Глава 12. АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Аппаратура управления (составная часть электропривода) предназначена для пуска двигателя, изменения частоты вращения его вала, торможения, остановки двигателя и его отключения от
электрической сети при нормальных и аварийных режимах работы; для изменения направления вращения электродвигателя или рабочей машины, для обеспечения работы электродвигателей в заданных режимах в соответствии с требованиями технологического процесса.
Электрические аппараты управления классифицируются по назначению, принципу действия и характеру коммутации цепей.
По назначению:
- коммутирующие — предназначенные для размыкания электрической цепи без нагрузки (рубильники, переключатели, пакетные выключатели и т. д.);
- защитные — осуществляющие защиту электродвигателей и сети от коротких замыканий и перегрузок (автоматические выключатели, предохранители, тепловое реле, реле максимального тока и минимального напряжения;
- управления — служащие для Пуска и остановки двигателей, изменения направления и частоты вращения (пускатели, контакторы, контроллеры, регулировочные и тормозные резисторы, реле управления).
По принципу действия:
- аппараты ручного управления, которые вступают в работу только в результате непосредственного воздействия обслуживающего персонала (рубильники, выключатели, реостаты);
- аппараты дистанционного или автоматического управления, которые могут быть приведены в действие обслуживающим персоналом дистанционно, либо их работа может быть поставлена в автоматическую зависимость от заранее заданных условий (контакторы, пускатели, реле управления).
Пи исполнению аппаратуру управления как и другое электрооборудование различают по климатическому исполнению, категории размещения изделия (ГОСТ 11543—70, ГОСТ 15150—69) и по степени защиты от соприкосновения обслуживающего персонала с токоведущими или движущимися частями, находящимися внутри корпуса аппарата, от попадания в корпус посторонних твердых тел и проникновения в него воды согласно ГОСТ 14254—69. Аппаратура имеет следующую маркировку по климатическому исполнению: У — для районов с умеренным климатом, ХЛ — для районов с холодным климатом, ТВ — для районов как с сухим, так и с влажным тропическим климатом, О — общеклиматическое исполнение. Категорию размещения электрооборудования обозначают следующими цифрами: 1—для работы на открытом воздухе; 2 — для работы в открытых помещениях; 3 — для работы в закрытых помещениях без искусственного микроклимата; 4 — для работы в помещениях с искусственным микроклиматом; 5 — для работы в помещениях с повышенной влажностью. Степень защиты аппаратуры характеризуется условным знаком 1Р и цифрами.
Первая цифра после 1P (0...6) означает степень защиты от соприкосновения персонала с движущимися частями оборудования и от попадания внутрь оболочки твердых посторонних тел. Вторая цифра (0... 8) указывает степень защиты оборудования от проникновения внутрь оболочки воды: 0 — защита от воды отсутствует; 1—защита от капель сконденсировавшейся воды; 2 — защита от капель воды; 3 — защита от дождя; 4 — защита от брызг; 5 — защита от водяных струй; 6 — защита от морской воды; 7 — защита при погружении в воду; 8 — защита при неограниченном длительном погружении в воду.
По характеру коммутации электрических цепей: на контактные и бесконтактные.
Первые соединяют и разъединяют электрические цепи с видимым разрывом посредством подвижных и неподвижных элементов, называемых электрическими контактами.
Бесконтактными электрическими аппаратами называют устройства, предназначенные для включения и отключения (коммутации) электрических цепей без физического разрыва самой цепи.
Важные преимущества бесконтактной аппаратуры по сравнению с контактной обусловливаются отсутствием контактов и подвижных частей.
Основные преимущества бесконтактной аппаратуры: быстродействие и высокая скор ость переключения. Инерционность подвижных частей контактных аппаратов (особенно силовых) ограничивает их быстродействие. В бесконтактных аппаратах подвижных частей нет, поэтому время переключения бесконтактных аппаратов обычно на несколько порядков меньше, чем контактных; долговечность. Износ контактов и трущихся частей ограничивает срок службы контактных аппаратов, поэтому он определяется обычно числом переключений, производимых аппаратом. В бесконтактных аппаратах трущихся частей нет, поэтому чаще всего нет и ограничений по числу переключений; способность к работе во взрывоопасных и загрязненных средах, бесшумность в работе.
Следует отметить, что этот неполный перечень преимуществ бесконтактных аппаратов вовсе не исключает целесообразность применения контактных.
Контактные аппараты обеспечивают видимый разрыв электрической цепи, более устойчивы к перегрузкам и напряжениям, обеспечивают коммутацию токов любого направления, не имеют гальванической связи между выходом и входом, помехоустойчивы, не требуют высококвалифицированного обслуживания и, как правило, дешевле бесконтактных.
Кроме того, появились новые аппараты, построенные на магнитоуправляемых контактах (герконах) — промежуточные реле, контакторы, путевые и конечные выключатели и т. д., которые обладают повышенным сроком службы и быстродействием, простой конструкцией и способностью к работе в условиях агрессивной и взрывоопасной среды и в некоторых случаях надежнее бесконтактных устройств, выполняющих аналогичные функции.
Поэтому в данных условиях неправильно противопоставлять бесконтактные аппараты контактным. Они не конкурируют, а дополняют друг друга. Предпочтение следует отдавать тем из них, которые в конкретных условиях более полно отвечают предъявленным требованиям. Как будет показано в дальнейшем, в большинстве случаев наилучшее техническое решение дает сочетание контактных и бесконтактных элементов.
