Пускозахисна апаратура і керування електроприводами

2.6. Пускозахисна апаратура і керування електроприводами

У системах електроприводу поширені так звані розімкнуті схеми управління, в яких для управління виконавчими органами не використовуються зворотні зв'язки по швидкості, моменту або іншим параметрам. Розірвані схеми управління застосовуються в тих випадках, коли не потрібна висока якість управління двигуном (пуск, реверс, гальмування електродвигунів).

До апаратів ручного керування відносяться силові комутаційні апарати; рубильники, кулачкові контролери і пакетні вимикачі, а також малопотужні пристрої - кнопки і ключі управління.

Рубильник є простим комутаційний силовий апарат, призначений для нечастого замикання і розмикання силових ланцюгів постійного і змінного струму. Вони можуть бути одно-, дво- і триполюсними, мати два або три положення (рис. 2.10).

Пакетний кулачковий перемикач (ПКП) (рис. 2.11, б) дозволяє одночасно перемикати дві електричні ланцюги. Механізм перемикача розташований в корпусі, утвореному з ізолюючих шайб, і принципово не відрізняється від пакетного вимикача.

Кулачкові контролери являють собою багатопозиційні електричні апарати з ручним або ножним приводом для безпосередньої комутації силових ланцюгів електродвигунів постійного і змінного струму. Розмикання і замикання контактів проводиться змонтованими на барабані кулачками, за рахунок профілювання яких забезпечується необхідна послідовність комутації контактних елементів. Контролери можуть мати до шести позицій рукоятки в кожну сторону від середнього положення (рис. 2.12).

Ключі управління (універсальні перемикачі) призначені для комутації ланцюгів управління електроприводами при формуванні керуючого впливу на електропривод. Ці апарати мають два і більше фіксованих положень рукоятки і кілька груп контактів (рис. 2.13).

Кнопки управління призначені для подачі оператором керуючого впливу в схему керування електроприводом. Кнопки управління повертаються в початкове положення після зняття впливу (володіють самоповерненням). Випускаються кнопки серій КУ і КЕ, які призначені для роботи в ланцюгах постійного струму з напругою до 220 В, змінного струму з напругою до 500 В і струмами до 4 А.

Електричні апарати дистанційного керування є двопозиційними комутаційними апаратами з самоповерненням, замикання контактів яких відбувається при подачі електричного сигналу (струму або напруги) в ланцюг котушки управління. До апаратів дистанційного керування відносяться контактори, магнітні пускачі і реле.

Контактор являє собою електромагнітний апарат, призначений для частих дистанційних комутацій силових ланцюгів електродвигунів. Випускаються одно-, дво- і багатополюсні контактори постійного і змінного струму з керуванням від постійного і змінного струму. Вони можуть мати різні конструктивні виконання і розрізняються по номінальному струму і напруги комутованих ланцюгів, по напрузі котушки управління. На малюнку 2.14 показано пристрій однополюсного контактора постійного струму.

На нерухомому осерді 14 магнітної системи контактора встановлена ​​втягує котушка 12. З рухомою частиною магнітної системи якорем 8 пов'язаний рухливий контакт 5, який з'єднується з силовим ланцюгом гнучким провідником 7. При подачі напруги на котушку 12 (замикання контакту 13) якір притягається до сердечника і контакт J замикається з нерухомим контактом /, що забезпечує комутацію струму /. Необхідна натискання головних контактів забезпечується пружиною 6. З якорем 8 механічно пов'язані допоміжні (блокувальні) контакти 10 і 11, призначені для роботи в колах керування і розраховані на невеликі струми. Відключення силового ланцюга проводиться розмиканням контакту 13 в ланцюзі котушки 12. При цьому рухома система контактора під дією поворотної пружини 9 приходить в початковий стан. Яка виникає між силовими контактами 1 і 5 дуга гаситься в дугогасительной камері 4, що виготовляється з жаростійкого ізоляційного матеріалу.

Магнітний пускач (рис. 2.15) являє собою комплексний апарат для керування трифазним асинхронним електродвигуном. Пускач забезпечує підключення і відключення елекродвігателя до мережі, а також може забезпечувати тепловий захист і сигналізацію про його роботі.

У відповідності з перерахованими функціями до складу пускача можуть входити контактор, кнопки управління, теплові реле захисту, сигнальні лампи, які розміщуються в одному корпусі.

Випускаються магнітні пускачі розрізняються за призначенням (реверсивні і нереверсивні); за наявністю або відсутністю теплових реле, кнопок управління; за ступенем захисту від впливу навколишнього середовища; за величинами комутованих струмів і напруги головного ланцюга. На малюнку 2.15 наведена конструкція і схема включення магнітного пускача.

Електромагнітне реле являє собою апарат, призначений для комутації слабкострумових ланцюгів управління за допомогою сигналу, що подається на його котушку. Електромагнітні реле застосовуються в якості проміжних елементів для передачі команд з одного ланцюга в іншу і розмноження сигналів. Вони можуть використовуватися в якості датчиків струму і напруги, вихідних елементів різних регуляторів. Таким чином, електромагнітні реле виконують різноманітні функції управління, контролю, захисту і блокування в системах автоматизації. Пристрій і принцип роботи електромагнітного реле постійного струму показані на малюнку 2.16.

На осерді з феромагнітного матеріалу 2 магнітної системи реле розташована котушка 1, по обмотці якої протікає струм вхідного сигналу. Коли струм (напруга) в ланцюзі котушки перевищить струм (напруга) спрацьовування реле, якір 3, долаючи протидіє силу пружини 10, притягається до сердечника 2 і траверса 6 забезпечить замикання контактів 8 і розмикання контактів 7. При зменшенні струму (напруги) в котушці якір під впливом пружини 10 перейде в початковий стан.

Струм навантаження / в протікає через контакт 1 автоматичного вимикача, через нагрівач теплового реле 6, котушку 9 реле максимального струму. При короткому замиканні в захищається ланцюга струм різко зростає і сердечник 10 втягується в котушку 9 і штовхачем 8 впливає на важіль 5. Важіль 5 піднімає засувку 4, яка звільняє важіль 3, і під дією пружини 2 контакт / вимикача розмикається.

При перевантаженні ланцюга відключення відбувається з витримкою часу, зворотного величині струму перевантаження. Коли струм в захищається ланцюга більше допустимого, але менше струму короткого замикання, відбувається нагрів елемента 6 теплового реле, що викликає нагрівання і деформацію біметалічної пластини 7. В результаті вигину пластини 7 важіль 5 звільняє засувку 4 і під дією пружини 2 контакт 1 розмикається.

Захисно-пристрої, що вимикають в електроприводах застосовуються наступних видів: вбудованої температурного захисту; захисту від ураження електричним струмом; захисту електродвигунів та інших споживачів трифазного струму від роботи на двох фазах і від асиметрії міжфазних напруг.