Аппараты включения, защиты и управления. Аппараты управления и защиты
Аппаратура управления и защиты электродвигателей
Аппаратура управления и защиты электродвигателей — составная часть электропривода — предназначена для пуска и остановки двигателя, изменения частоты и направления вращения вала двигателя, а также для обеспечения работы электродвигателя в заданных режимах в соответствии с требованиями технологического процесса и для защиты его от ненормальных условий работы.
Аппаратуру управления классифицируют по назначению, способу управления (ручное, автоматическое, дистанционное), роду тока (постоянный или переменный), конструкции, исполнению (открытое, защищенное, пылебрызгонепроницаемое, тропическое и т. п.).
Аппаратура ручного управления приводится в действие обслуживающим персоналом. К аппаратуре ручного управления относятся рубильники, пакетные выключатели и переключатели, пусковые резисторы, кнопочные станции, автоматические выключатели. Ручное управление электроприводами применяют только в установках небольшой мощности с редкими включениями, не требующих дистанционного управления.
Для автоматического управления электроприводом чаще всего применяют релейно-контакторную аппаратуру, в которой используют контакторы, магнитные пускатели с кнопочными станциями, конечные и путевые выключатели, различные реле и т. п. Получают распространение бесконтактные способы управления электроприводами, основанные на применении тиристоров и симисторов.
Рубильники и переключатели предназначены для ручного включения, переключения и отключения электрических цепей с напряжением до 440 (постоянный ток) и 500 В (переменный ток). Рубильники и переключатели изготовляют на токи от 100 до 1500 А, выпускаются они в одно-, двух- и трехполюсном исполнении. По конструкции могут быть открытого типа, предназначенные для компоновки распределительных устройств станций и подстанций, а также с защитными кожухами — для отдельных электрических установок.
Рубильники и переключатели могут иметь центральный рычажный привод или боковую рукоятку. Подвижные контакты—ножи 4 рубильника (рис.38),
поворачиваясь вокруг осей стоек, входят в неподвижные контакты 3, выполненные в виде пружинящих губок. Ножи всех полюсов соединены изоляционной планкой 1, к которой крепится рукоятка 2. Применяются рубильники и с рычажным приводом.
Пакетные выключатели и переключатели предназначены для нечастых включений в цепях с небольшой мощностью (токи до 400 А при напряжении 220 В — постоянный ток и 380 В — переменный ток). Они выпускаются в открытом исполнении, а также с защитным кожухом и рассчитаны для установки на щитах, в распределительных ящиках в сухих помещениях.
Пакетный выключатель (рис.39)
состоит из отдельных сложенных вместе пакетов и приводного механизма. Пакет является одним полюсом выключателя, в котором имеется два разрыва. Неподвижные контакты выполнены в виде массивных пластин из латуни. Подвижный контакт насажен на квадратный изолированный вал выключателя с рукояткой и может поворачиваться вместе с ним.
Движение подвижного контакта создается с помощью приводного механизма. При вращении рукоятки сначала заводится пружина, а затем эта пружина сообщает необходимую скорость контактам.
Пакетные выключатели и переключатели обладают большими преимуществами по сравнению с рубильниками. Они имеют малые габариты, удобны в монтаже, вибро- и удароустойчивы.
Предохранители — самые простые и дешевые аппараты автоматической защиты электродвигателей и других электроприемников от токов короткого замыкания и больших перегрузок. Предохранитель состоит из корпуса и плавкой вставки, изготовляемой из медной или цинковой проволоки (ленты).
Ток, проходя по плавкой вставке, нагревает ее и, когда сила тока превышает допустимый предел, вставка расплавляется, отключая электроприемник.
Для двигателей с короткозамкнутым ротором плавкую встаку выбирают с учетом пускового тока по формуле:
Плавкие вставки для предохранителей выпускают на номинальные токи от 0,15 до 1000 А.
Для сокращения размеров распределительных устройств выпускают блоки предохранитель-выключатель (БПВ), обеспечивающие отключение номинальных токов и защиту от коротких замыканий. Трехполюсные блоки изготовляют с боковым приводом и боковой рукояткой (рис.40).
В стальном корпусе помещена пластмассовая траверса, на которой укреплены три патрона трубчатых предохранителей, замена которых возможна лишь в отключенном положении аппарата. При вращении рукоятки траверса с предохранителями перемещается и контакты аппарата замыкаются или размыкаются. Блоки предохранитель-выключатель изготовляют на токи до 350 А.
Для управления электроприводами широко применяют реостаты.
Реостат в простейшем виде представляет собой аппарат, состоящий из элементов резисторов и переключающего устройства. В зависимости от назначения реостаты делятся на пусковые, пускорегулирующие, регулировочные, нагрузочные и реостаты возбуждения.
Для изготовления элементов резисторов в реостатах применяют манганин, константан, нихром в виде проволоки или ленты, а также листовую электротехническую сталь и пластинки из литого чугуна.
По виду охлаждения различают реостаты воздушные, масляные с принудительным масляным или воздушным охлаждением.
В реостатах с масляным охлаждением применяют сухое и чистое трансформаторное масло. Масляные реостаты компактнее воздушных.
Автоматические выключатели предназначены для зашиты электрических установок от недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания, а также для нечастого включения и выключения электроприемников при нормальных условиях работы.
Автоматический выключатель АП50-ЗМТ представляет собой конструкцию, заключенную в пластмассовый корпус. Снаружи выключатель имеет две кнопки: «Пуск» и «Стоп». При нажатии кнопки «Пуск» электроприемник, подключенный через этот выключатель, включается в сеть, при нажатии кнопки «Стоп» — выключается. Выключатели АП50-ЗМТ рассчитаны на рабочие токи до 50 А. В конструкции этих выключателей (рис. 41)
имеются тепловые (Т) и максимальные токовые (М) реле, часто называемые тепловыми и электромагнитными расцепителями. Их число указывается в типе выключателя, например в выключателе АП50-ЗМТ три тепловых и три максимальных реле.
Тепловое реле служит для защиты электроприемников от перегрузок. Оно состоит из биметаллической пластинки, которая представляет собой две жестко соединенные пластинки, выполненные из металлов с различными коэффициентами теплового расширения. В средней части биметаллическая пластинка покрыта листовым асбестом или слюдой, которые выполняют роль изолятора. Поверх асбестового (слюдяного) слоя намотан ленточный нагревательный элемент из проводника с высоким удельным сопротивлением (нихром). В ряде типов автоматических выключателей цепь тока нагрузки проходит непосредственно по биметаллической пластинке.
При перегрузке электроприемника в нагревательном элементе возрастает сила тока, так как он включен в цепь последовательно. Выделяющееся тепло нагревает биметаллическую пластинку и заставляет изгибаться. Изгибаясь, пластинка действует на механизм отключения выключателя, и электроприемник выключается.
Максимальное реле служит для защиты электроприемников от токов короткого замыкания (максимальных токов). Максимальное реле состоит из катушки с небольшим числом витков медной изолированной проволоки, включенной так же, как и нагревательный элемент теплового реле, последовательно с электроприемником. Внутри катушки размещается подвижный стальной сердечник, связанный с механизмом отключения выключателя.
При возрастании силы тока до очень больших значений (короткое замыкание) сердечник втягивается внутрь катушки, нажимает на планку механизма отключения и аппарат отключается.
Номинальный ток теплового реле указывается на крышке выключателя. Ток срабатывания автоматического выключателя можно регулировать в диапазоне от 63 до 100%, перемещая рычаг, находящийся внутри выключателя. На смену автоматическому выключателю АГ150-ЗМТ начинают выпускать автоматы АЕ2000.
Автоматы серии A3100 и А3700 рассчитаны на токи от 15 до 1000 А; имеют в своей конструкции тепловые и максимальные реле и служат для включения и защиты мощных электроприемников от перегрузок и коротких замыканий.
Автоматический выключатель серии A3100 (рис.42)
состоит из контактной системы, дугогасительного устройства и механизма управления, смонтированных на общем пластмассовом основании, закрытом крышкой. Подвижные контакты укреплены на контактных рычагах. Неподвижные контакты 15 припаяны к медным шинам, уложенным на дно основания, и снабжены зажимами для присоединения к ним шин распределительного устройства или проводов питающей сети.
Для предохранения от разрушающего воздействия дуги на рабочих поверхностях контактов имеются напайки из металлокерамики.
Подвижный и неподвижный контакты каждого полюса автомата разделены пластмассовыми перегородками и заключены в съемные дугогасительные камеры. Каждая камера состоит из нескольких стальных пластин, закрепленных на фибровом каркасе так, что между ними образуются узкие, расходящиеся кверху щели. При отключении автомата образовавшаяся на его контактах дуга благодаря магнитному полю, создаваемому током дуги, втягивается в пространства между пластинами, образующими деионную решетку дугогасительного устройства, дробится на ряд мелких дуг и, интенсивно охлаждаясь о поверхность пластин, быстро гасится. Автомат имеет рукоятку ручного управления.
Держатели подвижных контактов соединены с общим стальным изолированным валиком, а через пружинный механизм при помощи системы рычагов — с рукояткой 5. Механизм управления автомата обеспечивает замыкание и размыкание контактов с постоянной скоростью, не зависящей от скорости движения рукоятки, а также необходимое нажатие в контактах и автоматическое отключение при перегрузках и коротких замыканиях.
По положению рукоятки управления определяют, включен или выключен автомат. Если рукоятка находится в верхнем положении, автомат включен, если в среднем (промежуточном) и нижнем — отключен. Среднее положение рукоятка занимает в том случае, если отключение произошло автоматически. Для восстановления включенного положения аппарата после автоматического отключения необходимо рукоятку опустить в нижнее положение («отключено»), ввести в зацепление рычаги механизма, а затем поднять рукоятку до крайнего верхнего положения.
Автоматически отключается аппарат А3100 с помощью специального устройства — расцепителя, встроенного в отдельный пластмассовый корпус и устанавливаемого под крышкой автомата.
Магнитные пускатели предназначены для автоматического или дистанционного управления асинхронными короткозамкнутыми двигателями и другими электроприемниками. Магнитный пускатель состоит из контактора переменного тока и теплового реле для защиты электродвигателя от перегрузки.
Магнитный пускатель состоит из двух основных частей: неподвижной и подвижной (рис43).
Неподвижная часть магнитного пускателя представляет собой пластмассовое основание, на котором укреплены Ш-образный магнитопровод, силовые и блокировочные контакты. Магнитопровод набран из большого количества изолированных друг от друга для уменьшения потерь от вихревых токов листов электротехнической стали толщиной 0,3—0,5 мм. На среднюю часть магнитопровода надета катушка, рассчитанная на сетевое напряжение.
Подвижная часть также представляет собой пластмассовое основание, на котором укреплены Ш-образный магнитопровод и контактные перемычки.
При протекании через катушку магнитного пускателя электрического тока магнитопровод неподвижной части намагничивается и притягивает к себе магнитопровод подвижной части магнитного пускателя, вследствие этого главные и вспомогательные (блокировочные) контакты замыкаются. Контакты магнитного пускателя, присоединяемые к сети, обозначаются Л1, Л2, Л3, а контакты, присоединяемые к электродвигателю, — CI, С2, СЗ.
Управление магнитным пускателем осуществляется с помощью кнопочной станции, имеющей две кнопки «Пуск» и «Стоп». На рис. 44
представлена схема нереверсивного магнитного пускателя. При нажатии на кнопку «Пуск» через размыкающий контакт «Стоп» замыкается цепь катушки магнитного пускателя КМП. Это вызывает срабатывание магнитного пускателя и включение электродвигателя в сеть. Одновременно замыкается замыкающий вспомогательный контакт магнитного пускателя, включенный параллельно кнопке «Пуск», что позволяет отпустить ее, не вызвав при этом разрыва цепи управления. Электродвигатель отключают от сети нажатием на кнопку «Стоп».
Описанная схема обеспечивает нулевую защиту, т. е. защиту электрической установки от самопроизвольного повторного включения при восстановлении напряжения после аварийного снижения его до нуля или до недопустимо низких значений.
Если электродвигатель включается рубильником, пакетным выключателем или контроллером, то при перебое в электроснабжении и остановке двигателя схема не нарушится, при восстановлении напряжения двигатель самопроизвольно включится в сеть. Такой самопроизвольный пуск двигателя может явиться причиной аварии или несчастного случая.
Наиболее распространенные магнитные пускатели типа ПМЕ, ПАЕ, ПА позволяют осуществить 150 включений в час. Втягивающие катушки их могут быть рассчитаны на напряжение 127, 220, 380 В переменного тока частотой 50 Гц.
При выборе магнитных пускателей прежде всего необходимо обращать внимание на наибольшую допустимую мощность электродвигателя, работой которого будет управлять пускатель. Если магнитный пускатель управляет работой двигателя большей мощности, чем указано в паспорте пускателя, то контактная система пускателя быстро выйдет из строя. Кроме того, необходимо обращать внимание на напряжение, указанное на втягивающей катушке, которое должно соответствовать напряжению в сети. Таким образом, в сетях напряжения 380/220 В можно использовать катушки на 380 В и включать их на линейное напряжение или катушки на 220 В и включать их на фазное напряжение. Если напряжение сети больше, чем напряжение катушки, то последняя сгорит при первом же включении магнитного пускателя.
Тепловое реле предназначено для защиты электродвигателя от перегрузок. Оно состоит (рис.45)
из электрического нагревательного элемента, биметаллической пластинки, контактов, пружины и кнопки возврата.
Нагревательный элемент теплового реле представляет собой спираль, свитую из проволоки (ленты) с высоким удельным сопротивлением (нихром), которая включается после силовых контактов магнитного пускателя последовательно с обмотками электродвигателя. Нагревательные элементы тепловых реле выбирают по номинальному току управляемого электродвигателя. Поэтому при протекании номинального тока электродвигателя нагревательный элемент не нагревается.
При перегрузках двигателя ток в его обмотках возрастает, нагревательный элемент теплового реле нагревается, биметаллическая пластина также нагревается, которая изгибаясь, разрывает контакты в цепи катушки магнитного пускателя. В результате электродвигатель отключается. Для приведения теплового реле в состояние готовности нужно после остывания биметаллической пластинки нажать кнопку возврата, расположенную на крышке магнитного пускателя.
Конструкция тепловых реле допускает регулирование уставки в пределах ±25% номинального тока нагревательных элементов с помощью специального рычага. Однополюсные тепловые реле в магнитных пускателях монтируют по одному с каждой стороны магнитной системы. Двухполюсные тепловые реле монтируют также по одному.
В ряде магнитных пускателей применяется двухполюсное тепловое реле типа ТРН (рис.46).
Это реле встраивается в магнитные пускатели. Реле ТРН состоит из пластмассового корпуса, разделенного на три ячейки. В крайних ячейках размещены нагревательные элементы, в средней — температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, механизм расцепителя, размыкающий контакт мостикового типа и рычаг ручного возврата. Шкала регулятора разбита на 10 делений: пять в сторону увеличения и пять в сторону уменьшения. Цена одного деления 5%. Вследствие этого ток уставки можно регулировать в пределах ±25% от номинального тока.
При протекании тока перегрузки через нагревательный элемент основная биметаллическая пластина, деформируясь (показано пунктиром), перемещает вправо толкатель, связанный жестко с биметаллической пластинкой температурного компенсатора.
Направление деформации пластины температурного компенсатора противоположно направлено деформации основной пластины. Деформация незначительна по абсолютной величине.
Вследствие этого, несмотря на противодействие, пластина температурного компенсатора начинает перемещаться тоже вправо. При этом защелка освобождается и штанга расцепителя под действием пружины отходит вверх, а контакты реле размыкаются.
Тепловые реле встраиваются в магнитные пускатели первой— третьей величины. Для каждого типа реле выпускаются комплекты сменных нагревательных элементов.
Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух нереверсивных магнитных пускателей, один из которых обеспечивает вращение вала электродвигателя в одном направлении, а другой—в противоположном. Реверсивный магнитный пускатель управляется с помощью кнопочной станции, имеющей три кнопки: Кнн, Кнп и Cт (рис.47).
При нажатии кнопки Кнп ток от фазы В проходит через контакты тепловых реле РТ1 и РТ2, кнопку Ст, затем через кнопку Кнн, катушку магнитного пускателя КМП1 на фазу С. Катушка магнитного пускателя КМП1 начинает обтекаться током, сердечник магнитного пускателя намагничивается и притягивает к себе подвижную часть пускателя. Замыкаются главные контакты магнитного пускателя, обеспечивающие работу электрического двигателя в одном направлении. Одновременно включается вспомогательный контакт, шунтирующий кнопку Кнп, которую отпускают.
Аналогичным образом осуществляется включение электродвигателя в обратном направлении. Изменение направления вращения вала электродвигателя осуществляется в результате смены мест двух фаз А и С.
incub.info
28.4. Аппаратура управления и защиты электроустановок
Составной частью электропривода является аппаратура управления и защиты электродвигателей, предназначенная для пуска и остановки двигателя, изменения частоты и направления вращения вала двигателя, а также обеспечения работы электродвигателя в заданных режимах в соответствии с требованиями технологического процесса и защиты его при отклонении режима работы от заданного.
Аппаратуру управления классифицируют по следующим признакам: по способу управления — с ручным, автоматическим и дистанционным управлением; роду тока —для постоянного и переменного тока; исполнению — открытое, защищенное пыле-брызгонепроницаемое, тропическое и т. п.
Аппаратура ручного управления приводится в действие обслуживающим персоналом. К ней относятся выключатели и переключатели, рубильники, пусковые резисторы, кнопочные станции, магнитные пускатели, автоматические выключатели. Ручное управление электроприводами применяют только в редко включаемых установках небольшой мощности, не требующих дистанционного управления.
Для автоматического управления электроприводом широко применяют релейно-контакторную аппаратуру, в состав которой входят контакторы, магнитные пускатели с кнопочными станциями, конечные и путевые выключатели, различные реле и т. п. Существуют бесконтактные способы управления электроприводами, основанные на применении тиристоров и симисторов.
Для управления электроустановками производственного назначения используют пакетные выключатели и переключатели. Их выпускают общего исполнения для открытой и скрытой установки в помещениях с нормальной средой и герметическими (полугерметическими) — для сырых помещений. Контакты у выключателей скользящие или рубящие. По исполнению выключатели и переключатели бывают перекидные, поворотные, кнопочные, клавишные и др.
Пакетные выключатели и переключатели предназначены для нечастых включений в цепях небольшой мощности (токи до 100 А при напряжении 220 В, 60 А —при 380 В). Их изготовляют открытого исполнения или с защитным кожухом. Они рассчитаны для установки на щитах, в распределительных ящиках, сухих помещениях.
Пакетный выключатель состоит из отдельных сложенных вместе пакетов 3 (рис. 28.2) и приводного механизма. Пакет является одним полюсом выключателя, в котором имеются два разрыва. Неподвижные контакты 5 выполнены в виде массивных пластин из латуни, подвижные б—в виде двух пружинящих губок, которые насажены на квадратный изолированный вал 4 выключателя с рукояткой и могут поворачиваться вместе с ним.
Движение подвижных контактов осуществляется с помощью приводного механизма 1. При вращении рукоятки 2 сначала заводится пружина, которая сообщает необходимую скорость контактам.
Рис. 28.2. Пакетный выключатель:
1 — приводной механизм; 2— рукоятка выключателя;
3 — пакеты; 4— изолированный вал; 5— неподвижные
контакты; 6— подвижные контакты
Пакетные выключатели и переключатели обладают большими преимуществами по сравнению с другой аппаратурой управления: малыми габаритными размерами, удобством монтажа, вибро- и удароустойчивостью. Применяют их в непыльных помещениях с относительной влажностью воздуха до 80 % при температуре 40 °С.
Для включения и отключения электрических цепей напряжением до 500 В применяют также простейшие аппараты управления — рубильники.
Р
убильник состоит из неподвижных врубных контактов 2 (рис. 28.3), глав ных ножей 6, закрепленных шарнирно в неподвижных контактах 7, дугогасительного устройства и привода. Рубильники монтируют на изоляционных плитах 7, включают центральной 5 и боковой 9 рукоятками или через систему рычагов. Важнейшая часть рубильника — контакты. Нажатие на них в рубильниках, рассчитанных на токи до 100 А, обеспечивают пружинящие губки, а на токи больше 100 А — стальные пружины. Рубильники имеют устройства, предохраняющие ножи и контакты от обгорания и быстро отключающие ^контакты. Одно из наиболее простых устройств — моментный нож 3, соединенный с главным ножом 6 и пружиной 4. Во включенном положении ток в основном протекает по главному ножу. При выключении из губок неподвижных контактов 2 сначала выходит главный нож, а моментный остается в контактах, и по нему протекает ток. Так как цепь не разрывается в момент выхода из контактов главного ножа, то дуга при этом не возникает.
При достаточно отведенном главном ноже пружина разжимается и благодаря упругости вытягивает с большой скоростью моментный нож из неподвижного врубного контакта. Возникающая при этом дуга быстро гасится и не вызывает обгорания контактов и ножа. Рубильники и переключатели выпускают на токи 100...500 А при напряжениях до 500 В постоянного тока и переменного частотой 50 Гц.
К
омандоаппараты служат для ручного переключения контрольных цепей катушек магнитных пускателей, контакторов, реле и т. д. Замыканием или размыканием электрической цепи оператор может дистанционно подать команду на пуск или остановку электрической машины. Наиболее простые командоаппараты—кнопки управления (рис. 28.4), применяемые для дистанционного управления электромагнитными аппаратами постоянного и переменного тока напряжением до 500 В. Несколько кнопок, установленных в общем кожухе, состоящем из основания и крышки, образуют кнопочный мост управления.
Контакторы дистанционного действия служат для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы. В силовых цепях животноводческих элект
роустановок в основном используют контакторы переменного тока.
Контакторы состоят из главных и вспомогательных контактов, электромагнитного и дугогасительного устройств. Главные контакты рассчитаны на большое число включений и отключений силовой цепи в единицу времени (большая частота). Они бывают рычажные и мостовые. Электромагнитное устройство обеспечивает дистанционное управление контактором. Оно состоит из катушки и двух сердечников Ш- или Т-образной формы. Сердечники набирают из изолированных одна от другой пластин толщиной 0,35; 0,5; 1 мм. Для гашения дуги, возникающей при размыкании контактов, предусмотрено дугогасительное устройство. Вспомогательные контакты необходимы для переключения в цепях управления контактора, блокировки и сигнализации.
Контакторы чаще всего выполняют по прямоходовой схеме, в которой контакты связаны с якорем через бесшарнирную рычажную систему (рис. 28.5, а) или непосредственно (рис. 28.5, б). Прямоходовая схема из-за отсутствия шарнирных соединений характеризуется высокой износостойкостью. Для устранения взаимного влияния ударов в системе и повышения износостойкости деталей контакторов применяют поворотные схемы (рис. 28.5, в), в которых движение от электромагнита к контактам передается шарнирными рычагами.
Электромагнитный контактор переменного тока (рис. 28.6) состоит из закрепленных на изоляционной плите неподвижных главных контактов, блокировочных контактов, сердечника с обмоткой электромагнита. Магнитная система поворотная Ш-об-разная. Якорь 8 жестко связан с подвижной системой. Продолжение боковых пластин якоря образует рычаг, закрепленный на валу 2. На этом же валу установлены подвижные главные контакты 5 и траверса 3 для блокировочных контактов. Сердечник электромагнита установлен на амортизирующих пружинах.
Для пуска электродвигателя необходимо нажатием кнопки «Пуск» замкнуть контакты в цепи управления. Тогда электрический ток пойдет от одного фазного провода через контакты кнопок управления «Пуск» и «Стоп», обмотку электромагнита к другому фазному проводу. При прохождении тока по обмотке 7 сердечник намагничивается и притягивает якорь 8, вместе с которым поворачиваются вал 2 и подвижные главные контакты 5. При этом главные контакты замыкаются и к обмоткам статора электродвигателя поступает ток. Одновременно с замыканием главных контактов замыкаются верхние блокировочные контакты /, которые замыкают цепь обмотки электромагнита, минуя контакты кнопки управления «Пуск», что позволяет ее после включения отпускать.
Для отключения электродвигателя достаточно нажать кнопку «Стоп». При этом электрическая цепь размыкается, катушка электромагнита обесточивается, контакты размыкаются под действием собственной силы тяжести или пружин, обесточивается и обмотка статора электродвигателя.
Магнитный пускатель управляет асинхронными короткозамк-нутыми электродвигателями и защищает их от перегрева. Он состоит из контактора со встроенной тепловой защитой (тепловое реле) и кнопок управления. В магнитных пускателях применяют трехполюсные контакторы с контактной мостовой системой. Облегченный, коробчатый, самоустанавливающийся мост крепят в металлической обойме пластмассовой направляющей колодкой, что обеспечивает его высокую износостойкость.
Магнитные пускатели защищают электрическую установку от самопроизвольного повторного включения при восстановлении напряжения после аварийного снижения его до нуля или недопустимо низких значений. При отключении пускателя вследствие перебоев в электроснабжении размыкаются все его контакты, в том числе и вспомогательные. При появлении напряжения в сети пускатель не включается до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Пуск». То же происходит, когда напряжение в сети снижается до 50...60 % номинального. Если же электродвигатель включают рубильником, пакетным выключателем или контроллером, то при перерыве в электроснабжении и остановке двигателя схема не нарушается. При восстановлении напряжения двигатель самопроизвольно включается в сеть. Такой самопроизвольный пуск двигателя может послужить причиной аварии или несчастного случая.
Рис. 28.6. Схема контактора переменного тока:
1 — блокировочные контакты; 2— вал; 3 — траверса; 4 — неподвижные главные контакты; 5—подвижные главные контакты; 6— сердечник; 7— обмотка электромагнита; 8— якорь электромагнита; 9— электродвигатель
Наиболее распространены магнитные пускатели типов ПМЛ, ПМЕ, ПА и ПАЕ. Втягивающие катушки их могут быть рассчитаны на напряжение 127, 220, 380 В переменного тока частотой 50 Гц.
Для электроустановок, применяемых в сельском хозяйстве, характерны работа при токе, превышающем номинальный, неравномерное распределение тока по фазам, пониженное напряжение, а также внезапные отключение и подключение тока. Повышенный сверхноминальный ток возникает из-за перегрузки или неисправности электроприемников и вследствие короткого замыкания. При большом снижении напряжения сила тока в сети падает, что приводит к уменьшению частоты вращения электродвигателей, теплоотдачи электронагревателей и светоотдачи электроламп.
Защитная аппаратура должна своевременно отключать электроустановки, чтобы температура обмоток электродвигателей или проводов сети не успела достигнуть опасных значений, а также предотвратить самопуск электроустановки в случае прекращения и повторной подачи электроэнергии. К такой аппаратуре относятся плавкие предохранители высокого и низкого напряжений, автоматические выключатели, реле максимального тока и реле минимального напряжения.
Плавкие предохранители низкого напряжения (рис. 28.7) автоматически отключают электрическую цепь при ее коротком замыкании или перегрузке. Основные элементы всех предохранителей: плавкая вставка, корпус, контактное и дугогасительное устройства.
В
нормальных условиях вся выделяемая вставкой теплота отводится в окружающую среду. При увеличении тока нагрузки повышается температура вставки, и она плавится. После отключения цепи плавкий предохранитель заменяют.
Плавкие вставки изготовляют из листового цинка. Возникающая при перегорании дуга вызывает сильное выделение газов стенками фибровой трубки патрона. При этом в патроне резко повышается давление (0,1 Па и более), которое способствует гашению дуги.
Предохранители высокого напряжения отличаются от предохранителей низкого тем, что патрон, в который помещают плавкую вставку, изготовляют герметичным и весь его объем заполняют кварцевым песком, газом или жидкостью для интенсивного гашения дуги.
Тип предохранителя выбирают, исходя из условий работы электроустановок. При защите электродвигателей с нормальными условиями пуска предохранители выбирают на пусковой ток электродвигателя. Ток, протекающий через предохранитель, рассчитывают по формуле
(28.3)
где кпр — коэффициент, зависящий от режима перегрузки и характеристики плавкой вставки; при редких пусках и длительности разбега, не превышающей 5 с, кпр = 2,5; в случае частых пусков и длительности разбега более 5 с кпр = 1,6...2.
Автоматические выключатели (автоматы) АП50, А63, A3100, АЕ2000 предназначены для ручного включения и отключения электроустановок и автоматического отключения их в случае перегрузки или короткого замыкания.
Автомат АП50 (рис. 28.8) состоит из основания, группы главных контактов, дугогасительных камер, электромагнитного и теплового расцепителей, кнопок «Пуск» и «Стоп». Тепловые рас-цепители защищают электроустановки от тока перегрузки, а электромагнитные — от тока короткого замыкания, размыкая главные контакты через механизм расцепления. Тепловые расце-пители регулируемые, электромагнитные — нерегулируемые.
М
арку автомата АП50-ЗМТ расшифровывают следующим образом: АП — тип автомата, 50 — максимальный ток главных контактов (А), 3 — число расцепителей, М — магнитный расщепитель, Т — тепловой расцепитель.
Рис. 28.8. Автомат АП50 (крышка и дугогасительные камеры сняты):
1 — дугогасительная камера; 2 — электромагнитный расцепитель; 3 — главные контакты; 4, 5— кнопки; 6— основание
Пробочные автоматы (рис. 28.9) предназначены для защиты осветительных цепей. Автомат вворачивают в корпус предохранителя типа Н (Ц-27) вместо тепловой вставки. При перегрузке или коротком замыкании контакты автомата отключают линию. Для восстановления цепи нажимают на кнопку 2, а для отключения — на кнопку 1.
Т
епловые реле (рис. 28.10) магнитного пускателя защищают электродвигатель от перегрузок. Датчиком тепловых реле служит биметаллическая пластинка 3 (выполнена из двух металлов, имеющих разные коэффициенты линейного расширения).
Теплота, выделяемая нагревателем, включенным последовательно в защищаемую цепь, воздействует на биметаллическую пластинку. При точке перегрузки биметаллическая пластинка нагревается и деформируется. Изгибаясь, пластинка через рычаг 4 отводит защелку 5 и освобождает рычаг 6, который под действием пружины поворачивается на оси и размыкает контакты 9 и 1, разрывая защищаемую цепь, что действует так же, как и нажатие кнопки «Стоп». Остывшую пластинку возвращают в исходное положение, нажав кнопку возврата 8. Некоторые реле имеют механизм самовозврата. Нагреватели тепловых реле выбирают по каталогу в зависимости от номинального тока электродвигателя.
Реле максимального тока (рис. 28.11) имеет катушку, включенную последовательно с главной цепью. Катушка 5 намагничивается при прохождении через нее тока определенного значения, но сила намагничивания не в состоянии преодолеть силу натяжения пружины 6, и цепь остается замкнутой. При увеличении тока в цепи выше допустимого катушка притягивает якорь 4, который, поворачиваясь вокруг оси, ударяет по защелке. При этом механизм расцепления отходит, пружина 1 отводит перемычку и цепь размыкается.
Реле минимального напряжения (рис. 28.12) удерживает якорь 4 в притянутом состоянии катушкой 6, через которую проходит ток. При понижении напряжения сила намагничивания катушки уменьшается и пружина 5 воздействует на якорь, который ударяет по защелке. Механизм расцепляется, пружина / отводит перемычку, и цепь размыкается.
studfiles.net
Аппараты защиты и управления — КиберПедия
Распределение энергии между приемниками электрической энергии (двигателями, нагревательные, осветительными и другими электротехническими устройствами) и их электрическая защита осуществляются с помощью электрических аппаратов. В зависимости от назначения их можно разделить на две основные группы: коммутационные аппараты (разъединители, высоковольтные выключатели, контакторы и др.) и защитные аппараты (различные реле, плавкие предохранители, автоматические воздушные выключатели).
По числу разрываемых контактов-полюсов электрические аппараты подразделяются на одно-, двух-, трехполюсные и с большим числом полюсов.
Разъединители являются простейшими выключателями высокого напряжения. Их назначение — отключение и переключение участков цепи под напряжением, но при отсутствии тока (для обеспечения безопасности осмотров и ремонтных работ, переключения подводящих и отводящих линий с одной системы шин (проводники) на другую и т.д.). У разъединителей есть неподвижные и подвижные контакты, укрепленные на изоляторах. В зависимости от назначения и способа установки применяются рубящие и поворотные разъединители.
Пакетные выключатели и переключатели служат в качестве пускателей электродвигателей малой мощности для переключения в цепях постоянного и переменного тока, в различных автоматических схемах для включения нагрузки и т.д.
Их конструкции предусматривают возможность получения различных соединений в электрических схемах, например для регулирования тепловой мощности электрических жарочных шкафов.
Выпускаемые отечественной промышленностью пакетные выключатели и переключатели состоят из отдельных колец-пакетов, выполненных из изолирующего материала. Внутри пакета помещается контактная система, состоящая из неподвижного и подвижного контактов. Каждый пакет представляет собой одну пару контактов — один полюс. Из таких пакетов можно набрать любое число полюсов. Чаще используют одно-, двух-, и трехполюсные аппараты.
Выключатели и переключатели применяют для размыкания и замыкания маломощных электрических цепей различного назначения постоянного и переменного тока. Они выполняются одно- и двухполюсными, защищенными (корпус из пластмассы) и герметическими (корпус из металла). По конструкции они делятся на поворотные, перекидные и кнопочные. Для управления электротехническими установками чаще используют кнопочные выключатели с двумя кнопками: одной для включения, другой для выключения. Такие кнопочные выключатели называют пускателями или командоаппаратами.
Контактор представляет собой электромагнитный выключатель дистанционного действия, срабатывающий при замыкании или размыкании цепи оперативного тока. Он применяется для управления приемниками электроэнергии достаточно большой мощности — крупными электродвигателями, нагревательными устройствами и т.п. Контактор управляется оперативным током вспомогательной цепи, причем это управление может выполняться простым нажимом кнопки в цепи оперативного тока (кнопочное управление).
Контактор переменного тока является составной частью магнитного пускателя, который предназначен для дистанционного управления двигателями и представляет собой управляющий комплект из контактора (или нескольких), теплового реле и кнопок управления. Электромагнитные реле по принципу действия аналогичны контакторам и в зависимости от Применения разделяются на реле защиты и управления.
Реле защиты электротехнических устройств и сетей выполняются для защиты от обрыва цепи, превышения тока, а также превышения или снижения напряжения питания. Они рассчитаны на многократное использование, но из-за значительной тепловой инерции (низкая скорость срабатывания) не обеспечивают защиту от токов короткого замыкания.
Короткое замыкание может произойти при случайном соединении неизолированных токоведущих элементов сети (например, соединение двух проводов воздушной линии) или при повреждении изоляции. При этом резко увеличивается ток и его тепловое действие на изоляцию, падает напряжение в сети (снижается частота вращения валов электродвигателей вплоть до полной остановки). От таких перегрузок провода электрических линий и электротехнические устройства защищают способом отключения аварийных участков за счет использования теплового действия токов короткого замыкания. Простейшими приборами защиты являются предохранители с плавкой вставкой — пробочные и трубчатые, основной частью которых является плавкая вставка — металлическая проволока с высоким удельным сопротивлением (сплав олова и свинца) или пластинка из хорошо проводящего металла (чаще медь), но меньшего сечения, чем сечение проводов.
Плавкая вставка — сменяемая часть предохранителя, плавящаяся при увеличении тока в защищаемой цепи свыше определенного значения. При токах короткого замыкания, в 6 и более раз превышающих номинальный ток цепи, она мгновенно расплавляется. При этом электрическая цепь разрывается и прохождение тока прекращается.
Широкое распространение получили малогабаритные автоматы, предназначенные в основном для защиты от коротких замыканий и перегрузок приемников электроэнергии и проводов на напряжение до 380 В и ток до 50 А.
Средством защиты в этих автоматах являются различные расцепители (электромагнитные, тепловые или комбинированные). Электромагнитные расцепители срабатывают практически моментально, и поэтому необходимость в предохранителях с плавкой вставкой отпадае
ускорегулирующие устройства, аппараты управления и защиты
К пускорегулирующим устройствам и аппаратам управления относятся: рубильники, пакетные выключатели, магнитные пускатели, пускорегулирующие сопротивления, силовые контроллеры, магнитные контроллеры, командоконтроллеры, контакторы, электромагнитные реле времени и др., а к аппаратам защиты— автоматические выключатели, реле максимального тока, тепловое реле, плавкие предохранители, защитные панели и др.
Рубильники служат для замыкания и размыкания электрических цепей постоянного и переменного тока напряжением не свыше 500 В.
По количеству подвижных и неподвижных контактов рубильники бывают двух- и трехполюсные, а по расположению рукоятки, служащей для выключения и включения рубильника,—с центральной рукояткой, с боковой рукояткой, с центральным рычажным приводом и с боковым рычажным приводом. По расположению зажимов для присоединения проводов рубильники бывают с задним и с передним присоединением. Рубильник состоит из панели, неподвижных контактов (губок), подвижных контактов (ножей) и привода (рукоятки или системы рычагов). Рубильник устанавливают в защитном металлическом корпусе.
Пакетные выключатели типа ПВ-1-10, ПВ-3-10, ПП-2-10/НЗ и др.
cyberpedia.su
Аппаратура управления и защиты электродвигателей
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Электрооборудование строительных машин
Аппаратура управления и защиты электродвигателейТипы электрических аппаратов. Современные электрические аппараты управления и защиты чрезвычайно разнообразны. Их можно подразделить по способу действия, назначению и характеру работы.
По способу действия аппараты могут быть ручного (неавтоматического) и автоматического управления.
По назначению:– коммутационные аппараты, предназначенные для замыкания и размыкания электрических цепей;– аппараты токо- и пускорегулирующие;– аппараты защиты электрических цепей (от чрезмерных токов и чрезмерного повышения напряжения).
При этом существуют сложные комплексные устройства, выполняющие одновременно разные функции: коммутации и защиты, коммутации, регулирования и защиты.
По характеру работы электрические аппараты подразделяются на аппараты, работающие длительное время, аппараты для кратковременного режима работы и аппараты для повторно-кратковременного режима работы.
Принципы действия аппаратов автоматического управления могут быть различными: имеются аппараты электромагнитные, индукционные, электронные и др.
Общие требования ко всем видам аппаратов — простота их устройства и обслуживания, а также экономичность (малогабаритность, небольшой вес и минимальное количество дорогостоящих материалов, идущих на их изготовление).
Аппараты управления и защиты выбираются с учетом рода тока, величины напряжения, мощности электродвигателя, типа электрической защиты.
Электрические контактные соединения. Электрическим контактным соединением называется конструктивный узел, с помощью которого в процессе работы аппарата производятся периодические замыкания и размыкания электрической цепи. Контактная системы является одной из главных частей электроаппарата, так как от их конструктивного исполнения и качества зависит надежность его работы. Электрическим контактом называется место перехода тока из одной токоведущей части в другую.
В большинстве случаев контактное соединение состоит из подвижного и неподвижного элементов. Контактные соединения могут состоять также из двух или нескольких неподвижных проводящих деталей, например, присоединения проводов к электроаппарату. Поверхность соприкосновения проводников носит название контактной поверхности.
В зависимости от условий работы различают три группы контактных соединений:а) неподвижные контактные соединения, характеризующиеся жестким присоединением внутренних токоведу-щих частей или соединительных проводов к аппарату; сила прижатия одной контактной поверхности к другой обеспечивается главным образом болтовыми соединениями;б) подвижные контактные соединения, которые возможно разъединять во время работы аппарата; сила прижатия контактных элементов обеспечивается пружинами;в) скользящие контактные соединения, отличающиеся тем, что одна контактная поверхность перемещается относительно другой при непрерывно замкнутой цепи тока.
Читать далее: Аппаратура неавтоматического управления
Категория: - Электрооборудование строительных машин
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
Выбор аппаратов управления и защиты
Выбор коммутационных аппаратов и аппаратов защиты к электроприемникам делается, исходя из номинальных данных последних и характеристик питающей их сети, требований в отношении защиты приемников и сети от ненормальных режимов, эксплуатационных требований, а именно частоты включений и критерий среды в месте установки аппаратов.
Выбор аппаратов по роду тока, числу полюсов, напряжению и мощности
Конструкция всех электронных аппаратов рассчитывается и маркируется заводами-изготовителями на определенные для каждого аппарата значения напряжения, тока и мощности, также для определенного режима работы. Таким макаром, выбор аппаратуры по всем этим признакам сводится, по существу, к отысканию на основании данных каталогов соответственных типов и величин аппаратов.
Выбор аппаратов по условиям электронной защиты
При выборе аппаратов защиты следует подразумевать возможность последующих ненормальных режимов:
а) междуфазные недлинные замыкания,
б) замыкания фазы на корпус,
в) повышение тока, вызванное перегрузкой технологического оборудования, а время от времени неполным маленьким замыканием,
г) исчезновение либо чрезмерное снижение напряжения.
Защита от токов недлинного замыкания должна производиться для всех электроприемников. Она должна действовать с наименьшим временем отключения и должна быть отстроена от пусковых токов.
Защита от перегрузки нужна для всех электроприемников с длительным режимом работы, кроме последующих случаев:
а) когда перегрузка электроприемников по технологическим причинам не может иметь места либо маловероятна (центробежные насосы, вентиляторы и т. п.),
б) для электродвигателей мощностью наименее 1 кВт.
Защита от перегрузки необязательна для электродвигателей, работающих в краткосрочном либо повторно-кратковременном режимах. Во взрывоопасных помещениях защита электроприемников от перегрузки неотклонима во всех случаях. Защита малого напряжения должна устанавливаться в последующих случаях:
а) для электродвигателей, которые не допускают включения в сеть при полном напряжении,
б) для электродвигателей, самопуск которых недопустим по технологическим причинам либо представляет опасность для обслуживающего персонала,
в) для иных электродвигателей, отключение которых при прекращении питания нужно для того, чтоб снизить до допустимой величины суммарную пусковую мощность присоединенных к сети электроприемников, и может быть исходя из убеждений критерий работы устройств.
Не считая произнесенного выше, электродвигатели неизменного, тока с параллельным и смешанным возбуждением обязаны иметь защиту от лишнего увеличения числа оборотов в случаях, когда такое увеличение может привести к угрозы для жизни людей либо к значимым убыткам.
Зашита от лишнего увеличения числа оборотов может осуществляться разными особыми реле (центробежными, индукционными и т. п.).
Потому что в силовых сетях особенное значение имеет защита от перегрузки и от маленьких замыканий, остановимся несколько подробнее на принципной стороне этого вопроса.
Ток недлинного замыкания должен отключаться одномоментно либо практически одномоментно. Величина его в разных участках сети может быть очень различна, но фактически всегда можно считать, что аппараты защиты должны уверенно и стремительно отключать хоть какой ток, значительно больший пускового, и совместно с тем ни при каких обстоятельствах не срабатывать при обычном пуске.
Током перегрузки является хоть какой ток, превосходящий номинальный ток электродвигателя, но нет никаких оснований добиваться отключения электродвигателя при каждом появлении перегрузки.
Понятно, что определенная перегрузка как электродвигателей, так и питающих их сетей, допустима, и что чем кратковременней перегрузка, тем больше может быть ее величина. Отсюда ясны достоинства для защиты от перегрузки таких аппаратов, которые имеют «зависимую характеристику», т. е. время срабатывания которых миниатюризируется с повышением кратности перегрузки.
Так как, за очень редчайшими исключениями, аппарат защиты остается в цепи электродвигателя и при пуске, он не должен срабатывать при пусковом токе обычной длительности.
Из приведенных суждений ясно, что в принципе для защиты от токов недлинного замыкания должен применяться безынерционный аппарат, настроенный на ток, значительно больший пускового, а для защиты от перегрузок, напротив, инерционный аппарат с зависимой чертой, избранный так, чтоб он не срабатывал за время запуска. В большей степени этим условиям удовлетворяет комбинированный расцепитель, сочетающий внутри себя термическую защиту от перегрузки и секундное электрическое отключение при токе недлинного замыкания.
Один только аппарат моментального деяния, настроенный на ток, больший пускового, защиты от перегрузок не обеспечивает. Напротив, один только инерционный аппарат с зависимой чертой, при большой кратности перегрузки срабатывающий практически одномоментно, может выполнить оба вида защиты, если только он способен отстроиться от пусковых токов, т. е. если время его срабатывания при пуске больше длительности последнего.
С этой точки зрения дадим сейчас оценку разным используемым аппаратам защиты.
Плавкие предохранители, обширно применявшиеся ранее в качестве защитных аппаратов, владеют рядом недочетов, основными из которых являются:
а) ограниченная возможность внедрения для защиты от перегрузки, вследствие трудности отстройки от пусковых токов,
б) недостающая в ряде всевозможных случаев предельная отключаемая мощность,
в) продолжение работы электродвигателя на 2-ух фазах при перегорании вставки в третьей фазе, что нередко приводит к повре ждению обмоток электродвигателя,
г) отсутствие способности резвого восстановления питания,
д) возможность внедрения эксплуатационным персоналом некалиброванных вставок,
е) развитие аварии при неких типах предохранителей, вследствие переброски дуги на примыкающие фазы,
ж) достаточно большой разброс время-токовых черт даже у однородных изделий.
Воздушные автоматы по сопоставлению с предохранителями являются более совершенными аппаратами зашиты, но владеют неизбирательностью деяния, в особенности при нерегулируемых токах отсечки у установочных автомагов, у универсальных автоматов хотя и имеется возможность избирательности, но осуществляется она сложным методом.
Необходимо подчеркнуть, что у установочных автоматов защита от перегрузки осуществляется термическими расцепителями. Эти расцепители наименее чувствительны, чем термические реле магнитных пускателей, но зато инсталлируются в 3-х фазах.
В универсальных автоматах зашита от перегрузки является еще больше грубой, так как в их имеются только одни электрические расцепители. Совместно с тем, в универсальных автоматах имеется возможность выполнить защиту малого напряжения.
Магнитные пускатели при помощи встраиваемых в их термических реле производят чувствительную защиту от перегрузки в 2-ух фазах, но, вследствие большой термический инерции реле, не обеспечивают защиты от маленьких замыканий. Наличие в пускателях удерживающей катушки позволяет выполнить защиту малого напряжения.
Защиту от перегрузки и маленьких замыканий могут производить токовые электрические и индукционные реле, но они также могут действовать только через отключающий аппарат, и схемы с их применением получаются более сложными.
С учетом произнесенного выше и совокупы требований, предъявляемых к аппаратам управления и защиты, могут быть даны последующие советы.
1. Для ручного управления электроприемниками с малыми пусковыми токами могут быть
применены рубильники и предохранители, встраиваемые в разные электроконструкции либо распределительные и силовые ящики. Ящики ЯРВ без предохранителей используются в качестве разъединяющих аппаратов для троллейных линий, магистралей и т. п.
2. Для ручного управления электродвигателями мощностью до 3 — 4 кВт, не требующими защиты от перегрузок, используются пакетные выключатели.
3. Для электродвигателей мощностью до 55 кВт, требующих защиты от перегрузки, более употребительными аппаратами являются магнитные пускатели в композиции с плавкими предохранителями либо воздушными автоматами.
При мощности электродвигателей более 55 кВт используются электрические контакторы в композиции с защитными реле либо воздушными автоматами. При всем этом следует держать в голове, что контакторы не допускают разрыва цепи при маленьких замыканиях.
4. Для дистанционного управления электроприемниками применение магнитных пускателей либо контакторов становится нужным.
5. Для ручного управления электроприемниками при малом числе включений в час может быть внедрение автоматических выключателей.
Школа для электрика
elektrica.info
Аппараты включения, защиты и управления.
Поиск Лекций1.1Для нормальной эксплуатации электрооборудования необходимо иметь
специальные аппараты и устройства, с помощью которых производится
пуск и контроль за работой электрооборудования, а также защита от перегрузок
и аварийных режимов работы. Управление электрооборудованием
может быть ручным — при помощи рубильников, выключателей, полуавтоматическим
— при помощи пусковой кнопки, и автоматическим —
при помощи автоматического аппарата без участия человека.
Аппараты включения (рис. 1-3). К ним относятся рубильники, кнопочные
пускатели, пакетные выключатели, штепсельные разъемы, микропереключатели
и кулачковые переключатели.
Рубильники.Рубильники применяются в основном в качестве разъединителей
для размыкания и замыкания электрической цепи вручную и
лишь изредка для включения и отключения различного технологического
оборудования. Они устанавливаются главным образом на распределительных
электрических щитах и как исключение на стене с обязательным защитным
кожухом. Применяются рубильники с боковым и центральнымприводами на токи 60,
100, 200 А и более с напряжением
220 и 380 В.
Кнопочные пускатели.
Кнопочный пускатель представляет собой трехполюсной выключатель,.замыкание контактов производится путем нажатия на кнопку "Пуск". Размыкание контактов происходит при нажатии на кнопку "Стоп". Они выпускаются в защищенном исполнении и рассчитаны на ток до 12,5 А и потребляемую мощность не более 2,5 кВт.
 |
6 - однофазные и трехфазные разъемы: 1 - розетка,
2,4 - контакты вилки, 3 - вилка, 5,6 - клеммы гнезд розетки,
7 - выступы, 8 - впадины: в - кнопочный пускатель;
г - схема включения трехфазного двигателя пускателем ПНВ;
д - схема включения однофазного двигателя пускателем ПНВС;
е - схема микропереключателя МП-1
Пакетные выключатели.
Они значительно компактнее рубильников и монтируются с выводом на панель только рукоятки, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала.
Пакетные выключатели в основном применяются для включения и выключения электродвигателей и выпускаются они на токи 10 и 25 А при напряжении 220 В, в одно-, двух-, и трех- полюсном исполнениях. Эти пакетные выключатели могут применяться и при напряжении 380В, но допустимая величина тока для них снижается соответственно до 6
и 15 А. При номинальных величинах тока и напряжении и коэффициенте мощности 0,8 пакетные выключатели выдерживают 20000 переключений. частота переключений не должна превышать 300 раз в час. поворачивая рукоятку пакетного выключателя на 90ｰ, можно включать и отключать оборудование. Из четырех положений рукоятки пакетного
выключателя два соответствуют включенному и два выключенному состоянию машин. Кроме пакетных выключателей, широко применяются и пакетные переключатели. В пакетном переключателе только одно положение соответствует отключенному состоянию, оборудования, а тир остальных —включенному различными способами. Штепсельные разъемы.Для подключения к сети переносных и передвижных электрических машин и электротепловых аппаратов применяются штепсельные разъемы, которые изготовляются различного типа,вида и размера. Размеры и толщина контактных штырей, зависит от мощности и напряжения тока. Штепсельные разъемы, состоящие из розетки и вилки,
применяются в цепях однофазного тока. Трехконтактные разъемы используются
для однофазного тока, но при этом 3-й контакт связан с заземляющим
приводом. токонесущие контакты в штепсельном разъеме находятся в глубине пластмассового корпуса, что предохраняет от поражения электрическим током.
Микровыключатель.Микровыключатель предназначен для включения и отключения электродвигателя под воздействием усилия этой машины или ее деталей. Они имеют небольшие размеры, просты и надежны в эксплуатациии поэтому широко применяются в различных машинах. Кулачковый переключатель.Кулачковые переключатели состоят из
корпуса, шпинделя и рукоятки. Внутри переключателя расположены
подвижные и неподвижные контакты. С правой и левой стороны корпуса
расположены клеммы, к которым подсоединяются провода электросети и машины.
При повороте рукоятки на 90ｰ подвижные контакты соединяются с неподвижными контактами, образуя различные варианты замыкания контактов.
Аппараты защиты
Чрезмерные токи перегрузки и короткого замыкания в основном возникают в цепи, когда сопротивление ее оказывается намного меньше номинального сопротивления. Причинами этого могут быть повреждение электроизоляции, перегрузка двигателя. Под действием этих больших токов за короткое время может выделиться такое количество тепла, которое перегреет провода и электрооборудование выше критической для изоляции температуры. Если не обеспечить своевременное отключение электрической цепи, то произойдет воспламенение изоляции проводов и электрооборудования. Для защиты электрооборудования от перегрузок применяются плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле защиты. Плавкие предохранители по своей конструкции подразделяются на резьбовые и трубчатые. Главной частью плавких предохранителей является плавкая вставка — металлическая проволока, или пластина
меньшего сечения, чем сечение проводов. При токах короткого замыкания в пять и более раз превышающий номинальный ток в цепи, плавкая вставка мгновенно расплавляется. При этом электрическая цепь разрывается и прохождение тока к токопотребителям прекращается.
Автоматический выключатель. Автоматический выключатель служит для защиты электроцепи от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Он представляет собой пластмассовый корпус, внутри которого установлены подвижные и неподвижные контакты, а также три электромагнитных и три тепловых расцепителя. На крышке корпуса имеется две кнопки, одна черная — "Включено", красная — "Отключено". При коротком замыкании в цепи срабатывают электромагнитные расцепители. При длительных перегрузках в цепи срабатывают тепловые расцепители. Принцип действия тепловых реле защиты тот же, что и у автоматических выключателей с тепловыми расцепителями.
 |
poisk-ru.ru
АППАРАТУРА ЗАЩИТЫ И УПРАВЛЕНИЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
К аппаратуре защиты и управления электродвигателя относится обширная группа разообразных устройств, при помощи которых производится пуск, останов, реверсирование и регулирование скорости вращения двигателей, а также защита их от перегрузок и коротких замыканий, автоматическое регулирование технологических параметров и блокировка отдельных механизмов. Пpaвилыiый выбор этой аппаратуры приобретает большое значение для рациональной эксплуатации того или иного электропривода.
При ручном управлении приводом используют рубильники, выключатели и переключатели; при автоматическом – контакторы, магнитные пускатели, кнопки и кнопочные станции, путевые и конечные выключатели и переключатели. программные реле, электронно-ионную аппаратуру.
Для зашиты электродвигателей, сетей и аппаратуры от коротких замыканий, длительных перегрузок, ненормального понижения или повышения напряжения применяют плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле, реле максимального тока и минимального напряжения.
При выборе аппаратуры принимают во внимание род тока, напряжение и мощность двигателя, а также категории помещения по состоянию окружающей среды и степени пожарной опасности производства.
АППАРАТУРА ЗАШИТЫ
Плавкие предохранители представляют собой наиболее простые и дешевые аппараты для защиты электродвигателей и электроустановок от токов короткого замыкания и при значительных перегрузочных токах. Действие предохранителя основано на том, что в цепь последовательно включается проволока или пластинка из легкоплавкого сплава, расплавляющаяся как только сила тока в защищаемой цепи превысит допустимый предел, после чего цепь автоматически отключается.
Плавкая проволока или пластинка предохранителя носит название плавкой вставки и изготовляется из сплава свинца и олова или меди.
При перегрузках, составляющих 300% и более номинального тока, плавкие предохранители срабатывают достаточно быстро; но при перегрузке порядка 150% номинального тока предохранитель или совсем не отключит двигатель, или отключит его через значительное время (примерно через 1 ч). Поэтому считают, что плавкие предохранители не обеспечивают защиты при небольших длительных перегрузках и могут быть использованы только для защиты при больших внезапных перегрузках или коротких замыканиях.
Однако предохранители не должны отключать двигатель при кратковременных перегрузках, например в момент его пуска, когда ток (в двигателе с короткозамкнутым ротором) превышает номинальный в 5—7 раз.
Выбор предохранителя по току вставки производят по каталогу. В зависимости от напряжения, величины тока и условий работы пpименяют слeдyющиe предохранители: пробочные, пластинчатые трубчатые открытые, трубчатые закрытые без заполнения, закрытые с заполнением и др.
Для зашиты осветительной сети и двигателей малой 'мощности служат пробочные предохранители, рассчитанные на токи до 60 а при напряжении до 500 в. При токах от 60 до 350 а и напряжении до 500 в применяют пластинчатые предохранители, монтируемые на плите и закрываемые крышкой.
Трубчатые предохранители безопасны в обслуживании, так как плавкая вставка перегорает внутри трубки и дуга гасится вследствие образования в ней повышенного давления газа. В сетях с напряжением выше 500 в применяют трубчатые предохранители с кварцевым заполнением.
Основным недостатком плавких предохранителей является то, что фактический ток плавления вставки изменяется в зависимости от состояния ее поверхности, условий охлаждения и других факторов. Более надежная защита обеспечивается применением различных реле.
Реле максимального тока мгновенного действия служат для защиты электродвигателей от токов короткого замыкания и перегрузки
Основными частями реле являются катушка, включаемая последовательно в цепь главного тока, подвижной якорь и контакты. Когда ток, протекающий через катушку достигнет предельно допустимого значения, якорь притянется к катушке и разомкнет контакты, разорвав тем самым цепь управления, и двигатель остановится. Если после срабатывания якорь вернется в первоначальное положение и контакты снова замкнутся, то такое реле называют реле с самовозвратом.
Нашей промышленностью выпускаются разнообразные типы реле максимального тока. Так, реле серии РЭВ-2110 мгновенного действия служат для защиты двигателей от токов короткого замыкания, реле РЭВ-2111 имеют самовозврат, а реле РЭВ-2112 ручной возврат. Выпускаются эти реле на номинальные токи от 2,5 до 600 а.
Реле минимального и нулевого напряжения служат для защиты двигателей при чрезмерном понижении или исчезновении напряження сети. Они устроены подобно максимальным реле, но их катушки включены в сеть параллельно. При нормальном напряжении сети якорь притянут и контакты замкнуты. Если напряжение понижается или исчезает, якорь отпускается, контакты размыкаются, цепь управления разрывается и двигатель останавливается. Для реле переменного тока типа РЭ-2161 напряжение втягивания составляет 60—80% а напряжение отпускания 25—30% номинального.
| Рис.64. Устройство теплового реле |
Тепловое реле используют для защиты двигателей при длительной перегрузке (рис. 64).
осноовным элементом теплового реле является биметаллическая пластинка 1, состоящая из двух биметалическихичёских слоев, жестко связанных между собой и имеющих различные коэффициенты теплового линейного расширения. В первую цепь включен нагревательный элемент 2. Ток, проходит по этому элементу, нагревает его. При увеличении тока ???свыше номинального элемент настолько сильно нагреет биметаллическую пластинку, что она изогнется вниз и выведет ???ку 3 из зацепления с рычагом 4. Под действием пружины 5 ??? повернется и разомкнет контакты 6, включенные в цепь управления двигателем, вследствие чего он остановится. Поэтому включить двигатель можно только после остывания пластины нажав на кнопку 7. Для установки тока выключения??? винт 8, которым можно регулировать степень отклонения биметаллической пластины.
Тепловые реле типа РТ изготовляют однофазными и двухфазными и применяют обычно совместно с магнитными пускателем???. Нагреватели реле рассчитаны на токи от 0,33 до 205 а. ???Т имеют следующие недостатки: плохую тепловую связь ???теля и биметаллического элемента и отсутствие темпе-ой компенсации, вследствие чего ток срабатывания реле ??? от температуры окружающей среды. Эти недостатки ???тельной мере устранены в новых конструкциях тепловых ???пов ТРП и ТРН, освоенных нашей промышленностью.
Похожие статьи:
poznayka.org
