Виконання роботи

1.Під’єднати реле ЕЛ-10 до трифазного джерела живлення згідно з рис.4 (при правильному чергуванні фаз вихідне реле КV, рис.3, повинно спрацювати).

Р ис.4

2.За допомогою двопроменевого осцилографа зняти осцилограми напруг в контрольних точках (2...5) відносно контрольної точки 14. Сигнали з контрольних точок 3...5 знімаються таким чином: сигнал з контрольної точки 3 подати на вхід каналу А осцилографа, а з контрольної точки 4 на вхід каналу В.Аналогічно сигнал з точки 3 подати на вхід А з точки 5 на вхід В. Виміряти інтервали часу між переднім фронтом імпульсу контрольної точки 3 і передніми фронтами імпульсів в контрольних точках 4 і 5. Виміри повторити при оберненому чергуванні фаз і обриві однієї з фаз.

3. Зняти осцилограми в контрольних точках 6...13 відносно контрольної точки 1. Сигнали в контрольних точках 6, 8 знімають так: сигнал з контрольної точки 6 подати на вхід каналу А осцилографа, а з точки 8 - на вхід каналу В. Виміряти інтервали часу між передніми фронтами імпульсів контрольних точок 6 і 8. Виміри зробити при оберненому чергуванні фаз і обриві однієї з фаз.

ЗМІСТ ЗВІТУ

Звіт повинен містити: назву і мету роботи; основні теоретичні передумови; функціональну і принципову схеми ЕЛ-10; часову діаграму, яка пояснює роботу ЕЛ-10; осцилограми сигналів з підрахунками амплітуд напруг трива­лості часу імпульсів і їх періоду.

Контрольні запитання

1. Пояснити принцип роботи реле ЕЛ-10 при прямому чергуванні фаз (при поясненні користуватись отриманими осцилограмами).

2. Чому при оберненому чергуванні фаз ЕЛ-10 не спрацьовує (при поясненні користуватись отриманими осцилограмами)?

3. Яким чином ЕЛ-10 здійснює контроль за напругою в живильній мережі?

4. Чи відрізняються режими роботи ЕЛ-10 при симетричному і несиметричному зниженні напруги в живильній мережі нижче допусти­мого значення?

5. Пояснити як працюють порогові елементи реле ЕЛ - 10.

6. Пояснити як працює схема часової витримки реле ЕЛ - 10 при прямому і оберненому чергуванні фаз.

7. Пояснити призначення схеми часової витримки.

8. Пояснити якими елементами схеми регулюється напруга спрацювання реле ЕЛ - 10 при контролі напруги живильної мережі.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N 5

ДОСЛІДЖЕННЯ БЛОКА КЕРУВАННЯ СЕРІЇ БОН 9200 КОМПЛЕКТНОГО

ПРИСТРОЮ “КАСКАД”

МЕТА РОБОТИ

1. Ознайомитись з будовою і принципом дії блока керування БОН 9200.

2. Вивчити функціональну і принципову електричну схему блока керування. Визначити розміщення деталей в пристрої БОН 9200. Вияснити призначення і принцип дії окремих вузлів і елементів пристрою.

3. Дослідити режими роботи БОН 9200.

4. Розглянути питання налагодження пристрою на робочий струм занурювального електродвигуна.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Комплектний пристрій “Каскад” призначений для керування і захисту відцентрових свердловинних насосів водопідйому і дренажу з занурювальними електродвигунами потужністю від 1 до 65 кВт, які застосовуються в різних галузях народного господарства.

До комплектного пристрою “Каскад” входить занурювальний електронасос, ящик керування типу ЯНН і датчики, які забезпечують автоматичний режим роботи пристрою. Всередині ящика змонтована пускова і захисна апаратура (силова і логічна частина). Логічна частина схеми керування виконана у вигляді блока керування типу БОН 9200.

Залежності від типу ящика керування “Каскад” виконує такі функції:

автоматичний пуск і зупинку електронасоса в режимі водопідйому і дренажу залежно від рівня води відповідно в свердловині або в водонапірній башті (для пристрою з автоматичним керуванням за рівнем);

автоматичний пуск електронасоса в режимі водопідйому залежно від тиску води в водонапірній башті і автоматичну зупинку насоса через певний час (вибирається оператором), але не більше 90 хв (для пристрою з автоматичним керуванням за тиском);

місцевий пуск і зупинку електронасоса;

дистанційний пуск і зупинку електронасоса;

селективний автоматичний запуск електронасоса з регульованою витримкою в часі. Селективність забезпечується в режимах місцевого і автоматичного керування за рівнем;

вимикання електронасоса при зниженні рівня води в свердловині нижче контрольованого значення, тобто “сухого ходу”;

виключення повторного автоматичного пуску електронасоса після спрацювання будь-якого типу захисту;

світлову сигналізацію з розшифруванням причини аварійного вимикання електронасоса;

контроль навантаження електродвигуна за струмом в одній із фаз;

можливість передачі аварійного сигналу за межі пристрою без розшифрування причини аварії. Датчиками в пристроях є електродні датчики рівнів і електроконтактні манометри. Електродні датчики працюють за принципом електропровідності води.

ПРИНЦИП РОБОТИ ЯЩИКА КЕРУВАННЯ

До складу ящика керування входить автоматичний вимикач, магнітний пускач, перемикач режимів роботи, амперметр і блок керування типу БОН9200.

Автоматичний вимикач призначений для вимикання ящика керування від живильної мережі при обслуговуванні, а також для захисту головного кола живлення від короткого замикання.

Всі функції автоматичного керування, сигналізацію і захист двигуна від аварійних режимів (крім коротких замикань) виконує блок керування БОН9200.

Режим керування електронасосом задається перемикачем режимів роботи. В режимі місцевого керування електродвигун вмикається з затримкою в часі і вимикається вручну незалежно від наявності води.

Пристрій з автоматичним керуванням по рівню може працювати в режимі водопідйому і дренажу.

Для роботи в режимі “Водопідйом” на платі блока керування БОН9200 встановлюють перемички між клемами 78-79 і 72-73, в режимі “Дренаж” - 72-78 і 73-79. Керування електронасосом відбувається по сигналам, які подаються від датчиків верхнього (КВР) і нижнього (КНР) рівнів.

В пристроях з автоматичним керуванням по тиску, вмикання електронасоса відбувається по сигналу, який подається від контактів контактного манометра ДТ. Вмикається двигун насоса через час, який встановлює оператор на блоці керування.

БУДОВА І ПРИНЦИП РОБОТИ БЛОКА КЕРУВАННЯ БОН9200

Блок керування БОН9200 являє собою електронний пристрій, який складається з функціональних вузлів, рис.1.

П ристрій поставляється з блоком керування за рівнем води (БКР). Якщо вода в баці водонапірної башти (резервуара) знаходиться нижче контакту нижнього (КНР) і верхнього (КВР) рівнів, БКР видає сигнал на вмикання електронасоса. Сигнал надходить до вихідного блока (ВБ) і через інтервал часу, який регулюється резистором, встановленим у вихідному блоці (ВБ), вмикається реле КV1. Час регулюється в межах від 2 до 30 с. Електронасос вмикається і вода спрямовується до водонапірної башти (резервуару). При досягненні водою КВР блок ВКР виробляє сигнал на вимикання електронасоса.

Рис. 1 Блок керування БОН 9200: БЗС - блок захисту за струмом; ВБ - вихідний блок; БЖ - блок живлення; БСХ - блок захисту від сухого ходу; БКР - блок керування за рівнями води; БКТ - блок керування за тиском води; S1 - перемикач виду керування; РВП - реле виконання “пуск”; РВС - реле виконання “стоп”.

Сигнал надходить в ВБ і вимикає реле КV1 і, отже, електронасос до опускання води в водонапірній башті (резервуарі) нижче контакту нижнього рівня. Далі цикл роботи повторюється.

При роботі електронасоса в режимі дренажу на виході БКР формується сигнал на вмикання електронасоса при досягненні води ДВР. Через 2-30 с вмикається реле КV1. Контакти реле KV1 вмикають магнітний пускач і електронасос, що запам'ятовується схемою "пам'ять" ВБ. Електронасос починає відкачувати воду з свердловини.

При зниженні рівня води в свердловині нижче контакту нижнього рівня (КНР) БКР видає сигнал, який надходить до ВБ, і вимикає реле КV1, магнітний пускач КМ і електронасос Підвищення рівня води в свердловині супроводжується повторенням циклу роботи.

Місцеве керування відбувається за допомогою перемикача S1, який встановлюється в положення “Місц. пуск”. При встановленні його в положення “Місц. стоп” - електронасос вимикається.

Для дистанційного керування перемикач S1 встановлюють в положення "Дист." Керування відбувається за рахунок сигналів телемеханіки. При подачі команди на вмикання від пристрою телемеханіки реле виконання пуску (РВП) замикає свій контакт і подає сигнал на вмикання електронасоса. При подачі сигналу вимикання реле виконання стопу (РВС) замикає свій контакт і подає сигнал на вимикання електронасоса.

Захист від перевантаження побудований на принципі вимірювання величини струму в кожній фазі силового кола і порівнянні найбільшого значення струму будь-якої фази з рівнем уставки спрацювання. При перевантаженні або обриві фази збільшується струм в фазах. Блок захисту за струмом (БЗС) реагує на збільшення струму і видає сигнал на аварійне вимикання електронасоса. Через деякий час сигнал надходить до ВБ, реле КV1 вимикається, засвічується сигнальна лампа "перевантаження", електродвигун вимикається. Час, через який на вихідний блок надходить сигнал з БЗС, визначається оберненою залежністю від струму двигуна.

Захист від "сухого ходу". При нормальній роботі електронасоса датчик "сухого ходу" (ДСХ) омивається водою і його контакт замкнутий. При зменшені рівня води нижче заданого розривається контакт ДСХ, блок сухого ходу БСХ реагує на відсутність сигналу з датчика "сухого ходу" і виробляє аварійний сигнал на вимикання електронасоса, що надходить на вхід ВХ і вимикає реле KV1. Електронасос вимикається і запалюється аварійна лампа "сухий хід". Аварійний сигнал запам'ятовується в БСХ. Повторний запуск електронасоса після аварійного вимикання виключений.

Н а рис.2 наведено принципову електричну схему блока керування БОН9200. Розглянемо роботу електричної схеми в місцевому керуванні, авто-

Рис.2

матичному керуванні в режимі водопідйому, дистанційному керуванні, керуванні за тиском.

МІСЦЕВЕ КЕРУВАННЯ. Перемикач режимів роботи встановлюють в положення "МК пуск". Струм від джерела живлення через S2 надходить на змінний опір R40, включений потенціометром, з якого негативний потенціал напруги живлення через опір R41 подається на конденсатор С12. Останній починає поступово заряджатися до напруги відкриття транзистора D1.4. Таким чином формується витримка часу вмикання електродвигуна насоса. Під дією негативного потенціалу транзистор D1.4 відкривається, на базу транзистора VT2 через стабілітрон VD34, опір R43, витік стік відкритого транзистора D1.4 подається позитивний потенціал. VT9 відкривається, спрацювує реле К1 і замикаючим контактом вмикає обмотку магнітного пускача. Контакти пускача підключають електронасос до живильної електромережі. Одночасно перемикаючий контакт реле К1 розряджає конденсатор С12 і від'єднує останній від затвору транзистора D1.4, готуючи таким чином коло з R40, R41, C12 до наступного включення. Для утримання транзисторів D1.4 і VT9 у відкритому стані після зняття сигналу керування мінусовий потенціал з колектора відкритого транзистора VT9 через діод VD35 подається на затвор транзистора D1.4. Схема самоблокується. В такому стані схема знаходиться до переводу перемикача S2 в положення "Стоп" або до спрацювання захисту.

АВТОМАТИЧНЕ КЕРУВАННЯ. Керування електродвигуном насоса в автоматичному режимі відбувається за сигналами датчиків верхнього і нижнього рівнів.

За відсутності води в водонапірній споруді (режим "Водопідйом") контакт КНР, включений в коло затвора транзистора D7.3, розімкнутий, тому польовий транзистор D7.3 закритий. Негативний потенціал від джерела живлення через опір R14 діод VD24, перемикач S2, опори R40, R41 подається на конденсатор С12. Через витримку в часі, що визначається параметрами R40, R41, C12 вмикається реле К1 так, як і при роботі схеми в режимі керування.

При замиканні водою КВР на затвор транзистора D7.1 подається негативний потенціал з вторинної обмотки трансформатора Т4 через однопівперіодний випрямляч на елементах VD19, VD20, R4, C4. Транзистор D7.1 відкривається, D7.2 закривається, D7.4 і VT6 відкриваються. Негативний потенціал джерела живлення через відкритий транзистор VT6, діод VD30, розняття Х2 перемикач S2, розняття Х21 і стабілітрон VD34 прикладається до бази транзистора VT9, останній закривається, вимикається реле К1 і відповідно магнітний пускач.

При зниженні рівня води нижче КВД насос не вмикається, оскільки КНР замкнутий, транзистор D7.3 відкритий і на затвір транзистора D1.4 не подається негативний потенціал від джерела живлення. Лише після виходу КНР з води транзистор D7.3 закривається і пуск насоса відбувається у тій послідовності, описаній раніше.

ДИСТАНЦІЙНЕ КЕРУВАННЯ. Перемикач S2 встановлюють в положення ДК і при замиканні контактів ТМ і РВП негативний потенціал через розмикач Х10, контакти ТМ , РВП, S2 і розмикач Х23 подається на затвор транзистора D1.4. Електродвигун насоса вмикається. При замиканні контакту РВС негативний потенціал подається до бази транзистора VT9. Транзистор закривається і двигун вимикається. Треба відмітити, що контакти РВП і РВС замикаються короткочасно, тобто імпульсно.

КЕРУВАННЯ ЗА ТИСКОМ. При низькому тиску води в напірному трубопроводі або його відсутності контакт електроконтактного манометра ДТ замкнутий і негативний потенціал через контакт ДТ, рознімач Х4 , діоди D37 і D35 подається на затвор транзистора D1.4. Реле К1 вмикається, внаслідок чого запускається двигун насоса. Одночасно спрацьовує реле К2, яке своїм замикаючим контактом запускає реле часу, зібране на цифрових мікросхемах D2...D5.

Після витримки часу, яка задається параметрами одного з резисторів R33...R48 і конденсатора С13, на виході 11 логічного елементу D5 з'являється сигнал логічного "нуля", який через контакт ДТ, перемикач S2 подається до бази транзистора VT9. Транзистор запирається і двигун насоса вимикається від джерела живлення. Повторне включення насоса відбувається після зниження тиску і замикання контактів ДТ.

ЗАХИСТ ВІД СУХОГО ХОДУ. При розмиканні кола датчика сухого ходу ДСХ на затвор транзистора DD1.2 не подається негативний потенціал, транзистор закривається, а транзистори D1.3 і VT5 відкриваються. Через відкритий транзистор VТ5 і діод VD32 негативний потенціал подається до бази транзистора VT9, останній закривається. Одночасно вмикається сигнальна лампа Н2 “Сухий хід”. Через резистор R29 і діод VD29 негативний потенціал подається до затвору транзистора D1.3, утримуючи транзистори D1.3, VT9 у відкритому стані після розмикання кола ДСХ. Таким чином, аварійний сигнал “Сухий хід” запам'ятовується схемою і знімається тільки після вимикання блока керування від джерела живлення.

ЗАХИСТ ДВИГУНА ВІД ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ. Здійснюється за допомогою узгоджуючих трансформаторів Т1, T2, T3, які перетворюють струм у напругу. У вторинних обмотках трансформаторів наводиться ЕРС, пропорційна струмам в первинних обмотках. Напруга з вторинних обмоток узгоджуючих трансформаторів через випрямлячі VD1...V12, дільник напруги R1, R71 і резистор R6 прикладається до затвора транзистора D1.1. При струмі навантаження, що не перевищує струм уставки вузла захисту, транзистори D1.1 і VT4 закриті. Якщо струм навантаження починає перевищувати струм уставки, напруга на затворі транзистора D1.1 збільшується до напруги відкриття транзистора D1.1. З витримкою в часі, що визначається параметрами кола R1, R6, C8, транзистори D1.1 і VT4 відкриваються. Через відкритий транзистор VT4, діод VD31 і стабілітрон VD34 негативний потенціал подається на базу транзистора VT9, який закривається, реле К1 вимикається. Замикаючий контакт реле К1 розриває коло живлення котушки пускача КМ двигуна, і останній вимикається від живильної мережі.

Транзистори D1.1 і VT4 утримуються у відкритому стані тому, що до затвору транзистора D1.1 подається негативний потенціал від блока живлення БЖ, сформований колом з елементів VD28, R24, VT4. Таким чином, сигнал перевантаження запам'ятовується схемою, при цьому включається сигнальна лампа Н1 “Перевантаження”. Останній знімається тільки після вимикання блока керування від джерела живлення. Після спрацювання захисту конденсатор С8 розряджається по колу R71, R1, VD23.

Так як всі випрямлячі VD1-VD12 з'єднані паралельно, то система реагує на збільшення струму в будь-якій фазі в колі статора двигуна. Величину струму спрацювання захисту регулюють резистором R1.

Блок живлення (БЖ) являє собою компенсаційний стабілізатор напруги, зібраний на транзисторах VT2, VT3.

ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1 .Під'єднати досліджуваний пристрій згідно з рис.3 (режим водопідйому).

Рис.3

2.За допомогою осцилографа зняти осцилограми напруг в контрольних точках при автоматичній роботі “Водопідйом” в такій послідовності:

подати напругу живлення на устрій;

замкнути контакт тумблера, що імітує датчик сухого ходу (контакти тумблерів, що імітують датчики верхнього і нижнього рівнів повинні бути розімкнутими). З витримкою в часі повинен спрацювати магнітний пускач КМ;

зняти осцилограми в контрольних точках 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 відносно точки 1.

3.Зімітувати включення ДНР, замкнувши контакти тумблера ДНР. Зняти осцилограми напруг в точках 7, 9, 12 відносно точки І.

4.Зімітувати включення ДВР. Зняти осцилограми напруг в точках 7, 8, 9, 11, 13 відносно точки 1.

5.Зімітувати режим водопідйому, контакти тумблерів ДНР, ДВР розімкнуті. Зняти осцилограми в контрольних точках 2, 3, 4, 5, 7, 8 відносно точки 1 при включеному, виключеному і знову включеному тумблері імітації датчика сухого ходу ДСХ.

6. За допомогою імітатора робочого струму двигуна (Латр і Тр1) встановити номінальний струм двигуна (величину струму задає викладач) за амперметром, вмонтованим на передній панелі ящика керування. Змінним опором К1 “Установка захисту” настроїти блок захисту за струмом таким чином:

встановити перемикач S1 “Режим роботи” в положення “Місцеве керування”;

з’єднати перемичкою гнізда “Настройка захисту блока БОН (ХS2 і XS3);

під'єднати вольтметр постійного струму до гнізда “0” (ХS1) і лівого гнізда XS2 “Настройка захисту”;

подати живлення (перед поданням напруги ручку латра встановити в крайнє ліве положення), ручкою латру встановити номінальний струм двигуна за амперметром;

поступово обертаючи потенціометр R1 "Уставка захисту", досягти спрацювання захисту (визначають по загорянню аварійної лампи Н1 "Перевантаження"). Перед моментом спрацювання записати покази вольтметра;

вимкнути живлення, зняти перемичку з гнізда “настройка захисту”;

подати напругу живлення на пристрій і встановити потенціометром R1 ”Установка захисту” напругу в 1,23 рази меншу, ніж виміряну раніше при незмінному струмі через амперметр. Цим досягається спрацювання захисту при струмі 1,35 Ін;

зафіксувати ручку потенціометр "Уставка захисту".

9. Зняти осцилограми в контрольних точках 14, 15, 16 блока захисту БЗС в штатному режимі і режимі перевантаження. Режим перевантаження імітується за допомогою імітатора робочого струму.

ЗМІСТ ЗВІТУ

Звіт повинен містити: назву і мету роботи; основні теоретичні передумови; функціональну і принципову схему БОН9200; осцилограми сигналів з підрахунками амплітуд напруг.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.Які функції виконує блок керування?

2.Пояснити принцип дії блока захисту від сухого ходу.

3.Яким чином запам'ятовується сигнал аварії в блоці захисту за струмом?

4.Пояснити принцип дії блока керування за рівнем води в режимі водопідйому.

5.Які елементи схеми блока керування забезпечують селективне автоматичне вмикання електронасоса, чому?

6.Пояснити принцип дії блока захисту за струмом.

7.Яким чином запам'ятовується сигнал аварії в блоці захисту від сухого ходу?

8.Чому після аварійного вимикання електронасоса повторне вмикання електронасоса виключене?

9.Пояснити принцип дії вихідного блока.

10.Які необхідно внести зміни в блок керування, щоб в автоматичному керуванні. за рівнем води пристрій міг працювати в режимі дренажу (водопідйомі) чому?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N 6

ДОСЛІДЖЕННЯ ПУСКАЧА БЕЗКОНТАКТНОГО

РЕВЕРСИВНОГО ПБР-2М

МЕТА РОБОТИ

1. Ознайомитись з будовою і принципом дії ПБР-2М.

2. Вивчити принципову електричну схему ПБР-2М. Визначити розміщення окремих елементів безконтактного пускача.

3. Дослідити режими роботи безконтактного пускача.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Пускач безконтактний реверсивний ПБР-2М призначений для керування однофазними реверсивними двигунами, а також комутації однофазних споживачів електроенергії.