книги из ГПНТБ / Кудактин, А. В. Электрооборудование подъемно-транспортных машин учебник для учащихся механизаторской специальности мореходных училищ

рез пускорегулировочное сопротивление R1—R3, так как пласти­ ны а и б электрически соединены (рубильник Р при этом должен быть замкнут).

При переводе контроллера из первого во второе и последую­ щие положения постепенно выводятся секции пускового сопро­ тивления R1—R3. В четвертом положении все сопротивление ока­ зывается зашунтированным и электродвигатель работает на есте­ ственной характеристике. Чтобы остановить электродвигатель, маховичок контроллера необходимо перевести в нулевое поло­ жение.

Контроллеры обычно выполняются реверсивными и имеют от четырех до восьми положений барабана для каждого направ­ ления вращения.

На рис. 68 представлена схема управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором с помощью реверсивного контроллера барабанного типа. Обозначения основных элемен­ тов на схеме те же, что и в предыдущей схеме.

Для подготовки электродвигателя к работе необходимо конт­ роллер установить в нулевое положение и замкнуть трехполюс­ ный рубильник Р, Для предотвращения внезапного пуска элек­ тродвигателя и возникновения при этом чрезмерных толчков то­ ка рукоятка рубильника и маховичок контроллера могут быть механически сблокированы так, чтобы включение рубильника возможно было только после установки контроллера в нулевое положение. Этим обеспечивается так называемая «нулевая бло­ кировка» схемы, предотвращающая подачу напряжения на элек-

тпдпг

Рис, 68, Схема управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором с помощью барабанного контроллера

ПО

тродвигатель, если маховичок контроллера находится в одном из рабочих положений. Если эти условия соблюдены и рубильник Р включен, фаза сети ЛЗ оказывается подключенной к клемме ста­ торной обмотки СЗ электродвигателя. Фазы Л 1 и Л2 подключа­ ются соответственно к пальцам контроллера 2 и 5, и питание на электродвигатель не поступает.

Для включения электродвигателя необходимо установить конт­ роллер в первое рабочее положение «Вперед» или «Назад». При переводе, например, маховичка контроллера в первое положение «Вперед» пальцы 1—2 и 4—5 замыкаются соответствующими сег­ ментами и статорная обмотка электродвигателя оказывается под­

с полностью включенным в цепь обмотки ротора пусковым сопро­ тивлением.

При переводе барабана из первого во второе и последующие положения последовательно выключаются ступени пускового со­ противления; и в пятом положении, когда все пусковое сопротив­ ление оказывается зашунтированным, электродвигатель работает по естественной характеристике.

Аналогично работает схема при переводе маховичка контрол­ лера в рабочее положение «Назад». В данном случае происходит лишь изменение направления вращения электродвигателя за счет

ся симметричным, так как включение электродвигателя, а соот­ ветственно и его характеристики при положениях маховичка контроллера «Вперед» и «Назад», имеющих один и тот же но­ мер, одинаковы. Ниже будут подробно рассматриваться также схемы с несимметричными контроллерами.

Следует обратить внимание на способ включения дополни­ тельных сопротивлений в цепь обмотки ротора при контроллер­ ном управлении. Указанные сопротивления играют роль пуско­ вых и регулировочных. Нетрудно заметить, что по мере перево­ да контроллера из одного положения в другое сопротивления из роторной цепи выключаются неравномерно, т. е. используется схема так называемого несимметричного включения дополнитель­ ных активных сопротивлений. Такой способ позволяет при тре­ буемом количестве пусковых ступеней уменьшить число контак­ тов контроллера и тем самым снизить массу и габариты послед­ него. Однако при этом наблюдается некоторая асимметрия токов в роторе, вызывающая, дополнительный нагрев электродвигате­ ля. При надлежащем выборе сопротивлений и чередовании* пере­ гружаемых фаз асимметрия роторных токов практически значе­ ния не имеет.

Контроллеры кулачкового типа. Контроллеры кулачкового типа обладают более совершенной контактной системой, способ-

111

ность вращаться. При этом по шайбе перекатывается ролик 2, меняющий свое положение в зависимости от того, находится ролик на участке с меньшим г или большим R радиусом. На рис. 69, а показано положение, когда ролик 2 находится на уча­ стке с большим радиусом. В этом случае контакты 5 и 6 разомк­ нуты. При повороте шайбы на некоторый угол ролик 2 попадает на участок с меньшим радиусом и контакты замкнутся, причем надежность контакта будет обеспечена пружиной 3, прижимаю­ щей подвижный контакт 5 к неподвижному 6.

Благодаря наличию пружины 4 и особой формы контактов, их замыкание и размыкание сопровождается перекатыванием (рис. 69,6), что способствует самоочищению контактов от окиси меди и нагара. Износ контактных поверхностей в кулачковых контроллерах меньше, чем в барабанных из-за отсутствия трения скольжения, а также потому, что рабочая часть контактов уда­ лена от мест образования искр и дуги. ^Интенсивному гашению дуги способствуют дугогасительные катушки, которыми снабжа­ ются кулачковые контроллеры. Подключение и работа дугогаси­ тельных катушек в них происходит так же, как в барабанных контроллерах. Одинаково работают и устройства, фиксирующие отдельные положения рукоятки или маховичка. Каждый контакт­ ный элемент в кулачковом контроллере имеет свою асбоцемент­ ную дугогасительную камеру, препятствующую перебрасыванию электрической дуги на соседние контакты.

Контакты контроллеров изготовлены из чистой электролитиче­ ской меди. Контактные поверхности контроллеров могут быть посеребрены. Кулачковые шайбы изготавливают обычно из пласт­ массы и делают съемными.

Кулачковые контроллеры по сравнению с барабанными при одинаковых разрывных мощностях имеют обычно меньшие раз­

112

ма включений представлена в виде ряда параллельных линий, число которых равно числу положений контроллера. Точка на какой-либо из линий против контакта означает, что в данном по­ ложении контроллера контакт замкнут. На диаграмме видно, что при движении рукоятки «Вперед» на всех положениях конт­ роллера, от первого до пятого, замкнуты контакты 1 и 3, а при

ности замыкания контактов контроллеров прилагается таблица замыкания контактов, показанная на рис. 70. При пользовании таблицей следует помнить, что крестик в каком-либо из положе­ ний контроллера против контакта, номер которого стоит в левой графе таблицы, означает, что данный контакт замкнут. Свободное поле соответствует разомкнутому состоянию контакта.

Принцип действия рассматриваемой схемы аналогичен прин­ ципу действия схемы с барабанным контроллером (см. рис. 68) и особых пояснений не требует.

Как указывалось, механизмы некоторых кранов могут быть

(§ 29). Управление двухдвигательным приводом осуществляется

§ 36. Пускорегулирующие резисторы

Аппарат, служащий для ограничения тока в элек­ трических цепях, принято называть р е з и с т о р о м . Обычно резистор состоит из материалов с высоким удельным сопротивлением и соединен по заранее составленной схеме.

Различают регулируемые и нерегулируемые резисторы. Пер­ вые принято называть р е о с т а т а м и . В схемах управления электроприводами подъемно-транспортных машин применяются,

пряжения сети; они могут, например, включаться последователь­ но в цепь катушки контактора или обмотки возбуждения элек­ трической машины;

114

трических аппаратов и обмоток возбуждения электрических ма­ шин, обладающих большой индуктивностью, от перенапряжений,

ловых потерь в обмотке электромагнитного аппарата или в цепи возбуждения электрической машины;

у с т а н о в о ч н ы е , служащие для наладки схем.

В схемах управления электроприводами подъемно-транспорт­ ных машин наибольшее распространение получили пусковые и регулирующие сопротивления, причем одни и те же сопротив­ ления в схемах электродвигателей играют роль и пусковых и ре­

противлений, рассчитанных на кратковременное нахождение под током и предназначенных только для ограничения пусковых то­ ков электродвигателей.

В качестве пускорегулирующих сопротивлений, предназначен­ ных для токов порядка нескольких десятков и сотен ампер, используются элементы стандартных сопротивлений, из которых собираются ящики сопротивлений. Отечественная промышлен­ ность выпускает стандартные ящики, имеющие сопротивление 0,1—11,2 Ом и допускающие нагрузку до 215 А при продолжи­ тельном режиме работы. Стандартные ящики собираются из элементов, число которых может быть 20 или 40 в одном ящике.

Чугун

Рис, 71, Элементы чугунных сопротивлений

мер ящика соответствует тысячным долям сопротивления одного элемента в омах. Например, ящик типа ЯС № 75 при двадцати элементах имеет сопротивление 1,5 Ом, а при сорока — 3 Ом. На каждом ящике указываются: допустимый ток при длительном и различных повторно-кратковременных режимах работы, а также предельно допустимая рабочая температура сопротивления.

Материалы для элементов сопротивлений должны обладать высоким удельным сопротивлением, в течение длительного вре­ мени выдерживать высокие температуры, обладать достаточной механической прочностью и малой окисляемостью в нагретом состоянии и иметь малый температурный коэффициент сопротив­ ления. Этим требованиям лучше всего удовлетворяют сплавы вы­ сокого сопротивления, из которых наибольшее распространение получили медноникелевые, хромоникелевые и фехралевые спла­ вы, а также кремнистый чугун (табл. 1).

Стандартные ящики сопротивлений выполняются из чугунных литых (рис. 71) или ленточных фехралевых, или Константиновых элементов и помещаются в металлический каркас.

Чугунные пластины изолируются шайбами из теплостойкого изоляционного материала, а спирали из проволоки или ленты на­ матываются на теплостойкие основания. Материалом для осно­ ваний и шайб может служить фарфор, стеатит, шамот и т. п.

Чтобы обеспечить необходимые сопротивления и тепловую мощность, требуется в некоторых случаях, например, на кранах устанавливать не один, а несколько ящиков. Ящики рекомендует­ ся располагать вертикально, один над другим. Без снижения тепломощности таким образом можно установить до четырех ящиков. Расстояние между ними должно быть не менее 60 мм, расстояние от пола до нижнего ящика не менее 150 мм. Не ре­ комендуется устанавливать более шести ящиков. При указанном способе установки охлаждение ящиков естественное, воздушное. Если ящик закрыт кожухом, его тепломощность снижается. Сле­ дует иметь в виду, что сопротивления, погруженные в масло, пригодны лишь для редко пускаемых установок и поэтому исполь­ зуются только для электроприводов машин непрерывного транс­ порта.

116

Глава VIII

АППАРАТУРА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ

§37. Контакторы

Всхемах полуавтоматического и автоматического

управления электроприводами самыми распространенными аппа­ ратами являются контакторы. Контактор — это электромагнит­ ный аппарат дистанционного управления, предназначенный для частых включений и выключений силовых электрических цепей под нагрузкой. Одновременно с силовыми контакторы могут так­ же включать и выключать вспомогательные цепи (например,, цепи возбуждения и управления электродвигателей). Контакто­

являются тяговая (или включающая) катушка, контактная си­ стема и подвижное устройство, укрепленное на изоляционной па­ нели 1. При отсутствии тока в тяговой катушке 9, помещенной на стальном сердечнике 10, стальной якорь 6, укрепленный шарнир­ но на кронштейне 8, занимает положение, указанное на рисунке* и контакты 3 и 4 разомкнуты. В случае появления тока в катуш­ ке 9 сердечник 10 намагничивается и, преодолевая натяжение пружины 7, притягивает якорь 6, при этом подвижный контакт 4 приходит в соприкосновение с неподвижным контактом 3 и элек­ трическая цепь, в которую они включены, замыкается. При исчез­

117

ются при появлении в ней тока. Контакторы могут иметь одну или несколько пар замыкающих и размыкающих контактов. Если контактор имеет одну пару замыкающих контактов и одну пару размыкающих, то при подаче тока в его тяговую катушку замыкающие контакты закрываются (см. рис. 72), а размыкаю­ щие открываются (последние на рис. 72 не показаны).

Кроме главных контактов, замыкающих и размыкающих си­ ловую цепь, контактор может быть снабжен несколькими пара­ ми вспомогательных контактов или блок-контактов для переклю­

продления срока службы их выполняют из теплостойких и туго­ плавких металлов (например, сплав меди с вольфрамом), кото­ рые не подвергаются быстрому разрушению от действия элек­ трической дуги. В ряде случаев используют контакты с сереб­ ряными накладками или применяют контакты из чистой электро­ литической меди с посеребренной поверхностью. Их снабжают также пружинами 5 для обеспечения большей гибкости. Усло­ вия работы главных контактов облегчаются благодаря их особой пальчиковой формы, позволяющей контактам в процессе вклю­

шение дуги, возникающей при размыкании главных контактов. Для этой цели применяют дугогасительные катушки 2 (см.

ра не показана).

Условия работы блок-контактов контакторов значительно лег­ че, чем главных контактов. Блок-контакты включаются в бло­ кировочные цепи и цепи управления, по которым протекают не­ значительные токи. Например, для контактора типа КП-7 номи­ нальный ток главных контактов составляет 2500 А, в то время как ток отключения блокировочных контактов при напряжении 220 В цепи с активным сопротивлением'составляет 2 А. Это позволя­ ет значительно уменьшить размеры блок-контактов по сравнению с главными контактами, не применять для них искусственного дугогашения; необязательна также для блок-контактов пальчи­ ковая форма. Чаще применяется мостиковая конструкция блокконтактов. В этом случае контакты состоят из медной пластинки, которая при замыкании соединяется с двумя вертикальными то­ коведущими стержнями, установленными на изоляционной панели.

118