Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Электрические и электронные аппараты - файл эа непосредственного воздействия.doc


Загрузка...
Лекции - Электрические и электронные аппараты
скачать (6353.6 kb.)

Доступные файлы (19):

Автоматические воздушные выключатели.doc1636kb.06.12.2005 09:55скачать
введние.doc81kb.17.08.2006 15:53скачать
Выключатели переменного тока высокого напряжения.doc1822kb.21.11.2007 16:24скачать
гашение дуги.doc160kb.30.11.2005 10:32скачать
дуга.doc452kb.30.11.2005 10:32скачать
Измерительные преобразователи (датчики).doc1058kb.30.11.2007 11:15скачать
Контактные явления.doc584kb.23.02.2009 18:53скачать
Логические элементы.doc2326kb.31.03.2006 12:53скачать
Магнитные бесконтактные элементы.doc1467kb.23.12.2005 12:01скачать
Магнитные пускатели.doc172kb.31.10.2007 17:31скачать
Предохранители и автоматические выключатели.doc2007kb.07.11.2007 14:36скачать
тепловые процессы.doc339kb.30.11.2005 10:32скачать
эа непосредственного воздействия.doc544kb.31.10.2007 17:24скачать
эду в эа.doc315kb.30.11.2005 10:32скачать
Электромагнитные контакторы.doc476kb.31.10.2007 17:21скачать
Электромагнитные муфты.doc475kb.09.12.2005 13:44скачать
Электромагнитные реле.doc413kb.31.10.2007 18:36скачать
Электромагнитные явления.doc906kb.30.11.2005 10:33скачать
Электромагниты.doc297kb.23.11.2005 15:04скачать

эа непосредственного воздействия.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...




Электрические аппараты непосредственного воздействия
Коммутационная аппаратура – устройства, предназначенные для включения, отключения и переключения электрических цепей – бывает ручного, дистанционного и автоматического управления.

Аппаратура ручного управления работает от непосредственного воздействия на его органы управления. Аппаратура дистанционного управления работает воздействием электромагнитных сил на ее приводные элементы.

Аппаратуру ручного управления по своему назначению и использованию подразделяют: для коммутации силовых цепей (обмотки электродвигателей, электромагнитов, трансформаторов, нагревателей) и для коммутации цепей управления (обмоток релейно-контактных аппаратов, устройств контроля, регулирования и сигнализации).

Такое разделение обусловлено различными значениями токов и напряжений в коммутационных цепях, что в свою очередь на конструктивное исполнение и габаритные размеры аппаратов.

Все аппараты ручного управления обязательно имеют следующие узлы: неподвижные контакты; подвижные контакты; орган управления. Кроме этого они могут иметь элементы фиксации, дугогашения, монтажа.

В силовых цепях используют контроллеры, рубильники, пакетные выключатели. Они имеют мощную контактную систему и отличаются значительными габаритными размерами.

В цепях управления используемые аппараты называются командоаппаратами. Они служат для воздействия на вспомогательные цепи управления и защиты, для переключения цепей управления силовых электроаппаратов (контактов). Иногда используются для прямого пуска маломощных электродвигателей, включения электромагнитов. К ним относятся: кнопочные станции; командоконтроллеры; переключатели, путевые, конечные и аварийные выключатели.

Для переключения маломощных цепей при токе до 3А U = 380 В применяются малогабаритные микропереключатели.

Согласно действующим стандартам силовые цепи имеют следующие значения напряжений:



220

380 (500)

660 В

при частоте 50 Гц

=

110

220 (340)

440 В




Допустимая токовая нагрузка аппаратов ручного управления определяется номинальным или длительно допустимым током (из условия нагрева) и током включения или отключения нагрузки.

Последние два параметра нормируют при определенной индуктивности нагрузки для цепи постоянного тока и cos  для цепи переменного тока. Для ряда аппаратов нормируют также максимальную активную и реактивную развиваемую мощности контактов.

При необходимости одновременного переключения большого числа силовых цепей применяют барабанные или кулачковые (переключатели).

Контроллеры – электроаппараты с ручным управлением, предназначены для осуществления различных переключений с целью изменения схемы подключения электродвигателей к электропитанию. Их используют для пуска, реверса, остановки, регулирования скорости электродвигателей.

По конструктивному исполнению они делятся на барабанные, кулачковые, плоские.

Первые сегодня не применяются в виду малой износостойкости, низкого числа включений в час – 240. Раньше применялись при редких включениях ДПТ до 45 кВт, АД – до 75 кВт.

Кулачковые контроллеры  тока (тип УП – допускает установку до 24 пар контактов) предполагают наличие перекатывающего подвижного контакта, имеют возможность вращаться вокруг оси. Момент включения и отключения контактов зависит от профиля кулачковых шайб. Управление осуществляется фигурным кулачком. Замыкание цепи в контроллере выполняется кулачковыми элементами.

Малый износ контактов позволяет увеличить число включений в час до 600 при ПВ = 60 %. Кулачковые контроллеры имеют высокую отключающую способность и наиболее распространены.

В состав контроллера входят два комплекта контактных элементов, расположенных по обе стороны кулачковых шайб, что позволяет резко сократить осевую длину устройства.

Контактные устройства снабжаются дугогасительной системой при работе на = токе, на  токе она отсутствует.

Возможны три варианта контактов:

- контакты замыкаются кулачком, размыкаются пружиной;

- контакты замыкаются пружиной, размыкаются кулачком;

- контакты замыкаются и размыкаются кулачком.

Большое значение имеет четкая фиксация вала контроллера в положении соответствующем полному замыканию или размыканию контактов. Для удержания рукоятки в установленном положении применяется фиксатор положения.

Плоские контроллеры

При большом числе контактов габариты и масса кулачкового контроллера резко возрастает. В этом случае следует использовать плоские контроллеры, при условии, что число операций в час при регулировании и при пуске не велико (10-12). В них на неподвижной плите из изолированного материала располагаются неподвижные контакты (болты), по которым скользит подвижный контакт мостикового типа в виде щетки.

Достоинство – большое число ступеней.

Недостаток – низкая переключающая способность, работает при малых токах и редких переключениях.

Применяются для пуска АД с фазным ротором.
Рубильники

Простейшим аппаратом ручного управления является рубильник, который обычно не разрывает рабочий ток.

Это наиболее простые аппараты предназначены для ручного отключения электрических цепей с постоянным напряжением до 440 В и переменного – до 500 В.

В зависимости от электрических параметров и выполняемых функций они различаются: по габаритным размерам – на номинальные токи от 100 до 630 А; по схемам – однополюсные (=), двухполюсные (=) и трех полюсные (); по конструктивному исполнению – с передним и задним присоединением; с центральной и боковой рукояткой привода; с дугогасительными камерами и вспомогательными контактами, используемыми для целей контроля и сигнализации положения рубильника, в схемах управления.

Рубильник состоит из неподвижных и подвижных контактов, выполненных в виде ножей из меди или латуни. При включении рубильника его ножи плотно входят в неподвижные пружинящие контакты (губки).

Разновидностью рубильников являются переключатели на два рабочих и одно нейтральное положения.

При помощи рубильников можно производить пуск электрических двигателей малой мощности с небольшим числом включений в час.

В схемах автоматического управления электроприводами рубильники главным образом используются для снятия напряжения со схемы при осмотрах, ремонтных работах или при остановке привода на длительное время.

Применение дугогасительных камер позволяет использовать рубильники не только в качестве разъединителей (коммутация без тока), но и для коммутации под нагрузкой.

Рубильники без дугогасительных камер способны коммутировать цепи с токами, не превышающими 10 % и 30 % номинального значения соответственно для постоянного и переменного тока.

Для защиты персонала рубильника закрывают кожухом или размещают в электрошкафу.
Переключатели
Рубильник – простейший аппарат, осуществляющий видимый на глаз разрыв электрической цепи.

Переключатель по существу представляет собой двусторонний рубильник. Рубильники изготовляются на ном. токи от десятков до сотен ампер.

Предельные токи, отключаемые рубильником обычно меньше номинального

при U= = 220 В, Iоткл = 0,2Iн, с дугогашением – Iн

при U= = 440 В – с дугогашением 0,5 Iн

при U = 380 В, Iоткл = 0,3Iн, с дугогашением – Iн

при U = 500 В – с дугогашением 0,5 Iн.

Для повышения предельного отключаемого тока рубильники снабжаются дугогасительными камерами.

Рубильники на ном. токи свыше 1000 А комплектуются из нескольких параллельных элементов.

При переменном токе в таких параллельных ножах рубильника появляется эффект близости, в результате которого между отдельными ножами ток распределяется неравномерно, и общий номинальный ток рубильника оказывается меньше суммы токов, допустимых для каждого ножа.

Главное требование к рубильникам высокая износоустойчивость как электрическая, (не менее 2500 операций включение – отключение), так и механическая – не менее 5000 операций.

С уменьшением длины ножа рубильника электродинамическая сила, воздействующая на дугу, увеличивается и условия гашения дуги улучшается.

Чтобы ножи отключенного рубильника не находились под напряжением и не представляли опасности при случайном прикосновении провода сети присоединяют к верхним контактным стойкам (губкам) рубильника, прикосновения к которым менее вероятно.

В основном применяют рубильники с центральным рычажным приводом, вынесенным из зоны контактов (с боковой рукояткой).

Гашение электрической дуги постоянного тока при токе до 75 А в контактах рубильника происходит за счет механического удлинения дуги движущимся ножом. Чем больше скорость движения ножа, тем больше скорость растяжения дуги и меньше время ее горения.

При отключении больших токов решающим фактором является электродинамическая сила, действующая на единицу длины дуги примерно обратно пропорционально длине ножа.

На процессы гашения дуги влияют также тепловые потоки воздуха, создаваемого дугой. Дуга гаснет более интенсивно, если ее растяжение за счет конвективного движения воздуха совпадает с направлением действия электродинамических сил (рубильник устанавливается так, что кривизна дуги обращена вверх).

При отключении переменного тока дуга гаснет за счет возникновения электрической прочности 200-220 В около каждого катода рубильника.

В однофазной цепи двухполюсный рубильник позволяет легко гасить дугу с номинальным током при ^ U = 380 В. Однополюсный при U = 220 В.

Рубильник с центральной ручкой разрешается применять только для отключения обесточенной цепи.

Для рубильников с боковой ручкой отношение отключаемого тока к номинальному составляет 0,2 – при = 220 В, и 0,3 – при  380 В. При = 440 В и = 500 В она используется только для отключения обесточенной цепи.
Пакетные выключатели
Это компактные коммутационные аппараты, применяемые для тех же целей, что и рубильники, но более совершенные. Основное их достоинство – малые габариты. Предназначены для одновременного управления большим числом электрических цепей. Используются для пуска реверса АД, переключения обмоток статора со «звезды» на «треугольник». Пакетный выключатель состоит из комплекта неподвижных изоляционных колец (пакетов), размещенных друг над другом. Это набор наложенных друг на друга однополюсных поворотных выключателей, управляемых общим поворотным валиком.

Число пакетов соответствует числу коммутационных цепей. Внутри каждого пакета находится контактная система. Замыкание и размыкание контактов происходит при повороте ручки выключателя. Для облегчения гашения дуги к каждому подвижному контакту прикреплены щечки из фибры.

Выключатель снабжен устройством фиксации рукоятки и пружинным механизмом для быстрого разрыва электрической цепи независимого от скорости поворота рукоятки.

Пакетные выключатели изготовляются на номинальные токи от нескольких десятков до нескольких сотен ампер постоянного (220 В) и переменного (380 В) напряжения. Часто используют пакетные выключатели кулачного типа с мостиковыми контактами.

В пакетных выключателях обычного типа подвижные контакты устанавливаются на валу и связаны с ним через специальное моментное устройство, которое обеспечивает постоянные скорости включения и отключения независимо от скорости вращения рукоятки.

Это аппарат закрытого типа. Дуга возникает и гасится в ограниченном объеме, в результате давления в этом объеме возрастает. Это приводит к усилению интенсивности теплообмена между частицами газа и улучшению условий теплоотдачи от дуги.

Условия охлаждения столба дуги улучшается, а это ведет к увеличению электрического сопротивления дуги.

- давление дуги при ее гашении.

Чтобы улучшить условия гашения дуги в пакетных выключателях устанавливаются вкладыши из газогенерирующего материала (фибры).

Существует много различных исполнений пакетных выключателей, но все они имеют один принцип действия. Эти аппараты различают по габаритным размерам (в зависимости от номинального тока от 10 до 250 А), количеству цепей или пакетов (от 2 до 10), и числу фиксированных положений (от 2 до 6).

По конструктивному исполнению пакетных выключатели и переключатели делятся на защищенные, закрытые, герметичные.

Номинальный ток пакетных выключателей является длительно допустимым (по нагреву) током; коммутируемые токи составляют (в зависимости от индуктивности и cos  нагрузки) не более 30 % от номинального. Причем для цепей переменного тока (cos  = 0,5-0,7) допустимый отключаемый ток в 2,5-3 раза меньше включаемого, который соответствует  0,8 номинального.

Для цепей постоянного тока допустимые токи включения равны допустимым токам отключения, но значительно меньше их номинальных значений  0,1 номинального. Другими словами, коммутация цепей постоянного тока переключателями допустима только без нагрузки, с цепей переменного тока – при значительном уменьшении коммутируемых токов по сравнению с длительно допустимыми значениями.

Как правило, эти аппараты коммутируют силовые цепи в холостую. И только маломощные потребители иногда коммутируются пакетными выключателями под током.

В качестве аппаратов для коммутации силовых цепей в современных установках нашли широкое применение автоматические воздушные выключатели.

Гашение электрической дуги в пакетных выключателях на = токе осуществляется за счет давления газа, выделяемой фиброй, а на  токе за счет около катодной электрической прочности.

^ Все пакетные выключатели выбираются на номинальный ток.

Наиболее распространенными пакетными выключателями являются:

ПКУ-2 (6 А,  380 В; = 220 В)

для цепей управления

ПКУ-3 (10 А;  500 В; = 220 В) для цепей управления

Самый совершенный кулачковый – ПКВ (до 160 А) для силовых цепей.

Преимущества: малые габариты, удобство монтажа и управления большое число электрических цепей, высокие вибро- и ударостойкость.

Пакетные выключатели предназначены для небольшого числа переключений (15-20 в час).
Аппараты для коммутации цепей управления
Коммутация цепей управления – более частая операция, чем коммутация силовых цепей. Для всех этих операций используют включатели и переключатели различных исполнений, расположенные на панелях, постах, пультах управления. Это одно- и многоцепные аппараты с двумя и более положениями.

Коммутация цепей управления для включения и выключения релейно-контакторной аппаратуры осуществляется кнопками управления.

Пакетные выключатели, используемые для коммутации цепей управления – это по существу такие же аппараты, как и для силовых цепей, но имеющие меньше габаритные размеры.

Конструкции пакетных выключателей, предназначенных для цепей управления, позволяют получить разнообразные схемы соединений (до 220 вариантов) при числе коммутируемых цепей до 24 (12 пакетов) и количестве фиксированных положений от 2 до 8 (через 45, 60 или 900). Причем имеются переключатели с самовозвратом в исходное положение, т.е. без фиксации переключенного положения, что для ряда схем может быть необходимо.

Универсальные переключатели схем управления УП 5100 и УП 5300 обеспечивают большое число вариантов схем соединений (до 300) при числе коммутируемых цепей от 2 до 48 и положений 2-10. Номинальный ток этих переключателей 12 А при U = 500 В или U= = 440 В.

Они выполняются открытыми, в кожухе, влагозащищенными и взрывозащитными (пакетные, кулачковые, универсальные). Учитывая, что они коммутируют токи управления до 12 А, их габариты близки к габаритам аппаратов для коммутации силовых цепей.

Промежуточное положение между пакетными выключателями управления общепромышленного исполнения и аппаратурой радиоэлектроники занимают переключатели серий ПУ, ПЕ и тумблеры. Они предназначены, как правило, для фланцевого монтажа на панелях пультов управления (кольцо перед панелью и гайка за панелью). Имеют два или три положения, замыкания до четырех цепей при различных комбинациях контактов.

Мостиковый контакт, выполненный в виде токопроводящего ролика замыкает одну из двух пар неподвижных контактов. Переключение осуществляется воздействием на рычаг, а ускорение срабатывания (мгновенное действие) обеспечивается цилиндрической пружиной.

Номинальный ток тумблеров 1 и 2 А при U = 220 В, масса  30 гр.

Ключи управления по устройству сходны с пакетными выключателями. На валу ключи размещают ряд элементов с подвижными контактными системами. Различная конфигурация контактов позволяет использовать разнообразные варианты последовательности переключений контактов.

В маломощных цепях применяются тумблеры – это однополюсной выключатель с пружинным контактом, который управляется поворотным рычажном, воздействующем на спусковое устройство, пружина которого обеспечивает мгновенное переключение контактов при повороте рычажка. Скорость срабатывания не зависит от скорости перемещения рычажка. Этим обеспечивается быстрый разрыв дуги между контактами.

Переключатели серии ПУ и ПЕ – аппараты с поворотным механизмом привода на два или три положения. Номинальный ток их 5 А при U = 220 В и 1 А при U= = 110 В.

Радиотехнические галетные переключатели (серий ПГК и ПГГ) имеют от 2 до 11 положений при числе секций (галет) от 1 до 4. Однако в настоящее время вместо них широко используются более совершенные и удобные клавишные и кнопочные выключатели.

Такие переключатели представляют собой наборную панель из кнопок или клавиш, смонтированных на общем каркасе и снабженных механизмом фиксации, который может быть независимым для каждой кнопки или взаимно сбалансированным.

Каждая кнопка осуществляет коммутацию своих контактов (от 2 до 8 в различных комбинациях) и может быть с самовозвратом в исходное положение или с чередованием включенного и отключенного фиксированных положений. Иногда используется специальная кнопка возврата (сброса) включенных кнопок в исходное положение.

Положение кнопок одновременно играет роль указателя. При этом используют светодиоды вмонтированные в корпус блока переключателя. Для контактов используются биметаллы и сплавы серебра, обеспечивающие малое переходное сопротивление, что весьма важно при использовании этих аппаратов в низковольтных и слаботочных цепях автоматики и электроники.

Для задания программы в виде цифровой информации используют так называемые галетные декадные переключатели – односекционные 10-позиционные переключатели с одним подвижным и 10 неподвижными контактами серии ПГС.

Кнопки управления – это аппараты, подвижные контакты которых перемещаются и срабатывают при нажатии на толкатель кнопки. Комплект кнопок, смонтированных на общей панели, представляет собой кнопочную станцию. Применяются для управления цепями катушек электрических магнитов постоянного и переменного тока напряжением до 500 В. Имеют как замыкающий ток и размыкающие контакты.

Кнопки управления различают по числу и типу контактов (от 1 до 4 замыкающих и размыкающих), форма толкателя (цилиндрический, прямоугольный и грибовидный), надписями и цветом толкателя, а также способу защиты от воздействия окружающей среды (открытие, закрытие, герметичные, взрывобезопасные).

Независимо от конструкции и габаритов все кнопки имеют неподвижные и подвижные контакты, перемещаемые с помощью толкателя.

Кнопки управления общепромышленного применения серий КУ, К-20 и КЕ имеют различные исполнения.

Промышленность выпускаются специальные кнопки (ВК 14-21), предназначенные для коммутации цепей электроники. Это малогабаритные кнопки выполняются на основе микровыключателя типа МП, которые используются в качестве исполнительного контактного элемента тумблера типа МТ1 и МТ11.

Основные факторы выхода кнопок из строя – механические повреждения, повышенная токовая перегрузка, вредные воздействия окружающей среды.

Отключающая способность кнопочных элементов до 80-100 Вт постоянного тока и до 1500 ВА переменного тока. Электрическая износостойкость не менее 200000 отключений, механическая износостойкость – не 100000 циклов. Номинальный ток кнопок – 2,5; 5; 6; 10 А.

Следует иметь в виду, что при проектировании схем управления целесообразно, чтобы непосредственное отключение цепи производилось не кнопочной, а другим более мощным электрическим аппаратом.

Условные обозначения








нажимные кнопки

поворотные кнопки

вытяжные кнопки











кнопка без самовозврата нажимной контакт с возвратом посредством вытягивания кнопки




кнопка без самовозвратом нажимной контакт с возвратом посредством вторичного нажатия кнопки


Командоконтроллеры – используются для управления электрического двигателя, работающими в напряженном ПКР. Наибольшее распространение получили кулачковые. Принцип их действия аналогичен силовым кулачковым контроллерам, но габариты значительно меньше, а контакты маломощные без дугогашения. Выпускают на разное число коммутируемых цепей и положений с ручным и ножным управлением.









С помощью мостикового контакта в отключаемой цепи создаются два разрыва, что облегчает гашение дуги. Ток отключения командоконтроллера в 4 раза больше кнопочного. Допустимый длительный ток КК-10-15 А, ток включения 50-75 А отключаемый постоянный ток при индуктивной нагрузке 0,5-2,5 А при U= = 440-110 В, отключаемый  ток 10 А при U до 500 В. Число коммутируемых цепей от 4 до 12.

Командоконтроллеры коммутируют цепи катушки управления силовых аппаратов.

Для увеличения отключающей способности контактной системы контроллеры могут снабжаться дугогасительным устройством с магнитным дутьем.

Более современные – кулачковые командоконтроллеры.
Путевые (позиционные) выключатели (переключатели) и микровыключатели
Путевое выключатель предназначен для замыкания или размыкания слаботочных сигнальных цепей в зависимости от пространственного положения (позиции) рабочего органа управляемого проводом.

Частный случай путевого переключателя – конечный (концевой) выключатель, обеспечивающий коммутацию сигнальных цепей только в крайних положениях хода рабочего органа.

Контактные путевые переключатели делятся на кнопочные и рычажные.

В кнопочном контролируемый рабочий орган воздействует на шток кнопочного элемента, при этом размыкание и замыкание контактов происходит со скоростью перемещения контролируемого органа.

При скорости штока меньше 0,4 м / мин необходимо применять выключатели с повышенным быстродействием, обеспечивающим необходимую скорость размыкания контактов.

При требовании остановки рабочего органа с высокой точностью м применяют путевые (конечные) микропереключатели, например серии ВМК – ВЗГ (включаемый ток 2,5 А при U= = 220 В, U = 380 В).

При больших ходах рабочего органа и больших токах применяют рычажные переключатели. Благодаря наличию пружины замыкания и размыкания контактов происходит с большей скоростью, не зависящей от скорости движения ролика. Это дает возможность отключить токи до 6 А при U= = 220 В.

Контактные путевые переключатели обеспечивают точность срабатывания  0,02-0,05 мм при износостойкости до переключений и благодаря простоте конструкции находят широкое применение.

Условные обозначения путевых и конечных выключателей



















переключающий

со средним

положением

контакты без самовозврата

контакты

с самовозвратом

силовые контакты









контакты

с дугогашением

переключатель многополюсной

переключатель двухполюсной трехпозиционный с нейтральным положением

переключатель двухполюсной трехпозиционный с самовозвратом в нейтральное положение



Скачать файл (6353.6 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации