Avr схема управления двигателями

Автоматический ввод резерва

Автоматическое включение резерва — включение автоматическим устройством резервного оборудования взамен отключившегося основного. Широко применяется в энергетике, служит для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей. [1] [2] [3]

Автоматический ввод резерва является частью сетевой автоматики (релейной защиты и автоматики) объектов энергетики. [4] [5]

В энергетике: автомат включения резерва (АВР) — автоматическое устройство, осуществляющее автоматический ввод резервных источников питания или включение выключателя, на котором осуществляется деление сети. [6] :78

Потребители: коммутационный аппарат переключения (переключатель питания) (англ. Transfer switch ) — аппарат для переключения одной или нескольких цепей нагрузки от одного источника к другому. [7] :п. 2.1.1

Отдельные установки: автоматическое включение электродвигателей резервных механизмов — включение резервного оборудования при выявлении нарушения технологического режима с помощью реле, реагирующих на неэлектрические величины. [6] :109

На 2018 год в России отсутствует единая терминология для сетей электроснабжения и электроэнергетики в области надежности электроснабжения. [8]

Нормативно оборудование для переключения питания с одного источника на другой делится на: [9]

• с вентильными переключающими аппаратами переменного тока;
• c релейно-контакторными переключающими аппаратами переменного тока (IEC 60947-6-1);
  • коммутационная аппаратура ручного переключения (РКАП);
  • коммутационная аппаратура дистанционного переключения (ДКАП);
  • коммутационная аппаратура автоматического переключения (КААП); [10]
• для переключения источников постоянного тока;
• коммутационные устройства с подключением к источнику бесперебойного энергоснабжения (IEC 62040).

Что представляет собой двигатель постоянного тока

Двигатель постоянного тока (DC motor) – это устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую энергию (вращения). Двигатели постоянного тока используют для своей работы постоянный ток. Основной принцип работы подобного двигателя заключается в том, чтобы обеспечивать взаимодействие между магнитным полем и электрическим током с целью производства силы, которая будет вращать двигатель. То есть когда электрический ток проходит через проводник, находящийся в магнитном поле, генерируется магнитная сила (напряженность магнитного поля), которая формирует вращающий момент для двигателя. Направление вращения двигателя контролируется с помощью направления электрического тока. Скоростью вращения можно управлять с помощью приложенного значения напряжения и, поскольку микроконтроллеры AVR имеют контакты с PWM (ШИМ, широтно-импульсной модуляцией), то их можно использовать для управления скоростью вращения двигателей постоянного тока.

Внешний вид двигателей постоянного тока приведен на следующем рисунке.

Как правило, двигатель постоянного тока состоит из трех основных частей, которые показаны на рисунке ниже: внешнюю (неподвижную) часть двигателя, которая представляет собой стационарный магнит (статор), а на валу внутри статора располагается подвижная часть двигателя, состоящая из ротора и коллектора.

Ротор несет на себе проволочные катушки (обмотки) — на рисунке показаны три такие катушки , намотанные вокруг трех фасонных фрагментов ротора и подсоединенные к коллектору. Назначение коллектора — поочередно возбуждать по мере вращения ротора в его обмотках магнитное поле с тем, чтобы следующая обмотка всегда подтягивалась к постоянным магнитам статора, в результате чего ротор бы вращался.

Коллектор представляет собой сегментированное кольцо (на рисунке показаны три сегмента), а щетки служат для подключения питающих контактов к отдельным сегментам коллектора по мере того, как коллектор вращается вместе с ротором.

Устройство и принцип работы

АВР для генератора состоит из трёх взаимосвязанных основных блоков:

• семейства контакторов, коммутирующих вводные и нагрузочные цепи;
• логических и индикационных устройств;
• блока релейных переключателей, предназначенных для управления генератором.

С целью повышения надёжности резервной энергосистемы устройства АВР могут комплектоваться дополнительными блоками. Например, включение в схему инверторов позволяет выровнять провалы в напряжениях, исключить временные задержки, сделать выходной ток более качественным.

Включение резервной линии обеспечивает контактная группа. За наличием вводного напряжения следит реле контроля фаз.

Рассмотрим принцип работы системы резервного питания на примере упрощённой схемы (рис. 2). В штатном режиме, когда питание осуществляется от основной сети, контакторный блок направляет электроэнергию на линии потребителей. На схеме показан дополнительный блок – инвертор, преобразующий постоянный ток от аккумулятора в переменный, напряжением 220 В.

Рис. 2. Упрощённая схема резервного питания

Сигнал о наличии вводного напряжения подаётся на блок логических и индикационных устройств. В номинальном режиме вся система находится в устойчивом состоянии. При аварии в основной сети (напряжение падает ниже установленного уровня) насыщение соленоида реле контроля фаз становится недостаточным для удерживания контактов в рабочем (нормально замкнутом) состоянии. Происходит разъединение контактов и отключение нагрузки от линии электропередач.

Если система оборудована инвертором, как показано на схеме, он переходит в режим генерации переменного тока, напряжением 220 В. Таким образом, потребители получают стабильное напряжение даже при полном отсутствии тока в коммерческой сети.

Если параметры линий электропередач не восстанавливаются в заданный промежуток времени, контролёр подаёт сигнал на запуск генератора. При поступлении от альтернатора стабильного напряжения, контакторы переключаются на резервную линию.

Автоматическое включение потребительской сети происходит следующим образом: на реле контроля фаз поступает напряжение, переключающее контакторы на основную линию. Цепь резервного питания разъединяется. Сигнал от контролёра поступает на механизм управления подачей топлива, который закрывает заслонку в бензиновом двигателе или перекрывает дизтопливо в системе питания дизеля. Электростанция отключается.

При полном автоматическом переключении участие оператора не требуется. Система надёжно защищена от взаимодействия встречных токов и КЗ. Для этого применяются дополнительные реле и механизмы блокировок, которые не показаны на схеме.

При необходимости оператор может переключать линии вручную с панели контролёра. Он также может изменять настройки блока управления, включать ручной или автоматический режим работы. Фото панели показано на рис. 3.

Рис. 3. Панель контролёра резервного питания

В АВР могут реализовываться несколько режимов функционирования:

• ручной;
• автоматический;
• полуавтоматический.

Ручной режим чаще всего используют наладчики при настройке АВР.

Классификация АВР и варианты реализации

Осуществляться резервное питание и его автоматический ввод может от отдельного генератора, аккумуляторной батареи либо отдельной линии.

В свою очередь все системы АВР по своему действию делятся на:

1. Односторонние. Одна секция или же ввод является рабочим (основным), а второй резервный. В случае исчезновения рабочего напряжения включается резерв.
2. Двухсторонние. Когда существуют две раздельно питающиеся секции и соответственно две линии являются рабочими, и при отключении одной любой из них, другая является резервной.

Также АВР может быть с восстановлением питания по нормальной схеме и без него. Во втором случае происходит полное погашение нерабочей сети и даже при повторном возобновлении питания схема не будет работать как прежде по двум линиям.

Особенности работы с бытовыми генераторами

Для того чтобы организовать автоматический ввод резерва в доме можно в качестве источника резервного питания использовать автономный генератор. Он даст возможность длительное время обеспечить электрической энергией целый дом, а величина подключаемой нагрузки зависит от мощности самого генератора. Вот схема подключения:

Введение генератора в качестве источника электроэнергии вместо сетевого напряжения можно практиковать в однофазной и трёхфазной сети с учетом модели генератора. Однако для того, чтобы этот процесс был полностью автоматизирован необходимо, чтобы генератор был оснащён стартером, а также понадобится специальный блок, состоящий из набора коммутационных устройств, включающих стартер только на время запуска и отключающих при возобновлении подачи сетевого напряжения. Выглядит он вот так:

Такой блок для генератора совместим с любым типом двигателя и имеет три положения: «Стоп», «Включен, «Запуск». Правда, в зимнее время необходим прогрев двигателя внутреннего сгорания, но этот блок можно запрограммировать, учитывая и эту особенность. Крепится он на дин рейку в распределительном щитке.

На видео доходчиво объясняется схема, по которой можно сделать автоматический ввод резерва для генератора своими руками:

АВР на аккумуляторах

С развитием преобразователей, трансформирующих постоянный ток в переменный, появляется возможность использовать, например, автомобильный аккумулятор в качестве источника резервного питания. Помимо аккумулятора, понадобится приобрести современный автомобильный инвертор, преобразующий 12 Вольт постоянного напряжения в 220 Вольт переменного.

Правда, этот источник вряд ли можно использовать для силовой нагрузки, но цепи освещения он может легко обеспечить стабильным напряжением на время непродолжительной аварии на линии. При этом длительность работы будет зависеть от мощности потребителей и емкости аккумуляторов.

Для увеличения ёмкости можно параллельно подключить несколько аккумуляторных батарей. Схема соединения самой системы АВР может быть реализована с помощью пускателя.

Пускатель включается в основную цепь, а при проблемах в сети его подвижная часть отпадает, тем самым его размыкающий блок-контакт, введённый в цепь аккумулятора, запускает систему автоматического электроснабжения. Этот способ менее затратный, нежели генераторный, но не способен выдавать длительное время ток для мощных бытовых приборов.

Применение логического контроллера

Для двух сетей электроснабжения трехфазным питанием применяются уже готовые блоки АВР с применением логического цифрового контролера, который может учитывать множество параметров, требуемых для создания идеальной системы. На нём имеется вся нужная маркировка и инструкция по управлению и подключению.

Правда, перед тем как подключить модуль и приобрести его, нужно задуматься, имеется ли резервный источник питания с более надёжным электроснабжением. Так как нет смысла подключать его к одной и той же системе трёхфазной сети, то есть питающейся от одного трансформатора 6/0,4 кВ.

Организация АВР в высоковольтных цепях

Для того чтобы выполнить организацию автоматического резервирования в цепях с напряжением больше 1000 Вольт, в качестве элемента, измеряющего и контролирующего сетевую энергию, служит специальный трансформатор напряжения, на вторичной обмотке которого в нормальном режиме работы 100 Вольт. Для связи его с системой АВР используется реле минимального напряжения или же реле контроля фаз. Оно реагирует не только на понижение величины сетевого напряжения, но и на исчезновение хотя бы одной фазы, например, при обрыве воздушной линии ВЛ. Здесь уже обязательно выполнение всех требований, касающихся правильному вводу АВР, а иногда даже при системе с восстановлением устанавливается выдержка времени на возврат в исходную первоначальную конфигурацию.

Также важно отметить, что в высоковольтных сетях схема автоматики АВР реализуется на электромеханических реле старого образца или современных многофункциональных микропроцессорных терминалах защиты, которые выполняют несколько функций, в том числе и АВР.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

Теперь вы знаете, что такое автоматический ввод резерва, какие бывают схемы АВР и какой принцип работы у данной системы электроснабжения. Надеемся, предоставленная информация и видео уроки были для вас полезными!

Наверняка вы не знаете:

Конструкция

Устройства изготавливаются навесного (25-160А включительно) и напольного (160- 630А) исполнений или в виде блоков, встраиваемых в другие комплектные изделия.

Конструкция оболочки обеспечивает ввод и вывод питающих и отходящих линий как сверху , так и снизу в любой комбинации по заявке заказчика. Внутрь оболочки устройств устанавливается панель или рама с комплектующим оборудованием. В устройствах со степенью защиты IР54 дверь, нижняя и верхняя съемные крышки уплотнены резиновым шнуром. Дверь запирается замком.

типы переключателя

Шкафы автоматического ввода резерва АВР ASCO предназначены для автоматического включения резервного питания в режиме сеть-сеть или сеть-генератор, а так же переключения на основной ввод при восстановлении питания, дополнительно могут использоваться для автоматического запуска дизель-генератора .

Основой шкафа автоматического ввода резерва АВР является автоматический переключатель ASCO серии 7000. Переключатели АВР ASCO 4000 выпускаются на ток до 4000А и напряжение до 600В и подразделяются на следующие типы:

Автоматические переключатели с перекрытием контактов

Имеют перекрывающиеся контакты, позволяющие коммутировать электрические нагрузки без перебоев в подаче питания . Переключатель ASCO работает в режиме с перекрытием контактов, если параметры обоих источников питания доступны. Логическая схема управления определяет, должно ли быть переключение разомкнутым или замкнутым.

Автоматические переключатели с задержкой

Разработаны специально для коммутирования нагрузки между источниками питания. Они преднамеренно имеют положение, при котором нагрузка отключена в течение регулируемого интервала времени.

Переключатели с дистанционным управлением

Неавтоматические переключатели используются для дистанционного управления переключением питания нагрузки. Управление осуществляется с помощью местных или дистанционных ручных выключателей в цепи управления.

Переключатели с использованием изолированного байпаса

Наличие функций байпаса и развязки позволяет производить осмотр и испытания переключателей без каких-либо перебоев в подаче питания в нагрузку.

Блок АВР для бензогенератора

Что представляет собой блок автоматики? С виду – это небольшой прибор в металлическом корпусе с индикацией режимов и кнопками управления на передней панели. Его легко закрепить на стене. Единственное ограничение для выбора места фиксации — длина кабеля подключения к генератору, который идет в комплекте с оборудованием. В отличие от многих аналогов с двухметровым кабелем, модели FUBAG оснащены кабелем 8 метров. Этого более чем достаточно, чтобы выбрать наиболее удобную позицию для блока управления.

Стоит обратить внимание на то, что для установки блока автоматического ввода резерва подойдут бензиновые генераторы со специальным коннектором. О его наличии скажет аббревиатура станции. Для примера рассмотрим генератор FUBAG BS 7500 A ES. В данном названии о возможности подключения блока АВР свидетельствует буква «А».

ВАЖНО! Для однофазных и трехфазных генераторов используются разные блоки автоматики.

Как работает блок АВР ? Устройство следит за напряжением в стационарной сети. В случае аварийной ситуации, самостоятельно, в считанные секунды запускает подключенный бензогенератор, восстанавливая электроснабжение работающих приборов. После возобновления подачи напряжения блок управления переведет питание устройств на основную сеть и через 13-15 секунд генератор заглушится. Но на этом работа блока АВР не закончится, пока генератор отключен, система автоматически подзаряжает аккумулятор станции.

Существуют умные блоки АВР с режимом зима-лето. Они запускают генератор через 3-4 секунды, как и обычные аналоги. Но ток выдается генератором только через 25-30 секунд после обрыва сети. Куда девается остальное время? Около 15 секунд уходит на прогрев двигателя, что защищает его от чрезмерного износа в холодное время.

Как подключить блок управления?

Самый верный способ – доверить подключение правильному электрику. Самостоятельно подсоединить и настроить аппараты будет довольно сложно. Но нет ничего невозможного. Для тех, кто решится сделать все сам, есть некоторые рекомендации по подключению:

1. Выберите место. Блок автоматики можно установить как в доме, так и около станции – главное соблюдать температурный режим, указанный в инструкции.

2. Подключите АВР. Перед подключением следует учесть несколько важных нюансов. Блок АВР подключается к генератору специальным кабелем управления – от блока к генератору и силовым кабелем от розетки генератора к устройству АВР. На блок АВР выводится одна или несколько фаз от стационарной сети, которая заходит в дом.

Рассмотрим несколько наглядных примеров с советами по выбору оборудования и подключению:

1. В дом заведена однофазная сеть и все подключаемые приборы – тоже однофазные. Мощности станции хватает для обеспечения всех нужных вам приборов (определить нужное значение поможет расчет мощности подключаемых приборов к генератору). Для этого варианта нужны однофазная станция и блок АВР для нее. Можно смело подключить всю нагрузку на фазу. Единственное – нужно проверить сечение проводов на соответствие мощности всех подключенных потребителей.

2. Самый часто встречающийся вариант – в дом заведена трехфазная сеть, а подключаемые приборы – однофазные. Генератор и блок автоматики в данном случае, также нужны однофазные. Если суммарная мощность всех приборов превышает возможности вашего генератора, делим их на жизненно необходимые (насос, котел отопления, холодильник, минимальное освещение) и на приборы, без которых можно обойтись (стиральная, микроволновка, электрооборудование и т.п.). Первую группу подключаем к одной фазе, которая заходит на блок АВР. Остальные приборы можно разделить между оставшимися двумя фазами. Понятно, что в момент отключения общей сети они будут обесточены.

3. Довольно редко случается так, что в дом заведена трехфазная сеть, а подключаемые приборы – как однофазные, так и трехфазные. Этот случай лучше доверить специалисту.

Пару слов про заземление

Работа генератора подразумевает, что на его корпусе периодически будет появляться статическое напряжение. Чтобы его отвести, нужно заземлить генератор. Идеально – создать заземляющий контур. Если его нет, понадобится металлический прут полтора – два метра, стальной болт, и медный провод. Сварите болт и прут. Затем прут полностью забивается в землю, а медный провод перекидывается между болтом и рамой генератора. Готово!

А можно ли без АВР?

Бывает, что владелец генератора игнорирует рекомендации специалистов и просто перекидывает питание от генератора к ближайшей розетке, чтобы запитать от нее весь дом. В таком случае стоит ожидать одну из перечисленных проблем:

• Перегрузка провода. Провод со стандартным сечением не рассчитан на такую нагрузку).
• Поломка бензогенератора. Если владелец забудет отключить вводной автомат в щитке, а генератор при этом включит и запустит, то, в лучшем случае, запитает потребителей, подключенных к линии. А в худшем, и это наиболее частая причина поломок генератора — надолго попрощается с дорогостоящим оборудованием, встретив, так называемую, «встречку».
• Сбой в работе. Если в момент отключения никого не будет в доме, само ничего не переключится.

Выбирая генератор без системы автоматического ввода резерва важно помнить о необходимости в профилактических мерах.

Если генератор установлен как резервный источник и подключается от случая к случаю, необходимо периодически его проверять:

1. Запускайте генератор с включенной автоматикой на 15-20 мин хотя бы раз в месяц.
2. Не реже одного раза в две недели или через 50 часов работы, проверяйте уровень и состояние моторного масла и топлива.