К коммутационным приборам относятся также командоаппараты, используемые для различных коммутаций тока в цепях управления.
Простейшим командоаппаратом являются кнопки управления.
Кнопки управления типа КУ выпускают на напряжение до 440 В при постоянном токе и до 500 В при переменном токе частотой 50 Гц и рассчитаны на длительный ток до 15 А.
Различают кнопки одно-, двух- и трехштифтовые. По назначению они могут быть замыкающими («Пуск») и размыкающими («Стоп»), по исполнению — открытого (КУ-121), защищенного (КУ-122) и водозащищенного (КУ-123) исполнения.
Контактная система кнопок выполняется в виде мостиков. Переключают контакты нажатием на кнопку. Возвращается кнопка в начальное положение пружиной.
Для выполнения более сложных переключений в цепях управления применяют универсальные переключатели, командоконтроллеры и контроллеры.
В устройствах со сложными схемами коммутации, в цепях управления магнитных станций, контрольно-измерительных цепях и системах дистанционного управления различными приборами и аппаратами используют универсальные переключатели. Они рассчитаны на напряжение до 400 В постоянного тока или 500 В переменного тока частотой 50 Гц и допускают длительный ток 20 А.
Рис. 11. Конструктивное устройство универсального переключателя: а — общий вид; б — разрез по А—А
Комплектуют универсальный переключатель (рис. 11) из контактных секций, отделенных одна от другой пластмассовыми перегородками 1. Каждая секция состоит из комплекта кулачковых шайб 2, выполненных из изоляционного материала, и одной-двух контактных пар. Неподвижные контакты 3 укреплены на общей рейке из изоляционного материала, подвижные контакты 4 — на специальных рычагах. Замыкаются и размыкаются контакты под действием кулачковых шайб. Каждая секция имеет две шайбы для замыкания контактов и одну шайбу, общую, для отключения.
Все кулачковые шайбы устанавливают на общей четырехгранной оси 5, которая поворачивается рукояткой 6 револьверной или овальной формы. Профиль кулачковых шайб и их взаимное расположение определяются заданной программой переключений в схеме управления.
Рис. 12. Таблицы замыкания контактов универсального переключателя
По числу секций различают универсальные переключатели типа УП двухсекционные с фиксацией рукоятки в трех фиксированных положениях (рис. 12,а), четырехсекционные с фиксацией рукоятки в трех (рис. 12, б) и четырех (рис. 12, в) положениях и шестисекционные с фиксацией рукоятки в шести положениях (рис. 12, г).
В таблицах крестиками отмечены положения, в которых контакты переключателей замкнуты.
По исполнению универсальные переключатели типа УП могут быть открытого, брызгозащищенного и водозащищенного типа.
Другим, широко распространенным прибором ручного управления, предназначенным для выполнения сложных переключений в цепях управления, одновременного замыкания одних цепей и размыкания других, является командоконтроллер.
Рис. 13. Конструктивное устройство командоконтроллера: 1 — барабан; 2 — неподвижные контакты; 3 — контактные рейки; 4 — контакты (мостики); 5 — подвижные рычаги; 6 — оси; 7 — пружина
Он относится к числу кулачковых аппаратов. Изготовляют командоконтроллер на напряжение до 440 В постоянного тока и до 500 В переменного тока частотой 50 Гц. Он допускает длительный ток до 15 А и кратковременную нагрузку (10 с) до 75 А.
Командоконтроллер собирают из кулачковых шайб специального профиля, укрепленных на четырехугольном валу. Профиль и расположение шайб определяют последовательность размыкания и замыкания контактов.
Различают одно- и двухреечные командоконтроллеры. Однореечные аппараты имеют одну рейку с системой неподвижных контактов, двухреечные — соответственно две рейки (рис. 13) и две пары систем подвижных и неподвижных контактов при одном общем кулачковом валике.
Командоконтроллеры работают следующим образом. Кулачковые шайбы, насаженные на ось аппарата, имеют разный профиль. В свободном положении, когда боковая поверхность кулачка не касается ролика подвижного рычага, подвижные и неподвижные контакты аппарата под действием пружины замкнуты.
При определенном повороте валика кулачок нажимает выступающими участками боковой поверхности на ролик подвижного рычага, отклоняет последний в сторону и размыкает контакты. Таким образом, соответствующим подбором кулачков и их чередованием на оси аппарата можно замкнуть и разомкнуть контакты в определенной последовательности.
Реверсивные командоконтроллеры выполняют с симметричным и несимметричным расположением контактов по обе стороны от нулевого положения. Они могут иметь два, три и пять рабочих положений, а также снабжаться выключателем цепи управления на три положения: «0», «Вык.», «А». Положения «0» и «Вык.» являются фиксированными, третье положение «А» — аварийное с самовозвратом в начальное положение «Вкл.».
Аппарат позволяет производить до 600 переключений в час. Для облегчения чтения электрических схем с командоконтроллерами пользуются специальным графическим обозначением (рис. 14,а): фиксированные положения рукоятки командоконтроллера отмечают вертикальными штриховыми линиями, а замыкания контактов — жирными точками, или таблицей замыкания контактов (рис. 14, б). В таблице крестиками показано, какие
контакты замкнуты в каждом из фиксированных положений командоконтроллера.
Из схемы и таблицы видно, что в нулевом положении замкнут только контакт К1, остальные разомкнуты; в первом фиксированном положении «Вперед» замкнут контакт К2, остальные разомкнуты, а в четвертом положении «Вперед» — замкнуты контакты К2, К4, К5, К6, контакты Κ1 и К3 разомкнуты и т. д.
Командоконтроллеры изготовляют в защищенном, брызгозащищенном и водозащищенном исполнении.
В силовых сетях для управления электродвигателями применяют контроллеры. Они предназначены для частых пусков (до 600 включений в час), реверсирования, регулирования скорости, торможения и остановки реверсивных электродвигателей мощностью свыше 7 кВт.
Контактная система контроллера состоит из главных и вспомогательных контактов. Главные контакты включаются непосредственно в силовые цепи электродвигателей и во избежание обгорания при разрыве цепей снабжаются дугогасительным устройством. Вспомогательные контакты используют для коммутации цепей управления. Дугогасительного устройства они не имеют, так как по цепям управления протекают токи небольшой величины.
На судах применяют контроллеры кулачкового типа. Их конструктивное устройство подобно командоконтроллерам (рис. 15, а и б).
Рис. 15. Конструктивное устройство кулачкового контроллера: а — разрез по главным контактам; б — разрез по вспомогательным контактам
Контакты замыкаются и размыкаются под воздействием кулачковых шайб 1 фасонного профиля, укрепленных на вертикальном четырехгранном валу 2. Последний приводится во вращение маховичком. Контроллеры могут иметь до шести фиксированных положений вправо и влево от нейтрального (нулевого) положения. Подвижные главные контакты 8 укреплены шарнирно на специальных рычагах 3, имеющих на конце ролик 4, скользящий по кулачковой шайбе 1.
При попадании ролика в углубление шайбы контакты под действием пружины 5 замыкаются. Шарнирное крепление подвижного контакта к рычагу и его специальная форма смягчают удар при соприкосновении контактов, что предотвращает их преждевременный износ. Неподвижные контакты 7 установлены на специальной вертикальной рейке.
Устройство для принудительного гашения электрической дуги состоит из дугогасительной электромагнитной катушки 6 («магнитное дутье») и камеры с деиоиной решеткой 9.
Помимо силовых контактов, включаемых в главную цепь, кулачковые контроллеры имеют вспомогательные контакты 10, выполненные в виде контактного мостика. Их используют для коммутации в цепях управления.
Контакты управления рассчитаны на небольшие токи и дугогасительного устройства не имеют.
Контроллеры снабжают встроенной максимальной и нулевой защитой, осуществляемой с помощью линейного выключателя, состоящего из реле максимального тока и контактора.
Защита включается отдельной съемной рукояткой, поворотом которой замыкается контакт выключателя и включается под напряжение катушка линейного контактора. Якорь контактора притягивается к сердечнику, в результате чего замыкаются контакты, подключающие контроллер к электрической цепи. Поворотом маховичка вправо или влево в фиксированные положения производят необходимые операции по управлению двигателем.
Если во время работы почему-либо исчезнет напряжение в питающей сети, якорь линейного контактора отпадет от сердечника и его контакты отключат двигатель и контроллер от сети. Чтобы снова подключить контроллер к сети, необходимо вернуть его маховичок (рукоятку) в нулевое положение, лишь после этого катушка линейного контактора включится па напряжение сети и вновь замкнутся его контакты в цени контроллера (нулевая блокировка). При перегрузках срабатывает реле максимального тока, отключающее от сети катушку линейного контактора, который, в свою очередь, отключает двигатель от сети.
Конечные и путевые выключатели ограничивают линейное или угловое перемещение механизма. Их широко применяют в электроприводах. палубных механизмов (рулевых, швартовно-якорных устройствах, лебедках), в крановых установках и лифтах. Выключатели кинематически связаны с исполнительным механизмом и при срабатывании размыкают цепи управления электродвигателями, вызывая этим их отключение.
Путевые выключатели отличаются от конечных тем, что они замыкают или размыкают свои контакты не только в крайних, но и в определенных промежуточных положениях перемещающихся частей механизма.
Конечные выключатели бывают рычажные и шпиндельные.
В выключателе рычажного типа (рис. 16, а) в конечных положениях под воздействием толкателя контролируемого механизма на ролик 2 поворачивается рычаг 3, связанный с валом 5. Вместе с валом поворачивается кулачковая шайба 6, которая отклоняет контактный рычаг 7. Отклонение рычага сопровождается размыканием контактов 4. В свободном положении контакты удерживаются в замкнутом состоянии пружиной 8.
Рис. 16. Конструктивное устройство конечных выключателей:
а — рычажного; б — шпиндельного
Шпиндельный выключатель имеет червячный винт с гайкой (рис. 16,б). Винт 1 соединен с контролируемым механизмом и приводится им во вращение. При этом гайка 2, закрепленная в направляющих, получает поступательное движение. В конечном положении она нажимает на ролик 3 рычага контактного устройства, в результате чего размыкаются контакты 4 выключателя. При обратном вращении червячного винта контакты вновь замыкаются под действием специальной пружины.
Путевые выключатели обычно имеют дополнительные контакты для переключений в сигнальных цепях. Эти контакты замыкаются и размыкаются под воздействием специальных кулачков.
Конечные и путевые выключатели выпускают в брызгозащищенном и водозащищенном исполнении.
