Аппаратура управления приемниками электрической энергии в ПОП
Оглавление
Введение 2
Контакторы и магнитные пускатели 3
Виды электромагнитных пускателей 3
Контакторы 6
Рубильники и переключатели 10
Пакетные выключатели 13
Реле 14
Электромагнитные реле 15
Бесконтактные системы управления 16
Достоинства и недостатки бесконтактных аппаратов по сравнению с обычными пускателями и контакторами 17
Тиристорный однополюсный контактор 18
Бесконтактные тиристорные пускатели 18
Кнопки управления 19
Путевые и конечные выключатели 20
Список литературы 21
Введение
Аппаратура управления служит для пуска и останова машины, а также для контроля за ее работой.
Аппаратура управления
Аппаратура управления подразделяется
на аппаратуру ручного управления (рубильники,
реостаты, контроллеры и т. п.) и аппаратуру
автоматического управления (контакторы,
реле, электронно-ионная аппаратура и
др.). Аппаратура автоматического управления
обычно компонуется в станции управления.
Простейшей магнитной станцией управления
является магнитный пускатель.
Рубильники – предназначены для редких замыканий и размыканий электрических цепей без нагрузки (без тока).
Пакетные и кулачковые выключатели и переключатели предназначены для редких замыканий и размыканий электрических цепей под нагрузкой (с током).
Автоматические выключатели предназначены для редких замыканий и размыканий электрических цепей под нагрузкой. Если в них устанавливаются тепловые или электромагнитные расцепители, то они дополнительно служат для защиты от различных перегрузок по току и обычно называются автоматическими предохранителями.
Контакторы предназначены для частых замыканий и размыканий силовых электрических цепей под нагрузкой и защиты от пониженных напряжений и повторных включений.
Магнитные пускатели представляют собой более сложные устройства, в которые входят один или два контактора и предназначены для коммутации двигателей на переменном токе.
Кнопки управления предназначены, в основном, для замыкания и размыкания цепей управления катушек электромагнитных аппаратов, сигнализации и контроля.
Путевые и конечные выключатели предназначены для переключения в цепях управления на заданном участке пути, проходимым управляемым механизмом, или ограничения перемещения.
Контакторы и магнитные пускатели
Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель)— это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления предназначенное для пуска электрооборудования до номинальной мошности, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электрооборудования и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электрооборудования, плавкими предохранителями. Магнитный пускатель обеспечивает защиту электродвигателя от самозапуска, отключение его в случае значительного снижения напряжения. Пускатель, имеющий тепловое реле, обеспечивает так же защиту электродвигателя от небольших, но длительных перегрузок по току.
Виды электромагнитных пускателей:
- По типу схемы включения нагрузки (как правило, электрические двигатели)
- Реверсивный и ереверсивный
- По номинальному напряжению основной цепи
По категории размещения электромагнитные пускатели бывают:
- степень защиты IР00 (открытые): для размещения в отапливаемых помещениях в закрытых шкафах, на панелях и других местах, имеющих защиту от попадания пыли, воды и посторонних предметов.
- степень защиты IP40 (в оболочке): для размещения внутри помещений, не имеющих отопления, там, где окружающая среда не содержит большого количества пыли и там, где попадание воды на оболочку электромагнитного пускателя исключено.
- степень защиты IP54 (в оболочке): применяется для внутренних и наружных установок в местах, с защитой от прямого действия солнечных лучей и атмосферных осадков.
По наличию поста кнопочного на пускателе:
«пуск» и кнопка «стоп» на электромагнитных пускателях нереверсивного типа, или «стоп», «пуск назад», и кнопка «пуск вперед», на реверсивных пускателях электромагнитных. Некоторые модели пускателей имеют на корпусе сигнал «включено».
По наличию дополнительных (блокировочных, сигнальных) контактов:
могут быть как замыкающими, так и размыкающими в комбинациях различных, дополнительные могут быть встроены в электромагнитный пускатель или изготавливаться в форме отдельной приставки.
Часть контактов может
применяться и в схеме
По напряжению втягивающей катушки и роду тока:
переменного тока на разные размеры напряжения из ряда.
По наличию реле теплового:
Тепловые реле отличаются
током номинальным
Пускатели электромагнитные могут иметь в комплектации ограничители перенапряжений, различные установочные изделия и т.д.
К важнейшим характеристикам
- Максимально допустимый ток главной цепи. Нормируется для режима АС-1, 3 или 4 отдельно для каждого из значений напряжения главной цепи, (напряжения пускателя, при котором осуществляется работа);
- Максимальное напряжение цепи главной;
- Напряжение катушки втягивающей тока переменного должно быть в пределах от 24 до 380 Вольт. Отдельные виды пускателей изготавливаютс
я с магнитной системой, питанием катушки постоянным током. Такие пускатели подключаются в цепь переменного тока, как правило, через выпрямитель. - износостойкость коммутационная., поскольку магнитные пускатели должны выдерживать миллионы циклов включения-выключения, число гарантированных включений-отключений системы можно определить, если задать режим работы пускателя, напряжение цепи, ток цепи (или мощность двигателя) и использовать монограмму. Следует обратить внимание на то, что режим работы учитывает и частоту включений-отключений в течение часа. Надежная работа, таким образом, определяется значительным числом факторов, которые важно правильно оценить на этапе выбора пускателя.
- Максимально допустимый ток контактов вспомогательных измеряется в Амперах при напряжении, заданном на контактах.
- Мощность, потребляемая втягивающей катушкой (указывается в Ваттах).
Величина пускателя.При подборе пускателя широкое применение получил термин «величина пускателя». Понятие это условно и обозначает допустимый ток контактов главной цепи пускателя. При этом напряжение главной цепи составляет 380В, и магнитный пускатель работает в режиме АС-3.
Максимальный ток главной цепи составляет:
- 0-ой величины - 6,3 А;
- 1 –ой величины – 10А;
- 2-й величины – 25А;
- 3-й – 40А;
- 5-й – 100А;
- 6-й - 160 А.
Допустимый ток контактов главной цепи отличается от вышеприведённых и зависит:
1) От категории использования - АС-1, 3 или 4:
- АС-1 - мало активная нагрузка или индуктивная;
- АС-3 - режим прямого пуска с ротором короткозамкнутым , выключение вращающихся электродвигателей;
- АС-4 - пуск двигателя с ротором короткозамкнутым, отключение электродвигателей неподвижных или медленно вращающихся, торможение противотоком.
С увеличением количества использования ток контактов цепи, при одинаковых показателях по износостойкости, снижается;
2) От напряжения на цепи (контактах). При увеличении напряжения ток (допустимый) падает.
3) Для некоторых пускателей
Принципиальная электрическая
схема включения
Рис. 1 Принципиальные схемы включения электродвигателя с помощью магнитного пускателя: а – нереверсивного, б – реверсивного: ПВ – пакетный выключатель; ПП – плавкие предохранители; S1, S2 – соответственно кнопки «Стоп» и «Пуск»; 1РТ, 2РТ и РТ – соответственно нагревательные элементы и контакт теплового реле; М – электродвигатель; К – катушка контактора; К1, К2, К3 – силовые контакты контактора; БК – блокирующий контакт; б – реверсивного: S1 – кнопка «Стоп»; S2, S3 – кнопки «Пуск» соответственно «Вперед» и «Назад»; 1К, 2К – катушки контакторов; 1К1, 1К2, 1К3, 2К1, 2К2, 2К3 – силовые контакты контакторов; 1К4, 1К5, 2К4, 2К5 – вспомогательные контакты. Реверсирование электродвигателя достигается за счет перемены местами двух фаз (в данном случае А и С) подводимых к электродвигателю, что приводит к изменению на противоположное чередования фаз в двигателе. Соответственно изменяется и направление вращения ротора.
Контакторы
Контакторы — это аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы.
В зависимости от рода привода контактной системы различают контакторы электромагнитные, пневматические и гидравлические. Пневматические и гидравлические контакторы, где открытие и закрытие прохождения воздуха или жидкости осуществляются электромагнитом или каким-либо другим дистанционным способом. Общие описания контактных систем, дугогасительных устройств, кинематики механизмов и других деталей, которые приведены ниже применительно к электромагнитным контакторам, справедливы также и для этих контакторов.
Электромагнитные контакторы получили широкое распространение, они являются основными коммутирующими аппаратами схем автоматизированного электропривода.
Контакторы различаются
по роду тока: постоянного, переменного
(частотой 50 и 60 Гц), а также переменного
тока повышенной частоты (до 10 кГц). Они
могут выполняться с
По наибольшей частоте
включений в час в повторно-
Коммутационная
способность контакторов
Аналогичная картина имеет место при управлении двигателями постоянного тока, однако пусковые и отключаемые токи неразогнавшихся двигателей здесь находятся в пределах 2,5—4,0 номинального, а восстанавливающееся на контактах напряжение при отключении двигателя, вращающегося с номинальной частотой вращения, составляет 0,11/ном.
ГОСТ 11206-77 Е нормирует коммутационную способность контакторов общего назначения переменного тока по четырем категориям применения АС-1 — АС-4, а контакторов постоянного тока - по пяти категориям применения ДС-1–ДС-5 . Изготовляются контакторы главным образом на токи до 630 А, напряжения 220, 440 В постоянного тока, 380, 660 В частотой 50 и 60 Гц переменного тока, частотой включений 600, 1200 вкл/ч (10-й класс) и соответствующей механической и коммутационной износостойкостью (10—15 и 1—5 млн. циклов).Контакторы состоят из системы главных контактов, дугогасительной, электромагнитной систем и вспомогательных контактов. В контакторах ускорения с выдержкой времени имеется еще устройство для создания этой выдержки.
Главные контакты. Главные контакты осуществляют замыкание и размыкание силовой цепи. Они должны быть рассчитаны на длительное проведение номинального тока и на производство большого числа включений и отключений при большой частоте. В зависимости от нормального положения главных контактов различают контакторы с замыкающими, размыкающими и смешанными контактами. Нормальным считают положение контактов, когда втягивающая катушка контактора не возбуждена и освобождены все имеющиеся механические защелки. Главные контакты могут выполняться рычажного или мостикового типа. Рычажные контакты предполагают поворотную подвижную систему, мостиковые — прямоходовую.
Дугогасительная система. Система обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании главных контактов. Способы гашения дуги и конструкции дугогасительных систем определяются родом тока главной цепи и режимом работы контактора.
Электромагнитная система. Система обеспечивает дистанционное управление контактором, т. е. включение и отключение. Конструкция системы определяется родом тока цепи управления контактора и его кинематической схемой. Электромагнитная система может рассчитываться на включение якоря и удержание его в замкнутом положении или только на включение якоря. Удержание же его в замкнутом положении в последнем случае осуществляется защелкой.
В первом случае отключение
контактора происходит после обесточивания
катушки под действием
В контакторах с
защелкой, кроме электромагнитной системы
включения и подведения подвижной
системы под защелку, имеется
вторая электромагнитная система, осуществляющая
отключение контактора, т. е. освобождение
подвижной системы из-под
Вспомогательные контакты. Вспомогательные контакты производят переключения в цепях управления контактора, блокировки и сигнализации. Они рассчитываются на продолжительное проведение тока не более 20 А и отключение тока не более 5 А. Контакты выполняются как замыкающими, так и размыкающими, главным образом мостикового типа, но могут быть и рычажного типа.
Рис. 2. Контакторы переменного тока: а) поворотный типа ПАЕ; б) прямоходный типа ПМЕ: 1– входная клемма; 2 – катушка; 3 – сердечник; 4 – якорь; 5 – изоляционная камера; 6 – поворотный рычаг; 7 – возвратная пружина; 8 – контактная пружина; 9 – подвижный самоустанавливающийся контакт; 10 – выходная клемма; 11 – основание; 12 – неподвижные контакты; 13 – вспомогательный закрытый контакт; 14 – крышка; 15 – вспомогательный открытый контакт; 16 – клемма катушки.
Различные типы контакторов
(табл. 61) имеют буквенные и цифровые
обозначения: КП - контактор постоянного
тока, КТ - переменного тока. Цифры
в обозначении контактора переменного
тока означают: последняя цифра характеризует
величину контактора, вторая от конца
цифра — число нормально
Например, КТ-4223 —
контактор переменного тока третьей
величины с двумя нормально открытыми
и одним нормально закрытым главными
контактами с защелкивающим механизмом.
В обозначении контакторов
Рубильники и переключатели
Для ручного управления электродвигателями в цепях постоянного и переменного тока напряжением до 500 в, как указывалось, применяются рубильники и переключатели.
Рубильники устанавливаются
на силовых щитах или на стене.
В последнем случае рубильник
обязательно должен иметь защитный
кожух. Применяются рубильники с
боковым и вентральным
Рубильники и переключатели широко используются в электротехнической аппаратуре и различаются между собой по значению номинального тока, по числу полюсов (одно-; двух-, трехполюсные и с большим числом полюсов), по наличию разрывных контактов (с разрывными контактами, без разрывных контактов). Для обеспечения требуемой скорости отключения, не зависящей от скорости движения руки оператора, рубильники кроме главных ножей могут иметь разрывные (моментные) ножи. Последние, кроме того, предохраняют главные ножи рубильника от разрушающего действия дуги. Иногда для этих же целей используются специальные дугогасительные решетки.
Дугогасительные решетки применяют в некоторых современных рубильниках и всех автоматах и контакторах для ограничения размеров дуги и отвода ионизированных газов, а также во избежание переброса дуги на соседние фазы. Дугогасительная решетка позволяет сильно сократить размеры дуги и гасить ее в ограниченном объеме при малом световом и звуковом эффектах. Она выполнена из крупных медных пластин и специальных катушек, которые образуют радиальное магнитное поле, придающее дуге круговое движение по пластинам, что предохраняет их от оплавления дугой.
В дугогасительной решетке для гашения дуги используется околоэлектродное падение напряжения uЭ, (в аппаратах постоянного тока) и околокатодная электрическая прочность (в аппаратах переменного тока).Устройство одного из рубильников с моментным дугогасительным ножом приведено на рис. 3
Рис.3. Рубильник с моментным дугогасительным ножом
|
Управление рубильниками и переключателями может производиться при помощи рукоятки или рычажного привода. В первом случае рубильники устанавливаются на лицевой стороне щита, а во втором — сзади щита, причем управление ими производится рукояткой рычажного привода, устанавливаемой на передней стороне щита.
Двух- или трехполюсный рубильник
без разрывных ножей с
Рубильник с разрывными ножами, кроме
главных ножей, имеет дополнительные ножи,
связанные с главными ножами при помощи
пружин. В момент отключения из верхних
контактных пружин выходят сначала главные
ножи, затем под действием пружин быстро
отключаются разрывные ножи. Появившаяся
в месте разрыва электрическая дуга быстро
гаснет, и ножи меньше обгорают.
По условиям техники безопасности при
напряжении 380 и 500В рубильники должны
иметь защитный кожух или управляться
рычажным приводом.
|
Рубильники с рукояткой
выпускаются следующих типов: РО-3
(на 100—400 А), РО-5 (на 600— 1000 А), РО-7 (на 1500
А). Переключатели с рукояткой
выпускаются таких типов: ПО-3 (на
100— 400 А) и ПО-5 (на 100—600 А). Рубильники и
переключатели с рычажным приводом выпускаются
типов РПО-3, РПО-5, ППО-3 и ППО-5 на токи 100—1000 а.
На фиг. 387 показан переключатель
с разрывными ножами,
а на фиг. 388 — рубильник
с рычажным приводом.
Кулачковые переключатели
В электрических кухонных
плитах, жарочных и пекарских шкафах,
мармитах и других аппаратах применяются
однофазные кулачковые переключатели
типа ТПКП (теплостойкий переключатель
кухонных плит). В электрических
кухонных плитах, жарочных и пекарских
шкафах, мармитах и других аппаратах
применяются однофазные кулачковые
переключатели типа ТПКП (теплостойкий
переключатель кухонных плит). Они
имеют четыре позиции (0, 1, 2, 3), соответствующие
отключенному положению, слабому, среднему
и сильному ступеням нагрева. Конструкция
переключателя допускает
На рис. 3, а изображен
общий вид теплостойкого
Рис. 3. Кулачковый переключатель ТПКП: а) общий вид; б) электрическая схема: 1 – рукоятка; 2 – механизм быстрого переключения; 3 – корпус; 4 – клеммы неподвижных контактов; 5 – толкатель; 6 – контактная группа.
Он состоит из поворотной рукоятки укрепленной на шпинделе с четырьмя кулачками, механизма быстрого переключения, корпуса, клемм неподвижных контактов, толкателей и контактной группы.
При повороте шпинделя кулачки, выполненные из электроизоляционного материала, в определенной последовательности нажимают своими выступами на толкатели, которые обеспечивают размыкание контактов. Механизм быстрого расцепления обеспечивает быстрое замыкание и размыкание контактов не зависимо от скорости вращения рукоятка шпинделя.
Электрическая схема кулачкового
переключателя представлена на рис.
1.3, б. На схеме показано соответствующее
замыкание контактов
Кулачковые одно- и трехфазные выключатели двухпозиционные, соответствующие отключенному и включенному положению. По устройству они аналогичны переключателям.
Пакетные
выключатели
Для
ручного включения и отключения
электрических цепей
При повороте рукоятки 5 вначале заводится пружина механизма быстрого переключения. Когда усилие, действующее от рукоятки на фигурную шайбу, возрастает до определенной величины, шайба очень быстро поворачивается на четверть оборота до следующего упора 3 в верхней крышке.
Упоры в крышке расположены под углом 90°. Втулка квадратного сечения, на которой укреплены подвижные контакты, соединена с фигурной шайбой. Одновременно с быстрым поворотом фигурной шайбы происходит поворот подвижных контактов 8. Последние укреплены в пластинах из фибры, которые выполняют роль направляющих и обеспечивают быстрое гашение возникающей дуги.
Фибра под воздействием высокой температуры выделяет большое количество газов. Давление их увеличивается, в результате чего происходит движение газов через щели пакета. Свежий, неионизированный воздух, поступающий внутрь выключателя, способствует быстрому гашению дуги.
Пакетные выключатели выпускаются на токи 10 и 25 А при напряжении 220 В в одно-, двух- и трехполюсном исполнениях. Последние применяются для включения трехфазных асинхронных двигателей (например, в универсальных приводах). В трехполюсном пакетном выключателе три подвижных контакта расположены между четырьмя изоляционными шайбами. Эти же пакетные выключатели могут применяться и при напряжении 380 В, но допустимая величина тока для них снижается соответственно до 6 и 15 А
При номинальных величинах тока и напряжения и коэффициенте мощности 8,0 пакетные выключатели выдерживают 20 000 переключений. Частота переключений не должна превышать 300 в час.
Для удобства подключения проводов неподвижные контакты расположены не по образующей, а сдвинуты относительно друг друга. Клеммы одного контакта расположены между одними и теми же шайбами диаметрально противоположно. Провода от приемника принято подключать к клеммам, расположенным по одну сторону шпилек, например к клеммам 2, а провода сети - по другую (к клеммам 7).
Поворачивая рукоятку пакетного выключателя на 90°, можно включать и отключать приемник. Из четырех положений рукоятки пакетного выключателя два соответствуют включенному и два отключенному состоянию приемника.
Схемы включения одно-, двух- и трехполюсного пакетных выключателей показаны на фиг. 390, а, б, в.
Реле
Реле - элемент автоматики, в котором при достижении входной величины х определенного значения выходная величина у изменяется скачком. Зависимость у = f(x) реле неоднозначна и имеет форму петли (рис. 1.6). При изменении входной величины от 0 до х2 выходная величина у изменяется незначительно (или остается постоянной и равной у1). При достижении входной величины х значения х2, т.е. х = х2, выходная величина изменяется скачком от значения у1 до у2. Впоследствии при увеличении х выходная величина изменяется незначительно или остается постоянной (имеет установившееся значение). Когда входная величина уменьшается до значения х1 выходная величина сначала остается также неизменной и почти равной у2. В тот момент, когда х = х1 выходная величина скачком уменьшается до значения ух и сохраняется приблизительно неизменной при уменьшении х до нуля.
Скачкообразное изменение выходной величины у в момент, когда х = х2, называется величиной срабатывания (например, ток срабатывания, напряжение срабатывания для электрических реле). Скачкообразное изменение выходной величины у в момент, когда х = х1 называется величиной отпускания (ток отпускания, напряжение отпускания). Отношение величины хх к величине срабатывания х2 называется коэффициентом возврата, т.е. Kв = х1/х2. Так как обычно х1 < х2, то Kв < 1.
Существуют
различные типы реле, но основными
являются электромеханические реле
(электромагнитные, магнитоэлектрические,
электродинамические и др.), в
которых изменение входной
Электромагнитные реле
Для построения электромагнитных реле обычно используют следующие электромеханические системы: с втягивающимся якорем; с поворотным якорем; с поперечным движением якоря. Действие таких реле основано на взаимодействии между ферромагнитным якорем 2 и магнитным полем обмотки 6, обтекаемой током /р. Реле косвенного действия имеет контактную систему, которая состоит из неподвижной 3 и подвижной 4 частей. Подвижная часть связана с якорем реле. При отсутствии тока в обмотке 6 якорь удерживается в исходном положении противодействующей пружиной 5 с усилием Fn, при этом контакт реле разомкнут.

- Аппаратура управления стрелочными переводами с пневмоприводом типа АУСП-1П
- Аппаратурные методики
- Аппараты дистанционного управления
- Аппараты для механизированной дуговой сварки
- Аппараты для нагревания
- Аппараты защиты
- Аппараты ИК-нагрева
- Аппарат управления
- Аппарат управления в организациях
- Аппарат управления: принцыпы и методы работы
- Аппаратура высокочастотного индукционного каротажного изопараметрического зондирования - проблемы надежности и качества
- Аппаратура дистанционного управления проходческим комбайном КСП - 33 АДУ-33.УХЛ5
- Аппаратура, применяемая в устройствах СЦБ
- Аппаратура управления, используемые в ПОП