Реферат по ТП САУ3 / Магнитные пускатели

Наиболее распространенным потребителем электрической энергии является электродвигатель. Примерно ²/з всей вырабатываемой в стране электроэнергии потребляется электродвигателями.

Основным коммутационным аппаратом, осуществляющим подключение электродвигателя к питающей сети, является контактор. Электро­магнитный контактор представляет собой выключатель, приводи­мый в действие с помощью электромагнита. По сути дела, это мощное электромагнитное реле, контактный узел которого способен за­мыкать и размыкать силовые цепи с токами в десятки и сотни ампер при напряжениях в сотни вольт.

При таких электрических нагрузках необходимо принятие специальных мер по гашению дуги. Поэтому по сравнению с обычными электромагнитными реле элек­тромагнитные контакторы имеют дугогасительные устройства и бо­лее мощные электромагнит и контактные узлы. Кроме силовых (мощных) контактов имеются и блокировочные контакты, исполь­зуемые в цепях управления для целей автоматики.

Различают кон­такторы постоянного и переменного тока. Для автоматического пус­ка, остановки и реверса электродвигателей применяют магнитные пускатели. Они представляют собой комплектные электрические аппараты, включающие в себя электромагнитные контакторы, кнопки управления, реле защиты и блокировки.

Контакторы и магнитные пускатели используются и для вклю­чения других мощных потребителей электроэнергии: осветительных и нагревательных установок, преобразовательного и технологического электрического оборудования.

К этой же группе электрических силовых аппаратов следует от­нести автоматические выключатели, которые также предназначены для подключения к питающей сети мощных электропотребителей. Замыкание их контактов производится не с помощью электромаг­нита, а вручную. Автоматически они производят лишь выключение нагрузки, защищая ее от перегрузок по току. Если контакторы и магнитные пускатели способны работать при частых включениях и отключениях, то автоматические выключатели обычно применяют при включениях на продолжительное время.

В типовые схемы элек­тропривода обычно входят автоматический выключатель (питающий и силовые, и управляющие цепи) и магнитный пускатель (осу­ществляющий непосредственную коммутацию для пуска, остановки и реверса электродвигателя).

Магнитный пускатель — это комплектное устройство, предназначенное главным образом для пуска трехфазных асинхронных двигателей. Основной составной частью магнитного пускателя является трехполюсный контактор переменного тока. Кроме того, контактор имеет кнопки управления и тепловые реле.

Схема включения трехфазного асинхронного двигателя с корото замкнутым ротором показана на рис. 20.4. Для пуска электродвигателя М нажимается кнопка SB1 («Пуск»). Через катушку контактора КМ проходит ток, электромагнит контактора срабатывает, и за­мыкаются все его контакты, которые на схеме обозначаются темиже буквами КМ.

Силовые контакты КМ подключают на трехфазное напряжение обмотку электродвигателя М. Параллельно кнопке SB1 подсоединены блокировочные контакты КМ. Так как они замкну­лись, то после отпускания кнопки SB1 катушка контактора получает питание по этим контактам. Следовательно, для включения элект­родвигателя не надо все время держать кнопку нажатой: достаточно ее один раз нажать и отпустить.

Для остановки электродвигателя служит кнопка SB2 («Стоп»), при нажатии которой разрывается цепь питания контактора КМ. Для защиты электродвигателя от пе­регрева служат тепловые реле FP1 и FP2, чувствительные элементы которых включаются в две фазы электродвигателя, а размыкающие контакты, обозначенные теми же буквами, включены в цепь пита­ния катушки контактора КМ. Для защиты самой схемы управления служат плавкие предохранители FV. На схеме показан также рубиль­ник Р, который обычно замкнут. Его размыкают лишь в том случае, когда собираются проводить ремонтные работы. Подобная схема является типовой, она применяется во всех случаях, когда не требу­ются изменение направления вращения (реверс) электродвигателя и интенсивное (принудительное) торможение.

На рис. 20.5 показана конструкция нереверсивного магнитного пускателя, который смонтирован в ящике с открывающейся крыш­кой. Электромагнитный механизм / контактора при срабатывании перемещает три подвижных контакта 2, размещенных в дугогасительных камерах. Одновременно переключаются блокировочные кон­такты 3. Последовательно с двумя главными контактными узлами включены тепловые реле 4.

Кнопки «Пуск» и «Стоп» обычно находятся вне ящика пускате­ля, они размещены на пульте управления под рукой у рабочего. Кнопка «Стоп» имеет красный цвет.

Реверсивная схема включения трехфазного асинхронного двига­теля показана на рис. 20.6. Для того чтобы реверсировать (изменить направление вращения) трехфазный асинхронный двигатель, необ­ходимо изменить порядок чередования фаз на обмотке статора. На­пример, если для прямого вращения фазы подключались в последо­вательности ЛВС, то для обратного вращения необходима последова­тельность АСВ. Поэтому в состав реверсивного магнитного пускателя входят два контактора: KB для вращения вперед и КН для вращения назад. Кроме того, реверсивный магнитный пускатель имеет три кнопки управления и тепловые реле. В ряде случаев в комплект маг­нитного пускателя входят пакетный переключатель и плавкие предо­хранители. Схема (рис. 20.6) работает следующим образом.

Для включения электродвигателя М в прямом направлении не­обходимо нажать кнопку SB1 («Вперед»). При этом срабатывает кон­тактор KB и своими силовыми контактами подключает к трехфазной сети обмотки электродвигателя.

Одновременно блокировочные кон­такты KB разрывают цепь питания катушки контактора КН, чем исключается возможность одновременного включения обоих контакторов. Для включения электродвигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку SB2 («Назад»). В этом случае срабатывает контактор КН и своими силовыми контактами подключает к трех­фазной сети обмотки электродвигателя. Последовательность соеди­нения фаз теперь иная, чем при срабатывании контактора KB: две фазы из трех поменялись местами.

При срабатывании контактора КН его блокировочные контакты разрывают цепь питания катушки контактора КВ. Нетрудно видеть, что при одновременном включе­нии контакторов KB и КН произошло бы короткое замыкание двух линейных проводов трехфазной сети друг на друга. Для того чтобы исключить такую аварию, и нужны блокировочные размыкающиеся контакты контакторов KB и КН. Следовательно, если подряд нажать обе кнопки (SB1 и SB2), то включится только тот контактор, кнопка которого была нажата раньше (пусть даже на мгновение).

Для реверса электродвигателя надо предварительно нажать Кнопку SB3 («Стоп»). В этом случае блокировочные контакты под­готавливают цепь управления для нового включения. Для надежной Работы необходимо, чтобы силовые контакты контактора разомкну­ись раньше, чем произойдет замыкание блокировочных контактов в цепи другого контактора. Это достигается соответствующей регу­лировкой положения блокировочных контактов по ходу якоря электромагнитного механизма контактора. Для блокировки кнопок SB1 и SB2 используются замыкающиеся блокировочные контакты соот­ветствующего контактора, подключенные параллельно кнопке.

Необходимо исключить одновременное срабатывание обоих контакторов, для чего используют двойную или даже тройную блокировку. Для этой цели в схеме рис. 20.6 применяют двухцепные кнопки SB1 и SB2. Например, кнопка SB1 при нажатии замыкает свои контакты в цепи контактора KB и разрывает свои контакты в цепи контактора КН. Аналогично работает двухцепная кнопка SB2. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механи­ческую блокировку с перекидным рычагом, препятствующим одно­временному срабатыванию электромагнитов контакторов.

Контакты тепловых реле FP1 и FP2, включенные в две фазы обмотки электро­двигателя, отключают цепь питания катушек обоих контакторов при длительном протекании большого тока, чтобы не допустить пере­грева обмоток. Для защиты схемы управления служат плавкие пре­дохранители FV.

Магнитные пускатели и контакторы выбирают по номинально­му току электродвигателя с учетом условий эксплуатации. В про­мышленности применяются магнитные пускатели серий ПМЕ и ПМЛ с прямоходовыми контакторами и серии ПАЕ с подвижной системой поворотного типа.

Автоматический выключатель предназначен для включения и от­ключения электрических цепей и электрооборудования, а также для защиты от больших токов, возникающих при коротких замыканиях и перегрузках. В отличие от магнитного пускателя автоматический выключатель не может использоваться для автоматических систем, использующих электрические управляющие сигналы.

Он также не обеспечивает реверса электродвигателя. Автоматический выключа­тель часто используют для продолжительного включения нереверсируемых электродвигателей. Может он также использоваться вместо рубильника в схемах с магнитным пускателем (см. рис. 20.4 и 20.6).

Устройство автоматического воздушного выключателя (автома­та) показано на рис. 20.7. С помощью рукоятки 1 производится включение и отключение автомата. В состоянии, показанном на ри­сунке, автомат отключен, и подвижный контакт 2 не замкнут с непо­движным контактом 3. Для включения автомата следует взвести пружину 6, при этом рукоятка 1 перемещается вниз и поворачивает деталь 4, которая своим нижним концом входит в зацепление с зу­бом удерживающего рычага 5. Теперь автомат готов к включению. Для его включения рукоятку 1 перемещают вверх. Пружина 6 заИ' мет такое положение, что шарнирно соединенные рычаги 7 и 8 перемещаются вверх по отношению к тому положению, когда они находятся на одной прямой. Автомат включится: цепь тока создается через контакты 2 и 3, расцепители 9 и 10. В

Автоматическое отключение автомата происходит при срабатывании расцепителей. При длительных токах перегрузках срабатывает тепловой биметаллический расцепитель 10, свободный конец которого перемещается вниз, поворачивая рычаг 5 по часовой стрелке. Зуб рычага расцепляется с цепью 4, которая поворачивается, а рычаги 7 и 8 проходят мертвое поло­вшие. Усилие пружины 6 направлено вниз, под его действием размыкаются контакты 2 и 3. Отключение при максимально допустимом токе происходит под действием электромагнитной силы F₃, выводящей зуб рычага 5 из сцепления с деталью 4.

Если произошло автоматическое отключение нагрузки, то рукоятка 1 остается в верхнем положении. Ручное отключение автомата происходит при перемещении ру­коятки 1 вниз. Возникающая при размыкании контактов 2 и 5 элек­трическая дуга гасится с помощью дугогасительной решетки 11.

Автоматы могут снабжаться расцепителями минимального на­пряжения, отключающими автомат при напряжении в сети ниже Допустимого значения. Для дистанционного управления автомати­ческим выключателем могут использоваться специальные их конст­рукции, дополненные электромагнитным приводом рукоятки 1.

Выпускаемые промышленностью автоматические выключатели типов АК, АП, АЕ имеют от 1 до 3 пар силовых контактов. Они Предназначены для цепей с напряжением от 110 до 500 В при токах в десятки ампер. Время автоматического отключения составляет 0,02—0,04 с.