7.7. Контролери

Контролери служать для пуску, реверсування і регулювання швидкості електродвигунів постійного та змінного струму потужністю до 100 кВт. На мал. 7.15 показано зовнішній вигляд контролера і пристрій його контактних елементів, число яких досягає декількох десятків.

Рис. 7.15. Контролер типу НТ-50: а) — зовнішній вигляд; б) — комутуючий пристрій

При повороті вала 6 за допомогою штурвала чи рукоятки виступ кулачкової шайби 7 натискає на ролик 5, повертаючи важіль 4 навколо осі 8. Контакти 1 і 2 при цьому розмикаються. Замикання контактів відбувається під дією пружини 3 при зворотному (чи подальшому) повороті шайби, коли ролик 5 зійде з виступу шайби 7. Для регулювання збудження машин великою потужністю застосовуються плоскі контролери з моторним приводом, які мають велике число контактів.

7.7. Командоконтролери

Для дистанційного керування потужніми електричними машинами й апаратами в ланцюгах постійного та змінного струму використовуються командоконтролери, що вмикають і вимикають котушки контакторів і інших апаратів. На мал. 7.16 показано комутируючий пристрій багатоланцюгового командоконтролера.

Рис. 7.17. Комутуючий пристрій багатоланцюгових командоконтролерів: 1 - пружина, що вмикає; 2- важіль; 3 - контактний перешийок; 4 - нерухомі контакти; 5 - ізоляційні планки; 6 - пружина рухливого контакту; 7 - ролик; 8 - вал; 9-контактна шайба

Замикання контактів 4 контактним перешийком 3 відбувається під дією пружини 1, коли ролик 7 заходить у виїмку контактної шайби 9. Розмикання контактів здійснюється в примусовому порядку - тиском кулачка шайби на ролик.

7.8. Шляхові і кінцеві вимикачі (перемикачі)

Шляхові і кінцеві вимикачі відносяться до апаратів регульованого типу і застосовуються для керування електродвигунами механізмів, що мають цілком визначений робочий хід.

Рис. 7.17. Шляховий вимикач ПВК-11

Керування відбувається шляхом включення і вимикання котушок контакторів і реле. Вимикачі приводяться від вала механізму (іноді через редуктор) чи ж спрацьовують при натисканні упорів після проходження механізмом визначеного шляху (мал. 7.17). Кулачок 1, закріплений на робочому органі, що рухається догори, при визначеній величині ходу останнього впливає на натискну скобу 2 шляхового вимикача, що передає тиск на шток 3. У результаті ліві контакти 4 розмикаються, а праві - замикаються.

Шляхові вимикачі, вал яких зєднаний з валом механізму, роблять замикання і розмикання місткових контактів при впливі кулачків контактних шайб на контактні важелі, що мають контактні перешийки.

7.9. Реле захисту

Реле захисту керують (впливаючи на контактори, вимикачі і регулювальні органи) режимом роботи усіх відповідальних елементів електричної системи: генераторів, трансформаторів, двигунів, ліній передачі електричної енергії. При порушенні нормального режиму роботи реле посилає імпульс, що приводить у дію апаратуру автоматичного керування, що відновлює нормальні умови чи відключає ушкоджену ділянку. По тому, на зміну якої фізичної величини реагує реле, розрізняють наступні види захистів:

а) струмова, реагуюча на зміну значення чи напрямку струму;

б) по напрузі, що реагує на зміну напруги;

в) спрямовану, реагуючу на зміну значення і напрямку потужності;

г) реагуючу на зміну співвідношення між струмом і напругою;

д) від замикань на землю;

е) частотну, реагуючу на зміну частоти;

ж) спеціального призначення.

За принципом дії розрізняють реле: електромагнітні, індукційні, магнітоелектричні, електродинамічні й електронні.

У первинних реле обмотка включається безпосередньо в основний ланцюг об'єкта, що захищається; у вторинних - у вторинні ланцюги вимірювальних трансформаторів струму і напруги.

Для полегшення роботи контактів основного реле і збільшення числа ланцюгів, що замикаються, застосовуються проміжні реле, обмотки яких включаються на напругу незалежного джерела контактами основного реле. Для одержання постійної витримки часу при спрацьовуванні використовуються спеціальні реле часу.

Реле можуть реагувати на зміну будь-яких електромагнітних, а також і неелектричних величин (температура, рівень, тиск і т.д.). По тому, яким чином реле реагує на вимірювану величину, розрізняють реле: а) максимальні; б) мінімальні; в) спрямованої дії; г) диференціальні, реагуючі на різницю декількох величин; д) балансні, у яких складаються чи віднімаються сили, створювані декількома вимірювальними елементами.

Характеристика реле являє собою залежність між вхідними х і вихідними у величинами. Для звичайного неполяризованого реле, що реагує тільки на зміну вхідної величини х, вона має вид, показаний на мал. 7.18,а.

Рис. 7.18. Характеристики реле:

а — неполяризоване реле; б — поляризоване реле

Реле спрацьовує (притягує якір) при визначеному значенні вхідної величини Х_ср, а повертається у вихідний стан (відпускає якір) при значенні х₀ яке менше Х_ср. У поляризованого реле (мал. 7.18, б) при зміні знака вхідної величини міняється знак вихідної величини.

Однієї з основних величин, що характеризують реле, є коефіцієнт повернення

. (7.1)

Значення К_П у різних реле коливається в межах від 0,4 до 0,95.

Другою основною величиною будь-якого реле є час спрацьовування t_cp - проміжок між моментом появи імпульсу, що впливає на вимірювальний елемент, і моментом замикання контактів реле.

Рис. 7.19. Електромагнітне реле струму ЕТ-523

За часом спрацьовування розрізняють реле: швидкодіючі (до 0,05 с), нормальні (до 0,15 с), уповільнені (до 1 с) і з витримкою часу (більше 1 с). На мал. 7.19 показаний принциповий пристрій електромагнітного реле максимального струму ЕТ-523 миттєвої дії. У знеструмленому стані рухливий контактний перешийок замикає нерухомі контакти 5 і 7. З появою струму, що перевищує струм спрацьовування, Z - образний якір повертається, у результаті чого контакти 5 і 7 розмикаються, а 1 і 5 - замикаються.

Значення струму спрацьовування встановлюється зміною натягу протидіючої пружини. Заміною котушок струмове реле може бути легко перетворене в реле напруги.