Введение
В системах электроснабжения в автоматизированных электроприводах применяют различные электрические и электронные аппараты. Эти аппараты отличаются между собой устройством, принципом работы, конкретным назначением и областью применения, номинальными параметрами, техническими характеристиками, а также графическими буквенными обозначениями.
Современные высокие требования к качеству технологического процесса и производительности различных механизмов могут быть обеспечены только на основе применения автоматизированных электроприводов. Многие отобранные к изучению в данном учебном пособии электрические и электронные аппараты и образуют такую промышленную электромеханическую систему – автоматизированный электропривод. Успех работы автоматизированного электропривода зависит в значительной мере от индивидуальных свойств всех отдельных аппаратов, отдельных устройств и от совокупности их работы.
Для понимания современных электросистем автоматизированного электропривода, умения их анализировать и рассчитывать необходимо знать кроме устройства и принципа работы аппаратов и их функциональные свойства относительно входных и выходных параметров. Последним в учебном пособии уделено значительное внимание, а также выделены наиболее существенные и общие черты электрических и электронных аппаратов.
В учебном пособии изложен материал в соответствии с программой ”Электрические и электронные аппараты”
Рубильники предназначены для неавтоматической коммутации электрических цепей с номинальным напряжением до 660 В переменного тока и до 440 В постоянного тока. Они могут быть одно, двух и трехполюсными.
Для управления электроприводами рубильники, как правило, не применяются. Их используют для подачи напряжения на ввод электрической схемы рабочей машины и для снятия напряжения в случае длительного перерыва в ее работе. Такие рубильники называются вводными. Рабочего тока электродвигателя рубильник не разрывает. Это выполняют другие аппараты.
Трехполюсные рубильники (рис.1.1) состоят из подвижных контактов 2 (ножей) и неподвижных контактов 1 (губок), выполненных из меди. Для того, чтобы ножи отключенного рубильника не находились под напряжением и не представляли опасности при случайном к ним прикосновении, провода от сети присоединяют к неподвижным контактам 1, прикосновение к которым менее вероятно. Рубильники изготавливают с передней (рис.1.1 а) или боковой (рис 1.1 б) рукояткой управления. Рукоятка управления предназначена для приведения в действие механизма рубильника. Для обеспечения безопасности обслуживания рубильник часто помещают в электрошкаф, а рукоятку управления выводят наружу. Кроме рабочих (главных или силовых) контактов, замыкающих и размыкающих основные цепи, рубильники могут быть снабжены вспомогательными контактами, рассчитанными для управления цепями тока. Эти контакты могут быть, например, использованы для включения или выключения сигнальной лампы.
Рис. 1.1. Рубильник
Рубильники могут быть также снабжены дугогасительными отрывными контактами, выполненными металлокерамическими, или угольными с металлическими скобами. Эти контакты располагают так, что при включении рубильника на них возникает электрическая дуга, а после их замыкания при дальнейшем движении ножей 2 основной ток силовой цепи проходит через главные контакты. При отключении рубильника дугогасительные контакты, выключаясь последними, предохраняют главные ножи от обгорания.
Для увеличения термической и динамической устойчивости в рубильниках на большие токи подвижный нож выполняют из двух пластин. При включении рубильника эти пластины располагаются по обе стороны от неподвижного контакта.
В двух - и трехполюсных рубильниках трудно добиться одновременного отрыва всех контактов и гашения дуги. Поэтому для повышения надежности в современных рубильниках устанавливают простейшие дугогасительные камеры. Пластинами дугогасительной решетки дуга делится на несколько самостоятельных дуг, охлаждается и быстро гаснет.
В рубильниках на токи до 100 А надежный контакт создается пружинящими свойствами материала контактных губок, при больших токах применением плоских или спиральных пружин.
Рубильники - переключатели отличаются тем, что имеют две системы неподвижных контактов (подключение к различным цепям) и три коммутирующих положения.
Отечественная промышленность выпускает несколько серий рубильников и переключателей. При маркировке этих аппаратов буквой Р обозначают рубильники, а буквой РП переключатели. В условном обозначении этих аппаратов содержатся сведения о наименовании серии, виде привода рукоятки, номинальной силе тока, числе полюсов, наличии дугогасительных камер, наличии вспомогательных контактов, степени защиты, климатическом исполнении. Со структурой условного обозначения можно ознакомиться по справочникам.
Рубильники указанных серий устанавливают вертикально (вал при этом размещают горизонтально). Выпускают их на номинальные токи 80, 100, 200, 250, 320, 400, 500 и 630 А, но при обязательном наличии у них дугогасительных камер. Если же дугогасительных камер нет, то при напряжении 380 В переменного тока они могут коммутировать цепи при силе тока 0,3IН для номинальной силы тока 100 и 250 А, и лишь 0,1IН при номинальной силе тока 400 и 630 А.
Выпускают также аппараты, предназначенные для выполнения функций как рубильника, так и предохранителя. Применяют их для ручного включения и отключения цепей под нагрузкой, а также для защиты цепей при перегрузках и коротких замыканиях. Предохранители-выключатели изготавливают двух - и трехполюсные, рассчитанные на силу тока до 350 А и напряжение до 500 В. Привод – от боковой рукоятки или рычажный. Наиболее часто используют предохранители-выключатели типа ППВ и блоки предохранителей-выключателей БПВ. В блоках БПВ применена рычажно-кулисная система привода, обеспечивающая прямолинейное поступательное перемещение траверсы с закрепленными на ней предохранителями ПН2. Разрыв цепи происходит одновременно в двух местах (на концах предохранителей). Это позволяет применять блоки БПВ без дугогасительных устройств. Условное графическое и буквенное обозначение рубильников приведено на рис.1.2.
Рис.1.2.Условное обозначение рубильников
Рубильники и переключатели выбирают по роду и величине питающего напряжения, току нагрузки, количеству переключений, которые они допускают по условиям механической и электрической износостойкости, а также конструктивному исполнению с учетом степени защиты их от влияния внешней среды.
studfiles.net
Количество просмотров публикации Электрические аппараты ручного управления - 2271
Общие сведения
Электрические аппараты дистанционного управления
Электрические аппараты ручного управления
Вопросы
Разомкнутых электроприводов
Пускозащитная аппаратура управления
Лекция 3
К разомкнутым относятся электрические схемы, в которых для управления ЭП не используются обратные связи по его координатам или технологическим параметрам. Эти схемы, отличаясь простотой своей реализации, широко применяются там, где не требуется высокое качество управления движением ЭП, к примеру, для пуска, реверса и торможения двигателей.
Разомкнутые схемы, осуществляя управление ЭП, обеспечивают и защиту самого ЭП, питающей сети и технологического оборудования при возникновении различных ненормальных режимов работы - коротких замыканий, перегрузок двигателей, исчезновения питающего напряжения или обрыва фазы питающей сети и др.
К аппаратам ручного управления относятся командные маломощные устройства - кнопки и ключи управления, командоаппараты и силовые коммутационные аппараты (рубильники, пакетные выключатели и силовые контроллеры ).
Кнопки управления предназначены для подачи оператором управляющего воздействия на ЭП. Οʜᴎ различаются по размерам, числу замыкающихся и размыкающихся контактов, форме толкателя. Две, три или более кнопок, смонтированных в одном корпусе, образуют кнопочную станцию (рис.1,а).
Контакты на схемах изображаются в ʼʼнормальномʼʼ состоянии электрических аппаратов, ᴛ.ᴇ. когда на них не оказывается механического, электрического, магнитного или какого-либо другого воздействия. Особенностью кнопок управления является их способность возвращаться в исходное (нормальное) положение (самовозврат) после снятия воздействия. Выпускаются кнопки серий КУ 120 и КЕ (КМЕ), предназначенные для работы в цепях переменного и постоянного тока. На базе кнопок КЕ выпускают посты управления серии ПКЕ с одной, двумя и тремя кнопками. Кнопки и кнопочные посты имеют степень защиты IP40,IP54 при различных климатических исполнениях и категориях размещения.
Рисунок 1 – Условно-графические и буквенные обозначения кнопок управления (а), ключей управления (б), автоматических выключателей (г)
Ключи управления (универсальные переключатели) предназначены для подачи управляющего воздействия на ЭП и имеют два или более фиксированных положений рукоятки и несколько замыкающих и размыкающих контактов (рис.1,б). В среднем положении рукоятки (позиция 0) замкнут верхний контакт, что обозначается точкой на схеме, а два нижних контакты разомкнуты. В положении 1 рукоятки замыкается средний контакт а остальные размыкаются. Число контактов ключей и диаграмма их работы бывают самыми различными.
Ключи управления серии ПЕ рассчитаны на те же напряжения и токи, что и кнопки управления КЕ. Универсальные переключатели серий УП 5300, УП 5400 и ПКУ3 используются для коммутации цепей катушек контакторов, масляных выключателей, управления многоскоростными АД. Οʜᴎ могут коммутировать до 32 цепей и иметь до восьми положений (позиций) рукоятки управления.
Командоконтролллеры (командоаппараты) служат для коммутации
нескольких маломощных (ток нагрузки до 16 А) электрических цепей. Эти аппараты, имеющие ручное управление от рукоятки или педали с несколькими положениями, находят широкое применение в схемах управления ЭП крановых механизмов, металлургического оборудования, на транспорте.
Командоаппараты классифицируются по числу коммутируемых цепей, виду привода контактной системы, числу рабочих положений рукоятки (педали), диаграммам включения и выключения контактов. Их электрическая схема изображается аналогично схеме ключей управления и переключателей (рис. 1).
Командоаппараты общепромышленного назначения серий серий КА 410 А, КА 420 А, КА 4000, КА 4100, КА 4200, КА 4500, КА 4600, КА 11 предназначены для коммутации цепей постоянного тока напряжением до 440 В и переменного тока напряжением до 500 В. Командо-контроллеры серий ККП 1000 и ККП 423 используются для управления ЭП крановых механизмов и металлургического оборудования.
Рубильники - это простейшие силовые коммутационные аппараты, которые в основном предназначены для неавтоматического нечастого замыкания и размыкания силовых электрических цепей двигателей постоянного и переменного тока напряжением до 500 В и током до 5000 А. Οʜᴎ различаются по силе коммутируемого тока, числу полюсов (коммутируемых цепей), виду привода рукоятки и числу ее положений (два или три). Рубильники серий Р и РА рассчитаны на токи 100...600 А, напряжения 220...660 В и имеют 1 ...3 полюса.
Пакетные выключатели - это разновидность рубильников. Их контактная система набирается из отдельных пакетов по числу полюсов (коммутируемых цепей). Пакет состоит из изолятора, в пазах которого находятся неподвижный контакт с винтовыми зажимами для подключения проводов и пружинный подвижный контакт с устройством искрогашения (основное преимущество перед рубильниками).
Выпускаемые пакетные выключатели имеют серии ПВ, ПП, ПГВ.
Контроллеры - это многопозиционные электрические аппараты с ручным или ножным приводом для непосредственной коммутации силовых цепей двигателей постоянного и переменного тока. В ЭП используются контроллеры двух видов - кулачковые и магнитные.
В кулачковых контроллерах размыкание и замыкание контактов обеспечивается смонтированными на барабане кулачками, поворот которых осуществляется с помощью рукоятки, маховичка или педали. За счёт профилирования кулачков обеспечивается необходимая последовательность коммутации контактных элементов.
В крановых ЭП используются кулачковые контроллеры серии ККТ-60А для управления асинхронными двигателями, рассчитанный ми на напряжение до 380 В, и серии KB 100 для управления двигателями постоянного тока напряжением до 440 В. Такие контроллер имеют до 12 силовых контактов, рассчитанных на номинальные токи до 63 А, а также маломощные контакты для коммутации цепей управления.
Магнитные контроллеры представляют из себякоммутационные устройства, в состав которых входят командоконтроллер и силовые электромагнитные аппараты - контакторы. Командоконтроллер с помощью своих контактов управляет катушками контакторов, которые в свою очередь осуществляют коммутацию силовых цепей двигателей. Применение такого контроллера вместо кулачкового позволяет повысить степень автоматизации ЭП, а следовательно, и производительность рабочей машины или механизма, улучшить условия труда оператора, так как управление ЭП с помощью командоконтроллера или кнопочной станции не потребует приложения больших усилий. Срок службы магнитных контроллеров при одних и тех же условиях также существенно выше чем кулачковых, что объясняется высокой коммутационной способностью и износостойкостью электромагнитных контакторов.
Автоматические выключатели (автоматы)– предназначены для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей (десятки коммутаций в час). Οʜᴎ могут иметь как комбинированный расцепитель, защищающий цепи от коротких замыканий и перегрузок, так и только электромагнитный расцепитель, служащий для защиты от коротких замыканий.
В сельском хозяйстве наибольшее распространение имеют трехполюсные автоматические выключатели серий АЕ-2000, АЕ-2000М, А3700 и наиболее современные ВА-51 с частотой коммутации до 30 включений в час. Условное графическое и буквенное обозначение автоматических выключателей представлено на рисунке 3,ᴦ.
referatwork.ru
Электрические аппараты автоматики и управления.
Классификация.
1. Коммутационные аппараты распределительных устройств, служащие для включения и отключения электрических цепей. К этой группе относятся рубильники, пакетные выключатели, выключатели нагрузки, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, короткозамыкатели, автоматические выключатели, предохранители. Для аппаратов этой группы характерно относительно редкое их включение и отключение. Могут быть и случаи, когда такие аппараты довольно часто включаются и отключаются (например, выключатели высокого напряжения в цепях питания электрических печей).
2. Пускорегулирующие аппараты, предназначенные для пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин или каких-либо других потребителей электрической энергии. К этой группе относятся контроллеры, командоконтроллеры, контакторы, пускатели, резисторы и реостаты. Для аппаратов этой группы характерны частые включения и отключения, число которых достигает 3600 в час и более.
3. Аппараты для контроля заданных электрических или неэлектрических параметров. К этой группе относятся реле и датчики. Для реле характерно плавное изменение входной (контролируемой) величины, вызывающее скачкообразное изменение выходного сигнала. Выходной сигнал обычно воздействует на схему автоматики. В датчиках непрерывное изменение входной величины преобразуется в изменение какой-либо электрической величины, являющейся выходной. Это изменение выходной величины может быть как плавным (измерительные датчики), так и скачкообразным (реле-датчики). С помощью датчиков могут контролироваться как электрические, так и неэлектрические величины.
4.Электрические регуляторы.Предназначены для регулирования заданного параметра по определенному закону. В частности, такие аппараты служат для поддержания на неизменном уровне напряжения, тока, температуры, частоты вращения и других величин.
Электрические аппараты ручного управления
> Рубильники.
> Кнопки управления и кнопочные посты.
> Пакетные выключатели и переключатели.
> Универсальные переключатели.
> Контроллеры.
Аппараты ручного управления предназначены для ручного (непосредственного) управления электродвигателями и другими потребителями электрической энергии переменного и постоянного тока. Применяются для нечастого включения и выключения электрических цепей, реверсирования, переключения схем соединения обмоток, из
менения сопротивления при управлении электродвигателями и т. д. К ним относятся: рубильники, кнопки управления, пакетные выключатели и переключатели, универсальные переключатели, ящики сопротивлений, пусковые и регулировочные реостаты, командоконтроллеры и контроллеры.
Рубильники
Рубильники - это простейшие аппараты ручного управления (рис. 1.1). Применяются в цепях переменного тока при напряжении до 660 В и постоянного тока до 440 В и токах от 25 до 10 000 А. Рубильники подразделяются по количеству полюсов - одно- , двух- и трехполюсные; по роду управления - с центральной и боковой рукояткой или рычажным приводом; по способу присоединения - с передней и задней стороны аппарата.
а) б)
Рис. 1.1. Рубильники: а - с центральной рукояткой; б - с боковой рукояткой; в - переключатель с центральным рычажным приводом
Коммутирующим элементом рубильников является подвижный нож 2 (рис. 1.1, а), входящий в губки контактных стоек 3.
Переключатель (рис. 1.1, в) отличается наличием дополнительных неподвижных контактов 6 с выводами 7, чем обеспечивается переключение подходящих к нему электрических цепей с одной на другую.
В некоторых конструкциях рубильники совмещают с предохранителями или в качестве ножей используют предохранители. Такая конструкция позволяет выполнять функции коммутации и защиты и называется блок предохранитель-выключатель (БПВ) (рис. 1.2).
Для быстрого гашения дуги рубильники снабжаются дугогаси-тельными камерами. Рубильники без дугогасительных камер используют, главным образом, как разъединители для создания видимого разрыва электрической цепи.
 |
Рис. 1.2. Блок предохранитель-выключатель: а - ЯБПВУ-1МУ3; б - ЯБП1-2У3; в - ЯБПВУ-4У3
Тип рубильников и переключателей расшифровывается следующим образом:
Р (П) - рубильник (переключатель).
РБ (ПБ) - рубильник (переключатель) с боковой рукояткой.
РПБ (ППБ) - рубильник (переключатель) с боковым рычажным приводом.
РПЦ (ППЦ) - рубильник (переключатель) с центральным рычажным приводом.
Первая цифра после букв обозначает количество полюсов - 2 или 3, вторая цифра - номинальный ток 1 - 100 А; 2 - 250 А; 4 -400 А; 6 - 600 А, например, РБ31 - рубильник с боковой рукояткой, трехполюсный, на ток 100 А.
В целях безопасности прикосновения обслуживающего персонала к токоведущим частям рубильники заключаются в защитный металлический кожух и называются ящики силовые.
Ящики силовые типа ЯВЗ, ЯВЗШ, ЯВЗБ изготавливаются на напряжение до 500 В.
Тип ящиков расшифровывается следующим образом:
Я - ящик; В - выключатель; З - закрытый; Ш - со штепсельным разъемом; Б - контактные стойки с барашковыми зажимами.
Ящики силовые типа ЯБП, ЯБПВУ (рис. 1.2) на напряжение 380 В предназначены для защиты линий и нечастой коммутации электрических цепей. В качестве ножей применяются плавкие предохранители серии ПН2. Ящик ЯБПВУ-1М на ток 100 А, ЯБПВУ-2 - 250 А, ЯБПВУ-4 - 400 А.
poznayka.org
Категория:
Грузоподъемные краны предприятий
Аппараты ручного управленияК электрическим аппаратам ручного управления относят рубильники, переключатели, выключатели, пакетные выключатели и контроллеры. Рубильники и переключатели предназначены для периодического (редкого) включения (отключения)— коммутации (от одноименного латинского слова — изменение, перемена) силовых электрических цепей напряжением до 500 В при силе номинального тока до 500 А.
Рис. 78. Аппараты для коммутации силовых электрических цепей: а — трехполюсный рубильник, б — трехполюсный переключатель, в — распределительный щит
Выключатель рубящего типа называют рубильником. Рубильник состоит из изолирующего основания, на котором смонтированы неподвижные контакты-губки и стойки (рис. 78, а). На стойках на осях 7 установлены подвижные контакты-ножи 6, жестко связанные изолирующей траверсой с рукояткой. Провода электрических цепей крепят к контактам винтами. По числу коммутационных положений различают собственно рубильники, имеющие два положения, и переключатели — три положения (рис. 78, б). Переключатель отличает от рубильника наличие дополнительной группы губок и угол поворота ножей л рад. При верхнем положении рукоятки переключатель замыкает одни электрические цепи, а при переводе рукоятки вниз размыкает их и замыкает другие. По числу размыкаемых цепей выключатели разделяют на одно-, двух- и трехполюсные, а по виду привода — с центральной серии Р и РПЦ (рис. 78, а), а также с боковой рукояткой серии РВ и РПБ (рис. 78, в).
Для предохранения людей от случайного прикосновения к контактам рубильника последний помещают в металлический шкаф с обязательным заземлением. Как правило, рубильники второго типа применяют в крановых защитных панелях. Рубильники серии Р и РПЦ применяют для разъединения предварительно разомкнутых цепей, так как для пользования ими необходимо открыть дверцы шкафа.
Рубильник с блоком предохранителей, встроенным в металлический шкаф, называют силовым распределительным щитом (рис. 78, в). Рукоятка рубильника имеет блокировочное устройство, исключающее возможность открыть дверцы шкафа при включенном рубильнике и, наоборот, включить рубильник при открытых дверцах шкафа. Запасные предохранители хранят в дверце шкафа. Указанные силовые щиты устанавливают на пунктах подключения кранов к внешней электросети и на самом кране для отключения его на время проведения ремонтно-профилактических работ.
Для быстрого размыкания цепей и предохранения ножей и губок от подгорания в результате образования электрической дуги ножи оборудуют шарнирно закрепленными разрывными контактами (рис. 78, б). При размыкании цепей (повороте рукоятки) пружины, растягиваясь, отводят разрывные контакты от губок с большой скоростью и возникающая при этом электрическая дуга быстро гаснет.
Пакетные выключатели и переключатели предназначены для периодической коммутации силовых и управления вспомогательных электрических цепей при силе номинального тока до 360 А. Пакетный выключатель состоит из пакетов (отсюда и его название), собранных на основании, закрытых крышкой и стянутых шпильками (рис. 79, а). Каждый пакет выполнен из изолятора, на котором закреплены неподвижные контакты с винтами. Внутри изолятора установлены подвижные контакты с фибровыми искрогасящими шайбами. Через центральные отверстия пакетов проходит валик квадратного поперечного сечения, имеющий на конце рукоятку и предназначенный для поворота подвижных контактов. В корпусе выключателя встроено заводное устройство с пружиной, обеспечивающее поворот валика на углы, кратные 1/2 рад, и мгновенное переключение контактов вне зависимости от скорости поворота рукоятки. Наличие заводного устройства и фибровых искрогасящих шайб исключает возникновение дуги при размыкании контактов. Для крепления пакетного выключателя предусмотрены кронштейны.
Рис. 79. Аппараты для коммутации электрических цепей управления и вспомогательных: а — пакетный выключатель ПВ, кнопки управления с грибовидным толкателем (б) и с ножным управлением (в): 1 — кронштейн,. 2 — основание, 3 — пакеты, 4 — винты, 5 — шпильки, 6 — рукоятка, 7 — заводное устройство, 8 — валик, 9—подвижные контакты, 10—неподвижные контакты, 11—корпус, 12—грибовидный толкатель, 13—винт, 14 — крышка, 15 — педаль
Пакетные выключатели бывают одно-, двух-, трех- и многополюсные с числом коммутационных положений не более четырех.
Кнопки управления предназначены для коммутации электрических цепей управления контакторов, магнитных пускателей, реле и звуковых сигналов при номинальном токе до 5 А, но при большом числе включений. Кнопка управления состоит из двух пар контактов с одним или двумя контактными мостиками, смонтированными на общем основании и создающими один замыкающий и один размыкающий контакты. Контакты переключают нажатием на толкатель, удерживаемый пружиной в исходном (верхнем) положении. Кнопки управления различают по величине: малогабаритные и нормальные и по форме толкателя: с нормативным или грибовидным толкателем (рис. 79, б). Кнопки управления с нормальным толкателем, нажимаемым пальцем руки, применяют самостоятельно либо объединяют в общем корпусе или на панели, образуя кнопочный аппарат (станцию, пульт) для управления электроталью или кран-балкой. В зависимости от назначения кнопок головки толкателей снабжены соответствующими надписями, например «Пуск», «Стоп» и др., а также окрашены в соответствующие цвета. Кнопку с грибовидным толкателем, нажимаемым ладонью руки, применяют для экстренного отключения линейного контактора защитной панели, мгновенного разрыва цепей управления и быстрой остановки крана, в связи с чем ее называют аварийным выключателем. Кнопки с ножным управлением (рис. 79, в) применяют для коммутации цепей управления электроприводами кранов, когда руки крановщика заняты на основных аппаратах управления.
Контроллер (от одноименного английского слова — управитель) — электроаппарат с большим числом контактов, коммутирующий силовые электрические цепи. Контроллер предназначен для одновременного переключения нескольких электрических цепей: силовых, возбуждения и управления электроприводом для осуществления пуска, регулирования рабочей скорости, электрического торможения, остановки и реверсирования механизма крана.
По принципу работы различают два вида контроллеров: силовые непосредственно ручного управления и командокон- троллеры дистанционного управления.
Основной сборочной единицей силового кулачкового контроллера являются подвижный и неподвижный контакты, собранные в единый блок, управляемый кулачковой шайбой (рис. 80, б). Каждый блок состоит из основания (неподвижного контакта), подвижного рычага с контактом и роликом и замыкающей пружины, обеспечивающей прижатие контактов.
Рис. 80. Силовой кулачковый контроллер ККТ60А (а) и контактный блок кулачкового контроллера (б)
Подвижный рычаг поворачивается относительно оси. Вспомогательная пружина служит для регулирования усилия прижатия (величин раствора и провала) между контактами (см. § 74). Для подключения коммутируемых электроцепей предназначены винты, соединенные с контактами проводниками. Приводной вал 6 с кулачковыми шайбами поворачивают в подшипниках поворотом рукоятки или маховичка. Набор контактных блоков монтируют в алюминиевом корпусе на пластмассовых рейках 8 по установленной для данного контроллера схеме коммутации.
В том случае, когда ролик на конце подвижного рычага находится во впадине кулачковой шайбы контакты замкнуты (рис. 80, а). При повороте рукоятки контроллера и выходе ролика на гребень кулачковой шайбы произойдет размыкание электрической цепи. Контакты контроллера выполнены таким образом, что в момент касания (размыкания) возникающая электрическая дуга воздействует на их нерабочие части. При дальнейшем прижатии контактов подвижный контакт смещается относительно неподвижного и притирается к нему, чем обеспечивает самоочищение рабочих поверхностей контактов.
Применяя кулачковые шайбы различного профиля, получают необходимую последовательность замыкания (размыкания) контактов контроллера. Вал с кулачковыми шайбами снабжен фиксирующим механизмом храпового типа, обеспечивающим его остановку в положениях, строго соответствующих полному замыканию (размыканию) контактов (на рис. не показан). На грузоподъемных кранах применяют контроллеры типа ККТ — горизонтального двухрядного исполнения, при котором каждая кулачковая шайба одновременно управляет двумя парами контактов.
Наибольшее распространение получили кулачковые контроллеры ККТ-61 и ККТ-62 для управления одним и двумя асинхронными двигателями с фазным ротором и ККТ-63 — одним двигателем с короткозамкнутым ротором. Контроллеры для управления одним двигателем имеют четыре контактных блока для замыкания цепи обмотки статора и три (пять, семь) блоков для замыкания роторной цепи.
Все силовые контроллеры выполняют только коммутацию цепей статора и ротора электродвигателя. Что касается защиты электродвигателя (нулевой, максимальный и др.), то ее осуществляют при помощи дополнительных электроаппаратов, установленных в крановой защитной панели.
Читать далее: Аппараты дистанционного управления
Категория: - Грузоподъемные краны предприятий
stroy-technics.ru
| 1. /Laborator/АПВ и АВР.doc2. /Laborator/Выб. пров. и каб. карьер..doc3. /Laborator/Выбор пускат. и автом общером..doc4. /Laborator/Испыт. тепл. реле.doc5. /Laborator/Л.Р. Конт и пускатели.doc6. /Laborator/ЛАб. раб. Контакторы и пускатели.doc7. /Laborator/Лаб. раб ч. 2.doc8. /Laborator/Лаб. раб ч. 3. Для горн раб.doc9. /Laborator/Лаб. раб. КРУ КМ - 1Ф.doc10. /Laborator/Лаб. раб. ч. 1 .doc11. /Laborator/Лаб.раб. Аппар. ручного управл .doc12. /Laborator/Пр. раб. Экспл.КЛ и ВЛ.doc13. /Laborator/Пр. раб.Электропроводки.doc14. /Laborator/Пр.раб.КРУ для карьеров.doc15. /Laborator/РЗ СЕПАМ. Лаб.РАБ .doc16. /Laborator/Расч. и Выбор каб. ЭКГ.doc17. /Laborator/Расч. мощн. тр-ров ГПП карьера.doc18. /Laborator/Расч. мощн. тр-ров Гпп и Упп.doc19. /Laborator/Расч. нагр. ПР-8501.doc20. /Laborator/Расчет мощн. трансф. цех. ТП.doc21. /Laborator/Электропроводки, пособие по устр. и выбору.doc | Лабораторная работа апв и аврМетодическое пособие для студентов специальностей 0903,1806, 2913, изучающих дисциплину «электроснабжение предприятий»Методическое пособие для студентов специальностей 2913,1806,0902,0903, изучающих дисциплины "Электроснабжение" и "Электрооборудование"Лабораторная работа №3 Испытание теплового реле. ЗаданиеМетодическое пособие по изучению конструкции и выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 0902, 0903, 1808, 2913, изучающихЛабораторная работа изучение конструкции контакторовА. И. Назаров лабораторные работы по дисциплине электрооборудование и электроснабжение горных предприятий методическое пособиеА. И. Назаров лабораторные работы по дисциплине электрооборудование и электроснабжение горных предприятий для студентов специальностей 0903, 1806, 2913 Методическое пособиеМетодическое пособие по изучению конструкции и выполнению лабораторных работ. Для студентов специальностей 1806, 2913, изучающих дисциплину "Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий"А. И. Назаров лабораторные работы по дисциплине электрооборудование и электроснабжение горных предприятий методическое пособие1. Определение. Основные виды аппаратов ручного управленияМетодическое пособие для выполнения практических работМетодическое пособие по изучению конструкции и выполнению практических работ. Для студентов специальностей 1806, 2913, изучающих дисциплину "Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий"1 Общие сведенияМетодическое пособие по изучению конструкции и выполнению практических работ. Для студентов специальностей 1806, 2913, изучающих дисциплину "Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий"Расчетная работа №3Методическое пособие по выполнению расчетной работы "Расчет и выбор мощности силовых трансформаторов гпп карьера"1. Пояснительная запискаОбщие методические указанияПояснительная запискаМетодическое пособие по изучению конструкции и выполнению практических работ. Для студентов специальностей 1806, 2913, изучающих дисциплину "Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий" |
абораторная работаИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ.
1. Определение.
2. Основные виды аппаратов ручного управления.
3. Устройство, принцип действия и область применения аппаратов ручного управления, их достоинства и недостатки, основные типы.
1. Электрическими аппаратами называются устройства, предназначенные для включения напряжения и мощности, регулирования различных параметров установки и защиты отдельных элементов при нарушении нормальных условий эксплуатации. Различают аппараты управления и аппараты защиты.
Всю аппаратуру можно разбить на две группы:
- коммутационную аппаратуру ручного и дистанционного управления,
- защитную аппаратуру непосредственного и косвенного действия.
Аппараты ручного управления предназначены для коммутации электрических цепей при непосредственном участии человека, управляющего ими с помощью руки или другой части тела.
2. Основные виды аппаратов ручного управления:
- рубильники - ручные пускатели - командоаппараты
- переключатели - контроллеры -автоматические выключатели
- разъединители
- пусковые сопротивления, реостаты
- пакетные выключатели
Рубильники, переключатели, разъединители и пакетные выключатели.
Рубильники, переключатели и разъединители служат для включения и отключения цепей без нагрузки, а пакетные выключатели -- для переключения электрических цепей при номинальных токах и напряжениях до 500 В, а также для оперативных действий без нагрузки.
Рубильники напряжением до 1000 В и переключатели бывают с центральной рукояткой (для установки на лицевой стороне распределительных щитов) и с рычажным приводом (для установки на каркасе за щитом управления). Разъединители выпускаются на любую величину напряжения и тока.
Наиболее важной частью рубильника является его подвижный контактный нож и неподвижные контакты.
Для защиты ножей от действия дуги иногда применяют дугогасительные камеры.
В рудничных аппаратах рубильники называют разъединителями. Они представляют собой трехполюсные трехпозиционные аппараты с врубными контактами, собранный на одной панели. При повороте вала разъединителя происходит замыкание или размыкание главной цепи, при этом обеспечивается реверсирование цепи, так как меняются 2 из 3-х фаз. В высоковольтных установках применяются высоковольтные разъединители, они могут иметь один или три полюса и заземляющие ножи, а управляются с помощью специального механизма –привода.
Достоинства разъединителей: видимый разрыв цепи, простота конструкции.
Недостаток: невозможность коммутации под нагрузкой.
Пакетные выключатели состоят из пластмассовых пакетов (полюсов), внутри которых размещены скользящие контакты выключателя с механизмом мгновенного разрыва контактов. Пакетные выключатели применяются при напряжении до 500В, с током до 250А. Они могут быть 1,2,3 полюсные.
Гашение дуги в пакетных выключателях происходит за счет разложения при высокой температуре фибровых пластинок, находящихся между полюсами и выделения при этом инертных газов, а также за счет быстрой коммутации, которая обеспечивается пружинами.
В отличие от разъединителей пакетные выключатели допускают коммутацию под нагрузкой, (но не при КЗ), поэтому с их помощью можно управлять одиночными приемниками и группами потребителей, в том числе электродвигателями, однако в этом случае необходимо применять аппараты для защиты электроприемников от ненормальных режимов работы.
Рисунок 1 - Рубильник (переключатель) и пакетный выключатель.
Рисунок 2 – Рубильник трехполюсный и разъединитель трехполюсный с предохранителями
3.2. Ручные пускатели.
Применяются в подземных рудниках и служат для управления и защиты двигателей небольшой мощности и защиты от коротких замыканий, для чего имеют предохранители. Основные типы: ПРВ-3 (пускатель ручной взрывобезопасный) для напряжения U=380В и ПРШ-1 (пускатель рудничный или ручной, штепсельный, штепсельный) на U=660В. Пускатель состоит из ручного контактора и предохранителей, собранных в одном корпусе взрывозащищенного исполнения и штепсельного разъема.
3.3. Контроллеры.
Предназначены для коммутации силовых цепей под нагрузкой совместно с реостатами и сопротивлениями при регулировании скорости электродвигателей постоянного тока и переменного тока с фазным ротором. Применяются на электровозах, подъемных машинах, кранах. По конструкции выпускаются барабанные и кулачковые. Могут иметь дугогасительные устройства. Недостатком контроллеров являются большие габариты и масса, потери, поскольку коммутация происходит в силовых (главных) цепях с большими токами. Вместо них могут применяться магнитные контроллеры с командоаппаратами, т.е. комплект из контакторов и реле или универсальных переключателей.
Рисунок 3 - Контроллеры: барабанный и кулачковый.
Рисунок 4 – Общий вид контроллера и высоковольтного разъединителя
Рисунок 5 – Однополюсный разъединитель и указатель высокого напряжения
3.4. Пусковые сопротивления (реостаты).
Предназначены для регулирования величины напряжения и тока в электрических цепях. Конструктивно представляют аппарат, состоящий из сопротивления и устройства, с помощью которого можно изменять величину этого сопротивления. Бывают по назначению: пусковые, пускорегулирующие и регулировочные. Пусковые реостаты как правило включают в цепь ротора АД или в цепь якоря двигателя постоянного тока для снижения пускового тока и регулирования скорости. Это обеспечивает плавный разгон двигателя до номинальной скорости.
П
ускорегулирующий реостат предназначен как для пуска, так и для регулирования скорости вращения двигателя. В отличие от пусковых реостатов, пускорегулирующие реостаты остаются включенными на все время работы двигателя. Для двигателей с фазным ротором подъемных машин и кранов могут применяться жидкостные или чугунные реостаты.
Рисунок 6 - Реостаты проволочный (а), чугунный (б) и жидкостный (в).
3.5. Командоаппараты.
Предназначены для переключений в цепях управления электрическими аппаратами постоянного и переменного тока. Они допускают коммутацию только в слаботочных цепях при небольшом напряжении. Поэтому имеют небольшие габариты и массу и малые потери энергии. С помощью командоаппаратов можно дистанционно подавать команды на пуск, остановку, или изменение параметров работы. К командоаппаратам относят: кнопочные посты управления, универсальные переключатели, командоконтроллеры, концевые и путевые выключатели.
Кнопочные посты управления применяют для дистанционного управления электромагнитными контакторами, встроенными в пускозащитную аппаратуру. Выпускают 1,2,3-х кнопочными в металлических и пластмассовых корпусах. В шахтах опасных по газу и пыли применяют кнопочные посты на напряжение до 60 и до 127В в исполнении РВ-1В, например КУВ-2). . ПК(Е) - пост. кнопочный, Е - серия (карболитовый корпус). Универсальные переключатели являются малогабаритными переключателями, позволяющими одновременно коммутировать несколько или много цепей управления. Они отличаются друг от друга числом секций, диаграммой замыкания контактов, числом фиксированных положений, углом поворота и формой рукоятки. Например, УП-5300-универсальный переключатель 5300-серия.
Концевые выключатели служат для отключения вспомогательных цепей путем нажатия на рычаг управления. Как правило их применяют в подъемных установках, конвейерах, кранах. Командоконтроллеры работают совместно с магнитными станциями управления или контакторами при управлении кранами, экскаваторами и другими машинами, требующими регулирования скорости и момента.
Рисунок 7 – Универсальный переключатель, однополюсный и трехполюсный автоматы.
3.6. Автоматические выключатели (автоматы).
Автоматы предназначаются для включения, отключения и защиты электрических установок постоянного и переменного тока при любых режимах, в том числе при коротких замыканиях и перегрузках, но для нечастой (редкой) коммутации.
П
а
б
в
ШР5
Труба стальная
Заземл. проводник, Нулевой проводник
ростота конструкции, удобство и безопасность обслуживания, надежность защиты от токов короткого замыкания, а также малые габариты аппаратов обусловили широкое их
а - шкаф закрыт, б - шкаф открыт
в - шкаф открыт, защитная панель снята
Р
исунок 8 - Общий вид шкафа распределительного (ШР) с одним вводным автоматом и шестью автоматами отходящих линий.
Рисунок 9 – Общий вид автоматов серии А-3700 и серии А
распространение в электрических установках малой и большой мощности.
Автоматические выключатели относятся к коммутационным аппаратам ручного управления, однако ряд типов автоматов могут иметь электромагнитный привод, что дает возможность управлять ими на расстоянии.
Автоматы не предназначены для частой коммутации.
Включение автомата производится обычно вручную (приводом или дистанционно), а при нарушении нормального режима эксплуатации (появление сверхтоков или снижение напряжения)-- автоматически. Для этого автоматы снабжаются максимальными (М) и тепловыми (Т) расцепителями. Некоторые типы автоматов имеют также комбинированные (К), независимые (Н) и полупроводниковые (П) расцепители. Основные типы автоматических выключателей: АП-50, А-3700, АВМ, АК, АЕ-2000, Электрон (Э16), ВАБ, ВА. Автоматы для горных работ: ВРН, АФВ, АВ, АБВ, ВАРП.
В настоящее время промышленность выпускает единую серию автоматов общепромышленного применения ВА-51, -52, -53, -57 и т.д, которые могут в дальнейшем заменить все ранее разработанные серии при напряжении до 700 вольт и токах нагрузки до 4000 ампер и более. Эти автоматы отличаются уменьшенными габаритами и массой, имеют улучшенные электротехнические характеристики. Они могут иметь различное количество полюсов, разные виды расцепителей, различное исполнение по установке (стационарное, выдвижное, втычное) и привод для дистанционного управления.
Таблица 1 - Технические данные автоматов для горных работ.
Тип | Iном, А | Uном, В | Ток отключения, кА | Ток уставок МТЗ, А |
АФВ-1А | 200 | 380/660 | 19/10 | 360-660 через 75 |
| АФВ-2А | 350 | 380/660 | 19/10 | 600-1200 через 150 |
| АФВ-3 | 500 | 380/660 | 19/10 | 1000-2000 через 250 |
| АФВ-200 | 200 | 380/660 | 20/17 | 400-1200 через 100 |
| АВ-315 | 315 | 380/660 | 23/20 | 800-2400 через 200 |
| АВ-320 | 315 | 380/660 | 23/20 | 800-2400 через 200 |
| АВ-320 | 320 | 1140 | 10 | 800-2400 через 200 |
| АВ-400 | 400 | 1140 | 11 | 800-2400 через 200 |
| ВРН-100 | 100 | 380/660 | 13/12 | 200-600 через 50 |
| ВРН-200 | 200 | 380/660 | 16/13 | 400-1200 через 100 |
| ВРН -315 | 315 | 380/660 | 19/14 | 800-2400 через 200 |
Таблица 2 - Автоматы общепромышленного применения
| Тип автомата | Uном, В | Iном, А | наличие расцепителей М, Т, Н, К, П | примечания |
| А-3100 | М, Т | устаревшая конструкция | ||
| АП-50 | 500 | до 50 | М, Т, Н | 2,3 полюсные |
| АК-63 (АК-50) | 500 =200 | до 63 (50) | То же | |
| АЕ-2000 | 380 | 10 - 100 | М, Т | 1,2,3 полюсные |
| А-3700 | =440 660 1140 | 160 - 630 250 - 630 630 | М, Т | 3 полюсные |
| электрон Э-16 | 660 =400 | до 6300 | ||
| ВА-51 | 380, 660 | 25 - 630 | М, Т, К | 1,2,3 полюсные |
| ВА-52 | 380, 660 | 100-630 | К | 2,3 полюсные |
| ВА-53 | 380, 660 | 160-2500 | П | 2,3 полюсные |
| ВА-55 | 380, 660 | 1600 2500 | П | 2,3 полюсные |
| ВА-75 | 380, 660 | 2500 4000 | П | 2,3 полюсные |
| ВАБ | до 1200 | 2000-10000 | М | 2 полюсные |
Рисунок 10 – Принципиальная схема устройства автоматического выключателя
edu.znate.ru
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить назначение и области применения аппаратов управления.
Изучить принцип действия аппаратов управления.
ПРОГРАММА РАБОТЫ И УКАЗАНИЯ К ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ
Данная работа выполняется без включения лабораторных стендов. Аппараты изучаются с помощью настоящих методических указаний, макетов, стендов, плакатов.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕTA
Номер работы, название работы.
Цель работы.
Схемы аппаратoв и краткие описания, принцип их действия.
Преимущества, недостатки, области применения аппаратов управления электропривода
Отчет должен быть оформлен в соответствии с действующими стандартами. Схемы чертить с помощью чертежного инструмента.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Различают ручные и автоматические аппараты управления. К аппаратам ручного управления относят рубильники, пакетные выключатели, контроллеры, кнопки управления, автоматические выключатели, тумблеры и т.д.
Рубильник - простейший силовой коммутационный аппарат, предназначенный для нечастого замыкания и размыкания силовых электрических цепей двигателей постоянного и переменного тока напряжением до 500 В и током до 5000 А. Различаются по величине коммутирующего тока, количеству полюсов (коммутируемых цепей), виду привода рукоятки и числу ее положений.
Буквенные коды
наиболее распространенных видов элементов
| Первая буква кода (обязат.) | Группа видов элементов | Двух- и трехбуквенный код | Виды элементов |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| F | Разрядники, предохранители, устройства защитные | FU | Предохранитель плавкий |
| G | Генераторы, источники питания | GB GC GE | Батарея аккумуляторов Синхронный компенсатор Возбудитель генератора |
| Н | Устройства интегральные и сигнальные | НА HG HL HLA HLG HLR HLW HV | Прибор звуковой сигнализации Индикатор сигнальный Прибор световой сигнализации Табло сигнальное Лампа сигнальная с зелёной линзой Лампа сигнальная с красной линзой Лампа сигнальная с белой линзой Индикаторы ионные и полупроводниковые |
| K | Реле, контакторы, пускатели | КА КН КК КМ КТ КV | Реле токовое Реле указательное Реле электротепловое Контактор, магнитный пускатель Реле времени Реле напряжения |
| Р | Приборы, измерительное оборудование | PA PF PI PK PR PV PW PC PG | Амперметр Частотомер Счетчики активной энергии Счетчики реактивной энергии Омметр Вольтметр Ваттметр Счетчик импульсов осциллограф |
| R | Резисторы | RK RS RU RR | Терморезистор Шунт измерительный Варистор Реостат |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Q | Выключатели и разъединители в силовых цепях(электроснабжение, питания оборудования и т.д.) | QF QK QS QR QW QSG | Выключатель автоматический Короткозамыкатель Разъединитель Отделитель Выключатель нагрузки Заземляющий разъединитель |
| S | Устройства коммутационные в цепях управления сигнализации и измерительных аппаратов Примечание: Обозначение применяют для аппаратов, не имеющих контактов в силовых цепях | SA SF SB SBC SBT SL SP SR SK | Выключатель или переключатель Выключатель автоматический Выключатель кнопочный То же, на включение То же, на отключение Выключатель, срабатывающий от уровня То же, срабатывающий от давления То же, срабатывающий от частоты вращения То же, срабатывающий от температуры |
| Т | Трансформаторы Автотрансформаторы | ТА ТS TV TL | Трансформатор тока Электромагнитный стабилизатор Трансформаторы: Напряжения промежуточный |
Пакетные выключатели- разновидность рубильников, характеризующаяся тем, что их контактная система набирается из отдельных пакетов по числу полюсов. Пакет состоит из изолятора, в
пазах которого находится неподвижный контакт с винтовыми зажимами для подключения проводов и пружинный подвижный контакт с устройством искрогашения. Промышленность выпускает пакетные выключатели типа ПВМ, ППМ, ПУ, УП, ОКП, ПВП, предназначенные для коммутации электрических цепей постоянного тока напряжением до 220 В и токами до 400 А и переменного тока до 250 А при напряжении до 380 В.
Контроллеры - многопозиционные электрические аппараты с ручным или ножным приводом для непосредственной коммутации силовых цепей двигателей постоянного и переменного тока с числом позиций до 6.
Кнопки управления - аппараты, предназначенные для подачи оператором управляющего воздействия на электропривод. Две, три и более кнопок, смонтированные в одном корпусе, образуют кнопочную станцию. Особенностью кнопок управления является их способность возвращаться в исходное положение после снятия воздействия.
Автоматический выключатель (автомат) - аппарат, служащий для замыкания и размыкания электрической цепи, находящейся под нагрузкой, и для автоматического отключения ее при ненормальных и аварийных режимах - перегрузках, коротких замыканиях, чрезмерном понижении напряжения питания. Автомат может включаться вручную или дистанционно с помощью электромеханического привода.
Параметрами автоматов являются номинальный длительный ток, номинальное напряжение, предельный ток отключения, установки срабатывания по напряжению и току. Промышленность выпускает автоматы серий A-3IOO, А-3700, АЕ -1000, АВ-2000, "Электрон", АВМ.
Аппараты ручного управления конструктивно проще, дешевле автоматической, достаточно надежная, но не позволяет автоматизировать производство, к тому же допускает "самопуск", то есть при невыключенном аппарате, после появления электроэнергии происходит пуск подключенных к этому аппарату электроустановок.
Аппараты автоматического управления приводится в действие от электрических сигналов (команд), подаваемых различными реле, датчиками и командными аппаратами, на которые первоначально может воздействовать оператор. В основе схем управления лежит магнитный пускатель.
Магнитные пускатели состоят из контактора КМ, кнопочной станции с двумя или тремя кнопками SВ и тепловым реле КК. Контактор предназначен для частых переключений электрической цепи и состоит из контактной, электромагнитной, дугогасительной систем и блок-контактов. Тепловое реле защищает электродвигатель от перегрузок недопустимой продолжительности. Кнопочная станция предназначена для управления включением и отключением двигателя.
В таблице приведены типы магнитных пускателей, их мощности и напряжения, при которых они работают.
Таблица
| Серия | Величина пускателя | Наибольшая мощность управляемых электродвигателей, кВт, напряжением, В | ||||
| 127В | 220В | 380В | 500В | 600В | ||
| ПМЕ | 1 2 | 1,1 3 | 2,2 5,5 | 4 10 | 4 10 | - - |
| ПАЕ | 3 4 5 6 | 4 10 17 22 | 10 17 30 40 | 17 30 55 75 | 17 22 40 55 | - - |
| ПМА | 2 3 4 5 6 | - - - - - | 5,5 11 18,5 30 45 | 11 18,5 30 55 75 | 15 22 45 75 110 | 7,5 18,5 37 55 90 |
В промышленности самым распространенным электродвигателем является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с использованием нереверсивного магнитного пускателя представлена на рисунке 1 и включает нереверсивный магнитный пускатель, состоящим из контактора КМ и двух тепловых реле защиты КК, кнопочной станции с кнопками SB1, SВ2, предохранителей FU, автоматического выключателя QF.
Схема обеспечивает прямой пуск (без ограничения величины тока и момента) асинхронного двигателя ( АД ), отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FU) и перегрузки (тепловые реле КК). Для пуска АД замыкают автоматический выключатель QF и нажимают кнопку пуска SB1. Получает питание контактор КМ, который своими главными силовыми контактами в цепи статора АД подключает его к источнику питания, а вспомогательным контактом шунтирует кнопку SВ1. Для отключения АД нажимается кнопка остановки SВ2, катушка контактора КМ теряет питание и отключает АД от сети.
Реверсивная схема управления асинхронным двигателем. Основным элементом схемы является реверсивный магнитный пускатель, включающий в себя два линейных контактора КМ1 и КМ2, два тепловых реле защиты КК и кнопочную станцию с кнопками SВ1, SВ2, SВЗ (рисунок 2) В схеме предусмотрена защита от перегрузок АД (реле КК) и короткого замыкания предохранители FU и автоматический выключатель QF. Кроме того, схема управления осуществляет нулевую защиту от исчезновения напряжения сети (контакторы КМ1, КМ2). Схема обеспечивает прямой пуск и реверс АД, а также торможение противовключением при ручном управлении. Пуск двигателя в условных направлениях "Вперед" или "Назад" осуществляется нажатием соответственно кнопок SВ1 или SВ2. Это приводит к срабатыванию контактора КМ1 или КМ2 и подключению АД к сети (при включенном автоматическом выключателе QF).
Для реверса или торможения АД вначале нажимается кнопка SB3, что приводит к отключению включенного до сих пор контактора (например, КМ1), после чего нажимается кнопка SB2. Это приводит к включению контактора КМ2 и подаче на АД напряжения источника питания с другим порядком следования фаз - СВА вместо АВС (см. рис.2). Магнитное поле АД изменяет свое направление вращения и начинается процесс реверса, состоящий из двух этапов - торможения противовключением и разбега в противоположную сторону.
В случае необходимости только затормозить АД, должна быть нажата кнопка SB3, что приведет к отключению АД от сети и возвращению схемы в исходное положение.
Во избежание короткого замыкания в цепи статора, которое может возникнуть в результате: одновременного ошибочного нажатия кнопок SB1 и SB2, в схеме используется типовая электрическая блокировка, предусматривающая перекрестное включение размыкающих контактов аппарата KM1 в цепь катушки электромагнита аппарата КМ2 и наоборот.
Широкое применение в металлорежущих станках находят двигатели постоянного тока (ДПТ). Особенностью пуска ДПТ является наличие больших пусковых токов, во много раз превышающих номинальный ток двигателя. Для ограничения пусковых токов используют пусковые реостаты, включаемые последовательно с якорем.
Схема пуска двигателя постоянного тока представлена на рисунке 3
С
хема содержит контактор КМ1, обеспечивающий подключение ДПТ к сети, кнопок управленияSB1(пуск) и SB2(стоп), контактор ускорения КМ2 для включения (закорачивания) пускового реостата (резистора) RП. В качестве датчика времени в схеме использовано электромагнитное реле времени КT. При подключении схемы к источнику питания с помощью автоматического выключателя или рубильника (на рис. 3 не показано) происходит возбуждение ДПТ и срабатывает реле КT, размыкая свой контакт в цепи контактора КМ2 и подготавливая двигатель к пуску. Пуск двигателя начинается нажатием кнопки SB1, в результате чего получает питание контактор КМ1, который, своим главным контактом подключает ДПТ к источнику питания. Двигатель начинает разбег с реостатом Rп в цепи якоря. Одновременно замыкающий блок-контакт контактора КМ1 шунтирует кнопку SB1 и она может быть отпущена, а размыкающий блок-контакт КМ1 разрывает цепь питания катушки реле времени КT. Через интервал времени после прекращения питания катушки реле времени, называемой выдержкой времени, размыкающий контакт КТ замкнется в цепи катушки контактора КМ2, последний включится и своим главным контактом закоротит пусковой реостат Rп в цепи якоря. Дальнейшая работа двигателя продолжается без Rп.
studfiles.net
Аппаратура управления и защиты электродвигателей — составная часть электропривода — предназначена для пуска и остановки двигателя, изменения частоты и направления вращения вала двигателя, а также для обеспечения работы электродвигателя в заданных режимах в соответствии с требованиями технологического процесса и для защиты его от ненормальных условий работы.
Аппаратуру управления классифицируют по назначению, способу управления (ручное, автоматическое, дистанционное), роду тока (постоянный или переменный), конструкции, исполнению (открытое, защищенное, пылебрызгонепроницаемое, тропическое и т. п.).
Аппаратура ручного управления приводится в действие обслуживающим персоналом. К аппаратуре ручного управления относятся рубильники, пакетные выключатели и переключатели, пусковые резисторы, кнопочные станции, автоматические выключатели. Ручное управление электроприводами применяют только в установках небольшой мощности с редкими включениями, не требующих дистанционного управления.
Для автоматического управления электроприводом чаще всего применяют релейно-контакторную аппаратуру, в которой используют контакторы, магнитные пускатели с кнопочными станциями, конечные и путевые выключатели, различные реле и т. п. Получают распространение бесконтактные способы управления электроприводами, основанные на применении тиристоров и симисторов.
Рубильники и переключатели предназначены для ручного включения, переключения и отключения электрических цепей с напряжением до 440 (постоянный ток) и 500 В (переменный ток). Рубильники и переключатели изготовляют на токи от 100 до 1500 А, выпускаются они в одно-, двух- и трехполюсном исполнении. По конструкции могут быть открытого типа, предназначенные для компоновки распределительных устройств станций и подстанций, а также с защитными кожухами — для отдельных электрических установок.
Рубильники и переключатели могут иметь центральный рычажный привод или боковую рукоятку. Подвижные контакты—ножи 4 рубильника (рис.38),
поворачиваясь вокруг осей стоек, входят в неподвижные контакты 3, выполненные в виде пружинящих губок. Ножи всех полюсов соединены изоляционной планкой 1, к которой крепится рукоятка 2. Применяются рубильники и с рычажным приводом.
Пакетные выключатели и переключатели предназначены для нечастых включений в цепях с небольшой мощностью (токи до 400 А при напряжении 220 В — постоянный ток и 380 В — переменный ток). Они выпускаются в открытом исполнении, а также с защитным кожухом и рассчитаны для установки на щитах, в распределительных ящиках в сухих помещениях.
Пакетный выключатель (рис.39)
состоит из отдельных сложенных вместе пакетов и приводного механизма. Пакет является одним полюсом выключателя, в котором имеется два разрыва. Неподвижные контакты выполнены в виде массивных пластин из латуни. Подвижный контакт насажен на квадратный изолированный вал выключателя с рукояткой и может поворачиваться вместе с ним.
Движение подвижного контакта создается с помощью приводного механизма. При вращении рукоятки сначала заводится пружина, а затем эта пружина сообщает необходимую скорость контактам.
Пакетные выключатели и переключатели обладают большими преимуществами по сравнению с рубильниками. Они имеют малые габариты, удобны в монтаже, вибро- и удароустойчивы.
Предохранители — самые простые и дешевые аппараты автоматической защиты электродвигателей и других электроприемников от токов короткого замыкания и больших перегрузок. Предохранитель состоит из корпуса и плавкой вставки, изготовляемой из медной или цинковой проволоки (ленты).
Ток, проходя по плавкой вставке, нагревает ее и, когда сила тока превышает допустимый предел, вставка расплавляется, отключая электроприемник.
Для двигателей с короткозамкнутым ротором плавкую встаку выбирают с учетом пускового тока по формуле:
Плавкие вставки для предохранителей выпускают на номинальные токи от 0,15 до 1000 А.
Для сокращения размеров распределительных устройств выпускают блоки предохранитель-выключатель (БПВ), обеспечивающие отключение номинальных токов и защиту от коротких замыканий. Трехполюсные блоки изготовляют с боковым приводом и боковой рукояткой (рис.40).
В стальном корпусе помещена пластмассовая траверса, на которой укреплены три патрона трубчатых предохранителей, замена которых возможна лишь в отключенном положении аппарата. При вращении рукоятки траверса с предохранителями перемещается и контакты аппарата замыкаются или размыкаются. Блоки предохранитель-выключатель изготовляют на токи до 350 А.
Для управления электроприводами широко применяют реостаты.
Реостат в простейшем виде представляет собой аппарат, состоящий из элементов резисторов и переключающего устройства. В зависимости от назначения реостаты делятся на пусковые, пускорегулирующие, регулировочные, нагрузочные и реостаты возбуждения.
Для изготовления элементов резисторов в реостатах применяют манганин, константан, нихром в виде проволоки или ленты, а также листовую электротехническую сталь и пластинки из литого чугуна.
По виду охлаждения различают реостаты воздушные, масляные с принудительным масляным или воздушным охлаждением.
В реостатах с масляным охлаждением применяют сухое и чистое трансформаторное масло. Масляные реостаты компактнее воздушных.
Автоматические выключатели предназначены для зашиты электрических установок от недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания, а также для нечастого включения и выключения электроприемников при нормальных условиях работы.
Автоматический выключатель АП50-ЗМТ представляет собой конструкцию, заключенную в пластмассовый корпус. Снаружи выключатель имеет две кнопки: «Пуск» и «Стоп». При нажатии кнопки «Пуск» электроприемник, подключенный через этот выключатель, включается в сеть, при нажатии кнопки «Стоп» — выключается. Выключатели АП50-ЗМТ рассчитаны на рабочие токи до 50 А. В конструкции этих выключателей (рис. 41)
имеются тепловые (Т) и максимальные токовые (М) реле, часто называемые тепловыми и электромагнитными расцепителями. Их число указывается в типе выключателя, например в выключателе АП50-ЗМТ три тепловых и три максимальных реле.
Тепловое реле служит для защиты электроприемников от перегрузок. Оно состоит из биметаллической пластинки, которая представляет собой две жестко соединенные пластинки, выполненные из металлов с различными коэффициентами теплового расширения. В средней части биметаллическая пластинка покрыта листовым асбестом или слюдой, которые выполняют роль изолятора. Поверх асбестового (слюдяного) слоя намотан ленточный нагревательный элемент из проводника с высоким удельным сопротивлением (нихром). В ряде типов автоматических выключателей цепь тока нагрузки проходит непосредственно по биметаллической пластинке.
При перегрузке электроприемника в нагревательном элементе возрастает сила тока, так как он включен в цепь последовательно. Выделяющееся тепло нагревает биметаллическую пластинку и заставляет изгибаться. Изгибаясь, пластинка действует на механизм отключения выключателя, и электроприемник выключается.
Максимальное реле служит для защиты электроприемников от токов короткого замыкания (максимальных токов). Максимальное реле состоит из катушки с небольшим числом витков медной изолированной проволоки, включенной так же, как и нагревательный элемент теплового реле, последовательно с электроприемником. Внутри катушки размещается подвижный стальной сердечник, связанный с механизмом отключения выключателя.
При возрастании силы тока до очень больших значений (короткое замыкание) сердечник втягивается внутрь катушки, нажимает на планку механизма отключения и аппарат отключается.
Номинальный ток теплового реле указывается на крышке выключателя. Ток срабатывания автоматического выключателя можно регулировать в диапазоне от 63 до 100%, перемещая рычаг, находящийся внутри выключателя. На смену автоматическому выключателю АГ150-ЗМТ начинают выпускать автоматы АЕ2000.
Автоматы серии A3100 и А3700 рассчитаны на токи от 15 до 1000 А; имеют в своей конструкции тепловые и максимальные реле и служат для включения и защиты мощных электроприемников от перегрузок и коротких замыканий.
Автоматический выключатель серии A3100 (рис.42)
состоит из контактной системы, дугогасительного устройства и механизма управления, смонтированных на общем пластмассовом основании, закрытом крышкой. Подвижные контакты укреплены на контактных рычагах. Неподвижные контакты 15 припаяны к медным шинам, уложенным на дно основания, и снабжены зажимами для присоединения к ним шин распределительного устройства или проводов питающей сети.
Для предохранения от разрушающего воздействия дуги на рабочих поверхностях контактов имеются напайки из металлокерамики.
Подвижный и неподвижный контакты каждого полюса автомата разделены пластмассовыми перегородками и заключены в съемные дугогасительные камеры. Каждая камера состоит из нескольких стальных пластин, закрепленных на фибровом каркасе так, что между ними образуются узкие, расходящиеся кверху щели. При отключении автомата образовавшаяся на его контактах дуга благодаря магнитному полю, создаваемому током дуги, втягивается в пространства между пластинами, образующими деионную решетку дугогасительного устройства, дробится на ряд мелких дуг и, интенсивно охлаждаясь о поверхность пластин, быстро гасится. Автомат имеет рукоятку ручного управления.
Держатели подвижных контактов соединены с общим стальным изолированным валиком, а через пружинный механизм при помощи системы рычагов — с рукояткой 5. Механизм управления автомата обеспечивает замыкание и размыкание контактов с постоянной скоростью, не зависящей от скорости движения рукоятки, а также необходимое нажатие в контактах и автоматическое отключение при перегрузках и коротких замыканиях.
По положению рукоятки управления определяют, включен или выключен автомат. Если рукоятка находится в верхнем положении, автомат включен, если в среднем (промежуточном) и нижнем — отключен. Среднее положение рукоятка занимает в том случае, если отключение произошло автоматически. Для восстановления включенного положения аппарата после автоматического отключения необходимо рукоятку опустить в нижнее положение («отключено»), ввести в зацепление рычаги механизма, а затем поднять рукоятку до крайнего верхнего положения.
Автоматически отключается аппарат А3100 с помощью специального устройства — расцепителя, встроенного в отдельный пластмассовый корпус и устанавливаемого под крышкой автомата.
Магнитные пускатели предназначены для автоматического или дистанционного управления асинхронными короткозамкнутыми двигателями и другими электроприемниками. Магнитный пускатель состоит из контактора переменного тока и теплового реле для защиты электродвигателя от перегрузки.
Магнитный пускатель состоит из двух основных частей: неподвижной и подвижной (рис43).
Неподвижная часть магнитного пускателя представляет собой пластмассовое основание, на котором укреплены Ш-образный магнитопровод, силовые и блокировочные контакты. Магнитопровод набран из большого количества изолированных друг от друга для уменьшения потерь от вихревых токов листов электротехнической стали толщиной 0,3—0,5 мм. На среднюю часть магнитопровода надета катушка, рассчитанная на сетевое напряжение.
Подвижная часть также представляет собой пластмассовое основание, на котором укреплены Ш-образный магнитопровод и контактные перемычки.
При протекании через катушку магнитного пускателя электрического тока магнитопровод неподвижной части намагничивается и притягивает к себе магнитопровод подвижной части магнитного пускателя, вследствие этого главные и вспомогательные (блокировочные) контакты замыкаются. Контакты магнитного пускателя, присоединяемые к сети, обозначаются Л1, Л2, Л3, а контакты, присоединяемые к электродвигателю, — CI, С2, СЗ.
Управление магнитным пускателем осуществляется с помощью кнопочной станции, имеющей две кнопки «Пуск» и «Стоп». На рис. 44
представлена схема нереверсивного магнитного пускателя. При нажатии на кнопку «Пуск» через размыкающий контакт «Стоп» замыкается цепь катушки магнитного пускателя КМП. Это вызывает срабатывание магнитного пускателя и включение электродвигателя в сеть. Одновременно замыкается замыкающий вспомогательный контакт магнитного пускателя, включенный параллельно кнопке «Пуск», что позволяет отпустить ее, не вызвав при этом разрыва цепи управления. Электродвигатель отключают от сети нажатием на кнопку «Стоп».
Описанная схема обеспечивает нулевую защиту, т. е. защиту электрической установки от самопроизвольного повторного включения при восстановлении напряжения после аварийного снижения его до нуля или до недопустимо низких значений.
При отключении магнитного пускателя вследствие перебоев в электроснабжении размыкаются все его контакты, в том числе и вспомогательные. При появлении напряжения в сети пускатель не включается до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Пуск». То же происходит, если напряжение в сети снижается до 50—60% номинального.
Если электродвигатель включается рубильником, пакетным выключателем или контроллером, то при перебое в электроснабжении и остановке двигателя схема не нарушится, при восстановлении напряжения двигатель самопроизвольно включится в сеть. Такой самопроизвольный пуск двигателя может явиться причиной аварии или несчастного случая.
Наиболее распространенные магнитные пускатели типа ПМЕ, ПАЕ, ПА позволяют осуществить 150 включений в час. Втягивающие катушки их могут быть рассчитаны на напряжение 127, 220, 380 В переменного тока частотой 50 Гц.
При выборе магнитных пускателей прежде всего необходимо обращать внимание на наибольшую допустимую мощность электродвигателя, работой которого будет управлять пускатель. Если магнитный пускатель управляет работой двигателя большей мощности, чем указано в паспорте пускателя, то контактная система пускателя быстро выйдет из строя. Кроме того, необходимо обращать внимание на напряжение, указанное на втягивающей катушке, которое должно соответствовать напряжению в сети. Таким образом, в сетях напряжения 380/220 В можно использовать катушки на 380 В и включать их на линейное напряжение или катушки на 220 В и включать их на фазное напряжение. Если напряжение сети больше, чем напряжение катушки, то последняя сгорит при первом же включении магнитного пускателя.
Тепловое реле предназначено для защиты электродвигателя от перегрузок. Оно состоит (рис.45)
из электрического нагревательного элемента, биметаллической пластинки, контактов, пружины и кнопки возврата.
Нагревательный элемент теплового реле представляет собой спираль, свитую из проволоки (ленты) с высоким удельным сопротивлением (нихром), которая включается после силовых контактов магнитного пускателя последовательно с обмотками электродвигателя. Нагревательные элементы тепловых реле выбирают по номинальному току управляемого электродвигателя. Поэтому при протекании номинального тока электродвигателя нагревательный элемент не нагревается.
При перегрузках двигателя ток в его обмотках возрастает, нагревательный элемент теплового реле нагревается, биметаллическая пластина также нагревается, которая изгибаясь, разрывает контакты в цепи катушки магнитного пускателя. В результате электродвигатель отключается. Для приведения теплового реле в состояние готовности нужно после остывания биметаллической пластинки нажать кнопку возврата, расположенную на крышке магнитного пускателя.
Конструкция тепловых реле допускает регулирование уставки в пределах ±25% номинального тока нагревательных элементов с помощью специального рычага. Однополюсные тепловые реле в магнитных пускателях монтируют по одному с каждой стороны магнитной системы. Двухполюсные тепловые реле монтируют также по одному.
В ряде магнитных пускателей применяется двухполюсное тепловое реле типа ТРН (рис.46).
Это реле встраивается в магнитные пускатели. Реле ТРН состоит из пластмассового корпуса, разделенного на три ячейки. В крайних ячейках размещены нагревательные элементы, в средней — температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, механизм расцепителя, размыкающий контакт мостикового типа и рычаг ручного возврата. Шкала регулятора разбита на 10 делений: пять в сторону увеличения и пять в сторону уменьшения. Цена одного деления 5%. Вследствие этого ток уставки можно регулировать в пределах ±25% от номинального тока.
При протекании тока перегрузки через нагревательный элемент основная биметаллическая пластина, деформируясь (показано пунктиром), перемещает вправо толкатель, связанный жестко с биметаллической пластинкой температурного компенсатора.
Направление деформации пластины температурного компенсатора противоположно направлено деформации основной пластины. Деформация незначительна по абсолютной величине.
Вследствие этого, несмотря на противодействие, пластина температурного компенсатора начинает перемещаться тоже вправо. При этом защелка освобождается и штанга расцепителя под действием пружины отходит вверх, а контакты реле размыкаются.
Тепловые реле встраиваются в магнитные пускатели первой— третьей величины. Для каждого типа реле выпускаются комплекты сменных нагревательных элементов.
Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух нереверсивных магнитных пускателей, один из которых обеспечивает вращение вала электродвигателя в одном направлении, а другой—в противоположном. Реверсивный магнитный пускатель управляется с помощью кнопочной станции, имеющей три кнопки: Кнн, Кнп и Cт (рис.47).
При нажатии кнопки Кнп ток от фазы В проходит через контакты тепловых реле РТ1 и РТ2, кнопку Ст, затем через кнопку Кнн, катушку магнитного пускателя КМП1 на фазу С. Катушка магнитного пускателя КМП1 начинает обтекаться током, сердечник магнитного пускателя намагничивается и притягивает к себе подвижную часть пускателя. Замыкаются главные контакты магнитного пускателя, обеспечивающие работу электрического двигателя в одном направлении. Одновременно включается вспомогательный контакт, шунтирующий кнопку Кнп, которую отпускают.
Аналогичным образом осуществляется включение электродвигателя в обратном направлении. Изменение направления вращения вала электродвигателя осуществляется в результате смены мест двух фаз А и С.
incub.info
