Общие сведения.

Порядок выполнения работы.

1.Изучить что такое рубильник, переключатель, контроллер, барабанный контроллер, автоматические воздушные выключатели, пакетный выключатель, изоляторы, масляные выключатели.

2.Изучить применение и конструкцию аппаратов ручного управления.

3.Изучить контакторы, магнитные пускатели.

4.Изучить применение и конструкцию дистанционного управления.

Общие сведения.

Ручное управление электроприводами производится рубильни­ками, переключателями, пакетными выключателями, ручными авто­матическими выключателями и контроллерами.

Рубильник является наиболее простым по конструкции электрическим аппаратом управления, предназначенным для включения и отключения электрических цепей. Он состоит из неподвижных 1 и подвижных 2 контактов, смонтированных на изоляционной плите 3. Подвижные контакты выполняются в виде ножей из меди или латуни. При включении ножи плотно входят между пружинящими элементами неподвижных контактов и замыкают цепь. Рубильники выпускаются в одно-, двух- и трех - полюсном исполнении. При помощи рубильников можно пускать в ход маломощные неответственные двигатели с небольшим числом пусков в час. В схемах автоматического управления рубильники используют главным образом для создания видимого разрыва в питающих цепях при осмотре и ремонтных работах.

Переключатель представляет собой перекидной рубильник с дополнительными разъёмными контактами 4, расположенными ниже осевых

Пакетный выключатель применяется для пуска электродвигателей небольшой мощности и для переключения в различных схемах управления и сигнализации. Он состоит из двух или трех поворотных шайб 1, расположенных на валике. В крышке пакетного выключателя располагается переключающий механизм 2, обеспечивающий при помощи пружины быстрое и независимое от скорости поворота рукоятки 3 включение и отключение контактов.

Автоматические воздушные выключатели, называемые сокращенно автоматами, в настоящее время широко применяются на обогатительных фабриках для включения и отключе­ния силовых цепей. Включение большинства автоматов произво­дится вручную, отключение может осуществляться вручную и автоматически. Схематический эскиз простейшего однополюсного автомата приведен на рис. 38. Подвижная система 1 автомата удерживается во включенном положении защелкой 2. Пружина 3 обеспечивает надежность этого сцепления. Катушка электромагнита 4 включена в силовую цепь последовательно и через нее протекает ток нагрузки. Якорь 5 защелки стремится притянуться к сердечнику
электромагнита, но этому препятствует пружина 3. Когда ток в цепи превысит некоторое установленное значение, якорь 5 притягивается к сердечнику электромагнита, защёлка 2 повернётся вокруг оси 7 и освободит подвижную систему. Под действием пружины 6 и собственного веса произойдёт отключение. Отключение автоматического выключателя вручную осуществляется нажатием на рычаг защёлки 2 автомата являются ручными переключающими аппаратами, при помощи которых осуществляется изменение величин противлении, включаемых в цепи якоря электродвигателей как постоянного, так и переменного тока. Чаще всего применяются для, управления электродвигателями мостовых кранов, подъемных лебедок и других транспортных устройств. По конструкции контроллеры подразделяют на барабанные и кулачковые.

Барабанный контроллер состоит из вращающегося барабана 2, на котором укреплены сегменты 1 в виде медных полос, и неподвижных контактов 3. При вращении барабана соответствующие сегменты замыкают неподвижные контакты, к которым подводятся провода от сопротивления. При обратном вращении барабана контроллера цепь тока размыкается.

Вследствие значительных недостатков скользящих контактов настоящее время выпускаются контроллеры кулачкового типа, кулачковом контроллере при вращении вала 1 ролик подвижного контакта 2 скользит по кулачковой шайбе 4, которуюиногда называют кулачком. При этом подвижной контакт 2 и неподвижный 3 разомкнуты. Когда ролик попадает на выступ шайбы, подвижный и неподвижный контакты замыкаются и остаются замкнутыми до тех пор, пока ролик находится на выступе кулачка. Наличие в кулачковом контроллере многих комплектов контактных элементов и кулачковых шайб даёт возможность управлять при его помощи одновременно большим числом электрических цепей.

Контакторы - это аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы. Контакторы используются в качестве линейных, реверсирующих, ускорения, электродинамического торможения, гашения поля возбуждения электродвигателей.

Контакторы классифицируются: по числу полюсов (одно-, двух-, трех- и четырехполосные); по роду тока (контакторы постоянного тока серий КПВ-600 и КПД-100Е, контакторы переменного тока промышленной частоты серий КТ и КТП, контакторы переменного тока повышенной частоты); по напряжению втягивающей катушки (110 и 220 В постоянного, 220 и 380 В переменного тока и др.), по способу присоединения внешних проводов (с передним и задним присоединением).Конструктивная схема контактора переменного тока приведена на рис. 42.

работы. Включать контакторы можно до 1000 раз в 1 ч. взрывная способность контактов достигает 10-кратного значения номинального тока. Втягивающие катушки контакторов рассчитаны для длительной работы при напряжении от 85 I 10% номинального. В контакторах ускорения с выдержкой электромагнитная втягивающая система обеспечивает, 1 кроме того, необходимую выдержку времени перед замыканием контактов. Вспомогательные контакты контакторов производят переключения в цепях управления контактора, блокировки 11 сигнализации. Они рассчитываются на длительное протекание 1 ока не более 20 А и отключение тока не более 5 А.

Пускатели предназначены для дистанционного управления (пуска, останова, реверса) трехфазными асинхронными двигателями. В исполнении с тепловыми реле пускатели осуществляют функцию защиты электродвигателей от дли- 1 сильных перегрузок и от токов, возникающих при обрыве одной фазы. Нереверсивные пускатели используют также для включения и отключения других видов трехфазных нагрузок.

Основная часть магнитного пускателя-контактор, катушка которого обеспечивает защиту от понижения напряжения. Для осуществления блокировки в пускатель встроены дополнительные блок-контакты.

Реверсивный магнитный пускатель представляет собой два нормальных пускателя, электрически и механически сблокированных между собой. Выпускаются магнитные пускатели серий ПМF (на ток 3-25 А) и ПАЕ (на ток 40-146 А)

Реле-это коммутационный аппарат, широко применяемый в системах автоматического управления. Предназначено оно для автоматического изменения управляющего параметра У при изменении управляемого параметра Х. Если функциональная связь между параметрами Х и У имеет вид, представленный на рис. 43, а, то такое управление называется релейным, а аппараты, осуществляющие такое управление, называются реле.

При релейном управлении происходит скачкообразное включение управляющего воздействия У упр, когда значение управляемого параметра Х становится равным Хер, И скачкообразное отключение его, когда значение управляемого параметра Х становится равным ХОТП.

Функции, выполняемые реле, и соответственно их конструкции чрезвычайно разнообразны. Классифицируют реле по физической величине, на которую они должны реагировать. Различают реле: токовые, напряжения, мощности, направления энергии, тепловые, оптические и т. д.

Реле обычно содержит три основных элемента: воспринимающий, промежуточный и исполнительный. Воспринимающий элемент воспринимает контролируемую величину Х и преобразует ее в физическую величину, необходимую для срабатывания реле. Промежуточный элемент служит для сравнения преобразованной величины Х с заданным эталоном. Исполнительный элемент воздействует на управляемую цепь. Так, в электромагнитных реле напряжения воспринимающим элементом служит катушка электромагнита 1, преобразующая контролируемое напряжение в силу, приводящую В движение подвижные контакты; промежуточным элементом (эталоном)пружина 2, исполнительным элементом-подвижные контакты 3.

Командоаппараты-это устройства, предназначенные для исключений в цепях управления электрическими аппаратами постоянного и переменного тока. Замыкая и размыкая помощи командоаппарата те или иные цепи, оператор может дистанционно подать команду на пуск или остановку электродвигателя или на изменение режима его работы. Действовать на командоаппарат могут и рабочие органы производственной машины. Наиболее распространены следующие командоаппараты: Кнопки управления, универсальные переключатели, командоконтроллеры, путевые и конечные выключатели.

Кнопки управления применяют главным образом для дистанционного управления электромагнитными аппаратами постоянного и переменного тока. Устанавливаемые отдельно (рис. 44, а) смонтированы в металлическом корпусе 1, на крышке которого укреплены таблички 2, указывающие назначение кнопок. Нажимные колпачки 3 включающих кнопок окрашены обычно в черный цвет, отключающих в красный.

Универсальные переключатели предназначены для ручного переключения цепей постоянного и переменного тока напряжением до 500 В. Они при меняются для редких переключений цепей управления, как переключатели для вольтметров, амперметров и как коммутаторы для управления серводвигателями и различными электроустановками с неавтоматическим замыканием и размыканием тока, а также для переключения полюсов многоскоростных асинхронных двигателей малой мощности. Универсальные переключатели состоят из набора секций 3, собранных в пакеты. Через отверстия в секциях проходит центральный валик 2, связанный с рукояткой 1. Переключатели различных типов отличаются числом секций в пакетах и диаграммой замыкания контактов 4.

Командоконтроллеры применяются для переключения в цепях управления сложных схем автоматизированного электропривода при большой частоте переключений и когда требуется строгое чередование последовательности действий отдельных механизмов. Большей частью это аппараты ручного или ножного управления. Командоконтроллеры могут иметь и двигательный привод. Тогда их называют программными реле. Командоконтроллер состоит из ряда контактных элементов и соответствующих конструктивных деталей, осуществляющих замыкание и размыкание контактов в зависимости от угла поворота вала. Различают командоконтроллеры плоские, барабанные и кулачковые.

Путевые и конечные выключатели осуществляют переключения в цепях управления в зависимости от пути, проходимого управляемым механизмом (путевые выключатели) или отположения управляемого или защищаемого механизма (конечные выключатели). Конечные выключатели применяются, например, для ограничения хода подъемно-транспортных механизмов. В зависимости от назначения путевых и конечных выключателей различают нажимные, рычажные и вращающиеся выключатели. Путевые и конечные выключатели бывают

Бесконтактные элементы не имеют коммутирующих ко- 111 актов, обязательных для контактных аппаратов. Принцип действия элементов может быть основан на различных физических явлениях, однако во всех случаях работа бесконтактного элемента сводится к изменению тока в электрической нагрузки при воздействии на элемент управляющего сигнала.

По характеру реакции на управляющий сигнал бесконтактные элементы могут быть разбиты на две группы:

Усилители электрических сигналов; 2. Бесконтактные реле и переключатели.

Усилители характеризуются непрерывной и плавной зависимостью выходного сигнала (тока или напряжения) от исходного управляющего сигнала. В устройствах автоматики широко применяются магнитные и полупроводниковые усилители.

Магнитный усилитель (рис. 45, а) состоит из двух стальных сердечников 1 и 1', рабочих катушек 2 и 2' с числом витков Wp, исключенных в цепь переменного тока напряжением И, и катушки намагничивая 3 с числом витков Wy, в которой под действием напряжения П; протекает управляющий ток Iy принцип действия двигателя основан на изменении с помощью управляющего тока

Сопротивления магнитной цепи сердечника. Путем подмагничивая сердечника постоянным током управления можно в широких пределах изменять постоянный ток Iи в цепи нагрузки Rи. Диоды, f) I и VD2 служат для улучшения параметров коэффициент его усиления и быстродействие.

Полупроводниковые усилители основаны на использовании проводниковых германиевых и кремниевых триодов, намагничиваемых также транзисторами. Конструктивно транзистор состоит из трехслойного кристалла полупроводника, заключен- 1(1)10 в металлический корпус. Каждый слой обладает особым проводимости и имеет вывод во внешнюю цепь. Ранние слои называются коллектором К (рис. 45, б) и эмиттером Э И включаются в схемы как анод и катод. Средний слой называется базой Б и является управляющим электродом. 1 Л. П. Сухоручкин 65

Эмиттер Э служит общей точкой как для цепи нагрузки, так и для цепи управления. Управляющее напряжение U подается на базу Б. Сопротивление нагрузки я; и питающее напряжения включены в цепь коллектора К. Небольшими токам 11 16 в цепи управления можно управлять значительно большими токами нагрузки 1к.

Бесконтактные реле - это частный вид усилителей, в которых усиление сделано столь большим, что получается скачкообразное изменение выходной величины при достижении управляющим сигналом некоторого порогового значения.

Контрольные вопросы.

1.Для чего предназначен рубильник?

2.Важнейшая часть рубильника – это?

3.Что такое реле?

4.Контроллеры служат для…?

5.Какие три основных элемента содержит реле?

Ответы.

1. Для ручного замыкания размыкания или переключения электрических цепей.

2. контакты

3. это коммутационный аппаратов, широко применяемый в системах автоматического управления.

4. для пуска, реверсирования и регулирования частоты вращения электродвигателей.

5. воспринимающий, промежуточный и исполнительный.

4 Практическая работа № 2

Изучение аппаратов защиты.

Цель: изучить виды и конструкцию аппаратов защиты.