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

Отдельные элементы резисторов устанавливают внутри магнит­ ных станций, пусковых реостатов, постов управлений и других аппа­ ратов или комплектуют из них ящики резисторов. На металли­ ческом каркасе монтируют отдельные элементы резисторов и соеди­ няют их между собой шинами или голыми проводами в соответствии с расчетом и схемой. Каркас закрывают металлическим кожухом.

Резисторы, сопротивления которых можно изменять при протека­ нии по ним тока, называют реостатами. Для управления судовыми электроприводами постоянного тока применяют регулировочные, пусковые и пуско-регулировочные реостаты.

Рис. 98. Схемы соединения регулятора:

а — напряжения без отключения; б —то же, с отключением; а — частоты вращения

Регулировочные реостаты служат для регулирования тока возбуж­ дения генераторов и электродвигателей. Их включают в цепи независи­ мых и шунтовых обмоток возбуждения и потому называют регулятора­ ми возбуждения. В зависимости от назначения их разделяют на регу­ ляторы напряжения генераторов и регуляторы частоты вращения элек­ тродвигателей.

Схемы включения регуляторов возбуждения серии РЗВ с электри­ ческими машинами постоянного тока приведены на рис. 98, а, б, в.

Регуляторы состоят из цилиндрических проволочных элементов ре­ зисторов и контактной системы. Сопротивление регулятора раз­ бито на большое количество ступеней, от которых сделаны отводы к неподвижным контактам, смонтированным на изоляционной панели по дуге окружности. Там же укреплена неподвижная дугообразная контактная шина. При повороте рукоятки регулятора по шине и непо­ движным контактам скользит прижимающаяся к ним пружиной щетка, выполненная в виде мостика.

Перемещение рукоятки приводит к изменению величин сопротив­ ления регулятора и тока в обмотке возбуждения генератора или элек­ тродвигателя, с которой регулятор соединен последовательно. Все токо­ ведущие детали аппарата помещены в брызгозащищенный кожух, а на­ ружу выведен только маховичок для поворота рукоятки.

Для дистанционного изменения тока возбуждения электромашин применяют регуляторы с сервомоторным приводом. В аппарат такого типа помещают небольшой сериесный электродвигатель, называемый

170

сервомотором. Его вал связан механической передачей с контактной щеткой регулятора. Сервомотор можно включать на расстоянии для вращения в одну или другую сторону.

При достижении контактной щеткой крайних положений конечные выключатели отключают сервомотор.

Пусковые реостаты служат для пуска электродвигателей постоян­ ного тока. Сопротивление реостата включают в цепь якоря электродви­ гателя и по мере разгона последнего постепенно полностью выключают. По условиям нагрева оно рассчитано только на кратковременный пус­

ковой ток электродвигателя. Применять его для регулирования часто­ ты вращения электродвигателя нельзя. Пусковые реостаты не рас­ считаны на частые пуски.

Пусковой реостат брызгозащищенного исполнения серии РЗП по­ казан на рис. 99. На изоляционной панели 8 смонтировано контактное устройство, состоящее из поворачивающегося рычага 9 с контактной щеткой 5, двух изолированных друг от друга дугообразных контакт­ ных шин 3 и 7 и нескольких неподвижных контактов 6. С задней сторо­ ны панели помещен резистор 17, состоящий из цилиндрических

элементов. Ступени резистора соединены с неподвижными контак­ тами проводами в фарфоровых бусах, не показанными на рисун­ ке. На панели, кроме того, установлены максимальное реле тока с самовозвратом 10, малогабаритный однополюсный контактор 1 и экономи­

171

отверстиями снизу и сверху. Верхнее отверстие закрыто колпаком 4. С передней стороны реостат закрыт крышкой 15, на которой смонтирован маховичковый привод, состоящий из валика 13, маховичка 14 и вилки 12, соединяющей привод с контактным рычагом.

Пуско-регулировочные реостаты состоят из элементов пускового реостата и регулятора частоты вращения. Конструктивно они мало отличаются от пусковых. Пуск и регулирование осуществляют пере­ мещением одной и той же контактной щетки, сначала выводящей пус­ ковое сопротивление из цепи якоря электродвигателя, а затем вводящей регулировочное сопротивление в цепь его шунтовой обмотки.

жанию их в должном состоянии и к удалению с них пыли и грязи. Пыль удаляется во время перерывов в работе (при снятом с сопротивлений напряжении) ручным мехом или сухим сжатым воздухом из шланга с резиновым наконечником. Давление воздуха не должно превышать 2 кгс/см2. О состоянии контактных соединений можно судить по их нагреву. Температура чугунных и нихромовых элементов пусковых сопротивлений во время их работы не должна превышать 380 °С. При ухудшении состояния контактных соединений вследствие ослабле­ ния контактных нажатий или окисления контактных поверхностей на контактирующих деталях появляются цвета побежалости, а затем мес­ та плохого контакта начинают нагреваться до температуры видимого свечения. На плохой контакт пусковых резисторов указывает также искрение в местах контактирования. При обнаружении таких явле­ ний необходимо при первом же перерыве в работе разобрать резистор,

При перегорании или поломке отдельных элементов необходимо заменить их запасными, имеющими те же параметры. При обгорании изоляции на стяжных шпильках последние нужно заменить. Недо­ пустимо использовать резисторы в тех режимах, на которые они не рассчитаны. В процессе эксплуатации необходимо также следить, чтобы намотка одного элемента не касалась намотки соседних и неизо­ лированные соединительные проводники не касались намотки элемен­ тов резистора.

Наиболее распространены следующие повреждения сопротивлений: ослабление контактных нажатий между элементами (чугунные эле­ менты), отводами (ленточные элементы) или хомутиками (проволочные элементы); поломка элементов сопротивлений (чугунные элементы) или обрыв проволоки, ленты; замыкание намотки соседних элементов, при­ водящее к перегоранию намотки в местах касания; нарушение изоля­

ции стяжных шпилек в результате недопустимого перегрева. Обслуживание реостатов заключается в периодической очистке

его от пыли и грязи и в наблюдении за состоянием его контактов и кон­ тактных соединений. Уход за пусковыми и регулировочными резисто­ рами реостатов аналогичен уходу за отдельными резисторами.

172

электроприводами отдельным элементам электрических машин и аппа­ ратов, входящим в эти схемы, присвоены определенные условные гра­ фические обозначения. В СССР они регламентированы Единой систе­ мой конструкторской документации (ЕСКД).

В зависимости от назначения аппарата в данной конкретной схеме ему присваивают соответствующее название и условное буквенно-цифро­ вое позиционное обозначение. На чертеже схемы управления это обо­ значение, состоящее из одной-— трех букв и цифр, надписывают возле каждого из элементов схемы: катушек, контактов релей других, пред­ ставляющих собой сокращенное наименование элемента, состав­ ленное из его начальных или характерных букв. Контакторы обычно обозначают одной буквой К ■Например, контактор, присоеди­

няющий своими контактами электродвигатель к питающей линии, на­ зывают линейным и обозначают Л, контактор, при включении которого электродвигатель вращается в направлении «вперед» — В, в направ­ лении «назад» — Н и т. д. В обозначениях реле перед буквой, показывающей его назначение, ставится буква Р, например реле напря­ жения— PH, реле тепловое— РТ ит. д. Обозначения таймтакторов на­ чинаются с буквы Т, например Т У — таймтактор ускорения, т. е. тайм-

тактор разгона электропривода. Если в схеме участвуют несколько од­ нотипных аппаратов одинакового назначения, то для различия перед их буквенным обозначением ставится цифра, например 1PM, 2РМ —

первое и второе реле максимального тока. Если несколько аналогич­ ных по назначению элементов срабатывают в определенной последо­ вательности, то им присваивают порядковые номера, например 1У, 2У-, З У — первый, второй и третий контакторы ускорения. Контакты

одного и того же многоцепного аппарата отличаются друг от друга циф­ рами, стоящими после буквенного обозначения, например Кб, К7, К 8 — шестой, седьмой н восьмой контакты командоконтроллера. Кноп­ ки постов управления на схемах надписывают: КнП — кнопка «пуск», КнС — кнопка «стоп», К нН — кнопка «назад», или словами «пуск»,

«стоп», «вперед», «назад» и т. д.

Некоторые наиболее распространенные буквенные условные обо­ значения электрических аппаратов приведены ниже. Следует отметить, что обязательного стандарта на буквенные обозначения нет, поэтому в схемах встречаются обозначения, которые отличаются от приведен­ ных в настоящей книге.

173

Электрические схемы управления электроприводами разделяют на монтажные и принципиальные. Монтажные схемы необходимы для

выполнения по ним прокладки и способа крепления проводов, кабелей, жгутов и других; для воссоздания в натуре спроектированной элек­ трической системы управления электроприводом. Они необходимы также при ремонте и эксплуатации электрооборудования. Принципи­ альные схемы необходимы для понимания принципа действия системы

управления электроприводом, для установления взаимосвязи между отдельными элементами схемы. При проектировании системы управле­ ния электроприводом сначала составляют принципиальную схему, а затем по ней разрабатывают монтажные схемы. Последние разделяют на схемы аппаратов, входящих в общую схему управления, и на схемы внешних соединений.

Схема аппарата нужна рабочему, собирающему этот аппарат на заводе-изготовителе. Рабочий соединяет проводниками клеммы отдель­ ных частей аппарата в точном соответствии со схемой. Назначение такой схемы предопределяет и правила ее начертания;

1)условные графические обозначения элементов аппарата размеща­ ют на чертеже схемы в соответствии с их действительным взаимораспо­ ложением;

2)линии, изображающие соединительные провода, наносят на чер­

теж схемы так, как провода проложены в действительности;

174

3) монтажную схему чертят на виду с той стороны, с которой сделан монтаж проводов и шин, — если они проложены с задней стороны пане­ ли, на которой установлен аппарат, то части аппаратов и их клеммы располагают на чертеже так, как они видны человеку, смотрящему на изоляционную панель с ее задней стороны;

4) на схеме указывают сечения соединительных шин и проводов. Для примера на рис. 100 приведена монтажная схема станции управ­ ления типа СМ-9015. Это рабочий чертеж— по нему удобно смонти­ ровать станцию, но понять, пользуясь им, принцип действия схемы

управления электроприводом невозможно.

175

Схема внешних соединений нужна рабочим, устанавливающим на судне электрооборудование, которое входит в систему управления элек­ троприводом, и соединяющим это электрооборудование между собой кабелями. На чертеже такой схемы показывают упрощенные изображе­ ния электрических машин и аппаратов, входящих в комплект электро­ привода. Их размещают на чертеже относительно друг друга примерно так, как эти машины и аппараты расположены на судне. На каждом таком изображении условно показывают клеммную панель с таким ко­ личеством клемм, какие есть на соответствующем аппарате в действи­ тельности. Эти клеммы на схеме маркируют,так как они промаркирова­ ны на заводах-изготовнтелях данного электрооборудования. Кабели, соединяющие это электрооборудование в общую электрическую схему, на чертеже показывают линиями — каждый кабель отдельной лини­ ей. Каждую такую линию надписывают, указывая марку, сечение и количество жил кабелей, а иногда и их длину. Если кабель состоит из нескольких токоведущих жил, то линию, изображающую его на схе­ ме, заканчивают с обоих концов пучками, причем число ветвей пучка равно числу использованных жил кабеля. Каждую ветвь пучка при­ соединяют к соответствующей клемме аппарата.

Для примера на рис. 101 показана схема внешних соединений ком­ плекта электропривода, в который входит станция управления типа СМ-9015.

Принципиальные схемы отличаются от монтажных тем, что на чер­ теже схемы условные графические обозначения элементов аппаратов, входящих в схему, располагают так, как это удобно для чтения схемы, независимо от истинного взаиморасположения аппаратов. Ниже при­ ведены основные правила начертания принципиальных схем.

1. Схему составляют из ряда параллельных цепей, в каждую из которых включают последовательно отдельные элементы электриче­ ских машин и аппаратов: обмотки, сопротивления, катушки, контакты

ит. д. Эти цепи чертят в горизонтальном направлении одну под другой.

2.При постоянном токе в верхней параллельной цепи помещают обмотку якоря электродвигателя, ниже располагают цепь шунтовой об­ мотки возбуждения, еще ниже— цепь обмотки тормозного электромаг­ нита, а далее— цепи управления, содержащие катушки и контакты электромагнитных аппаратов и контакты командоаппаратов.

3.Цепи катушек контакторов, таймтакторов и реле располагают сверху вниз в последовательности, соответствующей очередности сра­ батывания этих аппаратов при пуске электродвигателя, причем боль­ шей частью слева помещают контакты командоаппаратов, а справа — катушки электромагнитных аппаратов.

4. Цепи якоря, обмоток возбуждения и тормозных электромагни­ тов показывают жирными линиями, а цепи управления — тонкими.

5.При переменном токе цепи статорных и роторных обмоток, а так­ же цепи тормозного электромагнита обозначают на чертеже слева жир­ ными линиями, а цепи управления — справа тонкими линиями.

6.Схему стараются изобразить так,' чтобы было возможно меньше пересечений вертикальных линий с горизонтальными.

176.

7. Там, где пересечение линий должно обозначать электрическо соединение между ними, в точке пересечения ставится маленький кру­ жок. Такой же кружок, перечеркнутый наискось, означает клемму для внешнего присоединения жилы кабеля.

Рис. 101. Схема внешних соединений электропривода, управляемого при помо­ щи магнитной станции типа СМ-9015:

/— ящики сопротивления; 2 — командоконтроллер1; 3 — электродвигатель; 4 — тормоз; 5 — маг­ нитная станция

771

8. Контакты всех аппаратов изображают в нормальном положении соответствующем обесточенным катушкам электромагнитных аппаратов

инулевому положению рукояток контроллеров и командоаппаратов. Состояние контактов контроллеров в таких схемах определяют по

прилагаемой к ним таблице замыкания контактов. В горизонтальные строки такой таблицы вписаны номера контактов, а в вертикальные

Рис. 102. Принципиальная схема управления электроприводом при помощи магнитной станции типа СМ-9015

колонки — положения маховичка аппарата. Косой крестик в графе пересечения означает, что данный контакт в этом положении замкнут, а пустая графа — что он разомкнут. В прошлом такие таблицы приме­ нялись и для указания состояния контактов командокэнтроллеров,

178

Состояние контактов многоступенчатых командоаппаратов в раз­ личных положениях аппарата определяют по жирным точкам, постав­ ленным возле значка контакта (рис. 102). Условные обозначения контактов располагают обязательно друг под другом, а справа и сле­ ва от них проводят вертикальные пунктирные линии, соответствующие положениям аппарата. Одну такую линию проводят посредине контак­ тов — она соответствует нулевому положению командоконтроллера. Точка возле значка контакта на вертикальном пунктире означает, что в соответствующем положении этот контакт замкнут. Если на чертеже не удается расположить контакты друг под другом, их состояние в раз­ личных положениях командоаппарата обозначают при помощи таких же таблиц, какие применяют для контроллеров.

Для удобства монтажа и обслуживания клеммы и провода на схе­ мах нумеруют. Правила нумерации таковы:

на монтажных схемах все клеммы аппаратов, постоянно соединен­ ные между собой проводами, обозначают одинаковой цифрой; на прин­ ципиальной схеме этой цифрой обозначают не клеммы, а линии, соеди­ няющие эти клеммы между собой;

клеммы, соединяющиеся непосредственно или через контакты ап­ паратов с положительным полюсом сети (на схемах его чертят слева), обозначают нечетными цифрами, начиная с единицы, сверху вниз, а клеммы, соединяющиеся таким'же образом с отрицательным полюсом сети, обозначают четными цифрами, начиная с двух, и тоже сверху вниз. Аналогична поступают и при переменном токе.

В качестве примера на рис. 102 изображена принципиальная схе­ ма управления электроприводом, начерченная в соответствии с при­ веденными выше правилами. Это та же схема, какая была показана на рис. 100 и 101, но прочесть ее, разобрать, как она работает, теперь просто и легко. Сначала устанавливают, по каким из параллельных це­ пей проходит ток при подаче напряжения на схему, какие при этом срабатывают аппараты, какие контакты замыкаются, а какие размыка­ ются, и к чему это приводит. Далее выясняют, по каким цепям прохо­ дит ток при поочередном переводе рукоятки командоконтроллера в ра­ бочие положения (начиная с низшего), что изменяется в связи с этим в цепях электродвигателя и что с ним из-за этого происходит. Аналогич­ но рассматривают работу схемы при перемещении рукоятки командо­ контроллера в противоположную сторону от нулевого. В заключение определяют назначение реле защиты и их влияние на работу схемы.

§ 44. Автоматизация пуска электроприводов

Процесс пуска электродвигателей можно автома­ тизировать. Во время автоматического пуска ступени пускового сопро­ тивления выключают по мере разгона электродвигателя настроенные на определенные уставки электромагнитные реле и контакторы. Существу­ ют три основных принципа автоматизации процесса пуска: пуск в функции э. Д. с., в функции тока и в функции времени.

179