Аппаратура управления приемниками электрической энергии в ПОП

Оглавление

Введение 2

Контакторы  и магнитные пускатели 3

Виды электромагнитных пускателей 3

Контакторы 6

Рубильники  и переключатели 10

Пакетные  выключатели 13

Реле 14

Электромагнитные  реле 15

Бесконтактные системы управления 16

Достоинства и недостатки бесконтактных аппаратов  по сравнению с обычными пускателями  и контакторами 17

Тиристорный однополюсный контактор 18

Бесконтактные тиристорные пускатели 18

Кнопки управления 19

Путевые и  конечные выключатели 20

Список литературы 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                            Введение

Аппаратура управления служит для пуска и останова машины, а также для контроля за ее работой.

Аппаратура управления 
Аппаратура управления подразделяется на аппаратуру ручного управления (рубильники, реостаты, контроллеры и т. п.) и аппаратуру автоматического управления (контакторы, реле, электронно-ионная аппаратура и др.). Аппаратура автоматического управления обычно компонуется в станции управления. Простейшей магнитной станцией управления является магнитный пускатель.

Рубильники – предназначены для редких замыканий и размыканий электрических цепей без нагрузки (без тока).

Пакетные и  кулачковые выключатели и переключатели предназначены для редких замыканий и размыканий электрических цепей под нагрузкой (с током).

Автоматические  выключатели предназначены для редких замыканий и размыканий электрических цепей под нагрузкой. Если в них устанавливаются тепловые или электромагнитные расцепители, то они дополнительно служат для защиты от различных перегрузок по току и обычно называются автоматическими предохранителями.

 

Контакторы предназначены для частых замыканий и размыканий силовых электрических цепей под нагрузкой и защиты от пониженных напряжений и повторных включений.

 

Магнитные пускатели представляют собой более сложные устройства, в которые входят один или два контактора и предназначены для коммутации двигателей на переменном токе.

 

Кнопки управления предназначены, в основном, для замыкания и размыкания цепей управления катушек электромагнитных аппаратов, сигнализации и контроля.

 

Путевые и конечные выключатели предназначены для переключения в цепях управления на заданном участке пути, проходимым управляемым механизмом, или ограничения перемещения.

 

 

 

 

 

Контакторы и магнитные  пускатели

Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель)— это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления предназначенное для пуска электрооборудования до номинальной мошности, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электрооборудования и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электрооборудования, плавкими предохранителями. Магнитный пускатель обеспечивает защиту электродвигателя от самозапуска, отключение его в случае значительного снижения напряжения. Пускатель, имеющий тепловое реле, обеспечивает так же защиту электродвигателя от небольших, но длительных перегрузок по току.

Виды электромагнитных пускателей:

• По типу схемы включения нагрузки (как правило, электрические двигатели)
• Реверсивный и ереверсивный
• По номинальному напряжению основной цепи

По категории размещения электромагнитные пускатели бывают:

1. степень защиты IР00 (открытые): для размещения в отапливаемых помещениях в закрытых шкафах, на панелях и других местах, имеющих защиту от попадания пыли, воды и посторонних предметов.
2. степень защиты IP40 (в оболочке): для размещения внутри помещений, не имеющих отопления, там, где окружающая среда не содержит большого количества пыли и там, где попадание воды на оболочку электромагнитного пускателя исключено.
3. степень защиты IP54 (в оболочке): применяется для внутренних и наружных установок в местах, с защитой от прямого действия солнечных лучей и атмосферных осадков.

По наличию поста кнопочного на пускателе:

«пуск» и кнопка «стоп» на электромагнитных пускателях нереверсивного типа, или «стоп», «пуск назад», и кнопка «пуск вперед», на реверсивных пускателях электромагнитных. Некоторые модели пускателей имеют на корпусе сигнал «включено».

По наличию дополнительных (блокировочных, сигнальных) контактов:

могут быть как замыкающими, так и размыкающими в комбинациях  различных, дополнительные могут быть встроены в электромагнитный пускатель или изготавливаться в форме отдельной приставки.  

Часть контактов может  применяться и в схеме пускателя. В реверсивном пускателе - для осуществления электроблокировки.

По напряжению втягивающей катушки и роду тока:

переменного тока на разные размеры напряжения из ряда.

По наличию реле теплового:

Тепловые реле отличаются током номинальным несрабатывания на установке и, допускают регулировку  тока несрабатывания ±15% от номинала.

Пускатели электромагнитные могут иметь в комплектации ограничители перенапряжений, различные установочные изделия и т.д.

 

К важнейшим характеристикам пускателя относятся:

1. Максимально допустимый ток главной цепи. Нормируется для режима АС-1, 3 или 4 отдельно для каждого из значений напряжения главной цепи, (напряжения пускателя, при котором осуществляется работа);
2. Максимальное напряжение цепи главной;
3. Напряжение катушки втягивающей тока переменного должно быть в пределах от 24 до 380 Вольт. Отдельные виды пускателей изготавливаются с магнитной системой, питанием катушки постоянным током. Такие пускатели подключаются в цепь переменного тока, как правило, через выпрямитель.
4. износостойкость коммутационная., поскольку магнитные пускатели должны выдерживать миллионы циклов включения-выключения, число гарантированных включений-отключений системы можно определить, если задать режим работы пускателя, напряжение цепи, ток цепи (или мощность двигателя) и использовать монограмму. Следует обратить внимание на то, что режим работы учитывает и частоту включений-отключений в течение часа. Надежная работа, таким образом, определяется значительным числом факторов, которые важно правильно оценить на этапе выбора пускателя.
5. Максимально допустимый ток контактов вспомогательных измеряется в Амперах при напряжении, заданном на контактах.
6. Мощность, потребляемая втягивающей катушкой (указывается в Ваттах).

Величина пускателя.При подборе пускателя широкое применение получил термин «величина пускателя». Понятие это условно и обозначает допустимый ток контактов главной цепи пускателя. При этом напряжение главной цепи составляет 380В, и магнитный пускатель работает в режиме АС-3.

Максимальный ток главной  цепи составляет:

• 0-ой величины - 6,3 А;
• 1 –ой величины – 10А;
• 2-й величины – 25А;
• 3-й – 40А;
• 5-й – 100А;
• 6-й - 160 А.

Допустимый ток контактов  главной цепи отличается от вышеприведённых  и зависит:

1) От категории использования  - АС-1, 3 или 4:

• АС-1 - мало активная нагрузка или индуктивная;
• АС-3 - режим прямого пуска с ротором короткозамкнутым , выключение вращающихся электродвигателей;
• АС-4 - пуск двигателя с ротором короткозамкнутым, отключение электродвигателей неподвижных или медленно вращающихся, торможение противотоком.

С увеличением количества использования ток контактов  цепи, при одинаковых показателях  по износостойкости, снижается;

2) От напряжения на  цепи (контактах). При увеличении  напряжения ток (допустимый) падает.

3) Для некоторых пускателей величина указывается при напряжении контактов, отличном от 380В.

Принципиальная электрическая  схема включения электродвигателя с помощью нереверсивного магнитного пускателя приведена на рис. 1, а. Включение схемы осуществляется пакетным выключателем ПВ. При этом напряжение сети подается на силовые  контакты К1, К2, К3 и цепь управления. При нажатии на кнопку S2 цепь питания  катушки К замыкается и по ней  течет ток. При этом контактор  срабатывает и замыкает контакты К1, К2, К3, БК и включает электродвигатель М.

Рис. 1 Принципиальные схемы  включения электродвигателя с помощью  магнитного пускателя: а – нереверсивного, б – реверсивного: ПВ – пакетный выключатель; ПП – плавкие предохранители; S1, S2 – соответственно кнопки «Стоп» и «Пуск»; 1РТ, 2РТ и РТ – соответственно нагревательные элементы и контакт теплового реле; М – электродвигатель; К – катушка контактора; К1, К2, К3 – силовые контакты контактора; БК – блокирующий контакт; б – реверсивного: S1 – кнопка «Стоп»; S2, S3 – кнопки «Пуск» соответственно «Вперед» и «Назад»; 1К, 2К – катушки контакторов; 1К1, 1К2, 1К3, 2К1, 2К2, 2К3 – силовые контакты контакторов; 1К4, 1К5, 2К4, 2К5 – вспомогательные контакты. Реверсирование электродвигателя достигается за счет перемены местами двух фаз (в данном случае А и С) подводимых к электродвигателю, что приводит к изменению на противоположное чередования фаз в двигателе. Соответственно изменяется и направление вращения ротора.

Контакторы

Контакторы — это аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы.

В зависимости от рода привода контактной системы различают контакторы электромагнитные, пневматические и гидравлические. Пневматические и гидравлические контакторы, где открытие и закрытие прохождения воздуха или жидкости осуществляются электромагнитом или каким-либо другим дистанционным способом. Общие описания контактных систем, дугогасительных устройств, кинематики механизмов и других деталей, которые приведены ниже применительно к электромагнитным контакторам, справедливы также и для этих контакторов.

Электромагнитные  контакторы получили широкое распространение, они являются основными коммутирующими аппаратами схем автоматизированного электропривода.

Контакторы различаются  по роду тока: постоянного, переменного (частотой 50 и 60 Гц), а также переменного  тока повышенной частоты (до 10 кГц). Они  могут выполняться с управлением  на постоянном или на переменном токе частотой 50 и 60 Гц независимо от рода тока главной цепи.

По наибольшей частоте  включений в час в повторно-кратковременном  режиме работы контакторы делятся на классы 0,3; 1,3; 10; 30, что соответствует  частоте 30, 120, 300, 1200, 3600 включений в  час. Нормированная механическая износостойкость  достигает 30 млн. циклов, коммутационная износостойкость должна быть не менее 0,1 механической. Контакторы в основном выполняются по 10-му классу и на соответствующую  механическую износостойкость.

Коммутационная  способность контакторов определяется и регламентируется условиями работы. Основными операциями при управлении электроприводами являются пуск, реверсирование, торможение, отключение. На переменном токе это означает: 1) включение при  номинальном напряжении и cosφ = 0,3...0,4 шестикратных и реже десяти-двенадцатикратных  номинальных токов при пуске  и реверсе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и 2) отключение номинальных токов при напряжении до 0,2U_ном двигателей, вращающихся с полной (или близкой к ней) частотой вращения, или шести-десятикратных токов при (1... 1,1) U_ном и cosφ= 0,3... 0,4, если двигатель не тронулся или только тронулся .В этих режимах износ контактов при замыкании может превосходить износ при размыкании.

Аналогичная картина  имеет место при управлении двигателями  постоянного тока, однако пусковые и отключаемые токи неразогнавшихся  двигателей здесь находятся в  пределах 2,5—4,0 номинального, а восстанавливающееся  на контактах напряжение при отключении двигателя, вращающегося с номинальной  частотой вращения, составляет 0,11/ном.

ГОСТ 11206-77 Е нормирует  коммутационную способность контакторов  общего назначения переменного тока по четырем категориям применения АС-1 — АС-4, а контакторов постоянного  тока - по пяти категориям применения ДС-1–ДС-5 . Изготовляются контакторы главным образом на токи до 630 А, напряжения 220, 440 В постоянного тока, 380, 660 В частотой 50 и 60 Гц переменного тока, частотой включений 600, 1200 вкл/ч (10-й класс) и соответствующей механической и коммутационной износостойкостью (10—15 и 1—5 млн. циклов).Контакторы состоят из системы главных контактов, дугогасительной, электромагнитной систем и вспомогательных контактов. В контакторах ускорения с выдержкой времени имеется еще устройство для создания этой выдержки.

Главные контакты. Главные контакты осуществляют замыкание и размыкание силовой цепи. Они должны быть рассчитаны на длительное проведение номинального тока и на производство большого числа включений и отключений при большой частоте. В зависимости от нормального положения главных контактов различают контакторы с замыкающими, размыкающими и смешанными контактами. Нормальным считают положение контактов, когда втягивающая катушка контактора не возбуждена и освобождены все имеющиеся механические защелки. Главные контакты могут выполняться рычажного или мостикового типа. Рычажные контакты предполагают поворотную подвижную систему, мостиковые — прямоходовую.

Дугогасительная система. Система обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании главных контактов. Способы гашения дуги и конструкции дугогасительных систем определяются родом тока главной цепи и режимом работы контактора.

Электромагнитная система. Система обеспечивает дистанционное управление контактором, т. е. включение и отключение. Конструкция системы определяется родом тока цепи управления контактора и его кинематической схемой. Электромагнитная система может рассчитываться на включение якоря и удержание его в замкнутом положении или только на включение якоря. Удержание же его в замкнутом положении в последнем случае осуществляется защелкой.

В первом случае отключение контактора происходит после обесточивания  катушки под действием отключающей  пружины, или собственного веса подвижной  системы, или того и другого. Во всех случаях на первом этапе отключения участвуют и контактные пружины. В зависимости от схемы включения  и значения удерживающей силы электромагнита система может осуществлять минимальную  или нулевую защиту. Под минимальной  защитой понимают автоматическое отключение контактора при снижении напряжения в цепи катушки ниже определенного  уровня, под нулевой — автоматическое отключение контактора при напряжении, близком к нулю (обычно U_откл < 0,1 U_ном).