Kétirányú motorvezérlés áramfigyeléssel

A kétirányú motorvezérlés hallatán azok a berendezések jutnak elsősorban eszünkbe, melyekkel gyakran találkozunk mindennapjaink során. Ide tartoznak pl. a redőnyök, kapuk vagy garázsajtók mozgatása olyan motorokkal, melyek erre a célra készültek, áttételesek és képesek két irányban működni. A DC-s motoroknál az irányváltás polaritás cserével történik, míg AC-s motoroknál jellemzően a tekercselés biztosítja a motor megfelelő irányú forgását, azaz külön tekercs kivezetés áll rendelkezésre az egyes irányokhoz. A vezérlések fontos részei a végállás-kapcsolók, melyek általában eleve be vannak építve a vezérlő készülékbe, vagy a csőmotorba. A gyári vezérlők viszonylag sok beállítható paraméterei között az időzítés és a nyomatékfigyelés a két legfontosabb érték, melyeket mindenképpen az aktuális alkalmazáshoz kell igazítani. 

A következőkben olyan motorok kétirányú vezérléséhez adunk ötleteket, melyekhez nem áll rendelkezésre vezérlő áramkör. Figyelembe vesszük a megállíthatóságot, az időzítést, hogy végállás után ne maradjon táp alatt a rendszer, valamint áramfigyeléssel oldjuk meg a motor megszorulásának vagy a mozgatott nyílászáró akadályba ütközésének detektálását és a mozgatás reteszelését. Ráadásul a kezelés egyszerűsítése érdekében egyetlen gombbal vezérelünk. Mindezt az ELKO EP hétköznapi villamossági vezérlőeszközeivel összeállítva, melyek a közeli villamossági szaküzletben is kaphatók.

Mindössze három modul a komplex vezérléshez

Az első ábra áramköre összesen három modul széles helyet foglal el a kapcsolószekrényben, mégis éppen elegendő a kitűzött cél eléréséhez. A vezérlési folyamat ismertetését az R3 jelű léptető típusú impulzusrelével kezdjük, melynek reléi közvetlenül vezérlik a motor két irányát, valamint ez a modul biztosítja az egyidejűség reteszelését, a STOP funkciót, valamint a 2. ábra szerinti szekvenciális működést. Mindez egyetlen modullal megoldható, amennyiben a rajz szerint kötjük be a két relé kontaktusait.

Az R3 jelű, MR-42/230 V típusú léptető impulzusrelé kimeneti kontaktusai a bináris számláncnak megfelelően kapcsolnak be/ki, mint kétbites bináris számlálók. A két relé minden ON/OFF bemenetre érkező felfutó élű vezérlőjelre a 00 - 01 - 11 - 00 kapcsolási sorrend soron következő kombinációjába váltja a kimeneteket. Az alacsonyabb helyiérték, azaz az 1-es relé csatorna váltogatva „0” vagy „1”, ami éppen alkalmas a mozgatás/stop/mozgatás/stop vezérlési sorrendnek. Ezt a kapcsolási rajzon ezt R3 14-es sorkapcsa képviseli. R3 második reléje azt határozza meg, hogy melyik irányba történjen a mozgás. A 22 - 24 sorkapocs éppen akkor van felváltva be- vagy kikapcsolva, amikor az első relé bekapcsolt állapotban van, azaz tápot kapcsol. Ez a kapcsolási logika éppen megfelel a mozgatás irányának váltogatására minden STOP után.

A CRM-91H/230 V típusú időrelé a motor futási időtartamát határozza meg. A „g” üzemmódba van kapcsolva, mely a lefutó élű vezérlőjelre indított elengedés-késleltető funkció, ahol az időzítés alatti vezérlőjelek nem befolyásolják a folyamatot. Az időrelé és az impulzusrelé egyszerre kapja meg a nyomógomb jelét. Az impulzusrelé léptetése a gomb lenyomásakor azonnal megtörténik, az időzítés indítása viszont csak a gomb felengedésekor. Ez a kis késleltetés, melyet a gombnyomás hossza biztosít éppen elegendő ahhoz, hogy a vezérlési irány vagy a STOP állapot ki legyen választva az impulzusrelé kimenetein, és csak ezután kaphasson a motor feszültséget az időrelé kontaktusa felöl.

A PRI-51/x típusú áramfigyelő relé kiválasztásánál a motor paramétereit kell figyelembe venni. A választék széles, a többféle áramtartományból biztosan megtalálható az éppen szükséges értékű (A típuskódban az „x” helyébe az áramtartomány maximuma értendő és ennek 10 %-ától állítható az áramhatár). A PRI-51 sorozat áramfigyelői úgynevezett áramhatár-kapcsolók. Működésük szerint, ha a mért áram meghaladja a beállítottat, akkor meghúz a reléje. Ennek a fordítottja is igaz: ha a beállított alatt van a figyelt áram, akkor nyugalmi állapotban van a relé, azaz a 15 - 16 kontaktusok zártak. Ha kevesebb a mért áram a beállítottnál, akkor ezen a nyugalmi kontaktuson és a belső söntön keresztül tápfeszültséget kap az időrelé, valamint reléjének közös, 15-ös sorkapcsára is rákerül a motort működtető feszültség, melynek köszönhetően gombnyomásra elindulhat a mozgatás. Az áramfigyelő reléje természetesen akkor is nyugalomban van, ha nulla a mért áram, ezért tud elindulni a mozgatás.

Nagyobb áramfelvétel esetén R1 reléje meghúz és megszakítja a motor tápellátását. Mivel ismét nulla a mért áram, ezért R1 reléje újra nyugalmi állapotba kerül, 15 - 16 sorkapcsai zártak, és elvileg újra mehetne a motor, de az időrelé ezt megakadályozza, hiszen nem kapott indítójelet. Újabb gombnyomásra sajnos próbálkozik a vezérléssel az áramkör, de valószínű, hogy ismét kikapcsol. Hogy kíméljük a motort és ezt a próbát se engedjük egy másik áramfigyelővel állítottunk össze egy áramkört.

Segít a „memória” a védelemben

Az utolsó ábra kapcsolási rajza majdnem megegyezik az előzővel, legalábbis ami az időrelé és a lépetetőrelé bekötését illeti.

Az áramfigyelő relét lecseréltük a „memória” funkcióval is rendelkező PRI-41/230 V típusra. A memória funkció bekapcsolásával elérhetjük, hogy hibára állás után ne álljon vissza automatikusan az áramfigyelő normálállapotra, hiába a mért áram értéke ezt engedné. Ez az áramfigyelő család viszont a PRI-51 áramfigyelőhöz képest fordítva működik. Két reléje van, külön a túláram és külön az alacsony áram figyelésére. Mindkét relé be van húzva, tehát aktív állapotban van, ha a mért áram a beállított min.-max. ablakban van. Ezért itt a záró érintkezővel reteszelünk. Az alacsony áram reléjére itt nincs szükség.

A PRI-41 áramtartománya 0,32 A - 16 A között van (AC/DC választható a DIP kapcsolóval), de ez három tartományban érhető el, attól függően, hogy melyik belső söntöt használjuk. Pl. 5 A névleges áramfelvételnél a C - B1 söntön kell átvezetni a motor áramát, hogy maradjon beállítási tartalék a motor indulóáramának figyelembe vételéhez.

Figyelem! A bemutatott megoldások elvi kapcsolási rajzokkal vannak illusztrálva, melyekben a többszöri ellenőrzés vagy műhely körülmények közötti tesztek ellenére is lehetnek hibák. Adott feladatra való alkalmasságuk ellenőrzése, esetleges módosítása a telepítő feladata és felelőssége! A szerző és a cég nem vállal felelősséget a bemutatott elvi megoldások felhasználásából eredő károkkal és egyéb problémákkal kapcsolatban. A rajzokon látható vezetékek színei csak a könnyebb átláthatóságot segítik, nem feltétlenül egyeznek meg a szabványos vezetékezés színeivel!