Глава 6
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В
§ 6-1. Назначение и классификация электрических аппаратов
Схемы управления электроприводами содержат различные аппараты, осуществляющие пуск, торможение, изменение направления вращения и скорости электродвигателей, защиту их от работы при ненормальных режимах, сигнализацию состояния цепей управления и выполняют ряд других функций.
Аппараты управления и защиты электродвигателей могут быть классифицированы по различным признакам.
По напряжению различают аппараты напряжением до 1000 В и выше 1000 В (по устаревшей терминологии — соответственно низковольтные и высоковольтные).
По исполнению (способу защиты от воздействия окружающей среды) аппараты делятся на открытые (без кожуха), защищенные (помещенные в негерметизированный кожух), пылевлагонепроницаемые, взрывобезопасные и специальные.
По способу воздействия на электрическую цепь различают аппараты контактные, замыкающие или размыкающие электрическую цепь контактами, и бесконтактные, воздействующие на электрическую цепь путем резкого увеличения или уменьшения ее сопротивления без разрыва или замыкания.
По способу воздействия на контакты, различают аппараты с ручным приводом (с помощью рукоятки, рычага или кнопки) и с механическим (от электромагнита, пружины, электродвигателя, пневмоцилиндра и др.). Некоторые аппараты имеют комбинированный привод.
По назначению в схеме управления различают аппараты управления силовыми цепями (с током более 20 А), командные аппараты (предназначенные для выработки командных импульсов), аппараты защиты электродвигателей, технологического контроля, сигнальные и аппараты усиления сигналов (усилители).
Электрические аппараты состоят из различных элементов, которые на электрических схемах изображаются условными знаками (см. Приложение 1), установленными Государственным общесоюзным стандартом.
§ 6-2. Рубильники и пакетные выключатели
Рубильники применяются для замыкания и размыкания цепей постоянного и переменного тока при напряжениях до 660 В и токах до 1000 А. Допускается с помощью рубильников включать и отключать асинхронные короткозамкнутые электродвигатели мощностью не более 10 кВт.
Для переключения цепи тока на два направления (например, для осуществления реверса электродвигателя) применяются переключатели, отличающиеся от рубильников наличием двух комплектов неподвижных контактов. Ножи переключателей замыкаются с одним или вторым комплектом контактов и таким образом осуществляют переключение с одной электрической цепи па другую.
Промышленность изготовляет рубильники типа Р и переключатели типа П на токи от 100 до 600 А. По количеству ножей они делятся на двухполюсные и трехполюсные; по способу монтажа — для установки на лицевой стороне панели и на задней панели; по способу присоединения проводов — с передним и задним присоединением.
В настоящее время получили распространение совмещенные рубильники-предохранители. В этом аппарате контактные ножи заменены предохранителями, закрепленными на общей траверсе, которая поворотом рукоятки перемещается в горизонтальной плоскости. При подъеме рукоятки вверх ножи предохранителей входят между пружинящими элементами неподвижных контактов и замыкают цепь тока. Преимуществом этой конструкции является безопасность обслуживания, так как в отключенном состоянии предохранители отсоединены от проводов под напряжением и могут быть без опасений сняты для замены.
Пакетные выключатели и переключатели представляют собой более совершенное и компактное устройство, чем обычные рубильники. Они применяются в цепях переменного и постоянного токов и рассчитаны на токи от 10 до 400 А при напряжении 220 В и да 250 А при напряжении переменного тока 380 В. Пакетные выключатели используются в качестве ручных пускателей для маломощных электродвигателей, а также в цепях управления и сигнализации.
Пакетные выключатели и переключатели выпускаются одно-, двух- и трехполюсными, в открытом исполнении типа ПК и в герметическом типа ГПК.
§ 6-3. Контроллеры, реостаты и ящики сопротивлений
Контроллеры применяются в сложных электрических цепях для ручного управления электроприводами кранов, экскаваторов, механизмов передвижения торфяных машин и в других случаях. При помощи контроллеров производят пуск, остановку, реверсирование и регулирование скорости электродвигателей постоянного и переменного тока.
По конструкции переключающего устройства контроллеры можно разделить на барабанные и кулачковые. В барабанных контроллерах замыкание силовых цепей осуществляется посредством скользящих контактов — неподвижного контакта и поворачивающегося, представляющего собой барабанный сегмент. Вследствие значительных недостатков скользящих контактов барабанные контроллеры в настоящее время сняты с производства и повсеместно вытесняются контроллерами кулачкового типа.
Рис. 6-1. Кулачковый контроллер:
а — внешний вид; б — разрез по контактной системе.
Кулачковый контроллер представляет собой набор контактных элементов, помещенных в общий кожух (рис. 6-1, а ). Устройство кулачкового контактного элемента приведено на рис. 6-1,б. Неподвижный контакт 8 крепится к колодке 1 из изоляционного материала. Подвижной контакт 7 закреплен на рычаге 6, который может поворачиваться относительно оси 2. На другом конце рычага 6 укреплен ролик 3. Кулачок 5 установлен на валике 4, последний связан с маховичком 9, посредством которого оператор поворачивает валик 4. При повороте маховика кулачок 5 своей выступающей частью наезжает на ролик 3 и поворачивает рычаг 6. Подвижной контакт 7 отходит от неподвижного 8, и происходит размыкание электрической цепи. Последующий поворот кулачка, очевидно, приведет вновь к замыканию контактов.
Реостатом называется устройство, состоящее из регулируемого активного сопротивления и переключающего механизма. По назначению реостаты подразделяются на пусковые, регулировочные,
нагрузочные, реостаты возбуждения; по способу охлаждения — с воздушным и масляным охлаждением.
В качестве материала для сопротивлений используется константан (в виде проволочной спирали), а также другие сплавы высокого удельного сопротивления.
Рис. 6-2. Ящик крановых сопротивлений из фехралевых элементов.
Ящики сопротивлений представляют собой комплекты в виде стандартных элементов. Они широко используются в крановых установках для пуска, регулирования скорости и торможения электродвигателей. Поэтому их часто называют крановыми сопротивлениями.
Материалом для элементов сопротивлений служат фехраль или константан (в виде ленты или проволоки). На рис. 6-2 приведен ящик крановых сопротивлений из фехралевых элементов (тип НФ).
