Строй-справка.ру
Аппараты управления электроприводом
Аппараты управления электроприводом
В промышленности строительных материалов применяют разнообразные аппараты управления электроприводом и блокировки. Все эти устройства могут выполнять следующие функции: включать и отключать потребители электрической энергии (электроприемники) ; обеспечивать электрическую защиту электроприемников и сетей от перегрузки, а также коротких замыканий; защищать электродвигатели от понижения напряжения; регулировать скорость вращения электродвигателей; производить электрическое торможение и реверсирование электродвигателей.
Аппараты, применяемые в схемах автоматического релейно-контактного управления, разделяют на три основные группы: контакторы, реле и командоаппараты.
Контактор — электромагнитный аппарат дистанционного действия с кнопочным или релейным управлением, служащий для частых замыканий и размыканий силовых электрических цепей. Контакторами можно управлять вручную или автоматически, в зависимости от изменения различных величин или же от воздействия других аппаратов.
Реле реагирует на изменения тех или иных параметров электрической цепи, действуя на цепь управления аппаратов первой группы, т. е. на контакторы. Командоаппараты позволяют воздействовать на цепь управления контакторов и реле.
Распространенным аппаратом для автоматического управления асинхронными двигателями является магнитный пускатель, представляющий собой контактор переменного тока с встроенными тепловыми реле.
Магнитная система контактора состоит из сердечника с катушкой и якоря. При подаче питания на кутушку якорь притягивается к сердечнику и контакты замыкаются. При отключении питания катушки якорь контактора отпадает под действием собственной массы и натяжения пружины.
Электромеханические реле представляют собой устройство, в котором входная электрическая величина, достигнув некоторого заданного значения, может перемещать якорь, обычно замыкающий при этом контакты более мощной электрической цепи. Реле выпускают постоянного и переменного тока.
Электромеханические реле характеризуются не только собственными параметрами, но также параметрами управляемой ими цепи. Основные параметры реле: мощность срабатывания, мощность управления, коэффициент управления, время срабатывания и чувствительность.
Рис. 1. Схема контактора
Под мощностью срабатывания понимают такую мощность, которую следует подвести к обмотке реле для обеспечения срабатывания реле и надежного замыкания его контактов. Мощность управления — максимальная, которая допускается контактами реле. Коэффициентом управления называют отношение мощности управления к мощности срабатывания.
Под временем срабатывания понимают интервал от момента подачи управляющего сигнала до начала воздействия реле на управляемую цепь (замыкание, переключение и размыкание). Чувствительностью реле называют тот минимальный ток, под действием которого реле срабатывает, т. е. перемещаются его движущиеся части.
Для использования в системах автоматики реле выбирают в зависимости от требуемой мощности управления и времени срабатывания реле с учетом их чувствительности.
По характеристике движения якоря реле подразделяют на поворотные и втяжные с перемещением якоря внутри катушки, по назначению — на реле тока, напряжения, скорости и т. п.
Реле тока срабатывает при определенном значении тока в цепи. Реле напряжения предназначено для срабатывания при определенном значении напряжения на зажимах обмотки. Реле скорости применяют для срабатывания при определенной скорости вращения контролируемого вала.
Промежуточные реле используют в цепях управления; они являются как бы повторителями тех устройств, в которых нельзя применить ток большой величины, а также устройствами, размножающими электрический сигнал. Например, промежуточное реле включают в цепи различных электроконтактных приборов (контактный термометр, контактный манометр и т. п.).
Поляризованные реле отличаются от других зависимостью направления перемещения якоря от полярности тока, протекающего по обмоткам. Благодаря сочетанию высокой чувствительности и быстродействия при срабатывании эти реле являются весьма ценными в схемах автоматики.
В поляризованных реле на якорь действуют два не зависящих друг от друга магнитных потока: постоянный (поляризующий), не зависящий от состояния схемы, создаваемый постоянным магнитом, и рабочий, который создается намагничивающей силой рабочей катушки. Величина и направление его зависят от поступающего на катушку сигнала.
Поляризованные реле типа РП выпускают в двух исполнениях: двух- и трехпозиционное.
Устройство и принцип действия трехпозиционного реле описаны ниже. Катушка реле заключена в магнитопроводе. Этот магни-топровод имеет полюсные наконечники, между которыми помещен якорь реле, выполненный из стальных пластин и подвешенный в рамке. К якорю прикреплена контактная пружина с подвижными контактами. Неподвижные контакты собраны на керамическом мостике, который прикреплен к общему корпусу. Реле закрыто кожухом.
При отсутствии напряжения на катушке на якорь, установленный в нейтральное (вертикальное) положение, слева и справа действуют две одинаковые силы притяжения постоянного магнита,
обусловленные равенством магнитных потоков. В этом случае результирующая сила находится в равновесии. Но достаточно очень небольшого тока в обмотке реле, чтобы якорь сместился от нейтрального положения. Якорь будет двигаться влево или вправо в зависимости от направления тока в обмотке. Движение якоря прекратится тогда, когда он коснется неподвижного контакта.
Подаваемое в обмотку реле напряжение обратной полярности создаст в магнитопроводе поток Ф в противоположном направлении, указанном на рисунке, и якорь перейдет в другое положение. Если изменить полярность катушки, якорь вернется в первоначальное положение, и т. д.
Реле времени применяют в случае необходимости автоматически управлять технологическими процессами во времени, причем заключать механизм через заданные интервалы. К таким реле относят моторные реле времени, выпускаемые со шкалой от 0,1 с до 24 ч. В этих реле выдержку времени обеспечивают редуктор и синхронный двигатель.
Рис. 2. Схема поляризованного реле
Рис. 3. Схема моторного реле времени
Механизм реле времени состоит из редуктора, диска времени, имеющего несколько зубцов, контактов, включенных в цепь катушек или пускателей машины, и катушки с паузным механизмом. Диск времени, вращаясь с заданной скоростью, своими зубцами замыкает контактную группу и включает электродвигатель машины или другие технологические установки. При помощи концевого выключателя размыкается цепь механизма.
Механизм реле приводится в действие синхронным двигателем. Выдержка времени создается вследствие замедления, получаемого в редукторе двигателя, и дополнительного редуктора, установленного в реле.
Фотореле. Широкое распространение получили реле, выполненные с использованием фотосопротивлений. Так, в ряде автоматических устройств (в счетчике готовых изделий, в регуляторе уровня, в фотоэлектрических концевых выключателях) применено фотореле, схема которого показана на рис. 4.
Рис. 4. Схема фотореле
Рис. 5. Схема кнопки управления
Фотосопротивление включают последовательно с обмоткой двухпозиционного поляризованного реле. Сопротивление неосвещенного фотосопротивления велико, и ток в цепи обмотки недостаточен для срабатывания реле. Когда фото-сопротивление освещено, величина его сопротивления резко уменьшается, ток возрастает и реле срабатывает, включая своими контактами то или иное устройство.
Реле контроля неэлектрических величин. В технике контроля, регулирования процессов и автоматического управления широко используют реле контроля разных физических и химических состояний контролируемой среды в технологических процессах.
К реле контроля неэлектрических величин относят, например, поплавковые реле, контакты которых замыкаются при достижении требуемого уровня воды в баках реле давления, замыкающие электрическую цепь при увеличении или уменьшении давления против заданных величин и т. п. Схемы некоторых из этих реле рассмотрены в соответствующих разделах учебника.
Командоаппараты — это устройства, предназначенные для переключений в цепях управления. Их применяют в цепях постоянного и переменного тока напряжением до 500 В. К командо-аппаратам относят кнопки управления, универсальные переключатели, а также путевые выключатели.
Кнопки управления предназначены для дистанционного включения и отключения различных электроустройств (контакторов, магнитных пускателей и т. п.). На рис. 2.40 показана кнопка управления, которая состоит из одного замыкающего и одного размыкающего контакта. При нажатии на кнопку «Пуск» подвижный контакт замыкает контакты электрической цепи, а при нажиме на кнопку «Стоп» подвижный контакт размыкает цепь. Пружины, насаженные на штифты, возвращают кнопку в исходное положение. Разрывная способность контактов, т. е. величина тока их размыкания, обычно составляет до 15 А.
На головках кнопок для удобства обслуживания делают надписи: «Пуск», «Вперед», «Назад» и окрашивают в различные цвета (кнопку «Стоп» обычно в красный).
Рис. 6. Командный электропневматический прибор КЭП:
а — кинематическая схема; б — электрическая схема
Командные электропневматические приборы (КЭП), являющиеся разновидностью реле времени, предназначены для регулирования в определенной последовательности с заданной продолжительностью различных технологических операций. Их используют для управления как электрическими, так и пневматическими цепями. Количество управляемых цепей может достигать 12 с интервалами включения их в зависимости от настройки прибора от 4 до 1488 мин. Точность времени цикла колеблется в пределах ±2,5%.
Прибор КЭП, электрическая и кинематическая схемы которого показаны на рис. 7, включается тумблером Т. Возможен также дистанционный пуск прибора при помощи кнопки К, замыкающей цепь соленоида С. Последний действует на блокировочные контакты Ki пуска или остановки двигателя.
В приборе имеется барабан, на котором расположены кулачки, воздействующие на электрические контакты. Расстановкой кулачков на разных участках окружности барабана можно установить требуемый порядок переключения всех контактов.
В этом приборе могут быть установлены пневматические переключатели, давление воздуха в которых не должно превышать 1,5 кг/см2.
Для определения времени цикла переключения контактов по таблице, имеющейся на внутренней стороне крышки корпуса, находят отметку шкалы на задатчике. Шкалу задатчика устанавливают на отметку против красной стрелки.
Универсальный переключатель УП предназначен для переключения электрических цепей (например, вспомогательных механизмов) на ручную, полуавтоматическую и автоматическую работу. Схема одной из модификаций универсального переключателя приведена на рис. 8.
Рис. 8. Схема универсального переключателя типа УП
Переключатель состоит из валика, на котором насажены секции (платы) для переключения цепей. Число секций принимают в зависимости от количества подводимых к нему электрических линий. Секции разделены перегородками из пластмассы, а над ними по всей длине переключателя проложена рейка, на которой укреплены неподвижные контакты. Подвижные контакты закреплены на двух осях, проходящих через все платы, включая торцовые металлические планки. Между крышкой, прикрепленной на лицевой стороне щита, и передней платой смонтирован фиксатор положения с рукояткой.
Цепь переключают поворотом рукоятки переключателя на 45°, что изменяет положение кулачковых шайб в соответствующих секциях, замыкающих командные цепи.
Путевые (конечные) выключатели, предназначенные для выключения машин и механизмов, приводятся в действие движущимися частями этих машин и механизмов. Выключатели служат командоаппаратами при автоматическом управлении движущимися механизмами, а также аварийными ограничителями хода различных машин.
В конечных выключателях скорость размыкания и замыкания контактов не зависит от скорости перемещения движущихся частей механизмов. Время замыкания открытого контакта и замыкания закрытого не превышает 0,1 с. Выключатели имеют устройство самовозврата для перемещения ролика в исходное положение, как только прекратится нажим на него.
Конечные выключатели имеют клеммные колодки, на которых укреплены неподвижные контакты. Подвижные контакты расположены на валике из пластмассы. Контакты выключателя перемещаются с изменением положения валика, связанного с толкателем. Контакты возвращаются в исходное положение пружиной.
Кроме контактных путевых выключателей за последние годы применяют много электрических бесконтактных преобразователей. Они не имеют контактных устройств и поэтому отличаются особо высокой надежностью действия.
В цехах заводов железобетонных изделий и вообще в условиях повышенной влажности и запыленности применение бесконтактной аппаратуры перемещений позволяет создавать надежные системы автоматики. Бесконтактные переключатели применяют в весовых дозаторах заводов ЖБИ, в системах управления перемещением различных технологических установок (бетоносмесители, бетоноукладчики и т. п.).
Бесконтактный путевой переключатель представляет собой электронное устройство, которое реагирует на введение алюминиевого флажка (экрана.) в его цепь. Этот флажок можно укрепить на любом устройстве, перемещение которого необходимо контролировать.
Электронное устройство преобразователя представляет собой трансформатор, состоящий из трех обмоток: первичной WK и двух вторичных — положительной обратной связи Wn.c и отрицательной обратной связи W0,с. Первичная обмотка включена в цепь коллектора транзистора Т, а вторичные включены последовательно в цепь его базы.
Бесконтактный преобразователь перемещения можно использовать вместе с обычным электромагнитным реле. Флажок перемещающего устройства входит в паз между этими катушками. Выве-дение флажка из паза изменяет ток в обмотке реле и оно переключает свои контакты в исполнительных цепях. Ширина флажка для срабатывания таких преобразователей составляет 4—8 мм.
Рис. 9. Конечные выключатели:
а — схема контактного выключателя; 6 — то же, бесконтактного конечного
Навигация:
Главная → Все категории → Производство железобетонных изделий
Статьи по теме:
- Поверка регулирующего клапана с мембранным исполнительным механизмом
- Регулирование температуры регулятором непрямого действия типа БР-3
- Автоматизация процесса контроля прочности железобетонных изделии
- Контроль качества заполнителей и толщины бетонного слоя
- Контроль качества железобетонных изделий
Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов — Аппаратура управления электродвигателями
Аппаратура управления (составная часть электропривода) предназначена для пуска двигателя, изменения частоты вращения его вала, торможения, остановки двигателя и его отключения от
электрической сети при нормальных и аварийных режимах работы; для изменения направления вращения электродвигателя или рабочей машины, для обеспечения работы электродвигателей в заданных режимах в соответствии с требованиями технологического процесса.
Электрические аппараты управления классифицируются по назначению, принципу действия и характеру коммутации цепей.
По назначению:
- коммутирующие — предназначенные для размыкания электрической цепи без нагрузки (рубильники, переключатели, пакетные выключатели и т. д.);
- защитные — осуществляющие защиту электродвигателей и сети от коротких замыканий и перегрузок (автоматические выключатели, предохранители, тепловое реле, реле максимального тока и минимального напряжения;
- управления — служащие для Пуска и остановки двигателей, изменения направления и частоты вращения (пускатели, контакторы, контроллеры, регулировочные и тормозные резисторы, реле управления).
По принципу действия:
- аппараты ручного управления, которые вступают в работу только в результате непосредственного воздействия обслуживающего персонала (рубильники, выключатели, реостаты);
- аппараты дистанционного или автоматического управления, которые могут быть приведены в действие обслуживающим персоналом дистанционно, либо их работа может быть поставлена в автоматическую зависимость от заранее заданных условий (контакторы, пускатели, реле управления).
Пи исполнению аппаратуру управления как и другое электрооборудование различают по климатическому исполнению, категории размещения изделия (ГОСТ 11543—70, ГОСТ 15150—69) и по степени защиты от соприкосновения обслуживающего персонала с токоведущими или движущимися частями, находящимися внутри корпуса аппарата, от попадания в корпус посторонних твердых тел и проникновения в него воды согласно ГОСТ 14254—69. Аппаратура имеет следующую маркировку по климатическому исполнению: У — для районов с умеренным климатом, ХЛ — для районов с холодным климатом, ТВ — для районов как с сухим, так и с влажным тропическим климатом, О — общеклиматическое исполнение. Категорию размещения электрооборудования обозначают следующими цифрами: 1—для работы на открытом воздухе; 2 — для работы в открытых помещениях; 3 — для работы в закрытых помещениях без искусственного микроклимата; 4 — для работы в помещениях с искусственным микроклиматом; 5 — для работы в помещениях с повышенной влажностью. Степень защиты аппаратуры характеризуется условным знаком 1Р и цифрами.
Первая цифра после 1P (0. 6) означает степень защиты от соприкосновения персонала с движущимися частями оборудования и от попадания внутрь оболочки твердых посторонних тел. Вторая цифра (0. 8) указывает степень защиты оборудования от проникновения внутрь оболочки воды: 0 — защита от воды отсутствует; 1—защита от капель сконденсировавшейся воды; 2 — защита от капель воды; 3 — защита от дождя; 4 — защита от брызг; 5 — защита от водяных струй; 6 — защита от морской воды; 7 — защита при погружении в воду; 8 — защита при неограниченном длительном погружении в воду.
По характеру коммутации электрических цепей: на контактные и бесконтактные.
Первые соединяют и разъединяют электрические цепи с видимым разрывом посредством подвижных и неподвижных элементов, называемых электрическими контактами.
Бесконтактными электрическими аппаратами называют устройства, предназначенные для включения и отключения (коммутации) электрических цепей без физического разрыва самой цепи.
Важные преимущества бесконтактной аппаратуры по сравнению с контактной обусловливаются отсутствием контактов и подвижных частей.
Основные преимущества бесконтактной аппаратуры: быстродействие и высокая скор ость переключения. Инерционность подвижных частей контактных аппаратов (особенно силовых) ограничивает их быстродействие. В бесконтактных аппаратах подвижных частей нет, поэтому время переключения бесконтактных аппаратов обычно на несколько порядков меньше, чем контактных; долговечность. Износ контактов и трущихся частей ограничивает срок службы контактных аппаратов, поэтому он определяется обычно числом переключений, производимых аппаратом. В бесконтактных аппаратах трущихся частей нет, поэтому чаще всего нет и ограничений по числу переключений; способность к работе во взрывоопасных и загрязненных средах, бесшумность в работе.
Следует отметить, что этот неполный перечень преимуществ бесконтактных аппаратов вовсе не исключает целесообразность применения контактных.
Контактные аппараты обеспечивают видимый разрыв электрической цепи, более устойчивы к перегрузкам и напряжениям, обеспечивают коммутацию токов любого направления, не имеют гальванической связи между выходом и входом, помехоустойчивы, не требуют высококвалифицированного обслуживания и, как правило, дешевле бесконтактных.
Кроме того, появились новые аппараты, построенные на магнитоуправляемых контактах (герконах) — промежуточные реле, контакторы, путевые и конечные выключатели и т. д., которые обладают повышенным сроком службы и быстродействием, простой конструкцией и способностью к работе в условиях агрессивной и взрывоопасной среды и в некоторых случаях надежнее бесконтактных устройств, выполняющих аналогичные функции.
Поэтому в данных условиях неправильно противопоставлять бесконтактные аппараты контактным. Они не конкурируют, а дополняют друг друга. Предпочтение следует отдавать тем из них, которые в конкретных условиях более полно отвечают предъявленным требованиям. Как будет показано в дальнейшем, в большинстве случаев наилучшее техническое решение дает сочетание контактных и бесконтактных элементов.
Электротехника и электрооборудование — Аппаратура управления и защиты
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК
ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ
АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ
Аппаратура управления предназначается для включения и отключения электрических цепей, пуска, остановки, торможения и реверсирования (изменения направления вращения) электродвигателей. Аппаратура защиты осуществляет защиту электроустановок от чрезмерных тепловых действий тока, возникающих при коротких замыканиях и перегрузках, от недопустимого снижения напряжения в сети и других ненормальных явлений.
Номенклатура аппаратов управления и защиты велика. Так, к аппаратам управления относятся: рубильники и переключатели, пакетные выключатели, реостаты, контроллеры и ящики сопротивлений, автоматические выключатели (автоматы), контакторы, магнитные пускатели и кнопки управления, командоаппараты, путевые и конечные выключатели, реле управления (автоматики) и ряд других аппаратов. К аппаратам защиты относятся плавкие предохранители, электромагнитные и тепловые реле защиты. Кроме того, функции защиты выполняют и некоторые из перечисленных выше аппаратов управления: автоматические выключатели, магнитные пускатели и др.
Промышленность выпускает различные типы указанных аппаратов, работающих в разных условиях. В данной книге рассмотрены только основные из них, предназначенные для напряжения до 1000 В и применяемые в условиях строительных организаций.
Аппараты управления и защиты во многих случаях используются не в виде отдельных единиц, а комплексно в комплектных устройствах заводского изготовления. Промышленность серийно выпускает большое количество типов комплексных устройств, предназначенных для управления электроприводами — силовых распределительных пунктов и станций управления (ранее называвшихся магнитными станциями). Такие устройства поставляются в виде готовых панелей (или блоков, шкафов) с полностью смонтированными на них аппаратами, приборами и электропроводкой.
По своему назначению аппараты управления предназначаются для ручного управления электродвигателями и для управления на расстоянии (дистанционного), полуавтоматического и автоматического.
§ 12.1. Пускорегулирующая аппаратура ручного управления
Рубильники являются простейшими аппаратами для ручного включения и отключения электрических цепей при напряжении до 500 В; они изготовляются одно-, двух-и трехполюсными на номинальные токи до 600 А.
На рис. 12.1, а представлен трехполюсный рубильник простой конструкции — открытый типа Р с центральной рукояткой. Такие рубильники предназначаются только для отключения обесточенных электрических цепей; применение их для коммутации (т. е. включения и отключения) цепей под нагрузкой, а следовательно, и для пуска электродвигателей не допускается из-за опасности ожога рук.
Рис. 12.1. Рубильники:
а — открытого типа; б — с защитным кожухом к боковой рукояткой; в — с рычажным приводом
Для этих целей применяют рубильники аналогичной конструкции, но с боковой рукояткой (рис. 12.1, б), закрытые глухими кожухами или смонтированные в стальных запирающихся ящиках (пусковых ящиках) и шкафах. Рукоятка выводится наружу.
Выпускают также рубильники более сложной конструкции: с рычажным приводом (центральным или боковым) для монтажа на распределительных щитах стационарных установок (рис. 12.1, в).
Для переключения ЦСДИ тока на два направления выпускают рубящие переключатели, у которых ножи (такие же, как у рубильников) могут перекидываться или в верхнее положение, или в нижнее.
Пакетные выключатели и переключатели являются более совершенными и компактными аппаратами, чем рубильники или рубящие переключатели. Они выпускаются одно-, двух- и трехполюсными, девяти величин, в исполнении открытом типа ПК и герметические типа ГПК на номинальные токи от 10 до 400 А при напряжении постоянного и переменного тока 220 В и от 6 до 250 А при напряжении переменного тока 380 В.
На рис. 12.2 изображен пакетный выключатель типа ПК. Выключатель состоит из отдельных плоских цилиндрических пакетов, набираемых на скобу со стяжными шпильками; в каждом пакете происходит разрыв электрической цепи; контакты — неподвижные и подвижные — плоские, скользящие; гашению электрической дуги при разрыве тока способствуют фибровые искрогасительные шайбы; скорейшему гашению дуги способствует также устройство, обеспечивающее при помощи пружины фиксацию и быстрое, не зависимое от екорости поворота рукоятки переключение контактов.
Плавкие предохранители, осуществляющие защиту электроустановки от токов короткого замыкания и больших перегрузок, применяются, как правило, в комплекте с рубильниками и пакет ными выключателями при управлении электроприводами или другими электроустановками. Предохранители разрывают электрическую цепь при перегорании (расплавлении) плавкой вставки, выполняемой в виде металлической пластинки или проволоки.
Рис 12.2. Пакетный выключатель:
а — общий вид; б — контактная система; в — пакет; г — переключающий механизм
При защите электродвигателя плавкие предохранители устанавливаются между рубильником (или другим выключателем) и электродвигателем. В настоящее время применяют, как правило, плавкие предохранители с закрытыми патронами двух основных типов: типа ПР-2 и ПН-2.
На рис. 12.3 представлен предохранитель типа ПР. Патрон предохранителя состоит из толстостенной фибровой трубки с плотно наде тыми на ее концах латунными колпачками. Плавкая вставка предохранителя, часть которой видна на рисунке, изготовляется из листового цинка. При расплавлении вставки под влиянием высокой температуры, возникающей при этом электрической дуги, фибра патрона выделяет газы, которые создают в патроне высокое давление, что способствует быстрому гашению дуги.
Для защиты мелких электродвигателей могут в отдельных случаях применяться также фарфоровые установочные (пробочные) предохранители на номинальные токи до 60 А. Вставка расплавляется тем скорее, чем больше перегрузка ее током. Например, при токе, превышающем номинальный в 2 раза, плавкая вставка предохранителя ПН-2 перегорает примерно через 2—4 мин, при пятикратном токе — через 1—2 с, а при десятикратном — через 0,05—0,1с.
Это свойство плавких вставок — выдерживать кратковременные перегрузки — учитывается при выборе предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Номинальный ток плавкой вставки для этой цели выбирают примерно равным 40%, пускового тока электродвигателя.
В последние годы получили широкое распространение комплектные устройства, называемые: «блок-предохранитель — выключатель» — сокращенно БПВ, в которых ножи плавких предохранителей (обычно типа ПΗ-2) выполняют роль рубильника, разрывая цепь тока.
Рис. 12.3. Предохранитель типа ПР:
1 — фибровая трубка; 2 — латунный колпак; 3 — контактные ножи; 4 — плавкая вставка
Рис. 12.4. Общий вид пускового реостата с масляным охлаждением
Защита электродвигателей с помощью плавких предохранителей весьма несовершенна. Особенно опасен случай, часто встречающийся на практике, когда по тем или иным причинам перегорает плавкая вставка на одной фазе работающего электродвигателя. Электродвигатель при этом Продолжает работать с значительной перегрузкой в оставшихся не отключенными от сети двух фазах. Плавкие вставки предохранителей в этих фазах долгое время выдерживают перегрузку (если она не превышает 50— 60%), в результате изоляция обмоток электродвигателя разрушается и двигатель выходит из строя.
В силу этого управление электродвигателями при помощи рубильников и предохранителей постепенно вытесняется более совершенными способами с использованием других аппаратов, в первую очередь воздушных- автоматических выключателей.
Реостаты и особые аппараты—контроллеры в комплекте с набором сопротивлений — ящиками сопротивлений — применяются для ручного управления асинхронными электродвигателями а фазным ротором и электродвигателями постоянного тока.
Реостатом называют устройство, состоящее из регулируемого активного сопротивления и переключающего механизма. По назначению реостаты подразделяются на пусковые, регулировочные, нагрузочные, реостаты возбуждения; по способу охлаждения с воздушным масляным охлаждением (рис. 12.4).
Сопротивления реостатов изготовляются, как правило, из константановой проволоки (в виде спиралей и др.): могут для этой цели применяться и другие сплавы высокого сопротивления.
Рис. 12.5 Контроллеры:
а — барабанный контроллер — общий вид; б — поперечный разрез барабанного контроллера; в — поперечный разрез кулачкового контроллера; 1 — основание; 2 — кронштейн; 3 — сегменты; 4 — рейка; 5 — пальцы; 6 — сухарики пальцев; 7 — штурвал; 8 — вал; 9 — зажимы; 10 — асбестоцементные перегородки; 11 — валик; 12 — фасонный кулачок; 13 — ролик; 14 — силовые контакты; 15 — зажимы (наконечники)
Пусковой реостат для асинхронных электродвигателей — трех фазный. Изменение сопротивления одновременно во всех фазах про изводится поворотом рукоятки, соединяющей концы фаз сопротивле ний; лампы рукоятки скользят по контактам, к которым присоедине ны ответвления от сопротивлений.
Наиболее распространенным типом пускового реостата является реостат с масляным охлаждением, у которого металлические сопротивления погружены в бак с трансформаторным маслом.
При такой конструкции обеспечивается хорошее охлаждение сопротивлений и уменьшение габаритов и веса реостата по сравнению с реостатами воздушного охлаждения.
Ручное управление сложными электроприводами кранов, экскаваторов и других строительных машин осуществляется обычно с помощью контроллеров.
Рис. 12.6. Яшин сопротивлений с чугунными элементами: а — общий вид; б — чугунный элемент
Контроллер (рис. 12.5) представляет собой многоступенчатый аппарате ручным приводом, предназначенный либо для изменения схемы силовой цепи или цепи возбуждения электрических машин, либо для изменения величины включенных в электрическую цепь сопротивлений. Контроллеры бывают барабанного и кулачкового типов; они рассчитаны на работу в повторно-кратковременном режиме в цепях переменного тока напряжением до 500 В и постоянного тока до 440 В.
Барабанный контроллер (рис. 12.5, а) имеет основание сегментов 1, на котором располагаются кронштейны 2 с медными сегментами 5. Последние соединены между собой в соответствии с заданной схемой. Основания сегментов изолированы от стального валика 8 слоем изоляции, нанесенной на его поверхность. На стальной изолированной рейке расположены пальцы 5 с медными сухариками 6 на концах. При повороте валика при помощи штурвала 7 сегменты 3 соединяются с сухариками пальцев, осуществляя тем самым необходимые переключения в схеме. Присоединение внешних цепей к контроллеру производится через наконечники (зажимы) 9.
Для предотвращения возникновения дуги между соседними пальцами во время переключений они отделяются друг от друга асбестоцементными перегородками 10.
Кулачковый контроллер применяется для управления двигателями трехфазного переменного тока мощностью, более 35 кВт и числом включений более 120 в час. Поперечный разрез кулачкового контроллера приведен на рис. 12.5, в. Для улучшения условий гашения дуги в контроллерах кулачкового типа имеются дугогасительные катушки, пальцы у них разделены асбестоцементными перегородками.
Сопротивления применяют для регулирования с помощью контроллеров числа оборотов электродвигателей. Такие сопротивления рассчитываются на более длительное прохождение тока, чем пусковые реостаты. Их выпускают в виде стандартных элементов, собираемых в комплекты, называемые ящиками сопротивлений. Материалами для элементов сопротивлений служат фехраль и константан (в виде проволоки или ленты), а также чугун (в виде фасонных пластин). Представление об общем виде ящика сопротивлений и его элементов дает рис. 12.6.
Машины погрузочно-разгрузочные — Аппаратура управления электроприводом подъемно-транспортных машин
Аппаратура управления электроприводом подъемно-транспортных машин служит для пуска и остановки электродвигателей, перемены направления вращения, регулирования скоростей и торможения, защиты от перегрузок и повреждений. К этой аппаратуре относятся рубильники, пакетные выключатели, плавкие предохранители, барабанные и кулачковые контроллеры, магнитные контроллеры, командоконтроллеры, магнитные пускатели, электромагнитные реле, реле тепловые и времени, конечные выключатели, тормозные электромагниты и реостаты. При ручном управлении электроприводом применяют рубильники, различные контроллеры, реостаты, воздействующие на силовую цепь электродвигателя (цепь статора или ротора при переменном токе, а при постоянном — цепь последовательных обмоток возбуждения и якоря). При автоматическом и полуавтоматическом управлении применяют командо- аппараты, кнопки, путевые и конечные выключатели и переключатели, командоконтроллеры, включенные в маломощную цепь управления автоматических аппаратов— контакторов и реле.
Аппаратура выпускается открытой, закрытой и газовзрывобезопасной, брызгонепроницаемой, водозащищенной, для различной окружающей среды (отапливаемые и неотапливаемые, сырые, жаркие, пыльные, пожаро- и взрывоопасные помещения и для работы на открытом воздухе). Нормируется число включений в час, которое способен выдержать аппарат, а также относительная продолжительность включений.
При выборе и заказе аппаратуры все эти условия должны быть учтены и оговорены в заказе. Крановое электрооборудование трехфазного тока изготовляют на напряжение 220, 380 и 500 В, постоянного тока — на напряжение 220 и 400 В.
Аппараты электрические постоянного тока для аккумуляторных погрузочно-разгрузочных машин, электротягачей и электротележек (ГОСТ 12049—75) изготовляют на номинальное напряжение 24, 36, 40, 48, 72, 80, 110, 160 и 220 В.
Значения номинальных токов аппаратов силовой цепи (контакторов, контроллеров, штепсельных соединений и т. д.) выбирают из ряда 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400 и 630 А. Значения номинальных токов блок-контактов аппаратов (контроллеров, командо-контроллеров, штепсельных соединений, концевых выключателей, контакторов и др.) выбираются из ряда I, 2, 5, 4, 6 и 10 А, а предохранители и токовые реле могут иметь значения, дополнительные к данному ряду номинальных токов.
Аппараты изготовляются для работы в одном из двух режимов: продолжительном и повторно-кратковременном. Для повторнократковременного режима работы аппаратов нормируются значения относительной продолжительности включения ПВ=15, 25, 40 и 60%. Номинальный режим работы двигателей постоянного тока для машин напольного безрельсового электрифицированного транспорта (ГОСТ 12049—75) — повторно-кратковременный S3 по ГОСТ 183—74 с продолжительностью включения: для двигателей передвижения—83—40%, для двигателей гидронасоса 83—25%.
Предохранители для силовых цепей с номинальным напряжением до 40 В включительно согласно вышеупомянутому стандарту должны отключать предельные токи до 1800 А в цепи аккумуляторной батареи при активной нагрузке и возвращающемся напряжении 55 В постоянного тока. Для цепей с номинальным напряжением от 40 до 220 В предохранители должны отключать предельные токи от 3000 Л в цепи аккумуляторной батареи при активной нагрузке и возвращающемся напряжении 300 В постоянного тока.
Номинальное количество включений в час для аппаратов, управляемых вручную или ножным приводом, — 150, для электромагнитных аппаратов—300. Электромагнитные аппараты должны допускать работу в течение 1 ч с числом включений до 600.
Ручное управление электроприводом
Контроллеры служат для пуска и остановки электродвигателей и различных переключениях электрических цепях, в том числе для изменения направления вращения, торможения и изменения скорости вращения. Контроллеры выпускаются кулачковые и магнитные для постоянного и переменного тока различного напряжения. Получение различных схем соединений и соблюдение последовательности осуществляются поворотом рукоятки контроллера на определенный угол.
Крановые кулачковые контроллеры переменного тока выпускают для механизмов подъема и передвижения типов ККТ-61А, ККТ-68А для приводов с электродвигателями, имеющими фазовый ротор, а для приводов с короткозамкнутыми электродвигателями — типа ККТ-63А. Для одновременного управления двумя электродвигателями служит контроллер ККТ-62А. Основные технические данные кулачковых контроллеров приведены в табл. 8.1.
Технические данные контроллеров кулачковых и бесступенчатых угольных контроллеров постоянного тока, получивших распространение на погрузочно-разгрузочных машинах с аккумуляторами, приведены в табл. 8.2.
Изготовитель магнитных контроллеров ТСА, ТА и ДТА — московский завод «Динамо», К, ДК, КС и ДКС — московский завод «Памяти революции 1905 года». Основные технические данные крановых магнитных контроллеров переменного тока типа К, ДК, КС, ДКС для управления одним и двумя двигателями механизма подъема или горизонтального передвижения типа ТА, ДТА для механизмов передвижения типа ТСА, ТСАЗ для механизмов подъема приведены в третьем издании справочника.
Для ограничения пусковых токов электродвигателей самоходных аккумуляторных погрузочных машин, а также при реостатном торможении и регулировании скорости вращения их электродвигателей применяются плоские и цилиндрические сопротивления типов КФ-500 и ЗС-002 в электрических цепях напряжением до 220 В. Данные о пускорегулирующих сопротивлениях открытого типа НК и НФ приведены в табл. 8.5. Техническая характеристика сопротивлений к крановым электродвигателям переменного тока MTF приведена в табл. 8.6, а к электротележкам и электропогрузчикам — в табл. 8.7.
Аппаратура для управления тормозами.
Все подъемно транспортные машины оборудуют тормозными устройствами, обеспечивающими в механизмах подъема остановку груза и удерживание его в подвешенном состоянии, а в механизмах поворота и передвижения — остановку их на определенной длине тормозного пути. В механизмах грузоподъемных кранов чаще всего применяют ленточные и колодочные тормоза. Основные технические данные колодочных тормозов общего назначения приведены в табл. 8.8.
Приводом механизмов оттормаживания колодочных и ленточных тормозов служат тормозные электромагниты, а также электро- гидравлические толкатели.
Сопротивления к крановым электродвигателям МТГ
Крановые тормозные электромагниты по роду тока разделяют на: электромагниты постоянного тока, которые в зависимости от их подключения к цепи главного тока делят на электромагниты последовательного и параллельного возбуждения; электромагниты переменного тока — трехфазные и однофазные.
По конструкции электромагниты разделяют на длинноходовые (перемещение якоря от 20 до 150 мм) и короткоходовые (перемещение якоря от 2 до 4,5 мм). Первые применяют для приведения в действие главным образом грузовых, вторые—пружинных тормозов.
Селеновый выпрямитель типа ВСК-1 предназначен для питания тормозных электромагнитов постоянного тока МП-101, МП-201 и МП-301 от сети переменного тока напряжением 220 и 380 В.
Основные технические данные селенового выпрямителя ВСК-1
Тормоза колодочные общего назначения
Для кранов с приводом постоянного тока применяют длинноходовые электромагниты типа КМП (табл. 8.9 и 8.10) и водозащитные ВМ (табл. 8.11). Короткоходовые электромагниты типа МП (табл. 8.12) предназначены для размыкания колодочных пружинных тормозов типа ТК, а для установок переменного тока — длинноходовые электромагниты трехфазного тока типа КМТ (табл. 8.13) и короткоходовые электромагниты однофазного тока типа МО (табл. 8.14).
Тормозные электромагниты трехфазного тока КМТ и однофазного тока (короткоходовые) МО или МОБ включают параллельно со статором электродвигателя. Они служат для растормаживания тормоза дистанционного управления, поднимая груз тормоза или сжимая пружины в момент включения электродвигателя.
Электромагниты постоянного тока типов КМП и ВМ и трехфазного тока типа КМТ выпускает завод «Кранэлектроаппарат» (г. Комсомольск Ивановской области). Электромагниты трехфазного тока типов КМТД-100 и КМТД-102 выпускает Винницкий электротехнический завод, электромагниты тормозные однофазные МО— Новосибирский механический завод. Наряду с тормозными электромагнитами для управления тормозами используют электрогидравлические толкатели. Колодочные тормоза с электрогидравлическими толкателями установлены на стреловых железнодорожных кранах К-161 и К-251, козловых кранах КДКК-10, ККС-10 и др.
Электрогидравлические толкатели типа Т, предназначенные для замыкания и размыкания гидравлического привода тормозов подъемно-транспортных машин, дают возможность получения любой плавности торможения и обеспечивают высокую надежность работы тормозной установки (табл. 8.15, 8.16 и 8.17).
Таблица 8.17
Тормоза колодочные с гидротолкателями