Układ Dahlandera - silnik nie działa poprawnie w trybie do tyłu

Witam!
Dzisiaj na zajęciach dostałem zadanie sprawdzenia pracy kolegów i naprawy błędów, które popełnili. Prześledziłem niniejszy schemat i plątaninę przewodów; po wielu próbach naprawiłem wszystkie błędy jakie dostrzegłem aż nadszedł czas podłączenia silnika do układu. Wszystkie styczniki reagowały identycznie jak było opisane pod schematem i teoretycznie wszystko powinno być w porządku, jednak silnik reagował tylko na włącznik odpowiadający za kierunek "do przodu" i włączniki "szybko" "wolno" gdzie wolno skutkowało wolnymi obrotami w przód, a szybko zmianą kierunku i szybszymi obrotami. Na włącznik "do tyłu" i przełączanie poszczególnych biegów za to reagował tylko cichym buczeniem i wyłączeniem zasilania na stycznikach po określonym odstępie czasu od załączenia. Przeglądaliśmy z nauczycielem układ ze schematem chyba 5 razy i żadnych błędów nie znaleźliśmy. Teraz jedyne co mi przychodzi do głowy to złe podłączenie uzwojeń w silniku, którego badanie robiliśmy kilka tygodni temu i nie jestem pewny ale mogliśmy lekko "zmodyfikować" pod inny układ. Chciałbym jednak zaczerpnąć jeszcze Waszej opinii w tym temacie.

Poniżej zamieszczam schemat, na którym pracowaliśmy i opis układu.

Pozdrawiam i z góry dziękuję za wszelkie odpowiedzi.



Opis działania
Przez naciśnięcie przycisku I wzbudza się stycznik Q11. Stycznik Q11 wybiera kierunek obrotów do przodu i po puszczeniu przycisku I podtrzymuje się poprzez swój łącznik pomocniczy 14-13 i przycisk 0. Poprzez Q11/44-43 są czynne przyciski III i IV dla prędkości obrotowych. Przycisk III wzbudza Q17, który podtrzymuje się poprzez swój styk 14-13. Przycisk IV uruchamia styczniki Q23 i Q21 dla wysokich obrotów. Łącznik pomocniczy Q21/21-22 czyni nieczynnym przycisk III dla niskich obrotów. Dla zmiany prędkości obrotowej lub kierunku obrotów musi zostać ponownie naciśnięty przycisk 0.

Dobór wielkości styczników
Q11, Q12 = I2 (niskie i wysokie obroty)
F2, Q17 = I1 (niskie obroty)
F1, Q21 = I2
Q23 = 0,5 x I2(wysokie obroty)

Sterowanie
0: zatrzymanie
I: DO PRZODU (Q11)
II: DO TYŁU (Q12)
III: WOLNO (Q17)
IV: SZYBKO (Q21 + Q23)

CamroC napisał:

Teraz jedyne co mi przychodzi do głowy to złe podłączenie uzwojeń w silniku

O ile pierwszy objaw tj, zmiana kierunku przy zmianie niskie/wysokie jest prawdopodobna w świetle pomylenia podłączeń na silniku, to drugi objaw tj. brak obrotów do tyłu, jest bardzo zagadkowy. O ile oczywiście wykluczymy tak prozaiczną przyczynę jak brak przejścia jednej z faz przez styki główne Q12 lub przerwa w ich połączeniach.

W zasadzie to układ zmiany kierunku zamienia tylko L1 z L3, czyli jeśli jest pole wirujące i silnik ładnie kręci (pomijając chwilowo że zmienia kierunek przy zmianie ilości biegunów), to zamiana faz tylko zmieni ten kierunek na przeciwny.
W układzie sterowania dla układu zmiany prędkości też jest pełna symetria ze względu na kierunek (styki Q11 i Q12 zasilające układy zmiany prędkości są równolegle).

Osobiście bym dla eksperymentu na początku zamienił wzajemnie L1 i L3 np. na wyjściu bezpieczników i sprawdził czy objawy będą nadal występowały przy tych samych naciśnięciach przycisków (czyli I kręci, II nie kręci) ale przy faktycznie przeciwnym kierunku obrotów silnika. Jeśli tak, to by wskazywało że ewidentnie coś jest namieszane między układami kierunku i szybkości. A dopiero później ewentualnie sprawdził bym podłączenie na silniku.

Przypomniałem sobie jeszcze że silnik jest wyposażony w hamulec (według nauczyciela elektromagnetyczny) włączony w tym przypadku pod N i L3. Może właśnie hamulec przy zamianie faz blokuje silnik i wystarczy przepiąć go na L2? Może to by rozwiązało problem startu na biegu do tyłu, choć nadal nie wyjaśnia zmianę kierunku przy przełączaniu prędkości.

To problemu nie rozwiąże ale coś podpowiada.
Zastanów się jak ten hamulec działa, czyli co się musi stać by zaczął hamować?

CamroC napisał:

choć nadal nie wyjaśnia zmianę kierunku przy przełączaniu prędkości.

To akurat nie jest wielka filozofia. Wystarczy zamienić ze sobą jakiekolwiek dwa odprowadzenia z jednej strony silnika, by ze zmianą układu połączeń zmieniał się kierunek. Po prostu trzeba sprawdzić czy UVW (kolejność ważna) z lewej strony dostają te fazy w tej samej kolejności co odprowadzenia UVW z prawej. Lub prościej mówiąc, idąc z U1 przez styczniki musimy dojść do U2 (tak samo dla V i W).

Ten hamulec obadaj ale zmiana fazy tu nie powinna nic zmienić (hamulec jest jednofazowy jak piszesz).

Schemat jest poprawny (jedynie niekonsekwencja nazewnictwa wyłączników termicznych: zamiast F2 i F21 powinno być F21 i F22 aby zaznaczyć równoległość i rozdzielność tych zabezpieczeń)
Wracając do problemu głównego: skoro praca "do przodu" i "wolno" lub "szybko" przebiega bez zakłóceń (według założeń: odpowiednia szybkość, pobór prądu, wyłączenie hamulca...itd), a zmiana kierunku odbywa się poprzez styczniki Q11 lub Q12 to winowajcą problemu jest brak przejścia wszystkich 3 faz od F1 do punktu rozdziału (wejścia styczników Q17/Q21).
Trzeba sprawdzić "tory prądowe" (połączenia przewodowe, styki stycznika) dla stycznika Q12.

CamroC napisał:

Na włącznik "do tyłu" i przełączanie poszczególnych biegów za to reagował tylko cichym buczeniem i wyłączeniem zasilania na stycznikach

kkas12 napisał:

Zastanów się jak ten hamulec działa, czyli co się musi stać by zaczął hamować?

pafciowaw napisał:

...skoro praca "do przodu" i "wolno" lub "szybko" przebiega bez zakłóceń (według założeń: odpowiednia szybkość, pobór prądu, wyłączenie hamulca...itd), a zmiana kierunku odbywa się poprzez styczniki Q11 lub Q12 to winowajcą problemu jest brak przejścia wszystkich 3 faz od F1 do punktu rozdziału (wejścia styczników Q17/Q21).
Trzeba sprawdzić "tory prądowe" (połączenia przewodowe, styki stycznika) dla stycznika Q12.

Czyli...
Pytanie pomocnicze: dlaczego zabezpieczenie termiczne wyłącza układ?

Co uruchamia ten hamulec? Jak on jest sterowany? Bo że jest na 230V to już wiem...

@kkas12 Wyłącza bo jest zwarcie, a przynajmniej tak nam sugerował inny nauczyciel. Problem w tym, że nie znaleźliśmy żadnego błędu w podłączeniu układu. Będę musiał sprawdzić silnik.

@mychaj Hamulec zwykle hamuje, chyba że ma jakąś inną funkcję... jestem tylko uczniem 3 klasy technikum energetycznego, który nie powinien mieć według programu styczności nawet z głupim przewodem bo przecież ktoś mądry w ministerstwie wymyślił, że technik ma LICZYĆ, a nie dłubać w bezpiecznikach. Steruje się sam, ew. przez dźwignię na silniku - nie przykładałem specjalnie uwagi do tego elementu.

Dzięki wszystkim za zainteresowanie i rady. Dam znać co z tego wyszło przy najbliższej okazji (niestety te zajęcia mam tylko w poniedziałki).

Nie koniecznie - są takie które "łapią" na podanie napięcia i takie które "luzują" na podanie napięcia, są tez takie które maja łożyska kierunkowe - obrót tylko w jedna stronę.

Cytat:

nie przykładałem specjalnie uwagi do tego elementu.

Moim zdaniem błąd - warto sprawdzić jak on działa.

CamroC napisał:

Wyłącza bo jest zwarcie, (...) Będę musiał sprawdzić silnik.

Trochę to mało logiczne, bo jak pisałeś, silnik działa poprawnie zarówno w trójkąt jak i podwójną gwiazdę.
Gdyby było zwarcie wybijało by natychmiast bezpieczniki na wejściu. Tak jak koledzy wyżej wspominają objaw "buczenia" wygląda na brak jednej z faz na silniku, lub zablokowanie wału hamulcem i z tego wynikające przeciążenie. Zwarcie np. w uzwojeniach, wyklucza poprawna praca silnika w dwóch wariantach prędkości.

Oczywiście hipotetycznie może powstać sytuacja przy zamienieniu odprowadzeń między grupami U1W1V1 a U2V2W2, tak że układ przestaje być Dahlanderem a robi się jakiś kompletny dziwoląg (zamiana wyłącznie wewnątrz jednej z tych grup, skutkuje jedynie zmianą kierunku obrotów).
Ale tu by i tak panowała jakaś niezależność objawów względem kolejności faz.
By całkowicie wykluczyć jakieś takie możliwości totalnych błędów w połączeniach silnika, proponowałem wyżej ten test z zamianą L1 i L3 na bezpiecznikach i obserwacja objawów po tej zmianie. Jeśli nadal po naciśnięciu przycisku II silnik buczy a przy przycisku I działa na dwóch prędkościach (choć będzie kręcił się odwrotnie niż przed zamianą), to całkowicie "uniewinnia" silnik. I kieruje podejrzenie na układ kierunku, będącym tu przecież całkowicie niezależnym obwodem, w zasadzie zamieniającym tylko L1 z L3 . Lub hamulec, np. przypadkiem włączony na fazę której z jakieś przyczyny brakuje.

A to że silnik zmienia kierunek przy zmianie prędkości, to w tej chwili drobiazg, do skorygowania w minutę.

Mało danych - a ja bym stawiał na to że hamulec sterowany jest tylko przez Q11, przy załączeniu Q12 już nie.

@mychaj Hamulec ma bezpośrednie połączenie z wyjściem bezpieczników, więc średnio rozumiem jakby to miało wyglądać.

Wrzuć schemat całego tego bałaganu oraz kilka fotek - bo tak to nie ma sensu, to jest wróżenie z fusów i szklanej kuli - zgadywanka komu się uda.

Cytat:

. Przeglądaliśmy z nauczycielem

A to jest powód do zmartwień.

Ja zaczął bym od sprawdzenia przebiegu poszczególnych faz na silnik podczas jazdy do przodu i do tyłu. Może być taka sytuacja że zestyk na przełączniku odpowiedzialnym za kierunek jazdy nie podaje napięcia na jednym z kierunków. Nie ma jednej fazy i silnik nie kręci. Pozdrawiam!

Dzisiaj dzięki Waszym wskazówkom udało się naprawić błędy i układ działa jak powinien. Po trzech godzinach niepotrzebnego przestawiania przewodów, tak aby wejścia/wyjścia pasowały do schematu okazało się że:
-jedna z faz na Q17 wyśliznęła się z zacisku,
-brakowało 2-3 przewodów w układzie sterowania,
-drugi "zestaw" uzwojeń jest podłączony odwrotnie w silniku.

Dodaję fotki z gotowym układem. Wiem... plątanina straszna ale szkoły nie stać na ciągłe kupowanie korytek, które ktoś niszczy. Grunt że działa.



Na niebiesko zaznaczony jest bezpiecznik, który zastępuje płytkę rozgałęźną potrzebną do prawidłowego podłączenia "0" (trzy przewody na wyjściu przełącznika by się nie zmieściły)



Tutaj nasz patent na łączenie silnika z układem. Uzwojenia podłączone są zaczynając od prawej strony. Strzałką zaznaczyłem U2 i W2, które trzeba było zamienić miejscami.

Dziękuję za pomoc i wszelkie wskazówki.
Pozdrawiam