Строительные машины и оборудование, справочник






Пусковая электроаппаратура, ее назначение и устройство


Категория:
   Электросхемы кранов на железнодорожном ходу


Пусковая электроаппаратура, ее назначение и устройство

Для выполнения рабочих процессов в электроприводах, как-то: включение, выключение, изменение скорости и направления движения — применяют ряд аппаратов и измерительных приборов, посредством которых управляют всеми операциями электропривода и контролируют его работу.

Управление электроприводом может быть неавтоматическое. В этом случае все операции по управлению приводом осуществляются вручную обслуживающим персоналом. Управление приводом может быть автоматическое, когда необходимые переключения осуществляются после пуска без вмешательства обслуживающего персонала.

Ввиду специфичности и разнообразия выполняемых операций на кранах обычно применяют неавтоматическое управление электроприводом. Однако и при неавтоматическом управлении пользуются аппаратурой автоматического действия, особенно предохранительной и защитной.



К аппаратам, неавтоматически действующим, относятся рубильники, выключатели, контроллеры, реостаты.

К аппаратам автоматического управления относятся контакторы включающие и выключающие на расстоянии; реле-аппараты, автоматически действующие на приборы управления; контакторы, выключатели, пускатели и т. д.; командоаппараты — кнопки, посредством которых обслуживающий персонал воздействует на аппараты включения и реле.

Наиболее простым неавтоматически действующим аппаратом включения является обычный рубильник (рис. 75). Он устанавливается на панели и представляет собой один, два или три ножа, сделанных из медных пластинок и соединенных между собой изолирующей траверсой с рукояткой. Нижние концы ножей шарнирно укреплены в стойках, имеющих электроподводящие контакты.

При включении ножи заходят в верхние пружинящие стойки, которые также имеют контакты. Если ножи рубильника посредством ручки заведены в верхние стойки, то верхние и нижние контакты окажутся соединенными между собой телом вследствие чего электрическая цепь замкнется, т. е. она будет включенной. Если ножи вывести из верхних стоек, то цепь окажется разорванной, т. е. она отключится.

Чтобы уменьшить искрение при размыкании рубильника, а следовательно, и уменьшить обгорание ножей, рубильники снабжают двойными ножами. Вторые так называемые моментные размыкающие ножи 6 выходят из соединения мгновенно под действием пружин, натягиваемых отводом отрывных ножей.

Рис. 75. Рубильник

При токах значительной величины применяют рубильники с рычажным приводом. В этом случае сам рубильник размещен с задней стороны щитка, а на лицевую сторону выведена рукоятка, что обеспечивает большую безопасность в работе. Если у рубильника, кроме верхних стоек, имеются еще и нижние и нож рубильника может быть соединен с верхними или нижними стойками, то такой рубильник называется перекидным, или переключателем.

Для регулировки тока в электроцепи, главным образом в момент пуска и остановки двигателей, применяют различного рода реостаты, при их помощи в цепь вводят дополнительное сопротивление. Реостаты могут быть жидкостными, пластинчатыми и проволочными с охлаждением маслом или воздухом.

В крановых приводах наибольшее распространение получили пус-корегулирующие фехралевые сопротивления, представляющие собой открытый; ящик, две боковые металлические стенки которого стянуты изолированными шпильками! с закрепленными на них отдельными пластинами из фехралевой ленты, имеющей высокое омическое сопротивление. Каждая пластина или группа пластин имеет выводные контакты, включающиеся в сеть частями или полностью в зависимости от величины необходимого сопротивления. Пускорегулирующие сопротивления обычно включаются контроллерами. Контроллеры бывают трех типов: барабанные со скользящими контактами, кулачковые с накатными контактами и контакторные.

На рис. 76 схематично представлены устройство наиболее простого барабанного контроллера и схема пуска двигателя. На цилиндрической поверхности барабана расположены кольцевые сегменты постепенно увеличивающейся длины. Все эти сегменты являются подвижными контактами и соединены между собой проводником. Рядом с барабаном на стойке укреплены неподвижные контакты, изолированные от стойки и друг от друга. Крайние контакты одновременно являются зажимами внешней цепи, а промежуточные контакты соединены с секциями пластин чугунного сопротивления.

Рис. 76. Устройство барабанного контроллера и схема пуска двигателя

При вращении барабана контроллера неподвижные контакты будут занимать различные положения относительно его сегментов. Предположим, барабан повернут так, что два нижних сегмента коснулись соответствующих неподвижных контактов.

Тогда создастся следующая электроцепь: неподвижный контакт 1, сегменты а, б, контакт 2, все секции сопротивления, контакт VIII, внешняя цепь. При дальнейшем повороте барабана в положения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 замкнется неподвижный контакт III и цепь пойдет, минуя одну секцию сопротивления. С замыканием каждого следующего контакта в, г, д, е, ж, з из цепи будут выпадать следующие секции сопротивления. При замыкании верхнего контакта все сопротивления окажутся выведенными и цепь замкнется через соединенные между собой сегменты контроллера.

Если барабан вращать обратно, то контакты, начиная сверху, будут отключаться и в цепь постепенно будет вводиться сопротивление.

Естественно, чем больше контактов в контроллере, тем плавнее будет вводиться и выключаться сопротивление, а следовательно, и более плавно будет изменяться ток в цепи.

Если на барабане контроллера сделать две группы подвижных контактов (сегментов) и соответствующим образом выполнить подсоединение цепи к неподвижным контактам, то контроллер может не только изменить величину тока в сети, но и его направление.

Кулачковые контроллеры — так называемые командоконтроллеры используются главным образом в линиях управления для включения и выключения контакторов. Командо-контроллер представляет собой аппарат, в корпусекоторого на поворачивающемся валике закреплены кулачковые шайбы. При повороте валика выходящей наружу рукояткой кулачковые шайбы своими кулачками замыкают или размыкают соответствующие контакты командо-контроллера, тем самым они включают или выключают линию управления.

В установках напряжением до 500 в широко используются автоматические выключатели — рубильники с магнитным устройством, автоматически срабатывающие при изменении тока в цепи выше допустимых пределов. Такие автоматы или реле делятся на автоматы максимального тока и на автоматы минимального тока.

Конструктивно автоматы и реле выполняются различных типов.

Однополюсный автомат максимального тока (рис. 77) похож на обычный рубильник. Катушка магнита включена последовательно с контактом рубильника. Пока ток в цепи не превышает максимально допустимого, якорь находится в свободном состоянии и удерживает защелку, которая в свою очередь удерживает отрывной нож во включенном состоянии. Как только ток в цепи достигнет своего максимально допустимого значения, якорь притянется к сердечнику катушки и освободит защелку. Освободившийся отрывной нож рубильника под действием пружины, и груза отклонится и выключит цепь.

На рис. 78 показан однополюсный автомат минимального тока, который очень похож на только что рассмотренный автомат максимального тока, и разница между ними заключается лишь в том, что катушка магнита включена не последовательно, а параллельно цепи и якорь укреплен непосредственно на отрывном ноже рубильной части автомата. Пока ток в цепи достаточен, якорь притянут к сердечнику катушки и удерживает ножи в замкнутом состоянии. Как только ток в цепи понизится ниже допустимого предела, сила притяжения якоря сердечником катушки оказывается недостатонной и отрывной нож под действием груза и пружины отклонится и разорвет цепь.

Только что рассмотренные автоматы работают вполне надежно, автоматически производя выключение при изменении режима тока в цепи; ввод в действие отключенного автомата осуществляется вручную.

Для автоматического и дистанционного управления при напряжении до 500 в, а при постоянном токе — до 3 000 в широко применяются воздушные выключатели — так называемые контакторы.

Контакторы — это аппараты дистанционного управления. Они предназначены для включения и отключения электрическоготока.

Контакты в контакторах замыкаются силой электромагнитного поля при пропуске тока через втягивающую катушку контактора. Электромагнитными контакторами управляют путем размыкания или замыкания цепи втягивающей катушки кнопкой, контактами командо-контроллера или контактами реле.

Рис. 77. Однополюсный автомат максимального тока:
1 — катушка магнита; 2 —якорь; 3 — защелка; 4 — отрывной нож; 5 — пружина

Рис. 78. Однополюсный автомат минимального тока:
1— отрывной нож; 2 —ручка; 3—ось; 4 — стойка контактная; 5 —размыкающий нож; б —ограничитель; 7 —якорь; 8 — грузик; 9 — катушка электромагнита; 10 — пружина

Промышленность изготовляет контакторы, реле и автоматы различных типов, в различных исполнениях.

Характерной особенностью всех контакторов как для постоянного тока, так и для переменного является их способность многократно включаться и выключаться, при этом время включения и выключения исчисляется долями секунд. Современные контакторы допускают до 20—50 млн. включенци, разрывая ток в 100—600 а без повреждения контактов. Многие типы контакторов используются с различной величиной напряжения как на постоянном, так и на переменном токе. При любой конструкции контактора в нем следует различать следующие основные части: магнитную систему, контактную систему и блокировочные контакты.

В контакторе любого исполнения и любой конструкции неизбежно имеется магнитная система (рис. 79), состоящая из втягивающей катушки, неподвижной части магнитопровода (ярма), на котором укреплена катушка, и подвижной части магнитопровода (якоря), укрепленного на откидывающейся части контактора. С целью снижения потерь энергии и нагрева вихревыми токами якорь и ярмо сделаны из отдельных скрепленных пластин из электротехнической стали.

Контактная система контактора (рис. 80) состоит из неподвижного контакта и подвижного контакта. Оба эти контакта называются главными, так как могут включать и отключать силовые электроцепи. При размыкании контактов, находящихся под током, между ними может возникнуть электродуга, повреждающая поверхность контактов.

Чтобы обезопасить работу и свести до минимума порчу контактов вследствие действия дуги, в контакторах применяется ду-гогашение (преимущественно электромагнитное).

Рис. 79. Магнитная система контактора:
1 —ярмо; 2 — втягивающая катушка; 3 — якорь; 4 — прижим; 5 —плита изо- , ляционная; б —скоба прижимная; 7 — планка; 8 — скоба; 9 — вал; 10—виток короткозамкнутый

В цепь главных контактов включается дугогасительная катушка с сердечником. В результате действия этой катушки главные контакты оказываются в зоне магнитного поля этой катушки, и в момент размыкания контактов возникающая под влиянием этого поля дуга отклоняется, вытягивается и разрывается, не оказывая вредных действий на поверхности контактов. Дугогасительные устройства обычно закрываются кожухом дугогасительной камеры из асбестового материала или из керамики.

Контакторы в зависимости от того, в каком положении находятся главные контакты в момент отсутствия тока во втягивающей катушке, делятся на замыкающие, при включении которых главные контакты замыкаются, и на размыкающие, при включении которых главные контакты размыкаются. По этому же признаку и сами контакты разделяются на нормально открытые и нормально закрытые в зависимости от их положения при отключенной втягивающей катушке.

По количеству главных контактов контакторы разделяются на однополюсные и многополюсные. По нагрузочной способности главных контактов (по величине номинального тока) контакторы разделяются на контакторы I, II, III, IV и V величины. Для контакторов переменного тока допускаемая величина тока характеризуется следующими данными в а:

При подаче тока во втягивающую катушку в магнитопроводе (якоре и ярме) образуется магнитный поток, в результате действия которого обе части магнитопровода сближаются. Перемещаясь, якорь повернет вал, вследствие чего подвижной контакт, соприкасаясь с неподвижным контактом, замкнет электроцепь между выводными шпильками через гибкое соединение и дугогасительную катушку.

Рис. 80. Контактная тактора:
1—подвижной контакт; 2 — подшипник; 3— хомут; 4 — гибкое соединение; 5 —седло пружины; б —изоляция сердечника; 7 —дугогасительная катушка; 8 — отгиб (упор камеры); 9 — вал; 10 — болт подвижного контакта; 11 — изоляция вала; 12 — планка; 13 — опорный штифт контакта; 14 — пружина; 15 — стойка; 16 — выводная шпилька; 17 — неподвижный контакт; 18 — скоба; 19 — выводная шпилька; 20 — сердечник дугогасительной системы; 21 — полюс дугогасительной системы; 22 — кожух дугогасительной камеры; 23 — последовательные положения электрической дуги при ее движении в камере

При отключении втягивающей катушки магнитный поток в магнитопроводе исчезает и под действием веса откидывающихся частей вал 9 повернется в обратную сторону, в результате чего подвижной контакт отпадает и цепь главных контактов разрывается.

Для получения надежного электроконтакта между поверхностями главных контактов им придается криволинейный профиль, дающий линейный контакт. С этой же целью контакты не только соприкасаются, но и нажимают друг на друга с определенным усилием в зависимости от величины контактора.

Усилие нажатия главных контактов для контактора II величины равно 0,9—1,2 кг, а для контактора III величины оно должно быть равным 3,6 кг. Усилие нажатия в блок-контактах устанавливается в пределах 0,3—0,4 кг.

Нажатие подвижного контакта на неподвижный контакт достигается за счет пружины (рис. 81). Сжимаясь, она позволяет подвижному контакту пружинить. Вследствие кривизны поверхности контактов и их пружинности они, скользя один по другому, очищают свою поверхность от окислов и, улучшают соприкосновение своих; поверхностей.

Усилие нажатия контактов, измеряемое в килограммах, характеризуется величиной отжатия подвижного контакта после начального соприкосновения, т. е. величиной а, носящей название «провал» контакта.

Естественно, чем больше эта величина, чем больше «провал», тем с большим усилием контакты сжаты.

Величина «провала» (в мм) для различных величин контакторов различна.

Рис. 81. Положение главных контакторов при включении:
/ — начальное касание; // — окончательное касание; 1—точка начального касания; 2 — точка конечного касания; 3 — упор контакта; 4 — 5 — направления петли динамометра при измерении начального и конечного нажатия; 6 — пружина; а —величина провала контактора; в —размер, контролирующий провал контактора

Кроме главных контактов, на контакторы часто ставят дополнительные так называемые блок-контакты. Их применяют для включения и выключения другой аппаратуры, связанной с действием контактора или блокирующих его. Блокировочный контакт обычно делают мостикового типа (рис. 82) следующим образом. На валу контактора закрепляют скобу с прикрепленными на ней пластмассовыми угольниками. На угольниках при помощи стойки смонтирован контактный мостик с подвижными контактами (их зачастую соединяют серебряной пайкой).

Расположение мостиков таково, что при отключенной втягивающей катушке один мостик нормально открыт, а другой нормально замкнут. Их положение меняется при включении втягивающей катушки.

Разновидностью контакторов являются блок-контакторы, отличающиеся от обычных контакторов лишь тем, что в них отсутствуют главные контакты.

Предназначены блок-контакторы исключительно для коммутации тока в линиях управления.

Для автоматического отключения механизмов по достижении ими предельных положений применяются конечные выключатели. Конечные выключатели представляют собой небольшой корпус, внутри которого размещены контакты, преимущественно мостикового типа, размыкающиеся под действием перемещающегося штока или поворота рычага, на который воздействует механизм, дойдя до своего предельного положения. При нажатии на шток или на рычаг контакты размыкаются и через систему контакторов выключают привод механизма.

Для передачи электроэнергии с поворотной части крана, где обычно установлен источник тока, на нижнюю часть к механизму передвижения применяется кольцевой токоприемник типовой или специальный.

Типовой токоприемник представляет собой корпус, набранный из отдельных бронзовых изолированных друг от друга колец, к поверхности которых прижаты токосъемные щетки, укрепленные на отдельном корпусе. Если корпус с кольцами закреплен на неподвижной части крана, а корпус со щетками на подвижной, то при повороте крана контакт не нарушается и ток с одной части передается на другую.

К аппаратам управления относятся также реле —устройства, предназначенные для автоматических переключений в управляемой ими электрической цепи при воздействии на них механических или электрических величин малой мощности.

По назначению реле могут быть защитные, предназначенные для защиты механизмов и двигателей от перегрузок и аварий, и реле управления, осуществляющие включение и выключение.

Рис. 82. Блок-контакты типа:
1—мостик (подвижной контакт); 2 —пружина; 3 — стойка; 4 — подвижные контакты; 5 —неподвижный контакт; 6 — угольник; 7 —скоба; S — хомут; 9 — вал; 10 — упор мостика; 11—выводная шпилька; 12 —-изоляционная панель контактора

По принципу действия реле делятся на электромагнитные, индукционные, эл ектр одинамические, тепловые, механические и т. д.

На рис. 83 изображена схема теплового реле защиты. Основной рабочий ток проходит через нагревательный элемент, который нагревает металлическую пластинку, укрепленную консольно в основании. Пластинка состоит из двух сваренных между собой пластинок разных металлов, имеющих различные коэффициенты линейного расширения.

Свободный конец пластинки упирается в рычажок, вследствие чего контакты цепи управления замкнуты и ток управления проходит через катушку, подвижной сердечник которой втягивается и замыкает контакты главной цепи тока. В случае чрезмерного увеличения тока в главной цепи пластинка нагревается и изгибается кверху. Рычажок под воздействием пружины поворачивается и контакты размыкаются. С размыканием этих контактов разрывается цепь управления, сердечник под воздействием пружины выйдет из катушки, разомкнет контакты главного тока и тем самым предотвратит работу агрегата при повышенной силе тока.

В современных электросхемах широко используются так называемые защитные панели. Они представляют со-на которых смонтированы комплекты пускоре-аппаратуры: контакторы, магнитные пускатели, рода реле, обеспечивающие нормальную работу

оборудования агрегатов, автоматически реагирующие на все ненормальности их работы.

В качестве защиты электрооборудования крана от короткого замыкания или от повышенного тока применяются плавкие предохранители, состоящие из корпуса, вставляемого в гнезда-губки, и плавкой вставки, размещенной в корпусе.

При увеличении тока в сети выше допустимого предела плавкая вставка расплавляется и сеть обесточивается, чем исключается нахождение электрооборудования под током недопустимой величины.

Для передачи электрической энергии применяются провода, кабели и шнуры.

Рис. 83. Схема устройства реле защиты

Проводом называется голая или изолированная одна или несколько проволок. Изолированный провод имеет токопро-водящие жилы, заключенные в изолированную оболочку (резиновую, винилитовую, подихлорвиниловую и т. д.).

Жилой называется одна или несколько скрученных между собой проволочек, не изолированных друг от друга.

Провод, состоящий из нескольких изолированных друг от друга жил и заключенных в общую оболочку, называется сложным проводом.

Для монтажа электропроводки на кранах применяют исключительно провода с изоляцией; при этом для предохранения проводки от механических повреждений провода прокладывают в отдельных газовых трубах, металлических рукавах или в плетеной металлической оболочке.

В табл. 14 даны характеристики проводов, кабелей и шнуров, нашедших наибольшее применение при выполнении электропроводки на грузоподъемных кранах.

Таблица 14

Шнуром обычно называют провод, состоящий из двух и более скрученных между собой изолированных жил, обладающих большой гибкостью, или же нескольких таких жил, заключенных в общую оболочку. В этом случае шнур часто называют шлангом, или шланговым проводом.

Кабелем называется один или несколько скрученных вместе изолированных жил, заключенных в защитную герметическую металлическую (алюминиевую, свинцовую), резиновую или винил итовую оболочку.

Кабели, провода и шнуры могут разделяться:
а) по роду изоляции — неизолированные и изолированные, при этом существует большое количество видов изоляции;
б) по материалу проводящих жил —медные, алюминиевые и т. д.;
в) по форме и конструкции проводящей жилы — сплошные или многопроволочные, круглые жилы, секторные или сегментные жилы
и т. д.;
г) по роду защитных оболочек — кабели, освинцованные с голой свинцовой оболочкой, со свинцовой оболочкой и с броней из
стальной ленты и т. д.

По производственно-конструктивным признакам проводники разделяются: по числу, сечению или диаметру проводящих жил; негибкие, нормальные, гибкие, особо гибкие, скрученные и нескрученные и т. д., а по назначению—на кабельные изделия для применения в технике сильного тока и для применения в технике слабого тока.

Читать далее:

Категория: - Электросхемы кранов на железнодорожном ходу

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины