hulpcontact van KA sluit, waardoor zelfsluiting wordt bereikt. Het getimede uitschakelcontact van KT sluit onmiddellijk, waardoor de contactorspoel KM wordt onder stroom gezet, waardoor de motor normaal kan draaien. Wanneer de stopknop SB1 wordt ingedrukt, worden zowel KA als KT afgesloten. Na het verstrijken van de ingestelde vertragingstijd, opent het getimede uitschakelcontact van KT, waardoor de KM-spoel wordt afgesloten, waardoor de motor stopt.
3.2.2 Gebruik van Tijdschakelaars met Inschakeling met Vertraging in Plaats van Tijdschakelaars met Uitschakeling met Vertraging
Indien een tijdschakelaar met uitschakeling met vertraging niet beschikbaar is, kan dan een tijdschakelaar met inschakeling met vertraging als vervanging worden gebruikt? Met de JSZ3A-B tijdschakelaar met inschakeling met vertraging als voorbeeld, kan het circuitcontrole-diagram dienovereenkomstig worden aangepast. Het aangepaste motorcontrolecircuitdiagram is weergegeven in Figuur 2(c).
Werking: Sluit de hoofdcircuitschakelaar QS, druk op de startknop SB2, en de contactorspoel KM wordt onder stroom gezet. Het normaal open hulpcontact van KM sluit, waardoor zelfsluiting wordt bereikt, waardoor de motor normaal kan draaien. Druk op de startknop SB3 om de tussenrelais KA en de tijdschakelaar KT te activeren. Het normaal open hulpcontact van KA sluit, waardoor zelfsluiting wordt bereikt. Na het verstrijken van de ingestelde vertragingstijd, opent het getimede inschakel-contact van KT, waardoor de KM-spoel wordt afgesloten, waardoor de motor stopt. Tegelijkertijd opent het zelfsluitende contact van KM1, waardoor zowel de tijdschakelaar KT als de tussenrelais KA worden afgesloten.
Deze benadering biedt een flexibele oplossing wanneer specifieke types tijdschakelaars niet beschikbaar zijn, waardoor continu operatie en betrouwbaarheid in motorcontrolecircuits wordt gewaarborgd.
3.3 Ontwerp van Motorcontrolecircuit met Ster-Driehoek Start
In de industrie en landbouwproductie, om de impact van de motorstart op de netspanning en andere apparatuur te verminderen, kan voor motoren met grotere capaciteiten die normaal gesproken met driefase statorwindingen in driehoekconfiguratie bediend worden, een ster-driehoek gestarte verminderde spanningsstart worden gebruikt om de startstroom te beperken. Tijdens de start is de motor eerst verbonden in een ster-configuratie. Wanneer de motorsnelheid een bepaalde waarde bereikt, activeert de tijdschakelaar, waardoor de verbinding naar driehoek wordt geschakeld voor normale bedrijfsvoering.
3.3.1 Gebruik van Tijdschakelaars met Uitschakeling met Vertraging voor Controlecircuits
Het controlecircuit kan gebruikmaken van de getimede uitschakelcontacten van een tijdschakelaar met uitschakeling met vertraging. Het ontwerp van het controlecircuit is weergegeven in Figuur 3(a).
Werking: Sluit de hoofdcircuitschakelaar QS, druk op de startknop SB2, en de tussenrelais KA, de tijdschakelaar KT en de contactorspoel KM3 worden tegelijkertijd onder stroom gezet. Het normaal open hulpcontact van KA sluit, waardoor zelfsluiting wordt bereikt. Het getimede uitschakelcontact van KT sluit onmiddellijk, waardoor de spoel van contactor KM1 wordt onder stroom gezet en KM2 wordt afgesloten, waardoor de motor in ster-configuratie start.
Omdat KM1 wordt onder stroom gezet, opent zijn normaal gesloten contact, waardoor de KT-spoel wordt afgesloten. Na het verstrijken van de ingestelde vertragingstijd, opent het getimede uitschakelcontact van KT, waardoor de KM1-spoel wordt afgesloten. Het normaal gesloten contact van KM1 sluit, waardoor de spoelen van contactor KM2 en tijdschakelaar KT worden onder stroom gezet. Het normaal open contact van KM2 sluit, waardoor zelfsluiting wordt bereikt, terwijl zijn normaal gesloten contact opent, waardoor KM3 wordt afgesloten, de sterverbinding wordt verbroken en de schakeling naar driehoekconfiguratie wordt geschakeld. Tegelijkertijd sluit het getimede uitschakelcontact van KT opnieuw, waardoor de KM1-spoel opnieuw onder stroom wordt gezet, waardoor de motor normaal in driehoekconfiguratie kan draaien. Druk op de stopknop SB1 om de KM1-spoel af te sluiten, de hoofdcircuit te verbreken en de motor te stoppen.
3.3.2 Gebruik van Tijdschakelaars met Inschakeling met Vertraging voor Controlecircuits
Wanneer het type tijdschakelaar beperkt is, kunnen de getimede uitschakelcontacten van een tijdschakelaar met inschakeling met vertraging de getimede uitschakelcontacten van een tijdschakelaar met uitschakeling met vertraging vervangen. Het aangepaste motorcontrolecircuitdiagram met JSZ3A-B is weergegeven in Figuur 3(b).
Werking: Sluit de hoofdcircuitschakelaar QS, druk op de startknop SB2, en de tussenrelais KA, de tijdschakelaar KT, de contactorspoel KM1 en KM3 worden tegelijkertijd onder stroom gezet, terwijl KM2 wordt afgesloten. Het normaal open hulpcontact van KA sluit, waardoor zelfsluiting wordt bereikt, waardoor de motor in ster-configuratie start. Na het verstrijken van de ingestelde vertragingstijd, opent het getimede uitschakelcontact van KT, waardoor de KM1-spoel wordt afgesloten.
Het normaal gesloten contact van KM1 sluit, waardoor de KM2-spoel wordt onder stroom gezet. Het normaal open contact van KM2 sluit, waardoor zelfsluiting wordt bereikt, terwijl zijn normaal gesloten contact opent, waardoor KM3 wordt afgesloten, de sterverbinding wordt verbroken en de schakeling naar driehoekconfiguratie wordt geschakeld. Tegelijkertijd sluit het normaal gesloten contact van KM3, waardoor de KM1-spoel opnieuw onder stroom wordt gezet, waardoor de motor normaal in driehoekconfiguratie kan draaien. Druk op de stopknop SB1 om de KM1-spoel af te sluiten, de hoofdcircuit te verbreken en de motor te stoppen.
Tijdens het hele schakelproces in bovenstaande beide controlecircuits blijft de hoofdcontactor KM1 afgesloten, waardoor effectieve veiligheidsbescherming voor de motor wordt geboden.
4. Conclusie
Dit artikel presenteert, met de JSZ3A-B als voorbeeld, de toepassing van tijdschakelaars met inschakeling met vertraging zonder onmiddellijke contacten in motorcontrolecircuits met vertraging bij start, stop en ster-driehoek startcircuits. Het biedt praktische oplossingen voor elektrische schakelontwerpen wanneer specifieke types tijdschakelaars niet beschikbaar zijn.
