1.2.7. Параметры контактных конструкций

Раствор контактов представляет собой кратчайшее расстояние между разомкнутыми контактными поверхностями подвижного и неподвижного контактов (см. рис. 2.1). Зазор контактов обычно выбирается из условия гашения малых токов.

При работе контакты изнашиваются. Чтобы обеспечить надежное их соприкосновение на длительный срок, кинематика аппарата выполняется таким образом, что контакты соприкасаются раньше, чем подвижная система (система перемещения подвижных контактов) доходит до упора. Контакт крепится к подвижной системе через пружину. Благодаря этому, после соприкосновения с неподвижным контактом, подвижный контакт останавливается, а подвижная система продвигается еще вперед до упора, сжимая дополнительно при этом контактную пружину.

Таким образом, если при замкнутом положении подвиж­ной системы убрать неподвижно закрепленный контакт, то подвижный контакт сместится на некоторое расстояние, называемое провалом. Провал определяет запас на износ контактов при заданном числе срабатываний. При прочих равных условиях больший провал обеспечивает более высокую износостойкость, т.е. больший срок службы. Но больший провал, как правило, требует и более мощной приводной системы.

Контактное нажатие – сила, сжимающая контакты в месте их соприкосновения. Различают начальное нажатие в момент начального соприкосновения контактов, когда провал равен нулю, и конечное нажатие при полном провале контактов. По мере износа контактов уменьшается провал, а, следовательно, и допол­нительное сжатие пружины. Конечное нажатие приближается к начальному. Таким образом, начальное нажатие является одним из основных параметров, при котором контакт должен сохранять работоспособность.

55. Электропривод как система. Структура электропривода

Электроприводом называют электромеханическую систему, представляющую из себя совокупность электромеханических, механических, электрических и электронных устройств, предназначенных для преобразования электрической энергии в механическую с целью приведения во вращение исполнительного органа производственного механизма ИОПМ в соответствии с требованиями технологического процесса.

Электропривод ЭП может быть представлен в виде следующих структурных схем:

1. Элементная структурная схема;

2. Системная структурная схема.

Н а элементной структурной схеме представлены основные элементы, входящие в состав ЭП, и связи между ними. В общем виде она имеет вид, показанный на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Элементная структурная схема ЭП

На схеме показано:

1 – преобразовательное устройство, предназначенное для преобразования электрических параметров питающей сети в электрическую энергию с другими параметрами (например, изменение рода и величины тока и напряжения, изменение частоты напряжения и тока, изменение фазы и т. п.). Под преобразовательными устройствами понимают силовые трансформаторы, управляемые и неуправляемые выпрямители, инверторы, частотные преобразователи, фазосдвигающие устройства и т. д.

2 – электродвигательное устройство или электромеханический преобразователь ЭМП. Это основной элемент ЭП, предназначенный для преобразования электрической энергии в механическую. Обычно это электродвигатель, в частном случае – электромагнит.

3 – передаточное устройство, предназначенное для согласования скорости вращения электродвигательного устройства и ИОПМ – 5. В качестве передаточного устройства могут быть использованы муфты, редукторы и т. п.

4 – управляющее устройство, которое управляет работой отдельных элементов ЭП в соответствии с технологическим процессом.

К роме этого существует системная структурная схема ЭП (рисунок 1.2), на которой ЭП представлен как сложная система, которая с одной стороны включает в себя различные по физической сущности и роду выполняемых задач подсистемы, а с другой стороны является частью еще более сложной системы. При этом ЭП представляется в виде двух подсистем (каналов). По первому каналу осуществляется транспорт потока энергии. По второму каналу – управление этим потоком энергии, а также сбор информации о состоянии первого канала. Первый канал носит название силовой канал ЭП, а второй – информационный канал ЭП.

– информационный канал

– силовой канал

ИК – информационный канал

КУ – канал управления

Рисунок 1.2 – Системная структурная схема ЭП

Силовой канал ЭП включает в себя входные устройства, связывающие электрическую сеть («сосед слева») с электрическим преобразователем, который служит для преобразования электрической энергии с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами.

Электромеханический преобразователь ЭМП – основной элемент электрического привода, предназначенный для преобразования электрической энергии в механическую. В дальнейшем под термином ЭМП будем подразумевать электродвигатель вращательного движения.

Механический преобразователь МП предназначен для согласования скоростей вращения вала электромеханического преобразователя и вала исполнительного органа производственного механизма ИОПМ.

При этом слева силовой канал связан с системой электроснабжения СЭС (сосед слева), справа – с технологической установкой (сосед справа).

Силовой канал в свою очередь состоит из двух подканалов:

1. Электрическая часть силового канала электропривода, в которую входят входные устройства, электрический преобразователь и часть электромеханического преобразователя (коммутирующие устройства электродвигателя, обмотки статора, ротора и т. д.);

2. Механическая часть силового канала электропривода, в которую входят часть электромеханического преобразователя (вал, подшипники и т. д.), механический преобразователь, а также вращающиеся части ИОПМ.

Информационная часть канала электропривода состоит из двух подканалов:

1. Собственно информационный канал, по которому осуществляется сбор и обработка информации о внутреннем состоянии информационного канала;

2. Канал управления, по которому осуществляется передача управляющих сигналов на отдельные элементы силового канала.

Кроме того, информационный канал содержит измерительный преобразователь (ЦАП, АЦП), связывающий с каналом связи, который в свою очередь входит в состав АСУ верхнего уровня («сосед сверху»).

Основными тенденциями в развитии ЭП являются:

1. Расширение его функциональных возможностей;

2. Улучшение его показателей:

- классических,

- технико-экономических,

- потребительских;

3. Экономное расходование электроэнергии и других ресурсов.

К основным требованиям, предъявляемым к ЭП можно отнести:

• Точность;

• Быстродействие;

• Качество протекания динамических процессов;

• Совместимость ЭП с соседями слева, справа и сверху;

• Ресурсоемкость ЭП.

Классификация электроприводов. Они могут классифицироваться по следующим признакам:

1. По роду движения

1. ЭП вращательного движения (перемещения);

2. ЭП поступательного перемещения;

3. ЭП положения.

1. По роду тока и напряжения

1. ЭП переменного тока;

2. ЭП постоянного тока.

3. По назначению

1. ЭП общепромышленного назначения;

2. ЭП специального назначения.

4. По мощности

1. ЭП малой мощности (до 10 кВт);

2. ЭП средней мощности (от 10 кВт до 500 кВт);

3. ЭП большой мощности (от 500 кВт до 50 МВт).

5. По степени автоматизации

1. Нерегулируемые ЭП;

2. Регулируемые или автоматизированные ЭП;

3. Программно управляемые ЭП.