Ограничитель тока предохраняет генератор от перегрузок (например, при коротком замыкании), являющихся причиной перегрева генератора и сгорания его обмоток. Действие ограничителя тока основано на включении дополнительного резистора в цепь обмотки возбуждения генератора. Ограничитель включает сопротивление при увеличении тока нагрузки выше допустимого предела. При этом снижаются напряжение генератора и отдаваемый им ток.

Рис. 1. Реле-регулятор для генераторов постоянного (а) и переменного (б) тока:
1 — основание, 2—изоляционная пластина, 3 — крышка, 4 — реле обратного тока, 5—ограничитель тока, 6 — регулятор напряжения, 7 — прокладка, 8 — втулка, 9 — выводные зажимы, 10, 18, 25…27 — резисторы, 11 — обмотка, 12 — переключатель, 13, 15, 19 — обмотки реле защиты, 14, 16, 23 — зажимы, 17, 20,24 — диоды, 21 — контакты реле защиты, 22 — транзистор

Реле обратного тока включает генератор в цепь, когда напряжение его становится больше напряжения аккумуляторной батареи, и выключает генератор при падении его напряжения ниже напряжения батареи. Тем самым реле устраняет разрядку аккумуляторной батареи через обмотки генератора при малом его напряжении и предохраняет обмотки генератора от перегрева током аккумуляторной батареи.

Сгенераторами переменного тока устанавливают реле-регулятор РР-362Б для автоматического поддержания напряжения генератора в заданных пределах, что необходимо для обеспечения нормальных режимов зарядки аккумуляторной батареи и работы потребителей. Реле-регулятор содержит два электромагнитных элемента: регулятор напряжения и реле защиты. Эти элементы одинаковой конструкции и представляют собой реле с одной парой нормально разомкнутых контактов, причем подвижные контакты обоих реле электрически соединены с корпусом реле-ре-гулятора.

Реле-регулятор объединяет в себе три устройства: для регулирования напряжения генератора, для защиты транзистора от коротких замыканий и переключатель для посезонной регулировки напряжения.

Устройство для регулирования напряжения генератора состоит из транзистора, регулятора напряжения, резисторов и полупроводниковых диодов. Транзистор, который крепится на латунной пластине теплоотводного устройства, и два полупроводниковых диода расположены в отсеке.

Нормально разомкнутые контакты, включенные между плюсовым зажимом регулятора и базой транзистора, являются управляющим элементом. Ток управления транзистором (ток базы) незначителен (меньше 0,5 А) и пропорционален коэффициенту его усиления. Напряжение на контактах также незначительно (1,5…2,5 В), поэтому они практически не изнашиваются (не подгорают).

Таким образом, напряжение регулируется не непосредственно регулятором напряжения, а транзистором, управляемым с помощью контактов реле. Такой регулятор называется контактно-транзисторным.

Устройство для защиты транзистора от коротких замыканий включено в цепь обмотки возбуждения и состоит из реле защиты с тремя обмотками (основная, вспомогательная и удерживающая) и разделительного диода. Нормально разомкнутые контакты реле защиты включены через диод параллельно контактам регулятора напряжения. Устройство срабатывает при коротком замыкании в цепи возбуждения, запирая транзистор.

Переключатель посезонной регулировки напряжения выполнен в виде дополнительной обмотки, намотанной поверх основной обмотки регулятора напряжения, и контактного диска. Конец дополнительной обмотки через изолированную колодку присоединен к контактному диску. Переключателем изменяют регулируемое напряжение в соответствии с требованиями летней и зимней эксплуатации в диапазоне 0,8…1,2 В. Изменяют положение переключателя винтом с контактным диском. При вывертывании винта до упора (положение «Лето») контактные диски соприкасаются, в результате чего основная обмотка регулятора напряжения соединяется с «массой». При завертывании винта до упора .(положение «Зима») обмотка с «массой» соединяется через дополнительную обмотку переключателя.

Все элементы реле-регулятора заключены в общую коробку. Реле-регулятор имеет два зажима с маркировкой Ш (шунт) и В (выпрямитель). К зажиму Ш присоединен провод, идущий к зажиму Ш генератора, а зажим В соединен проводами с зажимом В генератора и потребителями тока. Кроме двух указанных зажимов имеется зажим с маркировкой М (масса), Соединенный проводом с «массой» экскаватора и винтом М генератора.

Защитная аппаратура. Для отключения электрической цепи при коротком замыкании проводов применяют плавкие и термобиметаллические предохранители.

Плавкие предохранители на номинальную силу тока 10 А включены в цепь контрольных приборов, звукового сигнала и заднего фонаря, которые, кроме того, защищены термобиметаллическим предохранителем центрального переключателя.

Рис. 2. Плавкие (а) и термобиметаллические (6) предохранители:
1 — основание, 2 — изоляционная пластина, 3 — зажим, 4 — проволока, 5 — вставка, 6 — зажим, 7 – крышка, 8—кнопка, 9 — корпус, 10 — биметаллическая пластина, 11 — контакт, 12 — винт, 13—контргайка

Рис. 3. Схема звукового сигнала:
1 — провод, 2 — электромагнит, 3 — конденсатор, 4 — провод к кнопке сигнала прицепа, 5 — кнопка сигнала, 6 — якорь, 7 — мембрана, 8 — резонатор, 9, (О.— контакты вибратора, 1) —стержень мембраны, 12— аккумуляторная батарея, 13 — пластина вибратора

Плавкие предохранители объединены в блоки, в каждом из которых сделана самостоятельная вставка, рассчитанная на определенную силу тока. Блок предохранителей состоит из основания, изоляционной пластины с тремя парами клемм, которые имеют латунные зажимы. В зажимы каждой пары установлены текстолитовые вставки, между которыми закрепляется плавкая вставка — медная луженая проволока. Во вставке, рассчитанной на номинальный ток 10А, применяют проволоку диаметром 0,26, а на номинальный ток 20А — 0,37 мм.

Термобиметаллический предохранитель представляет собой помещенную в карболитовый корпус упругую выпуклую биметаллическую пластину с двумя контактами, которая прижимается к контактам наружных зажимов. При прохождении тока более 20А пластина

10 нагревается и резко, со щелчком, поворачивается вверх (показано пунктиром), размыкая цепь. После устранения замыкания предохранитель включают, нажимая на кнопку. Предохранитель регулируют при ремонте на требуемый ток винтом.

Осветительная и сигнализирующая аппаратура. Для освещения места работ устанавливают два или три прожектора или фары. Внутри кабину экскаватора освещают плафонами.

В сигнале вибрационного типа постоянного тока мембрана стержнем плотно соединена с якорем и резонатором. Включают сигнал нажатием на кнопку, при этом цепь звукового сигнала замыкается.

Путь тока в цепи сигнала следующий: минус аккумуляторной батйреи — «масса» — контакты кнопки сигнала — обмотка электромагнита — неподвижная пластина вибратора — контакты вибратора — провод — плюс аккумуляторной батареи. Под действием магнитного поля сердечника якорь притягивается к сердечнику и стержень мембраны размыкает контакты. Ток в цепи звукового сигнала прерывается, и благодаря упругости мембраны якорь становится в первоначальное положение, замыкая контакты вибратора. Затем процесс повторяется в той же последовательности. Колебания якоря с мембраной создают колебания звуковой частоты — сигнал подан.

Рис. 3. Схема электрооборудования экскаваторов Э-652Б и ЭО-4111В:
1 — реле-регулятор, 2 — кремниевый выпрямитель, 3 — генератор, 4— обмотка возбуждения стартера, 5 — стартер, 6 — кнопка, 7, 19…21 — выключатели, 8 — аккумуляторная батарея, 9 — двигатель отопления, 10 — вентилятор, 11 — розетка, 12 — контрольная лампа, 13…15 — фары, 16…18 — плафоны, 22 — блок предохранителей, 23 — амперметр

Во время размыкания контактов вибратора в обмотке электромагнита возникает ток размыкания, между контактами проскакивает искра. Для уменьшения искрения параллельно контактам вибратора подключен конденсатор.

—

Электрическая аппаратура экскаваторов подразделяется на пусковую, преобразовательную, защитную, регулирующую, осветительную и сигнализационную. Ниже приводится краткое описание основных элементов электрической аппаратуры.

Автоматические выключатели (автоматы)

Для пуска асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором применяют автоматические выключатели (автоматы). Автоматы служат для включения электродвигателя путем поворота рукоятки и для автоматического его отключения при отклонении от нормального режима.

В зависимости от назначения автоматы бывают максимальные и минимальные.

Максимальные автоматы прерывают цепь, когда величина силы тока превышает максимально допустимое значение.

Минимальные автоматы выключают электродвигатель при уменьшении напряжения на 50—70% против номинального или при полном его исчезновении.

Максимальные и минимальные автоматы обычно объединены в одном приборе и называются в этом случае максимально-нулевыми. На рис. 5 представлена схема максимально-нулевого автомата.

Катушки максимального реле этого автомата включены в цепь последовательно с двигателем. Если по их обмоткам протекает ток, превышающий номинальную величину, то рычаг притянется магнитами и защелка освободит тягу трехфазного рубильника с ножами, который под действием пружины отключит двигатель. Катушка электромагнита минимального (нулевого) реле включена в цепь параллельно с двигателем.

При нормальном напряжении в сети электромагнит притягивает рычаг, который с помощью защелки удерживает тягу с рубильником во включенном состоянии.

При понижении или полном исчезновении напряжения магнит перестает удерживать рычаг, пружина оттягивает его вниз и защелка освобождает тягу. Под действием пружины рубильник выключается.

Рис. 4. Максимально-нулевой автомат:
1 — каркас, 2 — медные шины, 3 —- максимальные реле, 4 — искрогасительные камеры, 5 — механизм свободного расцепления, 6 — рукоятка, 7 — нулевое реле

Контакторы

Для управления электроприводом экскаваторов широко применяют кон/гакто-ры, которые представляют собой выключатели особой конструкции, управляемые на расстоянии при помощи электромагнита.

Контактор позволяет осуществлять безопасное и удобное ручное упрЛвдение замыканием и размыщниш главной цепи, в которой действуют токи большой силы при высоком напряжении, путем воздействия на вспомогательную цепь со слабыми токами.

На рис. 6 приведена схема контакторного управления корот-козамкнутым двигателем.

При появлении в цепи двигателя чрезмерно большого тока сердечники катушек максимальных реле МР1 и МР2 втягиваются, размыкая тем самым цепь управления и выключая двигатель. Добавочный выключатель В„ может быть использован, например, для автоматического выключения двигателя в случае подъема стрелы экскаватора за предельно допустимое положение. Стрела должна непосредственно воздействовать на кнопку этого выключателя.

Рис. 5. Схема максимально-нулевого автомата:
1, 8 — пружины, 2 — электромагнит нулевого реле, 3 — рычаг, 4, 5 — катушки максимального реле, 6 — защелка, 7 — тяга, 9, 10, 11 — ножи рубильника

Рис. 6. Схема контакторного управления короткозамкнутым асинхронным двигателем

На рис. 7 показано устройство контактора постоянного тока. При нажатии на пульте управления кнопки «пуск» ток начинает протекать по вспомогательной цепи через катушку электромагнита. Подвижный якорь под действием электромагнитного поля притягивается к сердечнику и, повернувшись вокруг оси, замыкает контакты и включает главную цепь, подводимую к зажимам. При перемещении якоря одновременно с замыканием главных контактов также замыкаются вспомогательные контакты, включающие обходный путь для тока, протекающего через обмотку электромагнита. Поэтому после опускания кнопки «пуск» контактор кг размыкает главных контактов.

При нажатии кнопки «стоп» ток в обмотке электромагнита прерывается и контакты под действием пружины размыкаются, вследствие чего ток в главной цепи исчезает.

Пусковые реостаты

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором пускают в действие при помощи реостатов, представляющих собой переменные сопротивления, включаемые в цепь ротора электродвигателя.

Пусковой реостат состоит из металлического корпуса, внутри которого помещены фарфоровые цилиндры с намотанной на них проволокой высокого сопротивления. Концы обмоток прицаяны к неподвижным контактам , расположенным на верхней доске реостата. При вращении штурвала подвижные контакты скользят по неподвижным контактам , включая тем самым в цепь большее или меньшее сопротивление.

Для лучшего отвода тепла, выделяющегося во время работы, пусковой реостат заливают трансформаторным маслом.

Трансформаторы

Для питания приборов освещения (при напряжении 120 в), переносных ламп и также подачи звуковых сигналов (при напряжении 12 в) на строительных экскаваторах электрическую энергию высокого напряжения преобразуют в электрическую энергию более низкого напряжения трансформаторами малого размера.

Рис. 7. Контактор постоянного тока:
1 — зажимы для проводов главной цепи. 2 — подвижные контакты, 3 — пружина, 4 — сердечник, 5 — катушка, 6 — вспомогательные контакты, 7 — якорь

Трансформатор состоит из замкнутого сердечника, набранного из листовой стали, и двух (или большего числа) обмоток, навитых на этот сердечник. Одну из обмоток соединяют с источником тока (первичная обмотка), другую — с потребителем тока (вторичная обметка). Переменный ток, проходя по первичной обмотке, перемагничивает сердечник, вследствие чего во вторичной обмотке периодически меняется магнитное поле и возбуждается переменное напряжение. Величина напряжения во вторичной обмотке будет меньше, чем в первичной, во столько раз, во сколько число витков вторичной обмотки будет меньше числа витков первичной обмотки.

Регулирующая и защитная аппаратура

Генераторы постоянного тока, применяемые в системах освещения дизельных экскаваторов, оснащаются реле-регуляторами, в которые объединены ограничители тока и реле обратного тока.

На рис. 10 дана принципиальная схема генератора и реле-регулятора РР-24Г, устанавливаемых на экскаваторах Э-302А.

Генератор выполнен по однопроводной схеме и работает параллельно с аккумуляторной батареей.

Рис. 8. Пусковой реостат:
1 — неподвижные контакты. 2 — подвижные контакты, 3 — корпус, 4 — фарфоровые цилиндры

Рис. 9. Схема трансформатора:
1 — первичная обмотка, 2 — вторичная обмотка

Рис. 10. Реле-регулятор РР-24Г:
РОТ — реле обратного тока, ОТ — ограничитель тока, РН — регулятор напряжения, Ri, Яг, Лз — сопротивления, Я, Ш — клеммы; 1,2 — обмотки РОТ. 3 — биметаллическая пластина, 4 — контакты РОТ, 5 — контакты ОТ, 6, 7 — обмотки ОТ, 8 — обмотка РН, 9 — магнитный шунт РН, 10 — контакты РН, И — пружина

Реле-регулятор состоит из трех электромагнитных приборов, собранных на общей панели и закрытых одной крышкой: регулятора напряжения, ограничителя тока и реле обратного тока.

Регулятор напряжения РН снабжен электромагнитом с обмоткой, включенной параллельно щеткам генератора. Контакты выполнены из вольфрама и удерживаются в замкнутом состоянии пружиной якоря до тех пор, пока напряжение генератора не превысит установленного предела.

При увеличении числа оборотов якоря генератора возрастает напряжение на его клеммах. При напряжении 13,5—15 в сердечник якоря РН намагничивается настолько, что, преодолев упругость пружины, размыкает контакты. В цепь возбуждения генератора включаются последовательно соединенные сопротивления Rx и В этом случае цепь тока возбуждения будет следующей: отрицательная щетка генератора — обмотка возбуждения — клеммы Ш генератора и реле-регулятора — сопротивления R1 и — сердечник ОТ— обмотка 6ОТ — обмотка 70Т — клеммы реле-регулятора и генератора — положительная щетка генератора.

Обмотка включена в цепь возбуждения генератора, чтобы предупредить излишнее повышение напряжения при увеличении числа оборотов якоря. Сердечник регулятора напряжения РН соединен с магнитопроводом магнитным шунтом, сопротивление которого с понижением температуры уменьшается, что позволяет в холодное время года увеличивать замыкаемый через шунт магнитный полюс сердечника.

Это ускоряет время замыкания контактов, повышает ток возбуждения и напряжение, при котором размыкаются контакты,.

Повышшие напряжения генератора в холодное время необходимо для более полной и быстрой подзарядки аккумуляторной батареи.

Одновременно в цепь обмотки возбуждения включаются две параллельные группы сопротивлений, в результате ток в обмотке возбуждения и напряжение генератора снижаются и контакты регулятора замыкаются.

Падение напряжения генератора при разомкнутых контактах ОТ и замкнутых контактах ограничивает ток нагрузки.

Намагничивание сердечника ОТ уменьшается и его контакты под действием пружины замыкаются, что повышает напряжение генератора и тока в основной и ускоряющей обмотках ОТ, вследствие чего контакты вновь размыкаются и т. д. Так как в период размыкания контактов ОТ ток в ускоряющей обмотке уменьшается, а вместе с тем ускоряется и размагничивание сердечника, то частота размыкания контактов повышается, и колебание тока генератора будет незначительным.

Реле обратного тока РОТ автоматически замыкает электрическую цепь между генератором и аккумуляторной батареей, когда напряжение генератора превышает э. д. с. батареи, и размыкает ее, когда напряжение генератора падает ниже э. д. с. батареи, что предупреждает разряд батареи через генератор.

Реле РОТ имеет сердечник с обмоткой , последовательно включенной в цепь нагрузки генератора, и обмоткой, которая присоединена параллельно щеткам генератора.

При неработающем генераторе контакты под действием пружины разомкнуты и генератор отъединен от аккумуляторной батареи. Потребители тока питаются от аккумуляторной батареи.

Когда напряжение генератора при работе двигателя возрастает до 12—13 в, сердечник РОТ притягивает якорь и контакты замыкаются. Генератор подключается для питания потребителей и дает ток на подзарядку аккумуляторной батареи. Когда число оборотов якоря генератора уменьшается, напряжение генератора также падает и снижает э. д. с. аккумуляторной батареи. По обмотке потечет ток от батареи через генератор, то есть в обратном направлении. Это ослабляет силу притяжения якоря к сердечнику за счет противоположных направлений магнитных потоков, создаваемых обмотками. Поэтому контакты под действием пружины размыкаются и генератор отключается от аккумуляторной батареи. Величина обратного тока в обмотке колеблется пределах 0,5— 6,0 а.

Якорь реле подвешен на биметаллической пластине, что позволяет подключать генератор летом, при меньшем числе оборотов (и следовательно, меньшем напряжении на зажимах генератора), чем зимой.

На генераторах постоянного тока устанавливают реле-регуля-торы РР-81Б и РР-80, принципиальная схема которых одинакова со схемой реле-регулятора РР-24Г.

Предохранители

Предохранители служат для отключения электрической цепи при коротком замыкании проводов. Применяют плавкие и термобиметаллические предохранители.

Плавкие предохранители на номинальную силу тока 10 а включены в цепь контрольных приборов, звукового сигнала и заднего фонаря, которые также защищены термобиметаллическим предохранителем центрального переключателя.

Плавкие предохранители объединены в блоки. В каждом блоке сделана самостоятельная вставка, рассчитанная на определенную силу тока. Блок предохранителей состоит из основания , изоляционной пластины с тремя парами клемм, которые имеют латунные зажимы. В зажимы каждой пары установлены текстолитовые вставки, между которыми закрепляется плавкая вставка — медная луженая проволока. Во вставке, рассчитаннойуна номинальный ток 10 а, применяют проволоку диаметром 0,26 мм, а на номинальный ток 20 а — 0,37 мм.

Термобиметаллический предохранитель представляет собой помещенную в карболитовый корпус упругую выпуклую биметаллическую пластину с двумя контактами, которая прижимается к контактам наружных зажимов. При прохождении по пластине тока более 20 а она нагревается и резко, со щелчком, поворачивается вверх (показано пунктиром), размыкая цепь. После устааненцл замыкания предохранитель включают, нажимая на кнопку.

Предохранитель регулируют при ремонте на требуемый ток с помощью винта.

Осветительная и сигнализирующая аппаратура

Для освещения места работ устанавливают два или три прожектора или фары. Внутри кабину экскаватора освещают плафонами.

В качестве сигнализирующей аппаратуры для предупреждения обслуживающего персонала о начале работы и в других случаях применяют звуковые электрические сигналы автомобильного типа.

Сигнал вибрационного типа постоянного тока состоит из электромагнита Ш-образной формы, якоря, вибратора с контактами, мембраны и конденсатора. Мембрана стержнем плотно соединена с якорем и резонатором. Включают сигнал кнопкой. При нажатии на кнопку цепь звукового сигнала замыкается. Путь тока в цепи сигнала следующий: минус аккумуляторной батареи — масса — контакты кнопки сигнала — обмотка электромагнита — неподвижная пластина вибратора — контакты вибратора — провод — плюс аккумуляторной батареи. Под действием магнитного поля сердечника якорь притягивается к сердечнику и стержень мембраны размыкает контакты. Ток в цепи звукового сигнала прерывается и благодаря упругости мембраны якорь становится в первоначальное положение, замкнув контакты вибратора. Затем процесс повторяется в той же последовательности.