книги / Электрические аппараты

из кольцеобразных штампованных пластин или намотанный из тонкой ленты. Применяемые для МУ магнитопроводы показаны на рис. 6.25. Для МУ малой мощности и с высоким коэффициентом усиления приме­ няется ленточный магнитопровод (рис. 6.25, s), при больших мощно­ стях — магнитопроводы по рис. 6.25, а, б и а.

В зависимости от схемы МУ и типа магнитопровода меняется место расположения обмоток (рис. 6.26). Рабочая обмотка wp и обмотка управления wy располагаются на среднем стержне (рис. 6.26, а). Общая обмотка управления располагается, как показано на рис. 6.26, б. При­ менение общей обмотки wy позволяет снизить габариты МУ и уменьшить сопротивление цепи управления. Следует отметить, что при общей об­ мотке управления ухудшаются условия теплоотдачи. При этом также усложняется технология изготовления.

Ч а с т ь в т о р а я .

АППАРАТЫ УПРАВЛЕНИЯ

Глава сед ь м ая КОНТРОЛЛЕРЫ, КОМАНДОАППАРАТЫ И РЕОСТАТЫ 7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

К о н т р о л л е р о м называется электрический аппа­ рат с ручным управлением, предназначенный для измене­ ния схемы подключения электродвигателя к электропита­ нию. По конструктивному исполнению контроллеры делят­ ся на барабанные, кулачковые и плоские.

К о м а н д о а п п а р а т о м	называется	устройство,
предназначенное для переключений в цепях		управления

силовых электрических аппаратов (контакторов). Иногда они применяются для непосредственного пуска электродви­

гателей	малой	мощности, включения	электромагнитов
и другого электрооборудования. Командоаппараты				могут
иметь ручной привод (кнопки, ключи управления, командо-
контроллеры) или приводиться в действие контролируемым
механизмом (путевые выключатели).
Р е о с т а т		является совокупностью резисторов		и конт­
роллера, позволяющей изменять вводимое в цепь сопротив­
ление.
7.2. КОНТРОЛЛЕРЫ
а)	Барабанные контроллеры. На рис. 7.1		показан контактный эле­

мент барабанного контроллера На валу 1 укреплен сегментодержатель 2 с подвижным контактом в виде сегмента 3 Сегментодержатель изо­ лирован от вала изоляцией 4 Неподвижный контакт 5 расположен на изолированной рейке 6. При вращении 1 сегмент 3 набегает на не­ подвижный контакт 5, чем осуществляется замыкание цепи. Необходи­ мое контактное нажатие обеспечивается пружиной 7. На одном валу }станавливается ряд таких контактных элементов. Сегментодержатели соседних контактных элементов можно соединять между собой в раз­ личных необходимых комбинациях. Определенная последовательность замыкания различных контактных элементов обеспечивается различной длиной их сегментов. Схема соединений сегментодержателей для пуска

Рис. 7.1. Контактный элемент барабанного контроллера (а): схема соединения для пуска асинхронного двигателя с фаз­ ным ротором (б)

асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рис. 7.1, б. Не­ подвижные контакты контроллера обозначены С1, Л1, СЗ, ЛЗ, жирными горизонтальными линиями обозначены подвижные контакты-сегменты, косыми линиями — перемычки между сегментами. В положении «Впе­ ред» обмотка статора подключается к напряжению сети, а резисторы в цепях обмотки ротора включены полностью. По мере вращения бара­ бана эти резисторы выводятся из цепи обмотки ротора.

Вследствие малой износостойкости контактов допустимое число включений контроллера в час не превышает 240. При этом мощность запускаемого двигателя приходится снижать до 60 % номинальной, из-за чего такие контроллеры применяются при редких включениях.

б) Кулачковые контроллеры. В кулачковом контроллере переменно­ го тока (рис. 7 2) перекатывающийся подвижный контакт 1 имеет воз­ можность вращаться относительно центра Ог, расположенного на кон­ тактном рычаге 2. Контактный рычаг 2 поворачивается относительно центра 0\. Контакт / замыкается с неподвижным контактом 3 и соеди­ няется с выходным контактом с помощью гибкой связи 4. Замыкание контактов 1,3 и необходимое контактное нажатие создаются пружиной 5, воздействующей на контактный рычаг через шток 6. При размыкании контактов кулачок 7 действует через ролик 8 на контактный рычаг. При этом сжимается пружина 5 и контакты. 1, 3 размыкаются. Момент вклю­ чения и отключения контактов зависит от профиля кулачковой шайбы 9, приводящей в действие контактные элементы. Малый износ контактов позволяет увеличить число включений в час до 600 при ПВ-60 %. В контроллер входят два комплекта контактных элементов I и //, рас-

Рис. 7.2. Кулачковый контроллер

Рис. 7.3. Схема соединений ку­ лачкового контроллера для пус­

ка асинхронного	двтателя
.с фазным ротором	Назад
положенных по обе	стороны

кулачковой шайбы 9, что поз­ воляет резко сократить осевую длину устройства. Как в бара­

банном,	так		и в кулачковом
контроллере имеется механизм
для фиксации положения вала.
Контроллеры			переменного то­
ка в виду		облегченного		гаше­
ния дуги могут не иметь дуго­
гасительных			устройств.	В них
устанавливаются только				дуго­
стойкие	асбестоцементные пе­
регородки 10, Контроллеры по­
стоянного		тока имеют дугога­
сительное		устройство,		анало­
гичное	применяемому			в кон-
' такторах		(§ 4.11 б).

Выключение рассмотренного контроллера происходит при воздей­ ствии на рукоятку и передаче этого воздействия через кулачковую шай­ бу, включение происходит с помощью силы пружины 5 при соответст­ вующем положении рукоятки. Поэтому контакты удается развести

даже в случае их		сваривания. Недостаток		конструкции	заключа­
ется	в большом	моменте на валу	за счет	включающих	пружин
при	значительном	числе контактных	элементов. Надо отметить, что

возможны и другие конструктивные решения привода контактов кон­ троллера.

На рис. 7.3 показана схема для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью кулачкового контроллера. Контакты обо­ значены римскими цифрами, позиции вала аппарата — арабскими. При пуске «Вперед» работают контактные элементы, расположенные спра­ ва. Например, в третьей позиции замкнуты контакты I—IV. При этом статор подключен к сети, а в цепи ротора выведены первые ступени пусковых резисторов в двух фазах. В положении 5 все контакты замк­ нуты и ротор двигателя закорочен.

в) Плоские контроллеры. При большом числе контактов габариты и масса кулачкозых и барабанных контроллеров резко возрастают. В этом случае, если число операций в час при регулировании и пуске

невелико (10—12), применяются плоские контроллеры. В плоском конт­ роллере на плите из изоляционного материала располагаются непод­ вижные контакты, по которым скользит подвижный контакт мостикового типа, одновременно соприкасающийся с токосъемной шиной. Такой контроллер показан на рис. 7.19, где по неподвижным цилиндрическим контактам 0 —13 и шинам 14, 15 скользит подвижный контакт 16 мостикового типа.

7.3. КОМАНДОАППАРАТЫ

а) Кнопки управления. Простейшим командоаппаратом является кнопка управления. Кнопка используется для схем пуска, остановки и реверса электродвигателей путем замыкания и размыкания обмоток контакторов, которые коммутируют главную цепь, а также для управ­ ления самыми различными схемами автоматики. Один из вариантов кон­ структивного выполнения кнопки управления показан на рис. 7.4. Для повышения надежности контакты часто выполняются из серебра. При переменном токе электрическая дуга надежно гаснет при напряжении до 500 В и токе 3 А благодаря двум размыкающим контактам для од­ ной коммутируемой цепи. При постоянном токе и напряжении 440 В отключаемый ток не превышает 0,15 А. При использовании кнопки для включения электромагнитов переменного тока (например, контакторов) ее контакты в замкнутом положении должны надежно пропускать пус­ ковые токи обмоток, которые могут достигать 60 А. Следует отметить, что схемы управления целесообразно проектировать так, чтобы непо­ средственное отключение цепи производилось не кнопкой, а другим, бо­ лее мощным аппаратом, имеющим вспомогательные контакты. В том случае, когда необходимо производить переключение нескольких цепей

по определенной программе с большой часто­

050той включений, применяются командоконтроллеры.

		б)	Командоконтроллеры.		Широкое рас­
		пространение получили нерегулируемые кулач­
		ковые командоконтроллеры. На рис. 7.5 пока­
	L 1 1	зан нерегулируемый командокоятроллер по­
		стоянного тока, по принципу устройства ана­
	ГЬ.1
		логичный кулачковому контроллеру. С помо­
		щью мостикового контакта 1 в отключаемой це­
		пи создаются два разрыва, что облегчает га­
		шение дуги.	Кулачковый	привод,	большое
		расстояние контактов от центра вращения О
		рычага 2, большой междуконтактный проме­
	Рис. 7.4. Кнопка упра­	жуток позволяют получить высокую скорость
	вления	расхождения контактов и		увеличить ток от-

Рис. 7 5. Нерегулируемый кулачковый командоконтроллер

ключения почти в 4 раза по сравнению с током отключения кнопоч­ ного элемента. Моменты замыкания и размыкания контактов зави­ сят от профиля кулачка 3. Положение вала фиксируется с помощью рычажного фиксатора 4. С помощью командоконтроллера производится управление силовыми контакторами, которыми в свою очередь комму­ тируются силовые цепи.

При необходимости точной регулировки момента срабатывания при­ меняются регулируемые кулачковые командоконтроллеры. Устройство одного элемента такого контроллера показано на рис. 7.6, а. На валу I укрепляется диск 3 из изоляционного материала. По окружности диска

в)

2)

Рис 7 6 Регулируемый кулачковый командоконтроллер

расположены отверстия для крепления кулачков 2 и 7. При нажиме кулачка 7 на ролик 9 контактный рычаг 8 поворачивается относитель­ но центра 0 против часовой стрелки и неподвижные контакты 4 и 5 за­ мыкаются мостиком б Контактный рычаг фиксируется во включенном положении защелкой 12, которая удерживается пружиной 13 в пазу нижней части рычага 8 (рис 7 6, б). Одновременно сжимается возврат­ ная пружина 10 При дальнейшем вращении диска кулачок 2 набегает на ролик 11 защелки 12 и выбивает последнюю Под действием пру­ жины 10 происходит размыкание контактов (рис 7 6, г) Достоинством механизма является независимость скорости размыкания контактов от

Рис. 7.7, Путевой микропереключатель

Рис. 7.8. Рычажный путевой переключатель

частоты вращения вала. Это дает возможность использовать регулируе­ мый командоконтроллер в качестве путевого выключателя с малой час­ тотой вращения вала.

Момент замыкания и размыкания контактов может регулироваться в широких пределах с большой точностью. При грубой регулировке ку­ лачок устанавливается в различные положения на диске (точность ус­ тановки 18°). Для точной регулировки предусмотрена овальная форма отверстия для крепления кулачка, что позволяет смещать его на ±10°30' относительно центра отверстия.

В регулируемом командоконтроллере можно установить на каждом диске до трех включающих и трех выключающих кулачков. Число ком­ мутируемых цепей может меняться от 4 до 12, что позволяет использо­ вать командоконтроллер для управления сложными схемами автомати­ ки. Вращение вала командоконтроллера осуществляется специальным исполнительным двигателем, что обеспечивает дистанционное управле­ ние им.

в) Путевые (позиционные) выключатели (переключатели) и микро­ выключатели. Путевой выключатель предназначен для замыкания или размыкания слаботочных сигнальных цепей в зависимости от простран­ ственного положения (позиции) рабочего органа управляемого элект­ ропривода. Частным случаем путевых являются конечные (концевые) выключатели, обеспечивающие коммутацию сигнальных цепей только в крайних положениях хода рабочего органа. Контактные путевые вы­ ключатели можно подразделить на кнопочные и рычажные. В кнопо i- ном путевом выключателе контролируемый рабочий орган воздействует

на шток кнопочного элемента (см рис. 7 4). Размыкание и замыкание контактов происходит со скоростшо перемещения контролируемого ор­ гана. При скорости штока меньше 0,4 м/мин необходимо применять вы­ ключатели с повышенным быстродействием, обеспечивающие необходи­ мую скорость размыкания контактов.

Если требуется остановить рабочий орган привода или при его при­ ближении выполнить соответствующие переключения с высокой точностью (0,3-4-0,7) • 10~3 м применяются путевые (конечные) микропере­ ключатели. На рис. 7.7 показан микропереключатель с одним переклю­ чающим контактом. Неподвижные контакты 1 и2 укреплены в пластмас­ совом корпусе 7. Подвижный контакт 3 укреплен на конце специальной пружины, состоящей из плоской 4 и фигурной 5 частей. В изображен­ ном на рис. 7.7 положении пружина создает давление на контакт 2 Прч нажатии рабочего органа на головку 6 происходят деформация пружи­ ны и переброс контакта 3 в нижнее положение за время 0,01—0,02 с, что обеспечивает надежное отключение цепи. Ход головки 6 составляет де­ сятые доли миллиметра. Микровыключатели ВМК-ВЗГ, например, от­ ключают ток 2,5 А при постоянном напряжении 220 и переменном 380 В.

При больших ходах рабочего органа и больших токах применяют­ ся рычажные путевые переключатели. Принцип действия одного из ис­ полнений таких переключателей показан на рис. 7.8. Контролируемый рабочий орган привода воздействует на ролик 1 укрепленный на конце рычага 2. На другом конце рычага находится подпружиненный ролик 3, который может перемещаться вдоль оси рычага. В указанном на рисунке положении замкнуты контакты 7 и 5. Положение контактов надежно зафиксировано защелкой 6. При воздействии на ролик 1 ры­ чаг 2 поворачивается против часовой стрелки. Ролик 3 поворачивает тарелку 4 и связанные с ней контакты 8 и 9. При этом контакты 7 и 3 размыкаются, а 9 и 10 замыкаются.

Благодаря наличию пружин замыкание и размыкание контактов происходит с большой скоростью, не зависящей от скорости движения ролика 1. Это дает возможность отключать токи до 6 А при напряже­ нии до 220 В постоянного тока. Возврат в исходное положение после прекращения воздействия на ролик 1 производится пружиной 5.

При большом числе переключаемых цепей и большой точности в качестве путевого переключателя применяется регулируемый командоконтроллер. Его вал связывается с рабочим органом либо непосред­ ственно, либо через редуктор, согласующий движение рабочего органа и кулачковой шайбы. Контактные путевые переключатели обеспечивают точность срабатывания ±0,024-0,05 мм при износостойкости до (5н10) • 106) переключений и благодаря простоте конструкции находят ши­ рокое применение. Для повышения надежности и долговечности в кон­ тактных путевых выключателях часто применяются герметичные маг­ нитоуправляемые контакты-герконы (см. § 11.4), на базе которых, на­