2. Розробка принципової електричної схеми
Схемою електричного кола називається графічне зображення її елементів (електричних машин та апаратів), а також зв’язків між ними за допомогою умовних графічних позна -чень.
Принципова електрична схема з описом роботи являється основною схемою проекту електроустановки. Вона дає загальне зображення про роботу системи і є джерелом для складання схем з’єднань і підключень, а також для оформлення переліку елементів.
По принциповій схемі здійснюється перевірка правильності електричних з’єднань при монтажі і перевірка справності елементів і вузлів електроустановки при пошуку несправностей в процесі експлуатації електроустановок.
Принципова схема – це схема електричних з’єднань, що виконана в розгорнутому вигляді. Вона являється основною схемою проекту електрообладнання виробничого механізму і дає загальне уявлення про електрообладнання даного механізму, відображує роботу системи управління механізмом, служить джерелом для складання схем з’єднань і підключень, розробки конструктивних вузлів і оформлення переліку елементів.
По принциповій схемі здійснюється перевірка правильності електричних з’єднань при монтажі та наладці електрообладнання. Від якості розробки принципової схеми залежить чіткість роботи виробничого механізму, його продуктивність і надійність в експлуатації.
Складання принципової електричної схеми виробничого механізму виконується на основі вимог технічного завдання. В процесі складання принципової схеми уточнюються також типи, конструктивні виконання і технічні дані електродвигунів, електромагнітів, кінцевих вимикачів, контакторів, реле і т. п. На принциповій схемі всі елементи кожного електричного пристрою, апарату або приладу показуються окремо і розміщуються для зручності читання схеми в різних місцях її в залежності від функцій, які вони виконують.
Всі елементи одного і того ж пристрою, машини, апарату і т. п. мають однакові літерно-цифрові позначення, наприклад: КМ1 – контактор перший, КТ – реле часу і т. п. На схемі показуються всі електричні зв’язки між елементами електрообладнання, які в неї входять.
На принципових схемах силові кола звичайно розміщують зліва, а кола управління розміщують справа.
Принципова схема проектується з використанням існуючих типових вузлів і схем автоматичного управління електропроводами (наприклад, схем магнітних контролерів і захисних панелей – для кранів, схем вузлів переходу від налагоджувального режиму до автоматичного за допомогою розділювальних кнопок управління або перемикача режимів – для металорізальних верстатів і т. д.).
Релейно-контактні схеми необхідно складати з врахуванням мінімального завантаження контактів реле, контакторів, шляхових вимикачів і т. д. Для цього використовують підсилювальні пристрої: електромагнітні, напівпровідникові підсилювачі та ін. Для підвищення надійності роботи схеми необхідно вибирати найбільш простий варіант, який має найменшу кількість органів управління, апаратів і контактів.
Кола керування в складних схемах слід заживлювати через понижувальний трансфор - матор. Це виключає електричний зв’язок силових кіл з колами керування і усуває можли- вість хибних спрацювань релейно-контактних апаратів при замиканнях на землю в колах їх котушок. Прості схеми електричного управління допускається приєднувати до мережі живлення. Подача напруги на силові кола і кола управління повинна здійснюватися ввідним пакетним або автоматичним вимикачем.
При проектуванні релейно-контактних схем необхідно користуватися правилами, які визначають стан контактів апаратів при певних умовах.
Стан контактів електромагнітних апаратів відповідає знеструмленому стану їх котушок.
Стан контактів кінцевих і шляхових вимикачів відповідає не натиснутому стану їх штовхачів або важелів.
Стан контактів кнопок відповідає не натиснутому стану їх штовхачів.
Стан контактів апаратів, що контролюють обертання валів машин і механізмів, відповідає нульовим обертам цих валів.
Стан контактів апаратів, що контролюють тиск в системах, відповідає нульовому тиску.
Стан контактів контролерів і командоапаратів вказується на діаграмах стану їх контактів або за допомогою умовних графічних позначень в залежності від положення рукояток керування.
Стан контактів перемикачів режимів роботи відповідає основному робочому режиму.
Якщо для пояснення роботи схеми виникає необхідність відступити від даних правил, то це вказується в перших рядках опису роботи схеми або на вільному полі креслення схеми.
При використанні на виробничих механізмах тільки двигунів постійного струму в схемі керування слід також використовувати апаратуру постійного струму.
Контакти одного і того ж електромагнітного апарату (контактора, реле, командоконтролера, кінцевого вимикача та ін.) рекомендується по можливості підключати до одного полюсу або фази мережі. Це дозволяє забезпечити більш надійну роботу апаратів (відсутня ймовірність пробою і замикання по поверхні ізоляції між контактами). Тобто один вивід котушки всіх електроапаратів по можливості треба підключати до одного полюсу кола управління.
Для забезпечення надійної і безпечної роботи електрообладнання повинні бути передба- чені засоби електричного захисту і блокування.
Електричні машини і апарати захищаються від можливих недопустимих перевантажень, а ділянки мереж від струмів короткого замикання.
В схемах управління електроприводами верстатів, молотів, пресів, мостових кранів обов’язковий нульовий захист для усунення самозапуску електродвигунів при зникненні і послідуючому відновленні напруги живлення.
Електрична схема повинна бути побудована таким чином, щоб при перегоранні запобіжників, обриві кіл котушок, приварюванні підгорянні контактів не виникало аварійних режимів роботи електроприводу. Крім того, схеми управління повинні мати блокувальні зв’язки для попередження аварійних режимів при помилках в діях оператора, а також для забезпечення заданої послідовності операцій.
В складних схемах управління необхідно передбачати сигналізацію і електровимірю - вальні прилади, які дозволяють оператору (станочнику, кранівнику) спостерігати за режимом роботи електроприводів. Сигнальні лампи звичайно включаються на понижену напруги: 6, 12, 24 або 48 В.
Для зручності експлуатації и правильного монтажу електрообладнання затискачі всіх елементів апаратів, машин (головні і допоміжні контакти, котушки, обмотки, та ін.) і проводи на схемах маркуються.
Силові кола змінного струму, маркуються буквами, що позначають фази, і послідов - ними числами.
Літерні і цифрові позначення в електричних схемах.
Літерні і цифрові коди та графічні позначення в електричних схемах повинні відповідати вимогам ЄСКД.
Кола в схемах маркуються послідовно – від вводу джерела живлення до споживача.
Ділянки електричних кіл, які мають відгалуження маркуються за годинниковою стрілкою – зліва направо і з верху до низу.
В трифазних колах фази маркують А, В, С, N.
В двофазних колах – А,В; В,С; С,А.
В однофазних колах – А; В; С.
В електричних схемах постійного струму ділянки кіл позитивної полярності маркують непарними числами, а негативної – парними.
Маркування кіл керування, захисту, сигналізації і вимірювання виконують окремими числами в межах виробу. В колах керування змінного струму всі затискачі і проводи, які підключаються до однієї фази маркуються парними числами, а до другої фази – непарними.
Загальні точки з'єднань декількох елементів на схемі мають один і той же номер. Після проходження через контакт, котушку, сигнальну лампу, резистор і т. п. номер змінюється.
Для виділення окремих видів кіл індексація здійснюється таким чином, щоб кола керування мали номера від 1 до 99, кола сигналізації – від 101 до 199 і т. д.
Для прикладу розглянемо електричні схеми і ескіз розміщення електрообладнання токарно-гвинторізного верстата 16К20.
На основі принципової схеми складається, наприклад, монтажна схема, схема зєднань панелі (шафи) керування даного верстату (рис1.1.3).