Тема 6.2 Контроллеры

Студент должен:

Знать:

- конструкцию кулачковых контроллеров;

- основные правила работы на контроллере;

уметь:

- составлять схему замыканий контроллера.

Виды контроллеров: плоские, барабанные, кулачковые. Особенности работы, достоинства и недостатки, применение. Таблица замыканий. Правила работы с контроллером. Условные обозначения на схемах.

Материал для изучения

Контроллером называется многопозиционный аппарат, предназначенный для изменения схемы соединения главной цепи или цепи возбуждения, а также для изменения величины включенных в электрическую цепь резисторов.

По своему конструктивному выполнению контроллер представляет собой многоступенчатое контактное переключающее устройство, не связанное в одно целое с резисторами. В зависимости от конструктивного выполнения контактного переключающего устройства контроллеры можно разделить на плоские, барабанные и кулачковые.

Плоские контроллеры (контроллер с плоским коммутирующим устройством) имеют большое число ступеней и используются для плавного регулирования возбуждения крупных генераторов, для пуска и регулирований частоты вращений двигателя. Переключающая способность их невелика, порядка 10—12 переключений в час, и определяется она, в основном, износом контактов. Привод плоских контроллеров бывает ручным или сервомоторным. Сервомоторный привод применяется при дистанционном управлении.

В барабанном контроллере контактная поверхность подвижных контактов представляет собой сегменты из меди или бронзы, которые укреплены на цилиндрической поверхности барабана. При вращении вала (барабана) подвижный контакт (сегмент) набегает на неподвижный, упруго укрепленный на плоской рейке. Необходимая последовательность замыкания различных контактных пар достигается разной длиной сегментов и их сдвигом на определенный угол по поверхности барабана. Сегменты могут быть соединены между собой, что позволяет получить необходимую схему переключений. Барабанные контроллеры обладают невысокой переключающей способностью и малой износоустойчивостью.

В настоящее время на судах применяются только кулачковые контроллеры. Они находят широкое применение для управления двигателями постоянного и переменного тока палубных, грузоподъемных и промысловых механизмов, работающих в кратковременном и повторно-кратковременном режимах.

Рис. 6.2.1. Общий вид контроллера серии KB с рукояткой

Рис. 6.2.2. Таблица переключений (замыканий) контроллера типа KB-1100

Силовые кулачковые контроллеры серии KB рассчитаны на напряжение 110, 220 и 175—320В постоянного тока и 220, 380В переменного тока. Они выполняются двух габаритов: КВ1 и КВ2 — в водозащищенном исполнении. Кулачковые контроллеры этих типов являются комплектными устройствами, в которых помимо блока с кулачковыми элементами встроены нулевая защита и защита от перегрузок, а в некоторых исполнениях дополнительно контакторы или реле и амперметры. В блоке коммутационных элементов устанавливается автоматический линейный выключатель (АЛВ), выполняющий функцию максимально-нулевой защиты. Замыкание главных контактов АЛВ производится от специальной съемной рукоятки, расположенной с наружной стороны контроллера. Привод АЛВ механически сблокирован с главным валом так, что включить АЛВ можно только при выключенной главной цепи контроллера. Во включенном положении АЛВ удерживается электромагнитом, и механический привод не связан с коммутационными элементами. Это позволяет автоматически осуществлять размыкание главных контактов АЛВ при снятии напряжения или перегрузке. Ручное отключение АЛВ осуществляется переводом рукоятки в нулевое положение, в котором механически освобождается защелка электромагнита. Съемная рукоятка АЛВ может быть снята с валом только при разомкнутых главных контактах.

Коммутация главных цепей осуществляется силовыми кулачковыми элементами с системой магнитного гашения. Кулачковые элементы приводятся в действие от главного вала пластмассовыми кулачковыми шайбами определенного профиля. Замыкание контактов кулачковых элементов производится включающими пружинами при разобщении кулачковой шайбы и приводного ролика элемента. Размыкание контактов происходит путем перемещения контактного рычага при набегании гребня кулачковй шайбы на приводной ролик элемента.

Контроллеры серии KB (рис. 6.2.1) имеют маховик или рукоятку для привода кулачкового барабана и от двух до шести фиксированных положений. В зависимости от типа контроллеров они могут иметь: до 14 коммутационных кулачковых элементов главного тока, до 4 кулачковых элементов для коммутации цепей управления и до 3 элементов для коммутации индуктивных цепей электромагнитов. Номинальный ток кулачковых элементов составляет: главного тока — 25 и 60А, вспомогательного тока с дугогашением — 2, 5 и 5А, вспомогательного тока без дугогашения — 10А.

В судовых контроллерах коммутационные элементы и аппаратура компонуются в виде комплектного устройства с вполне определенной схемой и назначением применительно к конкретному типу электропривода.

На рис. 6.2.2 приведена таблица переключений кулачковых элементов контроллера постоянного тока типа КВ-1100. Таблица включений представляет собой сетку с отметками о состоянии 12 контактов (замкнуты или разомкнуты) в отдельных коммутационных положениях. Крестик в клетке указывает на то, что соответствующий контакт замкнут. Из таблицы видно, что контроллер реверсивный, имеет одно нулевое положение, по четыре положения вперед и назад.

Мощность электродвигателей, управляемых контроллерами КВ1 и КВ2 в режиме ПВ = 40% при допустимой частоте 3000 включений в час, зависит от типа контроллера и не превышает: на постоянном токе при напряжении 220В — 20 кВт, на переменном токе при напряжении 380В — 30 кВт.

Максимально допустимый ток кулачковых элементов контроллера при включении и выключении индуктивной нагрузки составляет: при напряжении 220, 320В постоянного тока у контроллера КВ1 — 125А, у КВ2 — 300А, при напряжении 220, 380В переменного тока у контроллера КВ1 — 250А, у КВ2 — 600А.

По коммутационной способности кулачковые элементы контроллера при индуктивной нагрузке коммутируют 20 раз подряд с интервалами по 30с максимально допустимые токи.

По электрической износоустойчивости контроллеры постоянного тока выдерживают: 150 000 включений максимально допустимого тока при напряжении 220В и 150 000 отключений тока в режиме ПВ = 40% при частоте включений 300 в час и напряжении 70В; на переменном токе— 150 000 включений максимально допустимого тока при напряжении 380В и 150 000 отключений тока в режиме ПВ = 40% при частоте включений 300 в час и напряжении 70В. Контроллеры серии KB выдерживают 1 млн переключений без тока главной цепи.