Аппаратура цепей дистанционного управления

Для реализации схем управления электроприводом выпускается приводимая в действие вручную и автоматизированная, включаемая с помощью соответствующих устройств или реле, аппаратура. Ее выбор зависит от вида тока, напряжения, мощности привода и типа электрической защиты. По роду защиты от, внешнего воздействия она подразделяется на открытую (без кожуха), защищенную (с кожухом и защитой токоведущих частей) и закрытую (герметическую и взрывобезопасную). Функционально аппаратура автоматики делится на четыре основные категории: пусковую, управления, защиты и командоаппараты.

Самым ответственным элементом электрических цепей и устройств принято считать контакты, определяющие в целом их надежность. Различают контакты неподвижные (клеммы) и подвижные, которые классифицируют в зависимости от вида соприкасающихся узлов на поверхностные (плоскостные), линейные и точечные. По характеру действия на цепь подвижные контакты могут быть нормально открытыми (разомкнутыми) НО и нормально закрытыми (замкнутыми) H3. В последнее время в схемах автоматики получили распространение магнитоуправляемые герметические контакты (герконы), впаянные в герметический стеклянный баллончик и приводимые в действие электромагнитом, например ферритом

Рис. 7.

Контактор - электромагнитный выключатель, устройство которого аналогично устройству реле (только рассчитано на более мощные токи), служит для переключений в главной цепи электродвигателя. Обычно контактор имеет от одной до пяти пар контактов (полюсов), главные и вспомогательные, например блок-контакты для кнопочного управления СДУ. Срок службы контакторов составляет до 3×10⁷ включений, время срабатывания - 0,04...0,25 с,- отпускания - 0,07...0,17 с.

Магнитный пускатель - контактор, оборудованный тепловыми реле РТ и искрогасителями И (рис. 7, а). На рисунке показаны главные контактьГ₁....Гз, блок-контакты Б, силовая катушка К с сердечником С.

В качестве защитного устройства при небольших, но длительных перегрузках обычно используется тепловое реле схема которого приведена на рис. 7, б. В силовую цепь С включается нагревательный элемент 2, который в нормальном режиме не оказывает никакого влияния на помещенную под ним биметаллическую пластину 3, находящуюся в зацеплении с двуплечим рычагом 4, нагруженным пружиной 5. Последняя стремится повернуть рычаг и разомкнуть контакты К, включенные в цепь управления У. Этому мешает биметаллическая пластина, играющая, роль своеобразного стопора. При перегрузке ток (на 10...20% больше номинального) нагревает элемент, пластина изгибается, освобождает рычаг - цепь управления размыкается, выключается контактор, а вместе с ним и двигатель. После устранения причины перегрузки кнопкой возврата 1 восстанавливают исходное положение рычага теплового реле (спустя 2...3 мин). При чрезмерных перегрузках (ток превышает в 2,5 раза номинальный) и коротких замыканиях используются плавкие предохранители из легкоплавкой проволоки, помещенной в трубчатый защитный (фаянс, керамика) корпус, заполненный кварцевым песком.

В схемах электропривода широко применяются электромагнитные реле, выполняющие функции управления, защиты и блокировки. Они подразделяются по виду величины срабатывания на токовые, частотные и реле напряжения. Защитные реле настраиваются на определенный ток, напряжение или частоту, превышение или понижение которых (максимальные или минимальные, нулевые реле) приводит к их срабатыванию. Как правило, все реле - быстродействующие, исключением являются реле времени, которые производят коммутацию спустя определенное время - от долей секунды до десятков минут и более. В качестве механизмов выдержки времени: используют экраны, часовые механизмы, гидравлические и пневматические демпферы. Реле, предназначенные для усиления и размножения командного импульса, имеющие до 20 контактов, называют промежуточным.

Командоаппараты представляют собой включающие и переключающие устройства, необходимые для ручного управления электроприводом. Наиболее простыми командоаппаратами являются рубильники, служащие для включения и отключения цепей, находящихся под напряжением, но ток по которым не проходит (исключение составляют слаботочные цепи). Разновидностью являются пусковые ящики, применяемые в сырых и загазованных помещениях, имеющие в своем комплекте плавкие предохранители. Пакетные выключатели (ключи) отличаются компактностью при довольно большой разрывной мощности (60А при 380В). Широкое распространение получили кнопочные командоаппараты, или кнопочные станции, которые представляют контактные устройства, позволяющие производить простые операции ручного управления. Кнопочные станции подразделяются на ручные и ножные, с самовозвратом и фиксацией. Они могут быть одноцепными и многоцепными, т. е. предусматриваются переключения внутри самой кнопочной станции Простейшая кнопочная станция (рис. 8) обычно имеет две кнопки «Пуск» и «Стоп» с НО и НЗ контактами и электрическую схему, позволяющую подключать ее в цепь управления к магнитному пускателю и к другим устройствам. Более сложные кнопочные станции могут иметь до 12 кнопок.

Рис. 8.

При наличии большого числа цепей управления используются барабанные и кулачковые командоконтролеры со скользящими контактами, позволяющие осуществлять более сложные переключения.

K командоаппаратам относят иногда путевые и конечные выключатели, применяемые для обеспечения безопасной эксплуатации установок и их узлов, а также управления отдельными производственными операциями. Путевой выключатель в зависимости от перемещения объекта, пройденного пути переводит электродвигатель на режим торможения, реверса (например, возвратно-поступательное движение суппорта станка) и т. д. Для отключения электродвигателя при достижении объектом крайних положений (положение «открыто - закрыто» поворотной заслонки в трубопроводе) служат концевые (конечные) выключатели. Воздействие на эти устройства - механическое.

Для электродвигателей постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором применяют пусковые реостаты, которые обеспечивают требуемую плавность хода и ограничение пусковых токов в требуемых пределах. Известны металлические и жидкостные (раствор Na₂C0₃ в воде) реостаты с системой воздушного, масляного или водяного охлаждения. Определяющим фактором при выборе реостата является выделяемая теплота, зависящая от пускового тока, продолжительности и частоты пусков,

В современных регулируемых электроприводах насосов, компрессоров, вентиляторов могут использоваться для изменения частоты вращения индукторные муфты скольжения, схема асинхронно-вентильного каскада, тиристорные преобразователи и вентильные двигатели, позволяющие также эффективно экономить электроэнергию. Например, замена в управлении дымососами направляющих аппаратов индукторными муфтами или преобразователями может дать экономию до 7%.