Кнопки управления и кнопочные посты.

Эти электрические аппараты предназначены для подачи опера­тором управляющего воздействия при управлении различными элек­тромагнитными аппаратами (реле, пускателями, контакторами), а также для коммутирования цепей управления, сигнализации, электри­ческой блокировки и других цепей постоянного и переменного тока.

Кнопки применяют в цепях переменного тока до 660 В и посто­янного тока до 440 В.

Кнопки управления различаются по величине - нормальные и малогабаритные; с разным набором замыкающих и размыкающих контактов; по номинальному току и напряжению; по форме и цвету толкателей; с самовозвратом в исходное положение; с защелками, фиксирующими положение после нажатия; включаемые специальным ключом и др.

Рис. 3. Кнопки управления:

а - в пластмассовом корпусе; б - с креплением на щите; в — с грибовидным толкателем красного цвета

Основной частью кнопок управления является кнопочный эле­мент (рис. 3, а), в пластмассовом корпусе 3установлены неподвиж­ные контакты 5. На стержне 8 закреплен контактный мостик 6, он подпружинен пружинами 7, обеспечивающими нажатие контактов. При свободном толкателе (кнопка не нажата) нижняя пружина под­жимает контактный мостик к верхним неподвижным контактам, а при утопленном толкателе верхняя пружина поджимает мостик к нижним контактам. В исходное положение толкатель возвращает пружина 2, которая установлена между диском 4 и выточкой толкателя. Кнопка крепится к панели гайкой 9. Контакты кнопочных элементов делают металлокерамическими или посеребренными, они рассчитаны на 40 000 циклов включений - отключений под нагрузкой.

Два, три и более кнопочных элемента, смонтированных в одном корпусе, образуют кнопочную станцию или кнопочный пост (рис. 4), они выполняются для монтажа на пульте, на стене, на полу (ножные) и подвесные. Промышленностью выпускаются кнопки управления и кнопочные станции серий КЕ, ПКЕ, ПКУ.

Рис. 4.Кнопочный пост: а - общий вид; б - кнопочный элемент

Пакетные выключатели и переключатели.

Применяются в цепях управления и сигнализации в схемах пус­ка и реверса электродвигателей небольшой мощности под нагрузкой в цепях переменного тока напряжением 380 В и постоянного тока 220 В. Они представляют собой малогабаритные многоцепные аппа­раты поворотного типа.

Выпускаются пакетные выключатели на токи 10, 25, 60, 100, 250, 400 А при небольшом числе включений 15-20 в час и имеют од­но-, двух- и трехполюсную конструкцию в открытом, защищенном и герметическом исполнении.

Пакетные выключатели состоят из отдельных колец-пакетов, выполненных из изолирующего материала. Внутри пакета помещает­ся контактная система, состоящая из неподвижного и подвижного контактов - один полюс. Из таких пакетов можно набрать любое чис­ло полюсов.

На рис. 5 представлен трехполюсный пакетный выключатель, у которого пакеты разных полюсов набираются на скобе 4 со стяж­ными шпильками 3. На валике с рукояткой 1фиксировано посажены подвижные контакты 7, имеющие профильное отверстие 5. Неподвижные контакты 8 находятся между изоляционными дисками 6. Контактные нажатия происходят под действием пружиня­щих подвижных контактов. Дуга, возникающая при замыкании и раз­мыкании контактов, гасится в закрытой крышкой 2 камере образованной между пакетами при наличии искрогасительных шайб. Вы­ключатель снабжен механизмом мгновенного переключения, который представляет собой заводную пружину, обеспечивающую большую скорость размыкания контактов.

Рис. 5. Трехполюсный пакетный выключатель.

Тип пакетных выключателей и переключателей расшифровыва­ется следующим образом:

ПВ - пакетный выключатель.

ПП - пакетный переключатель.

ПВМ - открытого исполнения малогабаритный.

ГПВМ - герметический малогабаритный; первая цифра - коли­чество полюсов; число после дефиса указывает номинальный ток, А; Н - наличие нулевых положений; цифра после буквы Н - количество линий, например ПВМ2-10 - пакетный выключатель малогабаритный двухполюсный на номинальный ток 10 А.

ПП2-10/Н2 - пакетный переключатель открытого исполнения двухполюсный на 10 А с двумя нулевыми положениями на две линии.

Универсальные переключатели.

Переключатели можно разделить на две группы: с поворотными подвижными контактами серии МК, ПМО и кулачковые УП5300, ПКУ.

Универсальные переключатели выпускаются в нормальном ис­полнении - серии УП5300; водозащищенном - серии УП5400; взры-возащищенном серии - УП58007. Их различают по числу секций, числу фиксированных положений и углу поворота рукоятки, ее форме и другим признакам.

Число секций может быть 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16.

В обозначении каждого переключателя указывают сокращенное название, условный номер данной конструкции, номер, указывающий число секций, тип фиксатора и номер диаграммы переключателя по каталогу. Например, обозначение УП5314-Н20 расшифровывается так: У - универсальный, П - переключатель, 5 - нерегулируемый командоаппарат, 3 - безреечная конструкция, 14 - число секций, Н -тип фиксатора, 20 - номер диаграммы по каталогу.

Основной частью переключателя УП5300 являются стянутые шпильками рабочие секции (рис. 6, б). Через все секции проходит центральный валик, на одном конце которого находится пластмассо­вая рукоятка. Для крепления переключателя на панели в его передней стенке имеются три выступа с отверстиями под установочные винты. Коммутация электрических цепей осуществляется расположенными в секциях контактами.

б)

Рис.6.Универсальный переключатель УП5300: а — общий вид; б — конструкция рабочей секции

Контроллеры.

Контроллеры - это многоцепные электрические аппараты с руч­ным или ножным приводом для непосредственной коммутации сило­вых цепей двигателей постоянного тока до 440 В и переменного тока до 500 В.

По своей конструкции они разделяются на кулачковые, бара­банные, плоские и магнитные. Кулачковые контроллеры могут быть двух типов: силовые и магнитные.

В управлении электродвигателями крановых и других пере­движных механизмов используются кулачковые и магнитные кон­троллеры. У кулачковых контроллеров размыкание и замыкание кон­тактов обеспечивается смонтированными на барабане кулачками, поворот которых осуществляется с помощью рукоятки маховика или педали и могут коммутировать от 2 до 24 электрических цепей.

Рис. 7.Кулачковый контроллер:

1 - неподвижные контакты; 2 - контакто держатель;

3 - подвижные контакты; 4 - пружина; 5 - рычаг;

6 - переключающая шайба; 7 - фиксатор

Кулачковые контроллеры разделяются по количеству коммути­руемых цепей, виду привода, диаграммам замыкания контактов. Внешний вид и конструкция кулачкового контроллера показана на рис. 7. Устройство одного контактного элемента кулачкового кон­троллера представлено на рис.8.

На валике 1 насажены переключающие шайбы 2 с кулачками 3 и 7. При вращении валика 1 кулачок 7 дойдет до ролика 9 и, нажимая на него, повернет рычаг 8 с подвижными контактами 6, которые замкнут неподвижные контакты 5 на плате 4. При повороте рычага 8 под действием пружины 13 защелка 12 входит в вырез рычага и удерживает его после прохода кулачка 7. Быстрое отключение кон­троллера произойдет под действием пружины 10, когда кулачок 3, нажимая на ролик 11, выведет защелку 12 из выреза рычага 8. Расста­новка и число включающих и отключающих кулачков позволяет по­лучить разные комбинации работы контактов контроллера.

Рис. 8. Контактный элемент кулачкового контроллера:

1 - валик; 2 - переключающая шайба; 3 - кулачок; 4 - плата;

5 - неподвижные контакты; 6 - подвижные контакты; 7 - кулачок;

8 - поворотный рычаг; 9 - ролик; 10 - пружина; 11 - ролик;

12 - защелка; 13 – пружина.

Магнитные контроллеры состоят из командоконтроллера и си­ловых электромагнитных аппаратов - контакторов. Командоконтроллер с помощью своих контактов производит включение или отключе­ние напряжения на катушках контакторов, которые своими силовыми контактами коммутируют цепи электродвигателей. Это позволяет по­высить степень автоматизации при управлении электроприводами пе­редвижных механизмов.

Для управления двигателями механизмов передвижения исполь­зуются магнитные контроллеры трех серий П, Т и К. У контроллеров серии П силовые цепи и цепи управления получают питание от сети по­стоянного тока, у котроллеров серии Т - от сети переменного тока.

В контроллерах серии К применяются аппараты управления постоянно­го тока, которые более надежны в эксплуатации и допускают большую частоту включений, чем контакторы и реле переменного тока.

Для управления электроприводами подъема применяются не­симметричные магнитные контроллеры серий ПС, ТС и КС, которые позволяют получить от двигателей низкие посадочные скорости при спуске грузов. Буква А в обозначении типа контроллера означает, что управление двигателем автоматизировано в функции времени или ЭДС, например ПСА, ТСА.

Магнитные контроллеры используются для приводов средней и большой мощности до 150 кВт с высокой частотой включений.

Рис. 9.Схема контроллерного управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором.

Типовая схема контроллерного управления асинхронным двига­телем с фазным ротором показана на рис. 9. Управление механиз­мом передвижения крана осуществляется с помощью кулачкового контроллера S. Контроллер имеет 11 фиксированных положений: од­но нулевое 0, пять положений для передвижения вперед и пять положений для передвижения назад. Контакты S1-S12 кулачкового кон­троллера замыкаются в положениях, отмеченных точками. Например, контакт S1 замыкается в положениях 1-5 на движение вперед, а S12 -только в нулевом положении. С помощью контактов S1-S4 осуществ­ляется реверсирование двигателя М изменением чередования фаз. Контакты S5-S9 вводят дополнительные резисторы в цепь ротора, с помощью которых регулируется частота вращения двигателя М. Контакты S10-S12 работают совместно с элементами пуска и защиты. Чтобы включить электродвигатель контроллер выводится в нулевое положение, при этом замкнется контакт S12. Нажатием на кнопку SB1 катушка контактора KМ1 получит питание по цепи: контакты нулевой защиты S12 - контакт SQ3 конечного выключателя люка выхода на мост - контакт SA1 аварийного отключения - контакты KА1, KА2, KА3, осуществляющие максимальную токовую защиту. Контактор включается и дальнейшая его работа будет осуществляться с помо­щью вспомогательного контакта KМ1 через контакты конечных вы­ключателей SQ1 и SQ2 ограничения движения крана в конечных точ­ках - контакты контроллера S10 или S11.

После включения контактора Щ оператор, поворачивая руко­ятку контроллера, подает питание на обмотку статора контактами S1-S4 и одновременно последовательно выводит секции резисторов R1—R6, включенные в цепь ротора двигателя М, тем самым, изменяя частоту вращения ротора двигателя.

Электромагнитные контакторы.

Электромагнитный контактор - это двухпозиционный аппарат с самовозвратом дистанционного управления, предназначенный для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы.

Исполнение контакторов одно- пятиполюсное с управлением на постоянном или переменном токе частотой 50, 60 Гц независимо от рода тока главной цепи. Контакторы работают в продолжительном, кратковременном или повторно-кратковременном режимах.

Основные технические данные контакторов:

- номинальный ток главных контактов I_ном;

- предельный отключаемый ток (ток коммутации) I_к;

- номинальное напряжение коммутируемой цепи U_mM;

- допустимое число включений в час;

- собственное время включения и отключения.

Для управления электродвигателей большой мощности приме­няются общепромышленные серии контакторов: переменного тока КТ, КТП, КТВ; постоянного тока КП, КПВ, КПД.

Важными параметрами для контакторов переменного и посто­янного тока являются: собственное время включения t_в, собственное время отключения t_откл, коэффициент возврата K_в.

Для контакторов постоянного тока коэффициент возврата имеет низкое значение в пределах 0,2-0,3, что не позволяет использовать их для защиты двигателей от работы на пониженном напряжении сети.

Контакторы, работающие на переменном токе имеют коэффици­ент возврата в пределах 0,6-0,7, что позволяет отключать, управляе­мые ими электродвигатели при снижении по каким-либо причинам напряжение сети до (0,6-0,7) U_ном.

Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать 110 % U_ном, так как при большем напряжении увеличивается износ контактов из-за усилия ударов якоря, а также температура нагрева обмотки может превысить допустимое значение. Электромагниты контакторов должны обеспечивать надежную работу в диапазоне ко­лебания питающего напряжения

(85-110)% U_ном.

Для управления трехфазными электродвигателями переменного тока широко применяются контакторы поворотного типа серии КТ6000 с щелевыми дугогасительными камерами и магнитным дутьем и КТ7000 с дугогасительными решетками для тяжелых режимов работы в цепях переменного тока. На рис. 10 показана конструктивная схема контактора КТ6000. На металлической рейке 14 крепятся узлы непод­вижных контактов 12 вместе с системами магнитного дутья - катушкой 10, сердечником 9. Боковыми стальными пластинами 2 и дугогаситель­ными камерами 3. На рейке 14 установлены сердечник электромагнита, неподвижная часть вспомогательных контактов 1 и крепятся опоры подшипников 5 для главного вала 6. Наружная часть вала 8 изолирова­на, на нем установлены подвижные контакты 11 с контактными пружи­нами 13 и гибкими связями 7 (три полюса), подвижная часть вспомога­тельных контактов 1 и якорь электромагнита 4.

Рис. 10. Электромагнитный контактор переменного тока

серии КТ6000.

Электромагнитные пускатели.

Электромагнитный пускатель (малогабаритный контактор) –это коммутационный аппарат, предназначенный для управления и защи­ты электродвигателей переменного тока, разработанный на базе кон­такторов.

Электромагнитные пускатели с прямоходовой подвижной сис­темой серии ПМЛ (рис. 11) широко применяются при управлении электродвигателями станков, механизмов и машин.

Рис. 11.Конструкция электромагнитного пускателя серии ПМЛ.

Электромагнитные пускатели имеют различное исполнение: не­реверсивные и реверсивные, с тепловым реле и без них, открытого, защищенного или пылебрызгозащищенного исполнения.

Электромагнитный пускатель должен устойчиво работать и не отключать установку при напряжении 0,85U_ном.

Структура условного обозначения электромагнитных пускателей серии ПМЛ.

ПМЛ-1 2 3 4 5 67 8

ПМЛ - пускатель электромагнитный;

1 - Величина пускателя по номинальному току (1 - 10 А; 2 -
25 А; 3 - 40 А; 4 - 63 А; 5 - 80 А; 6 - 125 А; 7 - 200 А).

2 - Исполнение пускателей по назначению и наличию теплового
реле (1 - нереверсивный без теплового реле; 2 - нереверсивный с теп­
ловым реле; 5 - реверсивный без теплового реле с электрической и
механической блокировками; 6 - реверсивный пускатель с тепловым
реле с электрической и механической блокировками; 7 - пускатель
«звезда - треугольник»).

3 - Исполнение пускателя по степени защиты и наличию кнопок.

4 - Количество контактов вспомогательной цепи.

5 - Сейсмическое исполнение пускателей.

6, 7 - Климатическое исполнение и категория размещения.

8 - Исполнение по износостойкости.

Электромагнитный пускатель серии ПМ12. Новая серия элек­тромагнитных пускателей ПМ 12 соответствует международным нор­мам IEC 947 и требованиям перспективного технического уровня ми­рового аппаратостроения.

Конструкция пускателя ПМ 12 представлена на рис.12.

Рис. 12. Устройство пускателя типа ПМ12.

Пускатель имеет прямоходовую Ш-образную магнитную систе­му, заключенную в пластмассовый корпус, состоящий из основания 7 и дугогасительной камеры 2, которые соединены между собой дву­мя пружинными скобами 3.

По направляющим дугогасительной камеры 2 скользит травер­са 4, на которой укреплены: якорь 5, мостики главных контактов 6 и вспомогательного контакта 7. Сердечник 8 крепится к основанию 1 при помощи амортизаторов 9, которые служат для смягчения удара во время включения. На крайних кернах сердечника крепятся короткозамкнутые витки 10, обеспечивающие бесшумную работу пускателя, снижая вибрацию контактов. На среднем керне сердечника располо­жена втягивающая катушка 11, опирающаяся на амортизаторы, и воз­вратная пружина 12.

Для гашения дуги используются П-образные скобы 13, которые установлены в камере. Камера закрывается крышкой 14 с помощью защелок.

Отличительной особенностью новой серии пускателей ПМ12 является крепление их не винтами к вертикальному основанию, а на DIN-рейку.

Пускатели предназначены для применения в качестве комплек­тующих изделий в схемах управления электроприводами, главным образом для применения в стационарных установках для дистанцион­ного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и ре­версирования трехфазных асинхронных электродвигателей с коротко-замкнутым ротором при напряжении до 660 В переменного тока частоты 50 и 60 Гц.

При наличии теплового реле пускатели осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузки недопустимой про­должительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз.

Для увеличения количества вспомогательных контактов пуска­тели допускают установку контактных приставок с набором замы­кающих и размыкающих контактов.

Структура условного обозначения пускателей

серии ПМ12.

ПМ12-1 2 3 4 5 6 7 8 9

ПМ12- обозначение серии.

123- Цифры, указывающие величину магнитного пускателя по номинальному току.

4 - Исполнение по назначению и наличию теплового реле:

1 - нереверсивный без теплового реле.

2 - нереверсивный с тепловым реле.

5 - реверсивный без тепловых реле.

6 - реверсивный с тепловым реле.

5 - Исполнение по степени защиты и наличию кнопок.

6 - Количество и вид контактов вспомогательной цепи.

7 - Климатическое исполнение.

8 - Категория размещения.

9 - Исполнение по износостойкости.

Дистанционное управление асинхронным электродвигателем с помощью электромагнитного пускателя (контактора) представлено на схеме (рис. 13) и реверсивного управления на схеме (рис. 14).

Рис. 13.Схема электрическая принципиальная управления асинхронным электродвигателем.

Рис. 14.Схема электрическая принципиальная реверсивного управления асинхронным электродвигателем.

Напряжение сети включается выключателем QS1, тем самым по­дается напряжение сети на силовую часть схемы и цепи управления.

Для включения электродвигателя необходимо нажать кнопку SB2. При этом катушка электромагнитного пускателя получает питание, пус­катель срабатывает - замыкаются главные (силовые) контакты, которые подают напряжение сети на обмотку статора электродвигателя. Элек­тродвигатель начинает вращение. Одновременно замыкаются вспомога­тельные замыкающие контакты, включенные параллельно контактам кнопки SB2, которые блокируют пусковую кнопку SB2, в результате катушка пускателя будет получать питание через замыкающие контак­ты пускателя КМ1.

Для останова электродвигателя достаточно нажать стоповую кнопку SB1. Катушка электромагнитного пускателя теряет питание и пускатель отключается и отключает электродвигатель от сети.

Реверсивное управление асинхронными электродвигателями осуществляется изменением чередования фаз трехфазной электриче­ской сети. Для реализации реверсивного управления потребуются два электромагнитных пускателя, один из которых КМ1 подключает на­пряжение сети к обмотке статора электродвигателя с чередованием фаз А-В-С, а второй КМ2 изменяет чередование фаз в последователь­ности С-В-А.