Игумнов Н. П. Типовые элементы и устройства систем автоматического управления (стр. 14 из 33)
Если барабан повернуть в положение I', то направление тока в якоре изменится и начнется пуск двигателя в противоположном направлении. В положении II' пуск продолжится, в положении барабана III' двигатель выйдет на рабочий режим. Если пусковой реостат использовать в качестве регулировочного, применив в нем резисторы, рассчитанные на длительное протекание тока, то рассматриваемый контроллер можно использовать для регулирования частоты вращения двигателя.
Недостаток контроллера барабанного типа – ненадежность контактных соединений. Поэтому практически применение получили командоконтроллеры кулачкового типа, в которых вместо скользящих контактов применен набор кулачковых элементов. На рисунке 2.12 два кулачковых элемента, каждый из которых коммутирует свою электрическую цепь. На валу 1 контроллера расположены кулачковые диски 2, которые через ролик 7 воздействуют на подвижные контакты 3.
1 – вал; 2 – кулачковый диск; 3 – подвижный контакт; 4 – неподвижный контакт; 5 – изоляционная пластина неподвижных контактов; 6 – пружина; 7 – ролик; 8 – пружина для прижатия ролика к кулачковому диску
Рисунок 2.12 - Кулачковые элементы командоконтроллера
При определенном положении кулачковых дисков эти контакты замыкаются на неподвижные контакты 4, расположенные на изоляционном основании 5. посредством пружины 6 обеспечивается необходимое усилие сжатия контактов. Пружина 8 прижимает рычаг с роликом 7 к кулачкам, обеспечивая замыкание или размыкание контактов в строгом соответствии с формой и положением кулачковых дисков 2. Кулачковые диски командоконтроллеров можно настроить на требуемую последовательность команд и таким образом задать необходимую программу работы управления механизмом. Число коммутируемых цепей в командоконтроллере может достигать 12.
Контрольные вопросы:
1. Назначение кнопок управления и кнопочных постов?
2. Поясните устройство кнопок управления и кнопочных постов.
3. Основное назначение путевых и коечных выключателей.
4. Поясните устройство и принцип действия нажимных и рычажных конечных выключателей.
5. Особенности использования микропереключателей в системах автоматического управления.
6. Поясните устройство и принцип действия пакетного выключателя.
7. Поясните назначение рубильников и область их применения.
8. Какой рубильник наиболее безопасен в обслуживании?
9. Каково назначение и устройство контроллера?
Для защиты электродвигателей от длительной перегрузки и связанного с этим недопустимого перегрева служат тепловые реле. Их основным элементом является биметаллическая пластинка из металлов с различными коэффициентами теплового расширения. При нагревании проходящим током такая пластинка деформируется в сторону металла с большим коэффициентом линейного расширения, вызывая срабатывание реле. Электротепловые реле бывают двухполюсными (ТРН), и техполюсными (РТЛ РТТ). Реле типа ТРН используются с пускателями ПМЕ и ПМ, а реле РТЛ, РТТ – с пускателями ПМЛ.
На рисунке 3.1 приведена кинематическая схема теплового реле РТЛ. Ток протекает по нагревательному элементу 1. Биметаллическая пластинка 2 отгибается и поворачивает держатель 3, который выводит защелку 5 из зацепления с эксцентриком 4. При снятии защелки траверса 6 под действием пружины 7 поднимается вверх и размыкает блок-контакты 8. Поворачивая эксцентрик, изменяют расстояние а. Чем больше это расстояние, тем на больший угол отгибается биметаллическая пластина, размыкая блок-контакты реле. Следовательно, реле будет срабатывать (через 20…30 мин) при большем токе, протекающем через нагреватель.
Рисунок 3.1 – Схема теплового реле
Тепловое реле имеют регулировку тока уставки в пределах ± 25%. регулировку теплового реле производят: если нагреватель рассчитан на ток, не равный номинальному току нагрузки; если температура окружающей среды отличается от нормальной на ±10 оС. Регулировку производят с помощью механизма, изменяющего натяжение ветвей термоэлемента, или изменением зазоров в кинематической цепи.
Механизм изменения уставки имеет шкалу с делениями, нанесенными по обе стороны от нулевой отметки. Цена деления – 5% уставки.
Тепловые реле включаются в две фазы трехфазных двигателей непосредственно или через трансформатор тока ТА, если ток двигателя превышает номинальный ток реле рисунок 3.2. В реле новых конструкциях тепловых реле РТЛ биметаллические пластинки устанавливают во всех фазах.
Рисунок 3.2 – Схема включения теплового реле
Допустимость выбора номинальных токов нагревательных элементов, несколько отличающихся от номинальных токов двигателей, объясняется тем, что тепловые реле имеют устройство для регулирования тока установки (Iуст). Под последним имеется в виду тот ток, значение которого устанавливается оператором с помощью регулятора тока уставок реле. При превышении этого тока – при перегрузке реле должно сработать с заданным временем, зависящим от степени перегрузки, определяемой характеристикой реле – tреле=ƒ(Iреле).
Например, у реле ТРН головку регулятора тока уставки, снабженную контрольной риской, можно поворачивать вправо на пять делений шкалы уставок или влево на пять делений от средней – нулевой риски, соответствующей току уставки Iуст 0 Ток уставки Iуст 0 равен номинальному току установленного в реле нагревательного элемента Iном. нагр. элем. (Iуст 0 = Iном. нагр. элем.) при условии равенства температур окружающего реле воздуха и температуры, при которой производилась калибровка нагревательного элемента на заводе (Θзав=20 0С). Каждое деление шкалы уставок этого реле соответствует примерно 5% от Iуст.0. При повороте головки регулятора по часовой стрелке происходит соответствующее увеличение тока уставки (плюс), а при повороте против часовой стрелке – уменьшение (минус). Таким образом, регулирование тока уставки реле ТРН возможно в пределах (0,75…1,25) Iуст.0. Например, если номинальный ток нагревательного элемента, установленного в реле, Iном. нагр. элем=20А, то при температуре воздуха, окружающего реле, равной заводской - Θзав=20 0С, Iуст.0=20 А, регулирование Iуст. реле возможно в пределах – (0,75·20…1,25·20) А = (15…25) А.
Деление шкалы уставок для тепловых реле типа ТРН выбирается в соответствии с выражением
= (Iном – I0)/(c I0),
где Iном – номинальный ток электродвигателя;
I0 – ток нулевой уставки реле;
с- цена деления, равная 0,05 для открытых пускателей и 0,055 для защищенных.
Для токовых реле типа ТРН при температуре окружающей среды ниже +40 0С вводится поправка на окружающую температуру
N2 = (tокр - 30)/10
При окружающей температуре выше +40 0С поправка не вводится. С учетом поправки на температуру окружающей среды результирующее деление шкалы
N = N1 + N2.
Полученные дробные расчетные значения делений шкалы уставок округляют до ближайшего целого значения.
Пример. Пускатель серии ПМЕ с тепловыми реле типа ТРН включает электродвигатель с номинальным током Iном = 5 А. Ток нулевой уставки теплового реле I0 = 6 А. Пускатель имеет открытое исполнение. Температура окружающей среды +25 0С. Определить положение механизма регулировки тока уставки на шкале теплового реле.
Находим
N1= (5 - 6)/(0,05·6) = -3,3.
Так как реле типа ТРН имеет температурную компенсацию, то поправка на температуру окружающей среды не требуется. Механизм регулировки следует установить на отметку N = - 3 (третье деление влево от нулевой отметки).
Условное обозначение теплового реле РТТ имеет следующую структуру:
РТТ-Х1Х2Х3Х4Х5,
где Х1 – номинальный ток реле [1 – исполнение на 40 А (РТТ-1); 2 - исполнение на 63 А (РТТ-2)]; Х2 – цифры, обозначающие способ установки реле (1 - исполнение на все токи для индивидуальной установки; 2 – исполнение на 40 а (РТТ-1) для присоединения к пускателю ПМ12-040; 3 – исполнение на 40 А (РТТ-1) для присоединения к пускателю ПМ12-025; Х3 – вид контактов вспомогательной цепи реле (1 – с размыкающим контактом; отсутствие цифры означает переключающий контакт); Х4 – исполнение реле по инерционности (П – пониженная инерционность, только для РТТ-2; Х5 – климатическое исполнение УХЛ или 0.
Плавкие предохранители – наиболее простые аппараты, предохраняющие электроприемники от перегрузок и токов короткого замыкания. Основные элементы предохранителя: патрон или корпус, плавкая вставка, закрепленная в патроне, контактное устройство. Включенный в защищаемую цепь предохранитель должен при нормальном режиме работать неограниченно долго. Если же в цепи возникнет перегрузка или короткое замыкание, то при увеличении тока плавкой вставки расплавляется, в результате происходит отключение защищаемой цепи. продолжительность плавления вставки зависит от плавящего тока и с увеличением его уменьшается.