книги из ГПНТБ / Гейлер Л.Б. Электрооборудование и электроавтоматика кузнечно-прессовых машин

дуги, возникающей при отключении контактором электродвигателя; в особенности значительно разрушение контактов дугой постоянного тока.

Для ускорения разрыва электрической дуги при значительных токах применяют контакторы с искрогасительными катушками (фиг. 63). Искрогасительная катушка 1 состоит из небольшого числа

витков проволоки большого сечения (либо медной полосы, скручен­ ной на ребро). По виткам катушки 1 проходит весь рабочий ток.

Создаваемое искрогасительной к'атушкой магнитное поле замыкается через промежуток между рабочими контак­ тами 2 и 3, где возникает электрическая

дуга. Как известно, всякий обтекаемый током

инезакрепленный проводник, помещенный

вмагнитное поле, начинает двигаться в ту или иную сторону, в зависимости от направ­ ления тока в проводнике и направления маг­ нитного поля. В данном случае электриче­ ская дуга является таким подвижным про­ водником. Под влиянием магнитного поля искрогасительной катушки дуга начинает пе­ ремещаться. Направление витков искрогаси­ тельной катушки подбирается так, чтобы электрическая дуга перемещалась вверх; при этом она быстро удлиняется и рвется. Чем больше разрываемый ток, тем мощнее элек­

трическая дуга и тем сильнее действие искро­ гасительной катушки.

В область возникновения электрической дуги магнитное поле искрогасительной ка­

тушки подводится посредством двух щек 4, изготовленных из ли­

стовой стали и охватывающих рабочие контакты справа и слева. Эти же щеки 4 (фиг. 63) подходят к торцам искрогасительной катушки 1. Между щеками укрепляется искрогасительная камера 5 из асбоце­

мента, закрывающая область возникновения электрической дуги; щели остаются только сверху и снизу.

Искрогасительная катушка применяется в контакторах как постоянного, так и переменного тока. В последнем случае направле­ ние силового воздействия магнитного поля на электрическую дугу при изменении направления тока не меняется. Это объясняется тем, что при переменном токе происходит одновременное изменение направлений тока в дуге и магнитного поля, создаваемого искрога­ сительной катушкой, следовательно, направленное силы взаимодей­ ствия остается неизменным.

Для гашения электрической дуги также применяют и с к р о ­ г а с и т е л ь н у ю р е ш е т к у , впервые предложенную русским электротехником М. О. Доливо-Добровольским.

В этом случае над рабочими контактами 1 и 2 (фиг. 64) распола­ гается ряд металлических пластин 3, укрепленных в стенках искро-

гасительной камеры, При размыкании рабочих контактов электриче­

139

ская дуга входит в промежутки между этими пластинами, разби­ вается там на части и очень быстро гаснет. Возникшая на контактах дуга быстро втягивается внутрь искрогасительной решетки под воз­ действием магнитного поля, создаваемого разрываемым током. Пластины искрогасительной решетки отбирают у электрической дуги много тепла, что способствует быстрому ее разрыву.

Все сказанное относится к контакторам, разрывающим токи отно­ сительно большой силы. У контакторов, обслуживающих маломощ­ ные электродвигатели, применяют серебряные контакты, а искрога­ сительные катушки и решетки не применяются.

Кроме рабочих контактов, у контактора имеются также блокиро­

тактор отключен, и размыкается при включении контактора, назы­ вается н о р м а л ь н о - з а к р ы т ы м (н. з.).

Контакторы, подобные представленному на фиг. 62, иногда назы­ вают контакторами клапанного типа.

Кроме таких контакторов, широкое распространение получили

Между контакторами переменного и постоянного тока имеются следующие конструктивные и эксплуатационные различия.

Магнитная система контакторов переменного тока во избежание нагрева вихревыми токами изготовляется из листовой стали. Магнитопроводы контакторов постоянного тока изготовляют из литой стали.

У контакторов переменного тока при нажиме кнопки 2 (см. фиг. 62)

через катушку протекает ток, значительно больший, чем устанавли­ вающийся после того, как якорь 4 контактора притянется к сердеч­ нику 5. Это явление объясняется тем, что при наличии значительного

воздушного зазора между сердечником и якорем магнитный поток, создаваемый рабочей катушкой 3 контактора, относительно мал.

Вследствие этого мала э. д. с. самоиндукции, наводимая в ка­ тушке, а следовательно, мало индуктивное сопротивление ка­ тушки. Когда якорь притянется к сердечнику, магнитный поток возрастет, индуктивное сопротивление рабочей катушки контак­ тора увеличится и потребляемый ею ток уменьшится в несколько раз.

140

Наличие импульса тока в цепи катушки контактора во время его включения приводит к тому, что включение контактора переменного тока происходит очень быстро и сопровождается значительными ударами якоря по сердечнику катушки. Это явление сокращает срок службы аппарата.

Обычно контакторы переменного тока допускают не менее 1 млн. включений (и 150—600 включений в час).

Современный уровень развития производства электроаппаратуры

однополюсными.

Помимо указанных особенностей, контакторы переменного тока имеют специальные устройства для уменьшения шума (гудения) при включенном положении.

Когда ток в катушке 1 (фиг. 65) проходит через нулевое значение, якорь 3 электромагнита под действием веса подвижных частей аппа­ рата начинает отпадать. Новое нарастание тока в катушке 1 вновь притянет якорь 3 к сердечнику 2. Для устранения таких вибраций

якоря и сопровождающего их громкого гудения на торце сердечника

Последний представляет собой замкнутую медную рамку, охватывающую часть торца сердечника электромагнита. Прохо­ дящий через якорь переменный магнитный поток, некоторой своей

действием этой э. д. с. в замкнутом демпферном витке потечет переменный ток, который, в свою очередь, создает добавочный магнит­ ный поток, не совпадающий по фазе с основным магнитным потоком. Так как оба эти потока неодновременно проходят через свои нулевые значения, то всегда имеется поток, удерживающий якорь от отпада­

141

ния. В результате резко уменьшается дрожание якоря и соответ­ ственно гудение.

Электромагнитный аппарат, по своему устройству аналогичный контактору, но имеющий контакты, предназначенные для работы в цепях управления (с небольшими токами), называется многокон­ тактным п р о м е ж у т о ч н ы м р е л е . На фиг. 66 представлено

Фиг, 66. Многоконтактное промежуточное реле.

устройство такого реле, имеющего три нормально-открытых кон­ такта 6 и три нормально-закрытых контакта 7. У этого реле при про­ текании тока в катушке 1 втягивается якорь 2 и посредством рычага 3 поднимает штангу 5. При этом замыкаются н. о. контакты 6 и размы­

каются н. з. контакты 7.

При разрыве цепи катушки / реле отключается под действием веса контактной системы и груза 4.

Помимо многоконтактного реле, представленного на фиг. 66, изготовляются реле с четырьмя и двумя контактами. Контакты реле могут быть н. о. и н. з. в любых комбинациях.

Реле строятся на напряжении 12, 36, 127, 220, 380 и 500 в пере­

менного тока и допускают до 600 включений в час. Промежуточные

142

реле могут быть также использованы для включения маломощных электродвигателей (до 0,5 кет). Для включения промежуточного

реле через его катушку нужно пропустить относительно небольшой ток; контакты промежуточного реле могут при этом управлять зна­ чительно большим током.

Таким образом, промежуточное реле может работать в качестве усилителя командного импульса, недостаточного для воздействия на исполнительный орган. При наличии нескольких контактов, включенных в различные цепи, промежуточное реле осуществляет также размножение командного импульса.

В случае необходимости одновременного включения не-

Фиг. 67. Кнопочные элементы.

скольких контакторов или промежуточных реле их катушки вклю­ чаются'*' п а р а л л е л ь н о друг другу.

Кнопочные элементы, посредством которых производится управле­ ние контакторами, могут иметь разного рода контакты. Кнопочный элемент с н. о. контактом замыкает цепь при нажатии на кнопку. Кнопочный элемент с н. з. контактом при. нажиме на кнопку обеспе­ чивает разрыв цепи.

Широко распространены также кнопочные элементы с одним н. о. и одним н. з. контактами.

На фиг. 67 показаны конструктивные формы кнопочных элементов.

случае именуется КУ02).

Помимо указанных, для пуска и остановки приводов применяют кнопки с расширенной выступающей головкой (фиг. 68), а также кнопки, предназначенные для нажатия ладонью (фиг. 69). Ладонные

143

кнопки весьма удобны для осуществления быстрой остановки, например в случае аварии.

При нажатии металлической головки 1 этой кнопки опускается связанный с ней толкатель 3, нажимающий на штифт кнопочного элемента 4. Смещением штифта замка 2 кнопка может быть заперта

и пользование ею исключено:

Для управления контакторами кнопочные элементы собираются в так называемые кнопочные, станции. На фиг. 70, а представлена

кнопочная станция с двумя кнопочными элементами в кожухе, предназначенная для установки,

к несчастному случаю.

У кузнечно-прессовых машин (например, у кривошипных прес­ сов) наряду с кнопочным управлением широко применяется управ­ ление посредством педали.

На фиг. 71 представлен чертеж та.кой педали. В корпус 1 педали

встроен кнопочный элемент с одним н. о. и одним н. з. контактами. При нажатии ногой на рифленую поверхность педали 2 она нажимает

ка шток кнопочного элемента, вызывая размыкание одного контакта переключателя и замыкание другого. Поворачивая регулятор 4, можно изменять усилие нажатия в пределах'1,5—4 кГ. При прекра­

щении нажима педаль возвращается в исходное положение посред­ ством пружин. Во избежание случайного нажатия на педаль она снабжается козырьком 3, прикрывающим педаль сверху. С куз­

нечно-прессовой машиной педаль соединяется посредством гибкого шланга с проводами или гибкого многожильного провода, конец кото­ рого защищен трубой 5. Такое соединение позволяет расположить

педаль на полу вблизи кузнечно-прессовой машины, там, где это наиболее удобно для рабочего. При изменении характера работы педаль может быть передвинута в другое положение.

Управление от двух кнопок, нажимаемых одновременно, обеспе­ чивает большую безопасность, чем управление посредством педали. Это объясняется тем, что, работая с педалью, рабочий может нару­ шить правила техники безопасности и нажать педаль, не убрав руки

144

О

Гейлер

а)

Фиг. 70. Кнопочные станции.

ел

из-под Движущегося пуансона. Кнопки следует размещать на таком расстоянии друг от друга, чтобы при пуске обязательно были заняты обе руки.

Взамен включения посредством двух кнопок за границей (в США) начинают применять передвижные ограждения, которые при переме­ щении замыкают специальные контакты.

Для пуска пресса рабочий должен обеими руками задвинуть или опустить щитки ограждения. Тяжелые ограждения перемещают

или иных движений необходимо воздействовать на несколько кнопок и в различных комби­ нациях.

При большом числе кнопок такое управление становится затруднительным. В этих слу­ чаях применяют многоконтакт­ ные кулачковые переключатели, предназначенные для работы в цепях управления, так назы­ ваемые к о м а н д о к о н т - р о л л е р ы .

При повороте оси такого переключателя на различные углы его многочисленные контакты замыкаются в различных комбинациях.

В отдельных случаях для электрической автоматизации кузнечно­ прессовых машин взамен электромагнитных реле начинают приме­ нять бесконтактные устройства с полупроводниками; при этом зна­ чительно повышается надежность управления.

Такие устройства применяет фирма Кларк Контроллер (США).

§ 41. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ КОНТАКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Комплекты аппаратов контакторного управления, осуществляю­ щие включение, отключение и реверс (а иногда и защиту) электриче­

На фиг. 72 представлена схема магнитного пускателя для неревер­ сивного короткозамкнутого асинхронного двигателя (условные обо­ значения схем приведены в конце книги). Схема включает кнопоч­ ную станцию с двумя кнопками и трехполюсный контактор.

Схема, представленная на фиг. 72, изображена с соблюдением соответствия между расположением элементов электрооборудования в действительности и на схеме. Все контакты контактора располо­ жены в непосредственной близости от его рабочей катушки. Пунктир­ ная линия, окружающая контактор, указывает на наличие кожуха,

146

изготовленного из листового железа, закрывающего контактор. Отдельно расположена кнопочная станция, контуры которой также условно показаны пунктиром.

Схемы, построенные с соблюдением соответствия между факти­

и л и р а з в е р н у т ы е схемы. В основу разверну­ тых схем положен принцип наибольшей наглядности цепей прохождения тока.

На развернутых схемах отдельные элементы различных аппара­ тов, входящих в схему, располагаются там, где это удобно по сообра­

жениям наглядности. При этом различные элементы одного и того же аппарата могут оказаться на чертеже в разных частях схемы, и для того, чтобы указать на их принадлежность данному аппарату, они отмечаются одинаковыми буквенными или цифровыми обозначе­ ниями. Часто эти обозначения составляются из начальных букв слов, указывающих назначение данного аппарата.

На фиг. 73 представлена развернутая схема нереверсивного магнитного пускателя, совмещенная схема которого приведена на фиг. 72.

Действие этой схемы заключается в следующем. При нажатии кнопки «Пуск» ток через н. з. контакт кнопки «Стоп» и через рабочую 'катушку контактора 1К проходит от одного полюса сети к другому. Это вызывает включение контактора 1К и замыкание трех контак-

тов 1К в цепи главного тока (на фигуре слева). Этими контактами

электродвигатель включается в сеть. Одновременно замыкается н. о. блок-контакт 1К, включенный параллельно кнопке «Пуск»; что

дает возможность отпустить руку от кнопки «Пуск», не вызывая этим отключения контактора.

Контакт 1К, включенный параллельно кнопке «Пуск», часто

установки от самопроизвольного повторного включения после ава­ рийного понижения напряжения сети до нуля или до ненормально низких значений и последующего его восстановления.

Из схемы (фиг. 73) видно, что при отпадании контактора 1К вслед­ ствие исчезновения напряжения в сети размыкаются все контакты 1К,

включая и блок-контакт самоблокировки. При появлении напряже­ ния в сети контактор 1К не включится до тех пор, пока не будет

нажата кнопка «Пуск».

Такое же явление будет иметь место при понижении напряжения в сети до 50—60% Uн при переменном токе и до 15—20% UH при

постоянном токе..

При управлении электродвигателем посредством рубильников, пакетных переключателей и контроллеров в случае перебоя в подаче тока и остановки станка схема электродвигателя не нарушается и при новом появлении напряжения в сети двигатель включается самопроизвольно. Такой неожиданный самопуск двигателя и станка может явиться причиной аварии или несчастного случая.

Из рассмотренной схемы (фиг. 73) видно, что при замене кнопки поворотными выключателями типа пакетных переключателей, тумблеров и пр. схема теряет свойство нулевой защиты. В связи с повышенной опасностью травматизма для кузнечно-прессовых машин нулевая защита имеет особенно важное значение.

Для управления из многих мест, нужного для тяжелых машин, все кнопки «Пуск» включают параллельно, а все кнопки «Стоп» — последовательно.

При управлении реверсивным электродвигателем требуется два контактора: контактор для хода вперед КВ и контактор для хода назад КН (фиг. 74, а).

Однако при случайном одновременном включении контакторов КВ

иКН в цепи рабочего тока возникает короткое замыкание, так как

крайние линейные провода соединяются друг с другом крайними кон­ тактами контакторов КВ и КН (фиг. 74, а). Во избежание одновре­

менного включения двух контакторов применяется электрическая блокировка, осуществляемая н. з. контактами кнопок В («Вперед»)

иН («Назад»). При нажиме кнопки В в данном случае замыкается цепь катушки КВ и размыкается цепь катушки КН. Контактор КН,

если он был при этом включен, отключается. При одновременном

148