Лабораторные работы по электротехнике Электрические дуги Электромагнитные реле Реле времени Электромагнитные муфты Аппараты для коммутации цепей управления Магнитные пускатели Магнитный усилитель


Аппараты для коммутации цепей управления

Коммутация цепей управления – более частая операция, чем коммутация силовых цепей. Для всех этих операций используют включатели и переключатели различных исполнений, расположенные на панелях, постах, пультах управления. Это одно- и многоцепные аппараты с двумя и более положениями.

Коммутация цепей управления для включения и выключения релейно-контакторной аппаратуры осуществляется кнопками управления.

Пакетные выключатели, используемые для коммутации цепей управления – это по существу такие же аппараты, как и для силовых цепей, но имеющие меньше габаритные размеры.

Конструкции пакетных выключателей, предназначенных для цепей управления, позволяют получить разнообразные схемы соединений (до 220 вариантов) при числе коммутируемых цепей до 24 (12 пакетов) и количестве фиксированных положений от 2 до 8 (через 45, 60 или 900). Причем имеются переключатели с самовозвратом в исходное положение, т.е. без фиксации переключенного положения, что для ряда схем может быть необходимо.

Универсальные переключатели схем управления УП 5100 и УП 5300 обеспечивают большое число вариантов схем соединений (до 300) при числе коммутируемых цепей от 2 до 48 и положений 2-10. Номинальный ток этих переключателей 12 А при U~ = 500 В или U= = 440 В.

Они выполняются открытыми, в кожухе, влагозащищенными и взрывозащитными (пакетные, кулачковые, универсальные). Учитывая, что они коммутируют токи управления до 12 А, их габариты близки к габаритам аппаратов для коммутации силовых цепей.

Промежуточное положение между пакетными выключателями управления общепромышленного исполнения и аппаратурой радиоэлектроники занимают переключатели серий ПУ, ПЕ и тумблеры. Они предназначены, как правило, для фланцевого монтажа на панелях пультов управления (кольцо перед панелью и гайка за панелью). Имеют два или три положения, замыкания до четырех цепей при различных комбинациях контактов.

Мостиковый контакт, выполненный в виде токопроводящего ролика замыкает одну из двух пар неподвижных контактов. Переключение осуществляется воздействием на рычаг, а ускорение срабатывания (мгновенное действие) обеспечивается цилиндрической пружиной.

Номинальный ток тумблеров 1 и 2 А при U = 220 В, масса » 30 гр.

Ключи управления по устройству сходны с пакетными выключателями. На валу ключи размещают ряд элементов с подвижными контактными системами. Различная конфигурация контактов позволяет использовать разнообразные варианты последовательности переключений контактов.

В маломощных цепях применяются тумблеры – это однополюсной выключатель с пружинным контактом, который управляется поворотным рычажном, воздействующем на спусковое устройство, пружина которого обеспечивает мгновенное переключение контактов при повороте рычажка. Скорость срабатывания не зависит от скорости перемещения рычажка. Этим обеспечивается быстрый разрыв дуги между контактами.

Переключатели серии ПУ и ПЕ – аппараты с поворотным механизмом привода на два или три положения. Номинальный ток их 5 А при U~ = 220 В и 1 А при U= = 110 В.

Радиотехнические галетные переключатели (серий ПГК и ПГГ) имеют от 2 до 11 положений при числе секций (галет) от 1 до 4. Однако в настоящее время вместо них широко используются более совершенные и удобные клавишные и кнопочные выключатели.

Такие переключатели представляют собой наборную панель из кнопок или клавиш, смонтированных на общем каркасе и снабженных механизмом фиксации, который может быть независимым для каждой кнопки или взаимно сбалансированным.

Каждая кнопка осуществляет коммутацию своих контактов (от 2 до 8 в различных комбинациях) и может быть с самовозвратом в исходное положение или с чередованием включенного и отключенного фиксированных положений. Иногда используется специальная кнопка возврата (сброса) включенных кнопок в исходное положение.

Положение кнопок одновременно играет роль указателя. При этом используют светодиоды вмонтированные в корпус блока переключателя. Для контактов используются биметаллы и сплавы серебра, обеспечивающие малое переходное сопротивление, что весьма важно при использовании этих аппаратов в низковольтных и слаботочных цепях автоматики и электроники.

Для задания программы в виде цифровой информации используют так называемые галетные декадные переключатели – односекционные 10-позиционные переключатели с одним подвижным и 10 неподвижными контактами серии ПГС.

Кнопки управления – это аппараты, подвижные контакты которых перемещаются и срабатывают при нажатии на толкатель кнопки. Комплект кнопок, смонтированных на общей панели, представляет собой кнопочную станцию. Применяются для управления цепями катушек электрических магнитов постоянного и переменного тока напряжением до 500 В. Имеют как замыкающий ток и размыкающие контакты.

Кнопки управления различают по числу и типу контактов (от 1 до 4 замыкающих и размыкающих), форма толкателя (цилиндрический, прямоугольный и грибовидный), надписями и цветом толкателя, а также способу защиты от воздействия окружающей среды (открытие, закрытие, герметичные, взрывобезопасные).

Независимо от конструкции и габаритов все кнопки имеют неподвижные и подвижные контакты, перемещаемые с помощью толкателя.

Кнопки управления общепромышленного применения серий КУ, К-20 и КЕ имеют различные исполнения.

Промышленность выпускаются специальные кнопки (ВК 14-21), предназначенные для коммутации цепей электроники. Это малогабаритные кнопки выполняются на основе микровыключателя типа МП, которые используются в качестве исполнительного контактного элемента тумблера типа МТ1 и МТ11.

Основные факторы выхода кнопок из строя – механические повреждения, повышенная токовая перегрузка, вредные воздействия окружающей среды.

Отключающая способность кнопочных элементов до 80-100 Вт постоянного тока и до 1500 ВА переменного тока. Электрическая износостойкость не менее 200000 отключений, механическая износостойкость – не 100000 циклов. Номинальный ток кнопок – 2,5; 5; 6; 10 А.

Следует иметь в виду, что при проектировании схем управления целесообразно, чтобы непосредственное отключение цепи производилось не кнопочной, а другим более мощным электрическим аппаратом.

Условные обозначения

нажимные кнопки

поворотные кнопки

вытяжные кнопки

кнопка без самовозврата нажимной контакт с возвратом посредством вытягивания кнопки

кнопка без самовозвратом нажимной контакт с возвратом посредством вторичного нажатия кнопки

Командоконтроллеры – используются для управления электрического двигателя, работающими в напряженном ПКР. Наибольшее распространение получили кулачковые. Принцип их действия аналогичен силовым кулачковым контроллерам, но габариты значительно меньше, а контакты маломощные без дугогашения. Выпускают на разное число коммутируемых цепей и положений с ручным и ножным управлением.

С помощью мостикового контакта в отключаемой цепи создаются два разрыва, что облегчает гашение дуги. Ток отключения командоконтроллера в 4 раза больше кнопочного. Допустимый длительный ток КК-10-15 А, ток включения 50-75 А отключаемый постоянный ток при индуктивной нагрузке 0,5-2,5 А при U= = 440-110 В, отключаемый ~ ток 10 А при U~ до 500 В. Число коммутируемых цепей от 4 до 12.

Командоконтроллеры коммутируют цепи катушки управления силовых аппаратов.

Для увеличения отключающей способности контактной системы контроллеры могут снабжаться дугогасительным устройством с магнитным дутьем.

Более современные – кулачковые командоконтроллеры.

Путевые (позиционные) выключатели (переключатели) и микровыключатели

Путевое выключатель предназначен для замыкания или размыкания слаботочных сигнальных цепей в зависимости от пространственного положения (позиции) рабочего органа управляемого проводом.

Частный случай путевого переключателя – конечный (концевой) выключатель, обеспечивающий коммутацию сигнальных цепей только в крайних положениях хода рабочего органа.

Контактные путевые переключатели делятся на кнопочные и рычажные.

В кнопочном контролируемый рабочий орган воздействует на шток кнопочного элемента, при этом размыкание и замыкание контактов происходит со скоростью перемещения контролируемого органа.

При скорости штока меньше 0,4 м / мин необходимо применять выключатели с повышенным быстродействием, обеспечивающим необходимую скорость размыкания контактов.

При требовании остановки рабочего органа с высокой точностью   м применяют путевые (конечные) микропереключатели, например серии ВМК – ВЗГ (включаемый ток 2,5 А при U= = 220 В, U~ = 380 В).

При больших ходах рабочего органа и больших токах применяют рычажные переключатели. Благодаря наличию пружины замыкания и размыкания контактов происходит с большей скоростью, не зависящей от скорости движения ролика. Это дает возможность отключить токи до 6 А при U= = 220 В.

Контактные путевые переключатели обеспечивают  точность срабатывания ± 0,02-0,05 мм при износостойкости до  переключений и благодаря простоте конструкции находят широкое применение.

Условные обозначения путевых и конечных выключателей

переключающий

со средним

положением

контакты без самовозврата

контакты

с самовозвратом

силовые контакты

контакты

с дугогашением

переключатель многополюсной

переключатель двухполюсной трехпозиционный с нейтральным положением

переключатель двухполюсной трехпозиционный с самовозвратом в нейтральное положение

Тепловые процессы в электрических аппаратах Источники теплоты в ЭА ЭА являются сложными электротехническими устройствами, содержащими много элементов, один из которых являются проводниками электрических токов, другие – проводниками магнитных потоков, а третьи служат для электрической изоляции. Часть элементов может перемещаться в пространстве, передавая усилия другим узлам и блокам.

Конвекция – распространение теплоты при перемещении объемов жидкостей или газов в пространстве из областей с одной температурой в области с другой температурой. Различают естественную и вынужденную конвекцию. При естественной конвекции движение происходит за счет выталкивающих (Архимедовых) сил, возникающих из-за различных плотностей холодных и горячих частиц жидкости или газа.

Нагрев при кратковременном режиме работы Такой режим характеризуется тем, что при включении температуры его не достигает установившегося значения. После кратковременного нагрева аппарат отключается и его температура падает до значения температуры окружающей среды.


Электродинамические усилия в электрических аппаратах