Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ

З ДИСЦИПЛІНИ

„ЕЛЕКТРОУСТАТКУВАННЯ СТАНКІВ”

КИЇВ 2008

Методичні вказівки до виконання лабораторного практикуму з дисципліни „Електроустаткування станків” для студентів неелектричних спеціальностей денної та вечірньої форм навчання / складали С.М. Пересада,. С. П. Колєсніченко.

Лабораторна робота №1

ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ЕЛЕКТРИЧНИМИ АПАРАТАМИ

КЕРУВАННЯ ПРОМИСЛОВИМИ УСТАНОВКАМИ

(Тривалість роботи – 2 години)

Мета роботи – вивчити будову і принцип дії контактних електричних апаратів, які застосовуються при автоматизації промислових установок; набути навики складання найпростіших релейних схем автоматичного керування.

1.1. Основні теоретичні відомості

Електричні апарати, які призначені для комутації електричних кіл в схемах керування промисловими установками, розрізняються за принципом дії на електричні апарати ручного керування та електромагнітної дії.

Апарати ручного керування, до яких відносяться кнопки керування, рубильники, пакетні перемикачі, тумблери, універсальні перемикачі, шляхові і кінцеві вимикачі, контролери та інші спрацьовують, тобто замикають і розмикають електричні кола при механічній дії на рухому частину апарата людиною чи контролюючим механізмом.

Апарати електромагнітної дії, до яких відносяться контактори, пускачі, автоматичні вимикачі, реле різних типів приводяться в дію за допомогою електромагнітних сил, викликаних протіканням електричного струму по обмотці апарата.

Основою всіх апаратів електромагнітної дії є електромагніт (рис.1.1), який складається з магнітного кола, яке включає в себе осердя 1, рухому частину (якір) 2 і обмотку 3, розташовану на осерді. Якір закріплений на осі 4. З якорем електромагніта зв’язаний рухомий контакт 5 і зворотна пружина 6, яка відтягує якір від осердя. Нерухомий контакт 7 з’єднаний з корпусом апарата.

Принцип дії апарата електромагнітної дії полягає в наступному. При протіканні струму і по обмотці в електромагнітній системі створюється магнітний потік Ф, внаслідок чого виникає сила F, яка притягує якір до осердя. Якір переміщується, розтягує зворотну пружину і притягується до осердя, при цьому рухомий і нерухомий контакти з’єднуються (замикаються). Якщо відключити обмотку від джерела живлення, то струм і, а отже, і сила притягання F зникнуть. Під дією зворотної пружини, якір прийме початкове положення і рухомий контакт відійде від нерухомого.

Електромагнітне реле напруги – це двох-позиційний апарат, призначений для комутації кіл керування з невеликими струмами. Конструкція реле напруги схожа з конструкцією контактора, однак у першому відсутня дугогасильна система та всі контакти виконані однаково.

Контактор – це двох-позиційний апарат, призначений для замикання і розмикання силових електричних кіл, тобто кіл, по яких проходять великі струми. Основні вузли контактора: контактна і дугогасильна система; електромагнітний механізм; система блок-контактів.

Реле часу – це апарат, який слугує для створення витримки часу. Він необхідний при керуванні промисловими процесами і установками.

Для електромагнітного реле часу з шунтуванням обмотки витримка часу - це час між моментом замикання „на коротко” обмотки реле і моментом спрацьовування (замикання чи розмикання) контактів реле, яке відбувається при відході якоря від осердя під дією зворотної пружини.

Для реле часу з демпферною гільзою витримка часу - це час між моментом відключення реле від джерела живлення і моментом спрацьовування контактів реле при відпусканні.

Початковим станом для реле часу з демпферною гільзою і з шунтуванням обмотки виявляється такий стан, при якому по обмотці реле протікає струм, а якір - притягнутий до осердя. Витримка часу в цих реле відбувається за рахунок сповільнення спадання магнітного поля в магнітному колі, тому вони називаються реле часу з електромагнітним сповільненням. При цьому внаслідок сповільненню спадання магнітного потоку, сповільнюється спадання зусилля, створеного електромагнітом, і забезпечується витримка часу при відпусканні 0,3…5 с. Витримка часу реле з електромагнітним сповільненням регулюється зміною напруження зворотної пружини.

Для створення витримки часу від 1 с до 30 хв. використовується моторне реле часу. Воно складається з наступних вузлів: синхронного двигуна, електромагніта, муфти, понижуючого редуктора, дисків з кулачками, контактних систем і зворотної пружини. Витримкою часу в цьому реле виявляється час між моментом прикладання живлячої напруги на двигуні, тобто початком її обертання, і моментом замикання чи розмикання контактів контактної системи.

Оскільки моторне реле часу має кілька дисків з кулачками і контактних систем, воно може забезпечити незалежне замикання чи розмикання кількох електричних кіл з різною витримкою часу.

Всі елементи електричних апаратів позначаються на схемах визначеними графічними зображеннями [6]. Елементи одного і того ж апарата, наприклад обмотка і контакт можуть бути зображені у різних місцях схеми, тому для можливості читання схем ці елементи позначаються однаковими буквами (чи сполученням букв з цифрами).

В якості приклада на рис.1.2 зображена схема контактора, який має три замикаючі силові контакти, один нормально розімкнений і один нормально замкнутий блок-контакти.

Контакти електричних апаратів зображаються на схемах в нормальному положенні, коли струм в обмотках апарата відсутній. Таким чином, при ввімкненні електричного апарата замикаються нормально розімкнені контакти, а нормально замкнені розмикаються.