Автоматизация технологических процессов в производстве (стр. 13 из 32)

Наличие демпфирующей короткозамкнутой обмотки увеличивает время подготовки, необходимое для создания запаса энергии магнитного поля. В реле времени с большим объемом магнитной системы оно может составлять 1 с. Реле времени с электромагнитным замедлением нашли широкое применение в схемах пуска и торможения электродвигателей постоянного тока, для которых точность этих реле вполне достаточна, а также в схемах управления переменного тока. В этом случае катушка реле включается через выпрямитель.

Контрольные вопросы:

1)Какие элементы относятся к коммутирующим?

2) Чем отличаются контакторы от реле?

3) Назначение предохранителей.

4) Разновидности защиты.

5) В какие релейно-контактные схемы включаются магнитные пускатели?

Глава 4 Элементы релейно-контактного управления и защиты

4.1 Разновидности контактных узлов

Рис.4-1 - Контактные узлы: а – мостиковый контакт; б – рычажный контакт с плоскими пружинами; в –

рычажный контакт с притиранием контактирующих поверхностей; г – геркон.

4.2 Кнопка управления

Кнопки управления — это аппараты, подвижные контакты которых перемещаются и срабатывают при нажатии на толкатель кнопки. Комплект кнопок, смонтированных на общей панели (или в блоке), представляет собой кнопочную станцию. Все используемые в схемах автоматики кнопки управления различают по числу и типу контактов (от 1 до 4 замыкающих и размыкающих), форме толкателя (цилиндрический, прямоугольный и грибовидный), надписям и цветам толкателей, а также по

Рис. 4-2

способу защиты от воздействия окружающей среды (открытые, закрытые, герметичные, взрывобезопасные и т. д.).

Независимо от конструкции и габаритных размеров кнопок (рис. 4-2,) все они имеют неподвижные контакты 1и подвижные контакты 6, перемещаемые с помощью толкателя 3. Внешнюю цепь подсоединяют к кнопке с помощью винтовых зажимов 7. Корпус 2 кнопки фиксируют на панели управления гайками 4 и 5.

Кнопки управления общепромышленного применения серий КУ и КЕ имеют различные исполнения. На основе этих кнопок изготавливают кнопочные станции, содержащие от 1 до 12 кнопок различного исполнения, собранных на общей панели или в одном корпусе с соответствующей защитой.

4.3 Тумблеры

Эти переключатели предназначены, как правило, для фланцевого монтажа на панелях пультов управления (кольцо перед панелью и гайка за панелью). Они имеют два или три положения, замыкая до четырех цепей при различных комбинациях контактов. На рис. 4.3, а показано устройство тумблера и наиболее распространенные схемы его использования в качестве двухпозиционного переключателя (рис. 4.3, б) или выключателя (рис. 4.3, в). Мостиковый контакт, выполненный в виде токопроводящего ролика 1, замыкает одну из двух пар неподвижных контактов 2. Переключение контактов тумблера осуществляется воздействием на рычаг 3, а ускорение срабатывания (мгновенное действие) обеспечивается цилиндрической пружиной 4. Номинальный ток тумблеров 1 и 2 А при напряжении 220 В; масса их не превышает 30 г.

Рис. 4-3

4.4 Устройство пакетных выключателей

Аппаратами ручного управления являются также пакетные выключатели (переключатели). Такой выключатель (рис. 4.4, а) состоит из набора изолированных секций 1, помещенных между верхней и нижней скобами, а также переключающего и фиксирующего механизма 2, смонтированного на приводном валу 3 вместе с рукояткой 4. Каждые секции этого выключателя (рис. 4.4, б) выполнены в виде пружинящих подвижных контактов 1, неподвижных контактов 2, изолятора 3 и искрогасящих фибровых шайб 4.

Рис. 4-4

Существует много различных исполнений пакетных выключателей, но все они имеют один принцип действия. Эти аппараты различают по габаритным размерам (в зависимости от номинального рабочего тока от 10 до 250 А), количеству цепей или пакетов (от 2 до 10) и числу фиксированных положений (от 2 до 6).

По конструктивному исполнению пакетные выключатели и переключатели делят на защищенные, закрытые и герметичные. Пакетные выключатели используют в качестве вводных аппаратов (в сетях напряжением до 500 В переменного тока), секционных выключателей, а также переключателей для коммутации обмоток электродвигателей, трансформаторов, нагревателей и других токоприемников с изменяющимися схемами соединений. Такими аппаратами можно изменять схему подключения трансформатора (звезда — треугольник), переключать обмотки многоскоростного асинхронного электродвигателя или изменять фазы (при его реверсировании).

Для более сложных схем переключения силовых цепей, например, обмоток многоскоростных асинхронных электродвигателей, используют другие переключатели; барабанные и пакетно-кулачковые. Последние являются наиболее универсальными — количество положений от 2 до 5, число цепей до 48, поминальный ток от 10 до 63 А. Они пригодны для переключения обмоток практически всех многоскоростных асинхронных электродвигателей (на 2, 3 и 4 скорости).

Номинальный ток пакетных выключателей является длительно допустимым (по нагреву) током; коммутируемые токи составляют (в зависимости от индуктивности и cosφ нагрузки) не более 30% от номинального. Причем для цепей переменного тока (при cosφ = 0,5-0,7) допустимый отключаемый ток в 2,5—3 раза меньше включаемого, который соответствует ~0,8 номинального. Для цепей постоянного тока допустимые токи включения равны допустимым токам отключения, но значительно меньше их номинальных значений (для цепей с постоянной времени τ ≈ 0,01 с составляет ~0,1 номинального тока при номинальном напряжении). Другими словами, коммутация цепей постоянного тока переключателями практически допустима только без нагрузки, а цепей переменного тока — при значительном уменьшении коммутируемых токов по сравнению с длительно допустимыми значениями. Поэтому, как правило, эти аппараты коммутируют силовые цепи вхолостую. И только маломощные потребители иногда коммутируются пакетными выключателями под током.

4.5 Шаговый искатель и командоаппарат

В качестве командоаппарата часто используют шаговый искатель, устройство которого показано на рис. 4-5. Контактная система шагового искателя представляет собой набор неподвижных контактов (ламелей) 1, расположенных по окружности. По ламелям скользит подвижная щетка 2, которая закреплена на оси 3. Щетка подключается к внешней цепи с помощью подвижного токоподвода 10. Шаговое перемещение щетки осуществляется храповым механизмом, состоящим из храпового колеса 5, рабочей собачки 6 и фиксирующей собачки 9. Храповой механизм имеет электромагнитный привод 7. При подаче управляющего импульса в обмотку электромагнита якорь притягивается к сердечнику и поворачивает храповое, колесо на один зуб. В результате щетка переходит с одной ламели на другую и производит переключение во внешней цепи.

Шаговый искатель имеет несколько рядов ламелей и щеток, укрепленных на одной оси. Это позволяет увеличить число коммутируемых цепей.

Подвижные элементы шагового искателя могут перемещаться только в одном направлении. Поэтому возврат щетки в начальное положение возможен только после того, как она сделает полный оборот. Если число тактов в цикле работы командоаппарата меньше числа ламелей, то возможно ускоренное перемещение щетки в начальное положение. Для этого используют специальный ряд ламелей 4, в котором все ламели,

Рис. 4-5 кроме нулевой, электрически соединены между собой. Цепь возврата показана на рис. 4.5 штриховой линией. Она образуется ламелями 4, катушкой электромагнита и его вспомогательными размыкающими контактами 8.

При каждом срабатывании электромагнита контакты 8 размыкаются и цепь возврата

рвется. Контакты 8 опять замыкаются, и т. д. В результате собачка 6 получает импульсное движение с частотой, определяемой собственной частотой электромеханической системы, и щетка быстро перемещается по ламелям 4. Когда щетка дойдет до нулевой ламели, цепь возврата размыкается и движение щетки прекращается. Контакты шаговых искателей рассчитаны на небольшие токи (до 0,2 А). Для коммутации силовых цепей применяют шаговые искатели с тиристорными ключами.

Бесконтактные командоаппараты сконструированы на том же принципе, что и контактные. Командоаппарат имеет центральный вал с дисками, на которых укреплены управляющие элементы (кулачки, экраны, оптические заслонки и т. п.). По периферии дисков на неподвижном корпусе устанавливают чувствительные элементы командоаппарата. В качестве последних используют индуктивные, фотоэлектрические, емкостные и другие преобразователи. Так, например, на базе контактного командоаппарата КА21 выпускается бесконтактный командоаппарат типа КА51.

Рис. 4-6

Бесконтактная коммутация осуществляется генераторными путевыми выключателями, сходными по конструкции с выключателями типа БВК, которые устанавливают вместо микропереключателей 5. Управление этими выключателями производится алюминиевыми секторами, закрепленными на валу 7 вместо кулачков 1.