Таким образом, регулирование частоты вращения двигателя выполняется методом переключения числа пар полюсов: трехфазная обмотка каждой скорости имеет разное число пар полюсов.
Схема симметрична (работает одинаково в сторону «Травить» и «Выбирать»), поэтому целесообразно рассмотреть ее работу только в одну сторону (см. рис. 1).
В нулевом положении командоконтроллера при подаче питания на схему и замкнутом выключателе управления ВУ1 через замкнутые контакты реле напряжения PH и замкнутый контакт командоконтроллера К3 питание поступает на выпрямительный мост (на схеме внизу). Установка выпрямительного моста и питание части схемы управления от него оправданы тем, что установленные реле времени РУ и напряжения PH надежно работают только на постоянном токе.
От выпрямителя через замкнутый контакт тормоза КТ и контакты реле защиты РТ1—РТ5 включается реле напряжения PH (без выдержки времени). Контакты этого реле в цепи К3 размыкаются, но замыкаются другие контакты PH, шунтирующие контакт К3. От выпрямителя, через замкнутый в нулевом положении контакт К4, срабатывает реле ускорения РУ, размыкая свой контакт в цепи контактора С3 и замыкая контакт в цепи контактора С2.
Наконец, через контакт К13 контакт грузового реле РГ и промежуточного реле РП2 включается промежуточное реле РП1. Его контакты замыкаются в цепи катушки С3 и размыкаются в цепи катушки С2. Еще одним контактом промежуточное реле РП1 шунтирует контакт К13.
Рис. 1. Контроллерная схема электропривода переменного тока якорно-швартовного устройства
Через контакт К13, а также контакт реле РП1 включается сигнальная лампа ЛС с дополнительными резисторами. Осуществлена подготовка схемы к работе в нулевом положении контроллера.
При переводе рукоятки командоконтроллера в первое положение «Выбирать» замыкаются контакты К5 и К7. Получает питание (и будет получать в следующих положениях) контактор направления КВ. Своими главными контактами контактор КВ подключает питание на двигатель. Через замкнувшийся блок-контакт КВ включается контактор тормоза КТ; происходит растормаживание двигателя тормозными магнитами ТМ, а после срабатывания контактора КТ через контакт К5, блок-контакт КВ, контакт КТ и контакт К7 включается контактор первой скорости С1. Его главные контакты включают тихоходную обмотку двигателя, и начинается его вращение.
Реле PH теперь питается через контакт С1 (контакт КТ разомкнулся), а реле РУ тоже продолжает получать питание, несмотря на разомкнувшийся контакт К4.
При переводе рукоятки командоконтроллера во второе положение размыкается контакт К7 и контактор С1 теряет питание. По цепи ВУ1—PH—К5—КВ—КТ — замкнувшийся контакт С1 — замкнутый контакт КВ получает питание контактор второй скорости С2, включая в работу свою обмотку. Теперь реле PH питается через контакт С2, а реле РУ выключается.
Если рукоятку перевести в третье положение, то разомкнется контакт К8 и замкнется К11. Если к этому моменту выдержка времени у реле РУ окончилась, то один из его контактов (верхний) разомкнется, а второй (нижний) замкнется. Включится контактор С3 третьей скорости.
Если оператор перевел контроллер в третье положение раньше, чем реализована выдержка времени реле РУ, то через контакты К11 и РУ (верхний) будет продолжать получать питание контактор С2 (контакт К8 разомкнут) и, несмотря на замкнутый контакт К11, через еще не замкнувшийся контакт РУ (нижний) контактор третьей скорости С3 включиться не может. Это произойдет после окончания выдержки реле РУ.
Таким образом, если контроллер с нулевого или первого положения сразу переведен в третье положение, двигатель неизбежно некоторое время работает на второй скорости. Этим обеспечивается плавность управления электродвигателем.
При работе в сторону «Травить» контактом К6 включается контактор КН, его контакты меняют местами две линии питания двигателя — это достаточно для реверса. Далее работа происходит так же, как и в сторону «Выбрать».
Схема имеет следующие защиты
1. При снижении напряжения или его отключении отпускает свой якорь реле напряжения PH, его контакты (верхние на схеме) размыкаются и вся схема обесточивается. Реле PH имеет небольшую выдержку времени на отпускание якоря, поэтому при незначительных по времени перебоях в питании схема сохраняет свою работоспособность. Если все же защита срабатывает, а затем напряжение восстанавливается, то пуск возможен только при возврате командоконтроллера в нулевое положение. Так осуществляется нулевая и минимальная защиты.
2. При больших перегрузках по току срабатывает одно из реле РТ1—РТ5, выключается реле PH, электродвигатель затормаживается тормозом и отключается от сети. В первом и втором положениях, несмотря на срабатывание максимальной защиты (разомкнулся один из контактов РТ1—РТ5), можно нажать на педаль выключателя ВУ2 и включить промежуточное реле РП2—его контакты зашунтируют контакты всех тепловых реле. Рукоятку контроллера следует перевести в нулевое положение (включится реле PH), и, удерживая выключатель ВУ2 во включенном положении, можно работать на первой и второй скоростях. Это делается в аварийных ситуациях. При срабатывании максимальной защиты во время работы на третьей скорости с помощью выключателя ВУ2 и реле РП2 нельзя заставить работать двигатель вновь на этой же скорости, так как разомкнутый блок-контакт контактора третьей скорости С3 не позволит зашунтировать контакты РТ1—РТ5.
3. Поскольку при отрыве якоря от грунта электродвигатель переходит в режим с частотой вращения, близкой к нулю, то в нем выделяется большое количество тепла, способное вывести из строя изоляцию обмоток. Для снижения тепловой нагрузки электродвигателя в тяжелых условиях отрыва якоря от грунта схемой предусмотрено автоматическое переключение с наивысшей частоты вращения на среднюю после 5—10 с работы при частоте вращения, близкой к нулю (стоянка под током). Это переключение осуществляется под воздействием грузового реле РГ.
Само реле включено в силовую цепь обмотки третьей скорости и в описанной ситуации срабатывает. Контакт РГ обесточит реле РП1. Один из контактов РП1 разомкнется, выключая контактор С3, второй контакт РП1 замкнется, и через него (и контакты К11 и РУ) сработает контактор средней скорости С2. О срабатывании грузовой защиты сигнализирует погасание лампы ЛС. Если в дальнейшем обстановка требует быстро выбрать якорь, то можно снова работать на третьей скорости, несмотря на то, что тепловое реле РГ еще не вернулось в исходное положение.
Для этого следует включить выключатель ВУ2, реле РП2 своим контактом зашунтирует еще разомкнутый контакт РГ, но, чтобы сработало реле РП1, контроллер надо перевести во второе положение. Создается цепь: К13 — контакт РП2 — катушка РП1. После срабатывания реле РП1 командоконтроллер можно перевести в третье положение — включится контактор С3.
На схеме (см. рис. 1) показаны промежуточно замкнутые контакты К7, К8, K11. Это означает, что при переходе с первой скорости на вторую раньше замыкается контакт К8, а затем размыкается контакт К7.
При переходе со второй скорости на третью несколько раньше замыкается контакт К11, чем размыкается контакт К8. Это называется переключением с перекрытием; преследуется цель непрерывного включения двигателя.
Подобные контакторные схемы широко используются на судах. Они достаточно автоматизированы (реле РУ, PH, РП1, РП2), позволяют вести дистанционное управление, так как командоконтроллер можно расположить в любом месте судна. Подходящие к нему кабели имеют малое сечение — они коммутируют слабые токи катушек контакторов и реле.
