Игумнов Н. П. Типовые элементы и устройства систем автоматического управления (стр. 9 из 33)

Реле контроля скорости удобно использовать при автоматизации процесса торможения, когда требуется обеспечивать отключение двигателя от сети после снижения его скорости до нуля.

Реле счета импульсов. Реле счета импульсов позволяет отсчитывать наперед заданное количество импульсов и передавать команду на исполнительные механизмы после отработки этих импульсов. С помощью этого реле осуществляется строгая цикличность в управляемом процессе.

Основным элементом реле счета импульсов является шаговый искатель (распределитель). Шаговый распределитель прямого хода, рисунок 1.31, а, состоит из электромагнита 1 и якоря с храповым колесом 3. При повороте якоря вокруг оси собачка 6 под действием пружины 7 зацепляется за зуб храпового колеса 3 и поворачивает его вал на одно деление зуба, перемещаясь до упора 5. поворот вала вызывает перемещение контактных щеток 2 по контактным (ламельным) рядам. По окончании действия импульса собачка 6 возвращается под действием пружины 8 в исходное положение. Собачка 4 препятствует обратному повороту храпового колеса. При подаче очередного импульса в электромагнит вал искателя прямого хода поворачивается на одно деление зуба, а щетки перемещаются на следующую ламель и т.д. Обычно в искателях бывает от трех до восьми ламельных рядов.

а – прямого хода; б – обратного хода

Рисунок 1.31 – Кинематическая схема шаговых распределителей

Распределитель обратного хода, рисунок 1.31, б, отличается от первого лишь тем, что якорь снабжен движущейся пружиной 8, обладающей достаточной упругостью для создания усилия, необходимого для перемещения щеток. При притяжении якоря собачка 6 скользит по зубьям храпового колеса 3, не входя с ними в зацепление, и заводится пружиной 8. После отключения обмотки электромагнита пружина 8, двигая собачку 6, поворачивает храповое колесо на один зуб.

На рисунке 1.32 приведен общий вид шагового искателя.

1 – статор с ламелями; 2 – движущая собачка; 3 – скользящие контакты; 4 – ротор с храповым колесом; 5 – барабан; 6- обмотка электромагнита; 7 – контактная группа; 8 - якорь

Рисунок 1.32 – Шаговый искатель ШИ-17

Фотоэлектрические реле состоят из фотоэлемента (воспринимающего элемента), усилителя и выходного электромеханического реле. Фотоэлемент преобразует падающий на него световой поток в изменении сопротивления или ЭДС.

Фотореле применяют в системах автоматического контроля и регулирования различных величин и параметров (температуры, уровня, размеров и т.д.), изменение которых приводит к изменению светового потока. На рисунке 1.33, а приведена схема фотореле с фоторезистором BLR и электромагнитным реле К1 и К2, которая срабатывает при освещении BLR. В цепь фоторезистора включено слаботочное реле постоянного тока К1 выполняющее функции промежуточного усилителя и управляющее более мощным выходным реле К2. При затемнении BLR его сопротивление велико, поэтому ток в цепи катушки реле К1 имеет малую величину и реле К1 отключается, а следовательно и отключается выходное реле К2.

Рисунок 1.33 – Схемы фотореле на фоторезисторе (а) и фотодиоде (б)

Фоторезисторы имеют малые габаритные размеры и массу, высокую чувствительность и надежность. Однако они более инерционны, чем другие фотоэлементы. При использовании в фотореле в качестве выходных элементов электромеханических реле, время срабатывания которых значительно, инерционность фоторезисторов не имеет существенного значения. В то же время фоторезисторы имеют большую мощность рассеяния, что позволяет получать простые и надежные схемы фотореле.

В схеме фотореле с фотодиодом, рисунок 1.33, б в качестве промежуточного усилителя используют полупроводниковый усилитель на транзисторе VT , в коллекторную цепь которого включена катушка выходного реле К. При затемнении фотодиода BLD, включенного в цепь в непроводящем направлении, его сопротивление велико и, следовательно, транзистор VT заперт. Выходное реле при этом обесточено и сигнал на выходе отсутствует. При освещении фотодиода его сопротивление в непроводящем направлении уменьшается во много раз, что обуславливает возникновение тока в цепи базы. Транзистор отпирается, и возникающий ток в цепи коллектора обеспечивает срабатывание выходного реле и появление сигнала на выходе. Диод VD защищает транзистор VT от перенапряжений при его запирании. Фотодиоды, как и все полупроводниковые элементы, достаточно надежны, имеют малые размеры и большую чувствительность, чем фоторезисторы и другие фотоэлементы.

1.7 Контакторы и магнитные пускатели

Контакторы – это электромагнитные автоматические аппараты, предназначенные для автоматического и дистанционного управления электрическими цепями постоянного и переменного тока напряжением до 1000 В. Они широко применяются для частых включений и отключений электрических двигателей при дистанционном управлении. Контакторы не защищают электрические цепи, в которых они установлены, от нарушения режима (перегрузок, коротких замыканий т.д.). Контакторы выпускают с нормально открытыми главными контактами на ток 75…600 А, число полюсов 2, 3, 4 и 5.

Основные узлы любого электромагнитного контактора – электромагнитный механизм, главные контакты, дугогасительное устройство и блок-контакты.

Контакторы переменного тока промышленной частоты в большинстве своем имеют три замыкающих контакта (один контакт на фазу). Магнитопровод и якорь набираются из пластин электротехнической стали, изолированной одна от другой. На концах полюсов магнитопроводов размещены короткозамкнутые витки, каждый из которых охватывает часть своего полюса.

В контакторах переменного тока применяются мостиковые контакты с двумя разрывами на каждую фазу. Применение мостиковых контактов, как правило, исключает необходимость в специальных дугасительных камерах. Благодаря двум разрывам на фазу дуга будет гаснуть в закрытых камерах при первом же переходе тока через нуль.

Магнитная система выполняется с поступательным, рисунок 1.34 и поворотным, рисунок 1.36 движением якоря.

Рисунок 1.34 – Контактор с поступательным движением якоря

Контактор с поступательным движением якоря, рисунок 1.33 состоит из пластмассового корпуса, две половины которого соединены четырьмя винтами. Внутри корпуса размещена электромагнитная система, состоящая из неподвижной 7 и подвижной 5 части сердечника и обмотки 6. Подвижная часть сердечника шпонкой соединена с пластмассовой траверсой 4, на которой смонтированы контактные мостики 2 с подвижными контактами. Плавность замыкания контактов и необходимое усилие обеспечивается пружинным амортизатором 1. Контакты 8 изготовляют из серебра и для повышения износоустойчивости имеют сферическую форму. Неподвижные контакты 3 припаяны к контактным пластинам с винтовыми зажимами для присоединения проводов.

При прохождении через обмотку заданного тока магнитное поле притягивает подвижную часть сердечника и связанную с ней траверсу с подвижными контактами и контакты переключаются. После отключения цепи в катушке подвижная часть сердечника возвращается в исходное состояние двумя спиральными пружинами. Для устранения дребезга контактов в контакторах переменного тока в торец сердечника укладывается медное кольцо, рисунок 1.35.

Рисунок 1.35 – Торец сердечника контактора

Кроме главных контактов в контакторах на боковой поверхности смонтированы вспомогательные контакты на замыкание и размыкание. Главные контакты закрыты фасонной крышкой, защищающей их от загрязнения, случайных прикосновений и междуфазных замыканий.

Контактор с магнитной системой поворотного типа, рисунок 1.36 состоит из неподвижного сердечника 6 с обмоткой 5, к которому на ярме прикреплен подвижный сердечник (якорь) 7. при замыкании цепи управления по обмотке проходит ток, якорь притягивается к сердечнику. Подвижные главные контакты 3 прижимаются к неподвижным 2, тем самым замыкая силовую цепь 4 и обеспечивая прохождение тока по соответствующему приемнику электроэнергии. Главные контакты рассчитаны на большие токи и при их размыкании возникает электрическая дуга, разрушающая контактные поверхности. Для быстрого гашения дуги установлены дугогасительные камеры 1 из дугостойкого изоляционного материала, в которых размещены специальные решетки из стальных обмедненных пластин. Электрическая связь подвижных контактов с их выводами на тыльной стороне основания контактора выполняется в виде гибких пакетов из медной фольги 8. блокировочные контакты 9 находятся в левой части контактора.