книги из ГПНТБ / Кусмарцев, В. С. Автоматизация строительного производства

мощность управления — минимальная величина элек­ трической мощности управляемой цепи, при которой ре­ ле работает надежно.

Для надежной работы мощность управления должна быть больше мощности срабатывания в 1,5—3 раза.

Наибольшее распространение имеют электромагнит­ ные нейтральные и электромагнитные поляризованные реле. При выборе их, кроме данных, приведенных в таб­ лице 1, учитывают габариты, которые могут быть нор­ мальными или малогабаритными, и вес.

Работа электромагнитных реле основана на притяже­ нии стального якоря к сердечнику электромагнита, по обмотке которого пропускается электрический ток. Это движение якоря и используется для приведения в дви­ жение контактной системы.

Электромагнитные нейтральные реле могут быть по­ стоянного или переменного тока. По виду реле перемен­ ного тока мало отличается от работы реле постоянного тока. Однако поскольку рабочий ток в катушке этих ре­ ле дважды за период уменьшается до нуля, приходится для нормальной его работы принимать специальные ме­ ры, что усложняет конструкцию реле. Реле переменного тока в большинстве своем имеют сравнительно большие габариты, больший вес и к тому же более дорогие.

состояния схемы. В результате этого реле работает поразному (в ту или иную сторону) в зависимости от по­ лярности тока.

Промежуточные реле. Промежуточные реле часто используются в дополнение к обычному реле или реле контроля неэлектрических величин, когда в последних не хватает контактов для подачи нужного числа сигна­ лов и когда необходимо усилить импульс сигнала путем включения цепи питания более высокого напряжения. Учитывая последнее, контакты промежуточных реле де­ лаются более мощными.

При автоматизации и диспетчеризации строительного производства наиболее широко применяются промежу­ точные электромагнитные реле и многоконтактные реле типа МКУ-48. Первые изготавливаются с двумя, четырь­

20

мя и шестью контактами (рис. 3). В этом реле стойки с неподвижными контактами прикреплены винтами к ос­ нованию. Контактные мостики, на которых установлены подвижные контакты, насажены на центральный стер­ жень, перемещающийся в осевом направлении. Стер­

жень связан с магнитом при помощи рычага и при по­ даче тока в катушку магнита перемещается вверх. При отключении тока подвижные части реле иод действием силы тяжести возвращаются в исходное положение.

Многоконтактные унифицированные электромагнит­ ные реле типа МКУ-48 изготавливаются на различные комбинации контактов: на замыкание, размыкание и пе­ реключение.

Промежуточные реле (как и реле времени) иногда относят к группе средств управления, служащих для преобразования сигналов реле (датчиков) контроля тех­ нологических параметров. Например, сигналов от путе­ вых и конечных выключателей.

21

Реле времени. Реле времени представляет собой при­ бор, применяемый для получения заданной выдержки времени при включении или выключении электрических цепей. После подачи импульса на такое реле оно включа­ ет последующие цепи и аппараты и подает команды лишь через некоторое, наперед заданное время и тем самым осуществляет регулирование времени действия механизмов.

Существуют различные типы реле времени. В элек­ тромагнитных выдержка времени может быть получена путем замедленного срабатывания или отпускания реле с помощью включения индуктивности, емкости, коротко замкнутого витка, с помощью воздушного или масляно­ го демпфера. Время задержки, получаемое в этих реле, достигает нескольких секунд.

Реле 'Времени с большими выдержками используют в своей основе часовые механизмы или электродвигатели (играющие роль часового механизма), передающие че­ рез редуктор вращение контактному устройству с различ­ ным количеством замыкающих и размыкающих контак­ тов для управления подключаемыми элементами ав­ томатики. Время выдержки (от 0,1 до 20 минут) и последовательность срабатывания контактов устанав­ ливаются на установочном диске.

Надо отметить, что за последние годы на автоматиче­ ских линиях все шире применяют пневматические реле времени.

Контакторы. Контактором называют электромагнит­ ный аппарат, в котором включение рабочих контактов, являющихся элементами силовой цепи, осуществляется с помощью электромагнита или селеноида. Контактор служит для частых повторных замыканий и размыканий силовых электрических цепей (до 1500 включений в час) и представляет собой аппарат дистанционного действия с кнопочным или автоматическим управлением. Они раз­ личаются:

по роду тока (постоянного или переменного); по характеру исполнения контактной системы; по назначению;

по габаритам, зависящим от величины тока и дли­ тельности нагрузки.

Для управления асинхронными электродвигателями применяют трехполюсные контакторы.

22

Основными частями контакторов являются: электро­ магнит (состоящий из сердечника, якоря и втягивающей катушки), контакты и рычажная система, соединяющая якорь и контакты. Кроме того, он имеет: дугогаси тель­ ные камеры, пружины и вспомогательные или блокиро­ вочные контакты, сокращенно называемые блок-контак­ тами, служащими для осуществления различных пере­ ключений и сигнализации.

Если замкнуть цепь обмотки втягивающей катушки, то якорь будет притягиваться к сердечнику и через ры­ чажную систему замкнет главные контакты. Если цепь обмотки разомкнуть, то якорь электромагнита отпадет и контакты разомкнутся.

Если что-либо помешает якорю контактора достиг­ нуть конечного положения и катушка при этом останет­ ся включенной, она может сгореть.

Катушки контакторов должны обеспечивать четкое и надежное включение якоря при 85% номинального зна­ чения напряжения и «е должны перегреваться при 100% номинального напряжения сети. Напряжение отпадения якоря, называемого напряжением отпуска, составляет 30—70% (для контакторов переменного тока).

Магнитные пускатели. Магнитные пускатели состоят из одного или двух контакторов, снабженных блок-кон­ тактами и встроенными элементами теплового реле, смонтированных на общей панели.

Тепловое реле действует при помощи биметалличе­ ского элемента и служит для защиты двигателя от .недо­ пустимых перегрузок. Поскольку тепловая защита не предохраняет двигатель от токов короткого замыкания, в главной цепи магнитного пускателя предусматривают плавкие предохранители.

Магнитный пускатель с одним контактором называет­ ся нереверсивным и осуществляет пуск только в одном направлении. Магнитный пускатель с двумя контактора­ ми носит название реверсивного и служит для включе­ ния электродвигателя в прямом и обратном направ­ лении.

В строительном производстве широко распростране­ ны воздушные магнитные пускатели серии ПМЕ. Они рассчитаны на мощность 1,1-МО квт при напряжениях: 36, 127, 220, 380 и 500 в, переменного тока частотой

50 гц.

23

Нереверсивный пускатель (рис. 4 а) состоит из трех­ полюсного закрытого кожухом / контактора, блок-кон­ такта 2 с н.о. контактом, катушки 3 и двухполюсного теплового реле 4.

На рис. 4 б показано устройство реверсивного маг­ нитного пускателя, состоящего из двух контакторов, смонтированных на общей плите 1. Каждый из контак­

24

торов имеет три главных контакта 2, катушки 3 и одно­ го блок-контакта 4, двухполюсного теплового реле 5, являющегося общим для обоих контакторов.

Одновременное замыкание обоих контакторов исклю­ чается благодаря механической блокировке якорей ка­ тушек электромагнитов.

Магнитные пускатели серии ПМЕ монтируют на ров­ ной, жестко закрепленной вертикальной площадке (до­ пустимое отклонение от вертикали ±5°). Пускатели рас­ считаны на работу при температуре окружающего возду­ ха от —40 до -|-40оС. Их запрещается эксплуатировать в условиях тряски, вибрации и ударов. Только при соблю­ дении всех этих правил они будут надежно работать.

Путевые и конечные выключатели. Путевые выключа­ тели — это контактные автоматические аппараты, пред­ назначенные для осуществления переключения в цепях управления в зависимости от пути, проходимого управ­ ляемым механизмом или его рабочим органом. Вот по­ чему их части называют датчиками перемещений.

Путевые выключатели кинематически связаны с уп­ равляемыми механизмами и осуществляют отключение, переключение и включение электрических цепей под воз­ действием исполнительных механизмов оборудования е определенных положениях, предотвращая переход за установленные границы.

В основном устройство всех путевых переключателей аналогично. Они имеют одну или несколько пар контак­ тов, в состав которых входит один неподвижный и один или несколько подвижных. Неподвижные закрепляются в корпусе. Подвижная часть контакта помещается на штоке или рычаге, которые перемещаются под воздейст­ вием упоров автоматизируемого агрегата и производят размыкание закрытых и замыкание нормально открытых контактов.

На рис. 5 а показан путевой выключатель простейше­

упора, закрепленного на подвижных частях оборудова­ ния, планка 2 с подвижными контактами отходит вниз, и верхние контакты 4 размыкаются, а нижние 3 замы­ каются. Как только воздействие на шток 1 прекратится, пружина 5 возвращает устройство в первоначальное со­ стояние.

25

На рис. 5 б показан путевой выключатель момен­ тального действия с самовозвратом. При воздействии движущейся части рабочего органа на ролик рычага 4 последний поворачивается и при помощи передаточных устройств поворачивает поводок 3, на котором закреп­ лены подвижные контакты 5. Это приводит к размыка­ нию нормально закрытых контактов и к замыканию

Рис. 5. Путевые переключатели:

а — линейного; б — моментного действия.

нормально открытых. Возврат в исходное положение осуществляется с помощью пружин. Неподвижный кон­ такт 2 укреплен в корпусе 1.

Конечный выключатель — это путевой выключатель, останавливающий электродвигатель привода или пере­ ключающий цедь управления реверсивного электродвигагеля с одного направления вращения на другое в двух крайних положениях.

И промежуточный и конечный выключатели уста­ навливаются очень близко от рабочей зоны агрегатов, поэтому надо их тщательно защищать от засорения ме­ таллической пылью, от брызг масла и охлаждающей жидкости.

26

В тех случаях, когда требуется надежная работа пе­ реключателя .при очень малых перемещениях и небольшом^давлении на него, применяются микропереключа­

тели.

Обычно число контактов и мощность включаемой це­ пи, с помощью путевых выключателей, бывают недоста­ точны. Поэтому их импульс передается сначала на про­ межуточное реле.

2> 2. Релейно-контактные схемы

Перечисленные выше релейно-контактные аппараты и электродвигатели с их связями, образуют релейно-кон­ тактную схему, в которой можно выделить: 1) схемы или цепи главного тока и 2) вспомогательные цепи.

Вспомогательные цепи включают в себя: цепи управ­ ления, состоящие из кнопок, катушек реле, контактора и их контактов (замыкающих или размыкающих цепи управления); цепи защиты, сигнализации и цепи блоки­ ровки между отдельными элементами схемы.

Для облегчения чтения схемы цепи главного тока вычерчиваются жирными линиями, а вспомогательные цепи — топкими. Все элементы вспомогательной цепи вычерчиваются на схеме в условном обозначении по ГОСТ 3025—59 и ГОСТ 7624—62.

В системе механизмов с гидравлическими или пневма­ тическими приводами силовая электрическая цепь отсут­ ствует, так как роль цепей главного тока в них выпол­ няют гидропроводы или воздухопроводы.

Для релейно-контактных схем существуют два спо­ соба изображений: свернутый и развернутый.

Принципиальная свернутая (полная) схема. В этой схеме элементами чертежа являются электрические ап­ параты (реле, контакторы, двигатели и т. д.), которые изображаются как единое целое. Все контакты террито­ риально объединяют и указывают на оси катушки, а иногда и на механические или магнитные связи между ними. В схеме косвенно отражены конструктивные осо­ бенности всех элементов цепи, число контактов, общее число выводов и т. д.

Для изучения принципов действия устройств автома­

27

тики свернутые принципиальные схемы удобны своей наглядностью. По ним легко представить не только фи­ зические, но и конструктивные особенности отдельных аппаратов. Для сложных автоматических установок та­ кие схемы получаются очень громоздкими и запутанными. Последнее объясняется тем, что при большом числе эле­ ментов цепи провода, соединяющие катушки с контакта­ ми, или многократно пересекаются друг с другом, или делают длинные петли. Все это затрудняет выявление характера связей между элементами и последователь­ ность их включений.

Принципиальные развернутые схемы. В этих схемах элементами чертежа являются электрические цепи, со­ стоящие из контактов и катушек различных аппаратов. Наглядность достигается изображением проводов в виде прямых линий без поворотов и пересечений, т. е. под­ черкивается, что цепь является основой схемы. В развер­ нутых схемах каждый электрический аппарат условно расчленяется на составные части, которые разносятся по элементарным электрическим цепям. Каждая элементар­ ная цепь, как правило, содержит одну катушку и ограни­ ченное число контактов, которые размещаются в после­ довательности их срабатывания, а отдельные цепи размещаются параллельно друг другу по горизонталям и.вертикалям и присоединяются по концам к полюсам источников питания. Места электрического соединения проводов отмечаются точками.

Цепи, предназначенные для выполнения определен­ ных операций, группируются вместе, а в примечаниях указывается, какие операции выполняет каждая группа цепей.

Коммутирующие устройства на принципиальных схе­ мах изображаются, как правило, в отключенном состоя­ нии, т. е. при отсутствии тока во всех цепях схемы и от­ сутствии внешних принудительных сил, воздействующих на подвижные контакты.

Соблюдение этих условий облегчает рассмотрение электрических связей и делает ясным, от каких контак­ тов зависит замыкание и размыкание цепей. Это большое преимущество развернутых схем. Недостаток их в том, что по схеме невозможно представить себе конструкцию входящих в нее элементов. Поэтому приходится простав­ лять условные обозначения каждого двигателя, аппара-.

28

та, прибора и давать подробное описание, объясняющее конструктивную связь отдельных элементов.

Катушки реле обычно обозначают заглавными буква­ ми, соответствующими первой букве названия того устройства, в которое входит катушка. Например: РМреле максимальное токовое, PH—реле нулевое, РБ—реле блокировочное, РВ—реле времени, РТ—реле тепловое, Л — контактор линейный, У — контактор ускорения, В— контактор вперед, Н — контактор назад, КУ — кнопка управления и т. д.

Если в схему входят несколько одинаковых аппаратов, то для отличия их перед буквенным обозначением ста­ вят цифры, обозначающие повторяемость прибора. На­ пример (для катушек), 1Л, 2Л, ЗЛ, или 1, IV,2У и т. д. Соответствующие им контакты носят те же обозначения, но с индексом, указывающим повторяемость контактов

—Л1, 1Л2, 2Л[ и т. д.. Все это будет более понятным,если рассмотреть схемы и описание их, приведенные ниже.

Монтажные схемы. На основании монтажных схем производится установка аппаратуры на щитах и пультах и выполняются все электрические соединения.

2 - 3. Схемы автоматического управления электроприводом

В задачу автоматического управления элект­ роприводом входит выполнение следующих операций:

подключение электродвигателя к сети; обеспечение максимальной скорости разгона электро­

двигателя от положения покоя до нормальной скорости вращения при заданной нагрузке;

ограничение тока в цепях двигателя во время пуска и разгона последнего (там, где это необходимо) до допу­ скаемых пределов;

остановка электродвигателя; осуществление реверсирования (если это требуется).

Наибольшее распространение в автоматических си­ стемах при мощности до 10 квт имеют асинхронные эле­ ктродвигатели с короткозамкнутым ротором, являющи­ еся наиболее простыми по устройству и обслуживанию.

29