книги из ГПНТБ / Головин Ю.К. Судовые электрические приводы. Устройство и эксплуатация учебник

удерживающую катушку или устранить нарушение контакта в ее цепи, в третьем случае сменить поврежденную втягивающую (включающую) катушку пли отрегулировать собственный блок-контакт так, чтобы при обесточенной удерживающей катушке он был замкнут с провалом не менее 1 мм. Если в процессе работы таймтактора наблюдаются ненор­ мальности при исправности его элементов, то необходимо проверить его регулировку на четкость срабатывания и определить величину выдержки времени по методике, изложенной в § 35.

§37. Тепловые и механические реле

иих эксплуатация

Тепловые реле. Тепловыми, а правильнее элект - р о т е п л о в ы м и , называют реле, которые, нагреваясь электрическим током, срабатывают при повышении температуры до определенного зна­ чения. Таким образом, тепловые реле косвенно реагируют на величину проходящего через них тока и играют роль максимальных реле тока. В отличие от электромагнитных максимальных реле они срабатывают при ненормальном увеличении тока не мгновенно, а с выдержкой вре­ мени. Из-за этой особенности их применяют для защиты от перегрузки короткозамкнутых асинхронных электродвигателей, у которых пуско­ вой ток в четыре—семь раз больше номинального. Если для их защиты применить максимальное реле тока мгновенного действия и настроить его на ток, превышающий номинальный, например, в два раза, то при каждой попытке пуска реле будет срабатывать. Если реле настроить на ток, превышающий пусковой, то оно не будет защищать электродви­ гатель от трех-четырехкратных токов перегрузки, что недопустимо. Тепловое же реле независимо от настройки при пуске не срабатывает, так как пусковой ток кратковременный и реле не успевает за время его протекания нагреться до температуры уставки. Зато при длительном протекании сравнительно небольшого тока перегрузки, в полтора-два раза превышающего номинальный, реле срабатывает и отключает элек­ тродвигатель раньше, чем он нагреется до недопустимой температурь Контакты тепловых реле включают в цепь катушки контактора, пода­ ющего питание электродвигателю, так же, как контакты электромаг­ нитных максимальных реле тока.

Схема простейшего теплового реле серии ТТ изображена на рис. 85. Воспринимающим органом реле является так называемая биметалли­ ческая пластинка 1. Она склепана из двух пластинок, изготовленных

из металлов с различными коэффициентами линейного расширения. Обычно одна из пластинок стальная, а вторая сделана из сплава инвар. Вблизи биметаллической пластинки размещен спиральный нагрева­ тельный элемент 2, изготовленный из нихрома. Часть пластинки и спи­

раль закрыты цементно-асбестной теплоизоляционной камерой 7. По нагревательному элементу проходит главный ток защищаемого электро­ двигателя. При нормальном токе биметаллическая пластинка нахо­ дится в положении, показанном на рис. 85, а. Контакты реле 6 в этом

состоянии замкнуты. Если ток электродвигателя превысит нормальную

150

величину, в нагревательном элементе выделится больше тепла, чем при нормальной нагрузке, и температура биметаллической пластинки повы­ сится. Ее составные части удлинятся на разную величину, но так как перемещаться независимо они не могут, то пластинка изогнется в сторону элемента с меньшим коэффициентом линейного расширения. При определенной температуре она займет положение, показанное на рис. 85, б, и освободит защелку 3, которая под действием пружины 4

повернется и разомкнет контакты реле. Это приведет к отключению электродвигателя, после чего ток по нагревательному элементу проте­

Рис. 85. Схемы действия электротеплового реле типа ТТ:

а — при нормальном токе; 6 — при токе, превышающем нор­ мальную величину

кать перестанет, и биметаллическая пластинка начнет остывать. По ме­

врата. Для возврата подвижной системы реле в прежнее положение нужно нажать пальцем на кнопку толкателя 5. Однако это возможно

только после того, как биметаллическая пластинка охладится до преж­ ней температуры.

Тепловые реле работают недостаточно стабильно. Выдержка време­ ни у них существенно зависит от температуры окружающей среды. По­ этому в некоторых типах реле применяют устройства, уменьшающие влияние последней на работу аппарата. В качестве примера на рис. 86 показано реле типа РПТ, предназначенное для защиты от перегрузок асинхронных электродвигателей серии МАП. В этом реле применен ин­ дукционный нагрев биметаллического элемента, поэтому его называют термоиндукционным реле. Оно представляет собой трансформатор, первичной обмоткой которого является сериесная катушка 5, включен­

ная в главную цепь защищаемого электродвигателя. (На рис. 86 ка­ тушка не показана; место, которое она занимает, обведено тонкими ли­ ниями.) Вторичной обмоткой служит биметаллическая спираль 4,

замкнутая накоротко медным проводником 3. Магнитопровод реле со­ стоит из сердечника 2, угольника 6 и стойки 1. Верхний конец спира­

151

ли закреплен неподвижно, а к ее нижнему концу прикреплена биметал­ лическая пластина 11. В холодном состоянии она упирается концом

взащелку 10, и контакты реле <3 н 9 замкнуты. Биметаллическая спи­

раль нагревается индуктированным в ней током, вследствие чего ее нижний незакрепленный конец поворачивается против часовой стрел­ ки, если смотреть снизу. При токе перегрузки он поворачивается на­ столько, что соединенная с ним биметаллическая пластина проваливает­ ся в прорезь, сделанную в защелке. Пружинящая защелка выпрям­ ляется и размыкает контакты. На рисунке реле изображено именно

вэтом состоянии.

Роль температурного компенсатора играет биметаллическая пла­ стина. При увеличении температуры окружающей среды она изги­ бается влево и конец ее удаляется от прорези в защелке. Это

Рис. 86. Электротепловое реле типа РПТ-2А (а) и его ампер-секуидная

характеристика (б)

152

второй мембраны вниз. Поршень отходит от второго мнкровыключателя, и его контакты размыкаются.

Во время эксплуатации реле необходимо следить за состоянием кон­ тактной системы, а также производить проверку погрешности размыка­ ния контактов и дифференциал. Давления определяют с помощью кон­ трольного манометра со шкалой, соответствующей диапазону настрой­ ки реле. Проверку производят для нескольких точек шкалы, включая ее крайние точки. Для каждой точки делают два-три замера. Установив указатель на уставку срабатывания, создают давление несколько боль­ ше уставки. После этого равномерно снижают давление до момента раз­

/

мыкания контактов. Затем для определения дифференциала повыша­ ют давление до замыкания контактов.

Результаты проверки можно считать удовлетворительными, если погрешность и дифференциал будут находиться в нормах, допустимых для данного аппарата.

Реле уровня. Для контроля уровня жидкости в сосудах, соединен­ ных с атмосферой, применяют реле уровня. На рис. 88 изображено су­ довое реле уровня поплавкового типа, состоящее из пустотелого герметичного поплавка 1, закрепленного на конце рычага 2. Второй ко­

нец рычага соединен с пальцем, имеющим возможность поворачиваться в подшипнике 4. Подшипник смонтирован на основании, закрепленном

устройства 3, состоящего из двух микровыключателей. При изменении

уровня жидкости в цистерне поплавок перемещается вверх или вниз. В крайних положениях, обусловленных заданными уровнями жидко­ сти, контакты микровыключателей замыкаются или размыкаются.

Реле скорости. Кинематическая схема такого реле представлена на рис. 89. При увеличении частоты вращения горизонтального валика реле до величины уставки центробежная сила разводит в стороны гру­ зы, закрепленные на шарнирных рычагах, вследствие чего муфты 1

154

сближаются, преодолевая силу упругости пружины 2. Это перемещает подвижные рычаги контактной системы 3 и приводит к замыканию одних

и размыканию других контактов. Такие реле применяют для за­ щиты электродвигателей от недопустимого возрастания частоты враще­ ния. В судовых электроприводах их применяют очень редко.

§ 38. Магнитные пускатели, магнитные станции и их эксплуатация

Магнитные пускатели — это комплексные аппа­ раты, предназначенные для управления асинхронными короткозамк­ нутыми электродвигателями и для защиты. Они состоят из одного или двух контакторов переменного тока и электротепловых реле, смонтированных на общем основании и собранных в общую электри­ ческую схему. Магнитные пускатели с одним контактором служат только для прямого пуска электродвигателей; их называют нереверсив­ ными. Магнитные пускатели с двумя контакторами служат для пуска

иреверса электродвигателей; они называются реверсивными.

Вреверсивных пускателях контакторы сблокированы механичес­ ки— между их якорями находится поворачивающееся на оси коромысло или другое устройство, не дающее притянуться якорю одного контакто­ ра, если притянуть якорь другого контактора. Это нужно во избежание короткого замыкания, получающегося при включении обоих контак­

торов.

Контакторы магнитных пускателей прямоходовые. На дверцах ящика, в который помещают пускатели брызго- и водозащищенного исполнения, часто устанавливают кнопки управления, кнопки толка­ телей возврата тепловых реле и трехполюсный пакетный переклю­ чатель.

Магнитные станции, или станции управления, ■— это устройства, состоящие из смонтированных в общем металлическом шкафу электро­ магнитных и иных аппаратов, которые служат для автоматического или полуавтоматического управления электроприводом. Станции управ­ ления электроприводами палубных механизмов называют магнитными контроллерами. Судовые магнитные станции изготовляют в брызгоза­ щищенном и водозащищенном исполнениях. •

Неполадки в работе магнитных пускателей и магнитных станций управления возникают в результате неисправностей встроенных в них контакторов, реле и прочей аппаратуры, а также внутреннего монтажа. Устраняют эти неисправности в соответствии с рекомендациями, приве­ денными выше для отдельных элементов комплектующей аппаратуры. Для магнитных пускателей, учитывая их массовое применение на судах, приводится табл. 4, в которой указываются неисправности и способы устранения.

155

§ 39. Контроллеры и их эксплуатация

Контроллер представляет собой переключающий аппарат, имеющий ряд коммутационных положений и позволяющий производить различные изменения схемы соединений управляемой цепи. Они служат для ручного управления реверсивными электро­ приводами кратковременного и повторно-кратковременного режима.

Переключения элементов схемы управления при помощи контрол­ лера обычно производятся посредством поворота рукоятки, связанной с валом аппарата. Неподвижные контакты контроллера могут быть со­ единены с регулируемыми сопротивлениями. В этом случае контроллер уподобляется переключателю ступеней реостата. Отличие контроллера от реостата состоит в том, что конструктивно он устанавливается не

156

комплектно с набором сопротивлений, а отдельно от Последних (в це­ лях удобства обслуживания пли сокращения габаритов аппарата).

Контроллеры можно разделить по роду тока па контроллеры посто­ янного и переменного тока, по назначению — на силовые контроллеры,

КМ-1200 на 12 цепей, применяемого для управления электроприводами шпилей, брашпилей и грузовых лебедок (рис. 91). Литой корпус аппа­ рата <3, закрывающийся крышкой 16 с резиновым уплотнением, обеспе­

чивающим водонепроницаемость, устанавливается на вертикальной колонке (трубе) 1, крепящейся к палубе своим нижним фланцем. Внут­ ри на изоляционной панели И установлены неподвижные контакты 10. Подвижные мостиковые контакты 9 укреплены на поворачивающемся вокруг оси 4 пластмассовом рычаге 7. Включающая пружина 5, воз­

действуя на рычаг, стремится замкнуть контакты. Укрепленный на ры-

157

чаге вращающийся ролик 8 касается торца кулачковой шайбы 2, по окружности которой расположены впадины 6. Шайба надета на квадрат­ ный горизонтальный вал 14. При повороте вала ролик рычага катится

по окружности шайбы. Контакты в это время разомкнуты. В момент, когда ролик попадает во впадину на шайбе, включающая пружина за­ мыкает контакты. При дальнейшем повороте вала ролик выходит из впа­ дины и контакты снова размыкаются. Таких кулачковых шайб в командоконтроллере шесть, а контактных устройств—двенадцать, каж­ дая шайба воздействует на два контактных устройства, расположенных по обе ее стороны. Кулачковый вал поворачивают выведенной наружу

рукояткой 13. Она фиксируется в определенных положениях собачкой, входящей в полукруглые прорези на дугообразной планке 18. Фикси­

рованных положений несколько: одно нулевое (в этом положении ру­ коятка расположена вертикально), а остальные •— рабочие, распо­ ложенные симметрично по обе стороны от нулевого. Каждая половина рабочих положений рукоятки соответствует определенному направле­ нию, а каждое положение — определенной частоте вращения элек­ тропривода. В соответствии с этим на крышке командоконтроллера нанесены стрелки с надписями: «спуск» — «подъем» или «вперед» — «назад», «влево» — «вправо», «травить» — «выбирать» и т. д. в зависи­ мости от его назначения. В вертикальном положении рукоятка удержи­ вается специальной защелкой 19, предохраняющей ее от самопроиз­

вольного перемещения при тряске. Чтобы передвинуть рукоятку из нулевого положения, нужно одновременно нажать пальцем на высту­ пающую из ее головки кнопку защелки 12. При этом собачка защелки

выходит из прорези на фиксирующей планке и освобождает рукоятку.

Вкрайних положениях рукоятки ее перемещение ограничено упорами.

Всоответствии со схемой управления электроприводом контакты командоконтроллера замыкаются в последовательности, которая обес-

158

печивается определенным подбором кулачковых шайб. Одни контакт командоконтроллера управляется отдельной съемной рукояткой 15 и

не связан с поворотом кулачкового вала. Эта рукоятка вставляется в прорезь гнезда 17 в выключенном положении ее контакта. После по­

ворота рукоятки включения контакта вынуть ее из гнезда невозможно. Этот контакт с ручкой называют выключателем управления. Через него поступает ток на цепи управления электроприводом. Размыкание контакта выключателя управления приводит к немедленной остановке электродвигателя,поэтому им поль­

При набегании на ролик выступа шайбы рычаг поворачивается и отво­ дит подвижный контакт 4 от неподвижного 12. Перекатывание контак­ тов получается благодаря повороту суппорта 5 вокруг оси на конце ры­ чага, при котором сжимается пружина контакта 6. Для гашения дуги

здесь применено такое же дугогасительное устройство, как в контакто­ рах постоянного тока. Оно состоит из сериесной катушки 10, сердечни­ ка 11, полюсных наконечников 2 дугогасительного рога 1 и асбесто­ цементной камеры 3. Контактное устройство цепей управления анало­

гично рассмотренному, но контакты не пальцевые, а мостиковые и без дугогашения.

При работе на переменном токе между кулачковыми элементами устанавливаются дугостойкие асбестоцементные перегородки, препят­ ствующие перекрытию дугой полюса аппарата.

При осмотре барабанного контроллера необходимо обратить внима­ ние на контактную рейку, барабан, механизм переключений и корпус.

Контактная рейка. Следует удалить пыль и смазку на сухарях кон­ тактных пальцев и других контактных соединениях. Осмотреть контакт­ ную часть пальца (сухаря). Проверить провал пальца и силу нажатия контактного пальца на сегменты. Прилегание сухарей к сегменту должно быть не менее чем на 3/4 их ширины. При уменьшении толщи­ ны сухарей на 4—5 мм их нужно заменить новыми. Необходимо также

159