Электрические схемы и их начертание

Любое электротехническое устройство состоит из определенного количества составных элементов, объединенных в общую систему с четким, заранее установленным порядком взаимодействия. Графическое изображение элементов системы и связей между ними называется схемой электротехнического устройства.

Различают структурные, функциональные, принципиальные, схемы соединений (монтажные) и другие схемы.

На структурной схеме весь прибор или систему показывают в виде его укрупненных функциональных частей.

Функциональная схема дает более подробное представление о системе, чем структурная. По функциональной схеме разрабатывается принципиальная схема.

На принципиальной схеме дается детальное представление о принципе работы установки (системы). На этой схеме в виде условных графических и буквенных обозначений изображены все элементы приборов и устройств, составляющих установку и все связи между ними.

Схема соединений (монтажная) показывает соединения в аппарате, на панели, на станции управления и определяет провода и кабели, которыми ведется монтаж, а также показывает места, к которым присоединяются провода (клеммы, разъемы, проходные изоляторы и др.).

На принципиальных схемах аппараты и их элементы обозначаются буквами в соответствии с требованиями ГОСТ 2.710–81. КМ – контактор (магнитный пускатель), К – реле промежуточное, КН – реле указательное, КА – реле токовое, КК – реле электротепловое, КР – реле поляризованное, КТ – реле времени, KV – реле напряжения, РА – амперметр, PV –вольтметр, PW – ваттметр, QF – выключатель автоматический (в силовых цепях), QS – разъединитель, в цепях управления: SA – выключатель или переключатель, SB – выключатель кнопочный, SF – выключатель автоматический; выключатели, срабатывающие от различных воздействий: SL – от уровня, SP – от давления, SQ – от положения, SR – от частоты вращения, SK – от температуры; ТА – трансформатор тока, TV – трансформатор напряжения, VD – диод и стабилитрон, VT – транзистор, VS – тиристор, YA – электромагнит.

При одинаковом назначении нескольких аппаратов после букв ставится порядковая цифра КМ1, КМ2, КМ3; К1, К2, К3.

Контакты в элементных схемах изображаются в их нормальном положении, т.е. при отсутствии напряжения на катушках контакторов, магнитных пускателе, реле и т.д.

Порядок замыкания контактов универсальных переключателей, реле времени, конечных выключателе исполнительных механизмов, регуляторов температуры указывается в виде специальных диаграмм на чертежах со схемами.

Для примера начертания электрических схем релейно-контакторного управления рассмотрим принципиальную электрическую схему местного и дистанционного управления нереверсивным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором (рис. 2.21).

Рис. 2.21. Принципиальная электрическая схема местного

и дистанционного управления асинхронным двигателем

с короткозамкнутым ротором

Данная схема может быть применена для управления электроприводом вентилятора, насоса, компрессора, транспортера и др. Все элементы схемы имеют графическое и буквенное обозначение в соответствие с ГОСТ 2.710–81. Зажимы всех элементов в цепи управления имеют также цифровое обозначение 1, 3, 5 и т.д.

Схема состоит из силовой цепи и цепи управления. В силовую цепь включены: автоматический выключатель QF1, силовые контакты магнитного пускателя КМ1, нагревательные элементы электротеплового реле КК1 и электродвигатель М1. В этой цепи могут проходить большие токи до 100 А и более.

В цепь управления включаются катушки электромагнитных аппаратов, избиратели режимов управления электроприводом, сигнальная арматура, кнопки управления и аппараты защиты цепи. В этой цепи токи не превышают 1 А.

Принцип работы схемы. Перед началом пуска электродвигателя включают автоматический выключатель QF1 и устанавливают переключатель SA в положение . Схемой предусмотрено два вида управления – местное и дистанционное. При местном управлении переключатель SA устанавливают в положение М (местное). В этот момент замыкаются контакты (9-13) переключателя SA. Для включения электродвигателя М1 нажатием на кнопку управления SB3 (пуск)подается питание на катушку магнитного пускателя КМ1, который срабатывает и замыкает свои силовые контакты КМ1 в цепи электродвигателя М1. Электродвигатель включается в работу и передает вращение рабочей машине (насосу, вентилятору и т.д.). Одновременно замыкаются блок-контакты КМ1 (7-13) в цепи управления, которые шунтируют кнопку SB3. Теперь кнопку SB3 можно отпустить. Ток на катушку КМ1 будет поступать через замыкающий блок-контакт КМ1 (7-13). Если насос НЦ1 включился в работу, то замыкаются контакты датчика давления SP и загорается сигнальная лампа HL1, сигнализирующая о нормальной работе электропривода насоса. Для отключения электродвигателя М1 необходимо нажать на кнопку управления SB1 (стоп), контакты которой разрывают цепь питания катушки КМ1 и магнитный пускатель отключается. Все его контакты принимают первоначальное состояние.

При дистанционном управлении электроприводом насоса переключатель SA переводят в положение Д (дистанционное). В этот момент замыкаются контакты (11-13) переключателя SA. Процесс пуска и остановки электродвигателя М1 осуществляется аналогично управлению электродвигателем в режиме местного управления. Нажатием на кнопку управления SB4 осуществляют пуск электродвигателя, а кнопкой SB2 отключают электродвигатель от сети.

Максимальная защита электродвигателя осуществляется электромагнитным расцепителем автоматического выключателя QF1, а защита от перегрузки – электротепловым реле КК1 и тепловым расцепителем автоматического выключателя QF1. Защита от токов короткого замыкания цепи управления осуществляется плавким предохранителем FU.

2.3.2. Электрическая схема управления задвижкой

Для управления задвижками применяется реверсивный электропривод. Задвижки с электрическим приводом широко применяются в схемах управления паровых и водогрейных котлов. Их устанавливают на трубопроводах сетевой воды до и после котла, газопроводе и мазутопроводе к котлу, трубопроводах обвязки насоса питательной воды, на напорном трубопроводе сетевой воды.

Для примера рассмотрим схему управления электроприводом задвижки на напорном трубопроводе сетевой воды (рис. 2.22) [9]. В схеме применен реверсивный магнитный пускатель, состоящий из двух контакторов КМ1, КМ2 и электротеплового реле КК. Схемой предусматривается ручное и автоматическое управление электроприводом. В ручном режиме нажатием на кнопку управления SB1 подается напряжение на катушку КМ1 магнитного пускателя открытия задвижки. При достижении запорным органом полного открытия конечный выключатель SQ1 разрывает цепь питания катушки магнитного пускателя, и электропривод останавливается. Закрытие задвижки осуществляется дом нажатием на кнопку управления SB2.

Останов электропривода при закрытии задвижки осуществляется муфтой предельного момента SQ5. При достижении необходимой плотности при закрытии задвижки момент вращения, развиваемый электроприводом, становится больше номинального значения, и муфта предельного момента воздействует на конечный выключатель SQ5, который, срабатывая, кратковременно размыкает свой контакт. Цепь катушки КМ2 магнитного пускателя разрывается, и электропривод останавливается. Для прекращения действия ошибочно поданной команды, а также для

кратковременно остановки задвижки в промежуточном положении в схеме предусматривается установка кнопки управления SB3 (Стоп).

Рис. 2.22. Принципиальная электрическая схема управления

электроприводом задвижки на напорном трубопроводе се- тевой воды

При включении магнитным пускателем электропривода на открытие задвижки блок-контактом контактора КМ1 размыкается цепь катушки контактора КМ2, и наоборот, то есть в схеме предусмотрена электрическая блокировка, исключающая возможность одновременного включения обеих катушек реверсивного магнитного пускателя. Сигнальные лампы HL1, HL2 и HL3 сигнализируют соответственно полное открытие, полное закрытие запорного органа и срабатывание муфты предельного момента. Ключ SA, установленный в цепях сигнальных ламп HL1 и HL2, обеспечивает эксплуатацию щита автоматизации с нормально погашенными сигнальными лампами.

В автоматическом режиме открытие и закрытие задвижки осуществляется контактами К1 реле дистанционного управления К1 насоса сетевой воды(см. рис. 2.27). При пуске электродвигателя насоса задвижка открывается и после его отключения закрывается.

Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов — Дистанционное управление электроприводами

Содержание материала

Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов
Газоразрядные лампы
Установки для электрического освещения
Облучение растений в теплицах
Применение осветительных установок на птицефермах
Установки ультрафиолетового облучения
Установки инфракрасного нагрева
Электротехнологические установки
Установки электронно-ионной технологии
Ультразвуковая техника
Установки для магнитной обработки материалов
Устройства для обработки сред электрическим током
Электропривод и его основные части
Характеристики и режимы работы электродвигателей
Регулирование скорости в электроприводах
Выбор электродвигателей
Аппаратура управления электродвигателями
Рубильники и переключатели
Путевые выключатели
Контакторы и электромагнитные пускатели
Реле управления
Тиристорные пускатели
Логические элементы
Плавкие предохранители
Автоматические выключатели
Тепловые реле и температурная зашита
Автоматическое управление электроприводами
Принципы управления двигателями постоянного тока
Схемы управления асинхронными электродвигателями
Блокировочные связи и сигнализация в схемах управления электроприводами
Следящий привод, применение магнитных и тиристорных усилителей
Дистанционное управление электроприводами
Электропривод ручных инструментов и стригальных машинок
Управление электроприводами поточных линий
Электропривод поточных линий приготовления кормов
Управление поточными линиями кормораздачи
Управление электроприводами комплекса машин по удалению навоза и помета
Эффективность и перспективы электрификации тепловых процессов, способы нагрева
Способы охлаждения и типы холодильных машин
Электродуговые нагреватели
Индукционные и диэлектрические нагреватели
Автоматизация электронагревательных установок
Выбор и настройка автоматических регуляторов электронагревательных установок
Электрические водонагреватели и котлы
Электродные водогрейные и паровые котлы
Электрооборудование и автоматизация электрокотельных, электрокалориферные установки
Электрообогреваемые полы
Средства местного электрообогрева
Электрические инкубаторы
Электрический обогрев парников и теплиц
Установки для электротепловой обработки продуктов и кормов
Электротерморадиационная и высокочастотная сушка
Электротепловая обработка пищевых продуктов и кормов
Электротермические печи
Электросварочное оборудование
Высокочастотные установки
Низкотемпературные установки
Холодильные производственные установки
Электрооборудование и автоматизация плодо- и овощехранилищ

Читать еще: Двигатель d15b на какие машины

Дистанционное управление электроприводами применяется в первую очередь там, где нужно объединить территориально разобщенные объекты в единый производственный комплекс с централизованным управлением. Это обычно связывают с особенностями современных сельскохозяйственных предприятий:
строгая регламентация режимов отдельных технологических процессов по параметрам режима и времени исполнения;
большая рассредоточенность средств механизации и оборудования на территории и в помещениях комплексов;
недопустимость длительного простоя технических средств жизнеобеспечения из-за неисправности;
строгие зооветеринарные ограничения на перемещение обслуживающего персонала.
В сложных системах централизованного управления применяются различные устройства, приборы и аппараты, в том числе и электронно-вычислительные машины, при помощи которых автоматически избираются оптимальные режимы производственных механизмов. Такие системы получили название автоматизированных систем управления технологическими процессами, или сокращенно АСУТП.
В устройствах с местным управлением (рис. 13.14,а) органы управления и объекты управления соединяются проводниками, по которым протекает ток, необходимый для работы электродвигателя. При этом требуется прокладка силовой линии между органом управления (выключатель) и объектом управления, что целесообразно для сравнительно небольших расстояний.
Для устройств с дистанционным управлением характерно наличие отдельной линии связи между каждым органом управления и каждым объектом управления взамен силовой линии при местном управлении. С этой целью, например, для включения и отключения электродвигателя на объекте при дистанционном управлении вблизи объекта Об (рис. 13.14,6) устанавливается магнитный пускатель К, силовые контакты которого замыкают цепь объекта, а цепь управления катушкой магнитного пускателя соединяется с органом управления отдельной линией связи. Сигналы от объектов управления подводятся к пункту управления также отдельными проводными линиями.

Рис. 13.14. Местное и дистанционное управление электроприводами:
а — местное управление; б — дистанционное управление магнитным пускателем.
Рис. 13.15. Дистанционное управление с механической фиксацией.

Недостатком схемы (рис. 13.14,6) является, во-первых, ограниченная дальность действия, так как обмотка магнитного пускателя включена непосредственно в линию связи; во-вторых, высокое напряжение линии связи, что обусловливает использование более дорогих марок кабеля; в-третьих, даже при кратковременном исчезновении напряжения на пункте управления (ПУ) происходит отключение всех управляемых объектов.
Этот недостаток устранен в схеме дистанционного управления магнитным пускателем, изображенной на рисунке 13.15.
В линию связи между ДП и контролируемым пунктом (КП) включаются катушки электромагнитного реле с механической блокировкой. При замыкании кнопки S1 получает питание включающая катушка реле К1. При отпускании кнопки S1 пускатель К2 остается во включенном положении благодаря защелке реле. Для отключения пускателя служит кнопка S2.

Рис. 13.16. Групповой выбор при дистанционном управлении.
Рис. 13.17. Схема дистанционного управления магнитным пускателем с использованием качественных признаков тока.

В этом случае каждая посылка приказа управления или передача извещения о состоянии управляемого объекта осуществляется по самостоятельному проводу. Общее число проводов, необходимое для передачи всего объема информации п=т+т’, где т — общее число команд и извещений; т’ — число обратных проводов. Довольно часто все обратные провода соединяют в один, то есть принимают т ‘= 1 или используют для этой цели нулевой провод силовой сети.
Групповой метод. Непосредственные способы выбора объектов управления характерны тем, что для каждого передаваемого сигнала или объекта управления на ДП устанавливают командные аппараты (кнопки, выключатели, клавиши и т. д.). Отличительной особенностью группового метода является то, что исполнительная цепь данного объекта выбирается в несколько приемов.
Например, первой командой выбирается группа объектов, второй — сам объект. Число ступеней выбора может быть различным.
На рисунке 13.16 показан двухступенчатый выбор одного из четырех объектов, размещенных в двух аналогичных помещениях.
Для этой цели на ДП устанавливают два ключа S1 и 2 для выбора помещения и четыре кнопочных выключателя S3. S6 для проведения операций «включить» и «отключить» по каждому из двух объектов независимо.
Например, для включения объекта 1, размещенного на КП1, выбирают одну из групп (первую), в каждом из которых два объекта. Для этого замыкают ключ SB2, а затем кнопку SB3, что обеспечит выбор объекта и исполнения операции (включить). Для выполнения операции «отключить» необходимо нажать кнопку SB4. Проведение операций сопровождается световой сигнализацией посредством ламп HL1 и HL2, которые также являются групповыми.
Число проводов линии связи между КП (помещениями), если она имеет цепочную структуру, определяется из следующего выражения:
m = n + q,
где q — число передаваемых сигналов; п — количество КП.
Качественный метод может быть использован для избирания объектов управления с целью сокращения проводов линии связи. Данный метод характеризуется передачей по одному и тому же проводу сигналов (импульсов тока), различающихся качественными признаками.
Рассмотрим схему управления и сигнализации для одного объекта, например магнитного пускателя (рис. 13.17). В этой схеме использованы два качественных признака — амплитудный и полярный. При включенном магнитном пускателе благодаря полярному признаку избирания образуется цепь: заземленный полюс источника питания, блок-контакт магнитного пускателя К2, отключающаяся обмотка реле К.1, диод V3, линия связи, сигнальная лампа Н, диод V2, другой полюс источника питания. Сила тока, проходящего через эту цепь, благодаря амплитудному признаку достаточна для зажигания лампы, но недостаточна для срабатывания отключающей катушки реле К1.
При нажатии кнопки S2 «откл.» лампа шунтируется, цепь замыкается только через отключающую обмотку KC-II, в которой ток возрастает и реле отключает магнитный пускатель К2.
Так как в данной схеме происходит однополупериодное выпрямление тока, то диоды V3 и V4, кроме того, устраняют вибрацию реле.
Таким образом, управление и сигнализация для одного объекта выполняются по одному прямому проводу. В схеме же рисунка 13.15 для осуществления тех же функций три прямых провода.
Применение качественного метода при групповом способе избирания также значительно сокращает количество проводов в линии связи, однако сопряжено с усложнением аппаратуры как на ДП, так и на КП.
Системы телемеханики отличаются от вышеприведенных устройств дистанционного управления тем, что все сигналы управления, сигнализации, а во многих случаях и сигналы телеизмерения передаются чаще всего по одной паре проводов линии связи благодаря распределительному принципу избирания. У них сложная структура, они дорого стоят, требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала, и их применение оправдывается в том случае, когда расстояние между ДП и КП превышает несколько километров.

Программное управление.

Системы централизованного программного управления приводами без вмешательства диспетчера выполняют операции по заранее заданным условиям.
Примерами установок, работающих по сигналам программных устройств, размещаемых на ДП, могут служить, например, кормораздатчики и транспортеры для уборки помещений.
На рисунке 13.18 показана принципиальная схема системы централизованного программного управления транспортными механизмами для нескольких помещений. Она включает в себя программное устройство (контакты Q1. Q4), переключатели программы Sl. Sn (по числу помещений п), распределитель (контакты Е1. Еп) и исполнительные устройства (К1 . Кп), установленные около транспортеров.
В качестве программного устройства используются реле времени типа 2РВМ с суточным циклом. Для четырех программ таким образом на ДП требуются два реле времени.
Предположим, что переключатель S1 установлен в положение «1». Тогда при замкнутом контакте Q1 в момент подачи распределителем напряжения на шинку 1 замкнется цепь: «плюс» источника питания, контакт Е1 распределителя, диод VI, переключатель S1, контакт Q1, резистор R1, управляющий электрод, катод тиристора VT1, «минус» источника питания. Тиристор VT1 открывается, благодаря чему замкнется цепь включающей катушки К1 — I, управляющей электромагнитным пускателем транспортера (на схеме не показано).

Рис. 13.18. Принципиальная электрическая схема программного дистанционного управления электроприводами.

После размыкания контакта Q1 в момент поступления положительного сигнала на шинку 1 включается тиристор VT2, так как с его цепи возбуждения снимается шунт — диод V(2п+1), анод — катод тиристора VT1, благодаря чему получит питание отключающая катушка реле К1-2.
При переводе переключателя в положение «2» число включений транспортера в сутки будет определяться уже числом срабатываний контакта Q2.
Централизованное программное управление технологическими процессами в некоторых случаях позволяет уменьшить капитальные вложения на устройства местной автоматики и улучшить надежность всей системы в целом за счет многократного использования аппаратуры ДП.
Для организации рабочего места диспетчера и размещения аппаратуры управления и контроля, а также для хранения рабочей документации промышленность изготовляет диспетчерские столы типа КЗСП.
Столы образуются из тумб и столешниц с горизонтальной поверхностью. Конструкция столов предусматривает установку над столешницей одного или двух корпусов для размещения приборов контроля и других устройств.
Тумбы предназначены для размещения в них выводных устройств, клеммников и слаботочной аппаратуры.
Верхняя панель тумбы предназначена для размещения командной аппаратуры и приборов связи. На панели приборного корпуса размещают обобщенную мнемоническую схему КП и лампы-клавиши групповой сигнализации, размещение которых приближают к топографическому расположению КП.

Дистанционное управление мощными электрическими цепями при помощи коммутационных аппаратов

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 03.06.2018 2018-06-03

Статья просмотрена: 1260 раз

Библиографическое описание:

Дягилев, А. А. Дистанционное управление мощными электрическими цепями при помощи коммутационных аппаратов / А. А. Дягилев, С. В. Мелехина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 22 (208). — С. 149-151. — URL: https://moluch.ru/archive/208/51105/ (дата обращения: 28.08.2021).

Читать еще: Что такое мкс в двигателе

В настоящее время дистанционное управление развивается во всех сферах промышленности. В области электроэнергетики оно занимает не последнее место. Различные методы дистанционного управления широко применяются для осветительных установок, работы трансформаторных подстанций, различных компенсирующий устройств, электрических двигателей и так далее.

В данной статье рассматриваются устройства при помощи которых осуществляется дистанционное управление электрическими цепями при помощи коммутационных аппаратов. А также описывается методика выбора контакторов и магнитных пускателей.

Развитие современной техники невозможно без широкого использования электрических и электронных аппаратов.

Самое понятие электрический аппарат охватывает огромный спектр устройств.

Электрический аппарат — это устройство необходимое для осуществления операций запуска и отключения цепей электрического тока. Данное оборудование требуется для выполнения различных функций, таких как контроль, защита и управление различными установками, которые в свою очередь служащими для передачи электроэнергии, её преобразования и распределения.

По назначению электрические аппараты подразделяются на группы. Мы рассмотрим коммутационные устройства -рубильники, пакетные выключатели нагрузки, короткозамыкатели, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, автоматические выключатели, предохранители, которые служат для включения и отключения электрических цепей. [1]

Коммутационные аппараты можно разделить на:

‒ аппараты распределения (различные выключатели, переключатели, разъединители, короткозамыкатели, отделители и т. д.);

‒ аппараты управления (контакторы, пускатели, сильноточные реле).

Управление выключателями может осуществляться местно или дистанционно.

Местное — это управление выключателем при помощи аппаратов, которые расположены вблизи от него.

Под дистанционным понимают управление выключателями со щита управления, при подаче на схему управления определённых команд. Его особенностью является то, что управление выключателем может осуществляться на различном расстоянии от выключателя. Это достигается при помощи различных устройств релейной защиты и автоматики, которые связаны с цепями управления коммутационных аппаратов таких как контакторы, электромагнитные пускатели, высоковольтные выключатели. То есть устройства РЗА воздействуют на данные аппараты, включают их или отключают. За состоянием коммутационных аппаратов постоянно ведется контроль при помощи сигнальных приборов.

Самыми распространенными аппаратами, которые используются при дистанционном управлении являются контакторы и магнитные пускатели, опишем их основные принципы работы и строения, а также разберемся как выбрать контактор или магнитный пускателей для управления и защиты электрических двигателей.

Для начала определимся что же такое контактор?

Это электрический аппарат с дистанционным управлением, предназначенный для частых коммутаций силовых электрических цепей при нормальных токах нагрузки, также для редких отключений при токах перегрузки. [1]

Классификация контакторов разнообразна, но в основном все контакторы различаются:

‒ по роду тока коммутируемой цепи (контакторы постоянного и переменного тока)

‒ в зависимости от привода (электромагнитные и пневматические)

‒ по положению главных контактов (контакторы с нормально открытыми, закрытыми и смешанными контактами). [1]

Род коммутируемого тока определяет специфические конструктивные особенности контакторов. Поэтому контакторы переменного и постоянного тока обычно не взаимозаменяемы. Однако имеются и такие серии контакторов, которые могут коммутировать электрические цепи как постоянного, так и переменного тока. [1]

Контакторы постоянного тока изготавливают одно или двух с номинальными токами главных контактов от 4 до 2500 А. Основным данные контакторы применяют для управления двигателями постоянного тока. Особенностью работы контакторов переменного тока является питание катушки переменным током, что повышает ток срабатывании в несколько раз.

Более совершенными устройствами управления являются магнитные пускатели. Магнитный пускатель — электрический аппарат, предназначенный для пуска, реверса и отключения электродвигателей. Магнитный пускатель, — по существу, контактор переменного или постоянного тока для коммутации цепей двигателей (при переменном токе — асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором). [1]

Пускатели классифицируются: по роду тока главных контактов; виду схемы включения электродвигателя (нереверсивный или реверсивный); номинальному напряжению главной цепи; степени защиты; наличию кнопочного поста на корпусе; наличию дополнительных (сигнальных, блокировочных) контактов, роду тока и по напряжению втягивающей катушки. [1]

Так в соответствии с функциями пускателя в его состав может входить контактор, кнопки управления, тепловые реле защиты, сигнальные лампы. И все эти элементы размещаются в одном корпусе. В основном пускатели различают по рабочему напряжению, степени защиты, уровням коммутируемых токов. Существуют пускатели нереверсивные и реверсивные, со встроенными тепловыми реле и кнопками управления.

Достаточно часто в состав пускателя входит тепловое реле, которое защищает его от токовых перегрузок.

Принцип работы теплового реле заключается в подборе под определенный рабочий ток при превышении предела которого происходит нагрев и разрыв контактов, которые размыкают цепь и отключают пускатель. Но важно учитывать, что тепловое реле не защищает от короткого замыкания, а обеспечивает отключение электрического двигателя.

Также важно отметить, что магнитный пускатель используется в установках мощностью до 65 Вт, при большей мощности используют контакторы

Ранее мы описали разновидности коммутационных устройств, используемых для управления. Но правильный выбор этих устройств является важным этапом работы.

Опишем методику рационального выбора пускозащитных аппаратов для цепей управления приемников электрической энергии (таких как электрических печей, электромагнитных приводов, высоковольтных выключателей, электроосветительной аппаратуры, а также электродвигателей).

Так как существует огромное количество разнообразных схем управления, то исполнительные элементы так же достаточно разнообразны.

Одними из основных показателей, которые характеризуют качество исполнительных элементов являются надёжность, экономичность, длительный срок службы, малая масса и габаритные размеры, низкие эксплуатационные затраты, маленькая стоимость и высокая технологичность.

Мы рассмотрим контактные исполнительные элементы управления — это контакторы и магнитные пускатели. Которые выбираются по таким основным техническим параметрам, как:

Назначение и область применения.
Роду тока, количеству и исполнению главных и вспомогательных контактов.
Номинальному напряжению и току главной цепи
Категории применения (обусловлены различными режимами отключения электрических цепей контакторами).
Режиму работы
Климатическому исполнению и категории размещения
Механической и коммутационной износостойкости
Номинальному напряжению и потребляемой мощности включающих катушек.

Для аппаратов управления (контакторов и пускателей) важным параметром является категория применения аппарата. Категория применения определяет область применения электрического аппарата в зависимости от характера нагрузки и условий эксплуатации. В данных категориях указывают режим работы, то есть частоту коммутаций. [2]

Для каждой категории выделяют четыре показателя.

‒ Область применения аппарата (тип коммутируемой нагрузки). То есть аппарат в каждой категории работает с определенным типом нагрузки. Например, в категории АС-1 нагрузка является активной или слабо индуктивной. А работая в категории АС-4 аппарат включает пусковые токи асинхронного двигателя и отключает статорную обмотку медленно вращающегося или неподвижного двигателя. И так далее.

‒ Коммутируемый ток Io — коммутационная способность аппарата контактно дугогасительной системы.

‒ Напряжение U, определяемое в соотношении с номинальным рабочим напряжением.

‒ Характер коммутируемой нагрузки, определяемый коэффициентом мощности (для цепей переменного тока) и тау для цепей постоянного тока. [2]

Контакторы и пускатели часто разрабатывают для определенного типа объекта управления.

Последовательность выбора аппаратов:

Изначально выбирается двигатель, для которого будет производится выбор аппаратов. Необходимо узнать его основные технические параметры (Рном номинальная мощность, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности , Uн.лин, время пуска двигателя и так далее в зависимости от типа двигателя).
Далее необходимо определитель номинальные параметры двигателя такие как:

Номинальный ток двигателя

Пусковой ток двигателя (его действующее значение):

Ударный пусковой ток (амплитудное значение)

Выбор аппаратов по основным техническим параметрам.

То есть на данном этапе происходит выбор уже конкретного пускателя или контактора. И на основании его технических параметров (номинального тока, категории применения, степени защиты, числу вспомогательных контактов, климатическому исполнению) производится проверка его работоспособности в данных конкретных условиях с данным электродвигателей.

Выбор аппаратов по технико-экономическим критериям. [2]

На данном этапе учитываются износостойкость выбранных аппаратов и другие экономические параметры.

Таким образом в данной работе дано определение электрическим аппаратам, приведена их классификация. Более подробно рассмотрены коммутационные аппараты. Даны определения понятиям местного и дистанционного управления, а также приведена методика выбора контакторов и магнитных пускателей.

Сипайлова Н. Ю. Электрические и электронные аппараты: учебное пособие, Томский политехнический университет. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. -235с.
Розанов Ю. К. Электрические и электронные аппараты. 2-еизд., испр, и доп. — М.: Информэлектро, 2001. — 420 с.

Магнитный пускатель с тепловым реле и кнопками управления, схема, принцип действия

Магнитный пускатель наиболее часто используется для управления электродвигателями. Хотя есть у него и другие сферы применения: управление освещением, отоплением, коммутация мощных нагрузок. Их включение и отключение может выполняться как вручную, при помощи кнопок управления, так и с применением систем автоматики. О подключении кнопок управления к магнитному пускателю мы и поговорим.

Кнопки управления пускателей
Магнитный пускатель
Схема управления пускателем на 220 В
Схема управления пускателем на 380 В
Подключение теплового реле в схему пускателя
Проверка работоспособности схемы

Кнопки управления пускателей

В общем случае потребуется две кнопки: одна для включения и одна для отключения. Обратите внимание, что у них для управления пускателем используются разные по назначению контакты. У кнопки «Стоп» они нормально замкнуты, то есть, если кнопка не нажата, группа контактов замкнута, и размыкается при активации кнопки.

У кнопки «Пуск» все наоборот.

Эти устройства могут содержать или только конкретный, нужный для работы элемент, либо быть универсальными, включая в себя и по одному замкнутому и разомкнутому контакту. В этом случае необходимо выбрать правильный.

Производители обычно снабжают свою продукцию символьными обозначениями, позволяющими определить назначение той или оной контактной группы. Стоповую кнопку обычно окрашивают в красный цвет. Цвет пусковой традиционно черный, то приветствуется зеленый, который соответствует сигналу «Включено» или «Включить». Такие кнопки используются, в основном, на дверях шкафов и панелях управления двигателями станков.

Простейшая рабочая схема пускателя с тепловым реле

Магнитный пускатель

Теперь о том, на что следует обратить внимание, рассматривая сам пускатель перед его подключением. Самое важное – напряжение катушки управления, которое указано либо на ней самой, либо неподалеку. Если надпись гласит 220 В АС (или рядом с 220 стоит значок переменного тока), то для работы схемы управления потребуется фаза и ноль.

Интересное видео о работе магнитного пускателя смотрите ниже:

Если же это 380 В АС (того же переменного тока), то управлять пускателем будут две фазы. В процессе описания работы схемы управления будет понятно, в чем отличие.

При любых других значениях напряжения, наличии знака постоянного тока или букв DC подключить изделие к сети не получится. Оно предназначено для других цепей.

Еще нам потребуется использовать дополнительный контакт пускателя, называемый блок-контактом. У большинства аппаратов он маркируется цифрами 13НО (13NO, просто 13) и 14НО (14NO, 14).

Силовые контакты предназначены для подключения нагрузки, которой они и управляют.

У разных производителей их маркировка отличается, но при их определении сложностей не возникает. Итак, крепим пускатель к поверхности или DIN-рейке в месте его постоянной дислокации, прокладываем силовые и контрольные кабели, начинаем подключение.

Схема управления пускателем на 220 В

Один мудрец сказал: есть 44 схемы подключения кнопок к магнитному пускателю, из которых 3 работают, а остальные – нет. Но правильная – только одна. Про нее и поговорим (смотри схему ниже). Подключение силовых цепей лучше оставить на потом. Так будет проще доступ к винтам катушки, которые всегда перекрываются проводами основной цепи. Для питания цепей управления используем один из фазных контактов, от которой проводник отправляем на один из выводов кнопки «Стоп».

Это может быть или проводник, или жила кабеля.

От кнопки стоп пойдут уже два провода: один к кнопке «Пуск», второй – на блок-контакт пускателя.

Для этого между кнопками ставится перемычка, а к одной из них в месте ее подключения добавляется жила кабеля к пускателю. Со второго вывода кнопки «Пуск» тоже идут два провода: один на второй вывод блок-контакта, второй – к выводу «А1» катушки управления.

При подключении кнопок кабелем перемычка ставится уже на пускателе, к ней подключается третья жила. Второй вывод от катушки (А2) подключается к нулевой клемме. В принципе нет разницы, в каком порядке подключать вывода кнопок и блок-контакта. Желательно только именно вывод «А2» катушки управления соединить с нулевым проводником. Любой электрик ожидает, что нулевой потенциал будет только там.

Схема управления пускателем на 380 В

Все то же самое, но для того, чтобы катушка заработала, проводник от вывода «А2» надо подключить не к нулевой шинке, а к любой другой фазе, не использующейся до этого. Вся схема будет работать от двух фаз.

Подключение теплового реле в схему пускателя

Тепловое реле используется для защиты электродвигателя от перегрузки. Конечно, автоматическим выключателем он защищается при этом все равно, но его теплового элемента для этой цели недостаточно. И его нельзя настроить точно на номинальный ток мотора. Принцип работы теплового реле тот же, что и в автоматическом выключателе.

Ток проходит по греющим элементам, если его величина превысит заданную – отгибается биметаллическая пластинка и переключает контактики.

В этом есть еще одно отличие от автоматического выключателя: само тепловое реле ничего не отключает. Оно просто дает сигнал к отключению. Который нужно правильно использовать. Силовые контакты теплового реле позволяют подключать его к пускателю напрямую, без проводов. Для этого каждый модельный ряд изделий взаимно дополняет друг друга. Например, ИЭК выпускает тепловые реле для своих пускателей, АВВ – своих. И так у каждого производителя. Но изделия разных фирм не стыкуются друг с другом.

Тепловые реле также могут иметь два независимых контакта: нормально замкнуты и нормально разомкнутый. Нам понадобится замкнутый – как в случае с кнопкой «Стоп». Тем более, что и функционально он будет работать так же, как эта кнопка: разрывать цепь питания катушки пускателя, чтобы он отпал.

Теперь потребуется врезать найденные контакты в схему управления. Теоретически это можно сделать почти в любом месте, но традиционно он подключается после катушки.

В описанном выше случае для этого потребуется от вывода «А2» отправить провод на контакт теплового реле, а от второго его контакта – уже туда, где до этого был подключен проводник. В случае с управлением от 220 В это – нулевая шинка, с 380 В – фаза на пускателе. Срабатывание теплового реле у большинства моделей никак не заметно.

Для возврата его в исходное состояние на панели прибора есть небольшая кнопочка, которая перекидывает контакты при нажатии. Но это нужно делать не сразу, а дать реле остыть, иначе контакты не зафиксируются. Перед включением в работу после монтажа кнопку лучше нажать, исключив возможное переключение контактной системы в ходе транспортировки из-за тряски и вибраций.

Интересное видео о работе магнитного пускателя:

Проверка работоспособности схемы

Для того, чтобы понять, правильно собрана схема или нет, нагрузку к пускателю лучше не подключать, оставив его нижние силовые клеммы свободными. Так вы обезопасите коммутируемое оборудование от лишних проблем. Включаем автоматический выключатель, подающий напряжение на испытуемый объект.

Само собой разумеется, пока идет монтаж, он должен быть отключен. А также любым доступным способом предотвращено случайное его включение посторонними лицами. Если после подачи напряжения пускатель не включился самостоятельно – уже хорошо.

Нажимаем на кнопку «Пуск», пускатель должен включиться. Если нет – проверяем замкнутое положение контактов кнопки «Стоп» и состояние теплового реле.

При диагностике неисправности помогает однополюсный указатель напряжения, которым можно легко проверить прохождение фазы через кнопку «Стоп» до кнопки «Пуск». Если при отпускании кнопки «Пуск» пускатель не фиксируется, а отпадает – неправильно подключены блок-контакты.

Электрические схемы и их начертание