6.1. Цель работы

Ознакомиться с назначением и устройством, изучить принцип действия и получить практические навыки по сборке электрических схем нереверсивных и реверсивных магнитных и тиристорных пускателей.

Провести исследования по работе, дать сравнительную оценку магнитных и тиристорных пускателей и определить область их практического применения.

6.2. Подготовка к работе

Для выполнения лабораторной работы студентам необходимо изучить разделы 10.1 /1/ и 17.6 /3/.

Магнитным пускателем называется электротехническое устройство, предназначенное для дистанционного управления трехфазными асинхронными двигателями. Магнитные пускатели подразделяются на нереверсивные и реверсивные. Основной составной частью магнитного пускателя является электромагнитный контактор - аппарат, предназначенный для коммутации силовых цепей электродвигателей и других приемников электрической энергии. Если на катушку контактора подать напряжение, то в ней потечет ток, создающий магнитодвижущую силу, которая в свою очередь создает в магнитопроводе контактора магнитный поток Ф. Созданный магнитный поток вызовет появление электромагнитной тяговой силы

(6.1)

где Ф_б и В_б – соответственно магнитный поток и магнитная индукция в воздушном зазоре магнитопровода;

S – площадь поперечного сечения магниторовода в воздушном зазоре;

µ₀ – магнитная проницаемость воздуха.

Под действием электромагнитной силы якорь (подвижная часть) притягивается к неподвижной части магнитопровода. При этом одновременно произойдет переключение (коммутация) главных и вспомогательных контактов контактора.

Тепловые реле, входящие в состав магнитного пускателя, выполняют функции защиты асинхронных двигателей от перегрузок. Обычно в магнитных пускателях тепловые реле устанавливаются лишь в двух фазах.

Принципиальная схема нереверсивного магнитного пускателя представлена на рис.6.1, а реверсивного – на рис.6.2.

Тиристорные пускатели - бесконтактные аппараты, имеющие то же предназначение, что и магнитные. Они так же подразделяются на нереверсивные и реверсивные.

Тиристорные пускатели, в отличие от магнитных, не имеют подвижных механических частей и выполняют безискровую коммутацию силовых электрических цепей, чем обеспечивается их большая надежность и долговечность в работе. К достоинствам тиристорных пускателей можно отнести малое потребление электрической энергии, бесшумность в работе и возможность работы в условиях повышенной запыленности (без токопроводящей пыли). При этом нельзя забывать, что эти аппараты бесконтактного исполнения, т.е. не имеют гальванической развязки приемника электрической энергии от питающей сети, и что их токоведущие части даже при выключенном состоянии пускателя могут находиться под повышенным потенциалом.

Тиристорный пускатель представляет собой единую конструкцию, в состав которой входит силовой блок, а также блоки управления, защиты и питания. Электрическая схема реверсного тиристорного пускателя представлена на рис.6.3.

Силовой блок состоит из тиристоров, включенных в каждую фазу встречно-параллельно. Каждый из тиристоров устанавливается на охладителе, выполненном в виде алюминиевого радиатора. Блок управления выполнен на основе двух малогабаритных реле, которые могут включаться либо кнопками, либо от бесконтактной системы управле­ния.

Работу тиристорного пускателя можно рассмотреть на примере одной из его фаз (рис.6.4). В исходном состоянии тиристоры закрыты и находятся под фазным напряжением. При нажатии на пусковую кнопку срабатывает реле и замыкается его контакт К, подключенный между управляющими электродами тиристоров VS1 и VS2.При положительной полуволне напряжения сети на тиристоре VS1 создается электрическая цепь: управляющий переход тиристора VS1, резистор R, контакт реле K и управляющий переход тиристора VS2. По этой цепи начинает протекать ток управления, открывающий тиристор VS1. При переходе тока через нуль и изменении его направления тиристор закроется. Аналогично осуществляется управление тиристором VS2 и тиристорами в других фазах. При этом импульсы управления поступают на тиристоры синхронно с напряжением сети в начале каждого положительного полупериода.

6.3.Рабочее задание

1. Ознакомиться с лабораторным стендом, записать паспортные данные магнитного и тиристорного пускателей и измерительных приборов, входящих в состав лабораторной установки.

2. Собрать схему нереверсивного магнитного пускателя. Произвести с помощью кнопок управления пуск и остановку электродвигателя.

3. Собрать схему реверсивного магнитного пускателя, осуществить пуски двигателя на прямое и обратное направления вращения и его остановки.

4. Собрать схему реверсивного тиристорного пускателя и провести аналогичные п.З включения.

5. Провести испытания электромагнитного контактора. Снять показания измерений и рассчитать его основные характеристики. Построить статическую характеристику

6.4. Порядок выполнения работы

1. Сборку схем по пп.2-4 рабочего задания выполнить в указанной последовательности в соответствии с рис. 6.1 - 6.3. Собранные схемы проверяются преподавателем (или лаборантом), после чего производятся необходимые включения с помощью соответствующих кнопок управления.

2. Для испытания электромагнитного контактора собирается схема по рис.6.5. Плавно повышая с помощью ЛАТРа напряжение, зафиксировать напряжение U_срб и ток срабатывания I_срб электромагнитного контактора. Затем довести напряжение до номинального U_ном=220В и определить по амперметру номинальный ток катушки контактора I_ном. Плавно снижая напряжение, зафиксировать его значение U_отп в момент возврата (отпадения) подвижной части контактора. Опыт повторить дважды. Данные измерений занести в табл.6.1.

Таблица 6.1

№ опыта	Измерено					Вычислено
	Uсрб В	Iсрб А	Uном В	Iном А	Uотп В	Sсрб ВА	Sном ВА	Kвзв	KУ
1 2

6.5. Указания по обработке результатов измерения

Для определения основных параметров и характеристик электромагнитного контактора в соответствии с разделом "вычислено" табл. 6.1 можно использовать следующие формулы и зависимости:

мощность срабатывания (6.2)

мощность номинальная (6.3)

коэффициент возврата (6.4)

номинальный коэффициент усиления (6.5)

где S_{вых ном} - номинальная выходная мощность (мощность коммутации) электромагнитного контактора по его паспорту.

Построение статической характеристики электромагнитного пускателя имеющей вид релейной гистерезисной петли, выполнить в соответствии с рис.6.6.

рис. 6.6.

6.6. Контрольные вопросы

1, Какое назначение имеют магнитные и тиристорные пускатели?

2. На чем основан принцип работы электромагнитных контакторов?

3. Какие основные конструктивные отличия между контакторами постоянного и переменного тока?

4. Состав, устройство и принцип действия магнитных пускателей.

5. Основные структурные блоки и принцип действия тиристорного пускателя.

6. Назначение тепловой защиты в пускателях.

7. Почему с помощью тепловых реле нельзя выполнить защиту от коротких замыканий?

8. Какое назначение имеет максимальная токовая защита в тиристорных пускателях?

9. Дать объяснение работы нереверсивного магнитного пускателя па основе его электрической принципиальной схемы.

10. Какую роль выполняют контакты взаимной блокировки контакторов в реверсивных магнитных пускателях?

11. Как осуществляется включение и выключение тиристоров в тиристорных пускателях?

12. Почему запрещается эксплуатация тиристорных пускателей без дополнительных коммутирующих аппаратов с видимым разрывом электрической цепи?

Библиографический список литературы

1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода.-М.: Энергоиздат. 1981.- 576 с.

2. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод.-М.:Энергоатомиздат. 1986.-416 с.

3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника.-М.:Энергоатомиздат. 1983.-440 с.

29