Кнопки управления и кнопочные посты.

Эти электрические аппараты предназначены для подачи опера­тором управляющего воздействия при управлении различными элек­тромагнитными аппаратами (реле, пускателями, контакторами), а также для коммутирования цепей управления, сигнализации, электри­ческой блокировки и других цепей постоянного и переменного тока.

Кнопки применяют в цепях переменного тока до 660 В и посто­янного тока до 440 В.

Кнопки управления различаются по величине - нормальные и малогабаритные; с разным набором замыкающих и размыкающих контактов; по номинальному току и напряжению; по форме и цвету толкателей; с самовозвратом в исходное положение; с защелками, фиксирующими положение после нажатия; включаемые специальным ключом и др.

Рис. 3. Кнопки управления:

а - в пластмассовом корпусе; б - с креплением на щите; в — с грибовидным толкателем красного цвета

Основной частью кнопок управления является кнопочный эле­мент (рис. 3, а), в пластмассовом корпусе 3установлены неподвиж­ные контакты 5. На стержне 8 закреплен контактный мостик 6, он подпружинен пружинами 7, обеспечивающими нажатие контактов. При свободном толкателе (кнопка не нажата) нижняя пружина под­жимает контактный мостик к верхним неподвижным контактам, а при утопленном толкателе верхняя пружина поджимает мостик к нижним контактам. В исходное положение толкатель возвращает пружина 2, которая установлена между диском 4 и выточкой толкателя. Кнопка крепится к панели гайкой 9. Контакты кнопочных элементов делают металлокерамическими или посеребренными, они рассчитаны на 40 000 циклов включений - отключений под нагрузкой.

Два, три и более кнопочных элемента, смонтированных в одном корпусе, образуют кнопочную станцию или кнопочный пост (рис. 4), они выполняются для монтажа на пульте, на стене, на полу (ножные) и подвесные. Промышленностью выпускаются кнопки управления и кнопочные станции серий КЕ, ПКЕ, ПКУ.

Рис. 4.Кнопочный пост: а - общий вид; б - кнопочный элемент

Пакетные выключатели и переключатели.

Применяются в цепях управления и сигнализации в схемах пус­ка и реверса электродвигателей небольшой мощности под нагрузкой в цепях переменного тока напряжением 380 В и постоянного тока 220 В. Они представляют собой малогабаритные многоцепные аппа­раты поворотного типа.

Выпускаются пакетные выключатели на токи 10, 25, 60, 100, 250, 400 А при небольшом числе включений 15-20 в час и имеют од­но-, двух- и трехполюсную конструкцию в открытом, защищенном и герметическом исполнении.

Пакетные выключатели состоят из отдельных колец-пакетов, выполненных из изолирующего материала. Внутри пакета помещает­ся контактная система, состоящая из неподвижного и подвижного контактов - один полюс. Из таких пакетов можно набрать любое чис­ло полюсов.

На рис. 5 представлен трехполюсный пакетный выключатель, у которого пакеты разных полюсов набираются на скобе 4 со стяж­ными шпильками 3. На валике с рукояткой 1фиксировано посажены подвижные контакты 7, имеющие профильное отверстие 5. Неподвижные контакты 8 находятся между изоляционными дисками 6. Контактные нажатия происходят под действием пружиня­щих подвижных контактов. Дуга, возникающая при замыкании и раз­мыкании контактов, гасится в закрытой крышкой 2 камере образованной между пакетами при наличии искрогасительных шайб. Вы­ключатель снабжен механизмом мгновенного переключения, который представляет собой заводную пружину, обеспечивающую большую скорость размыкания контактов.

Рис. 5. Трехполюсный пакетный выключатель.

Тип пакетных выключателей и переключателей расшифровыва­ется следующим образом:

ПВ - пакетный выключатель.

ПП - пакетный переключатель.

ПВМ - открытого исполнения малогабаритный.

ГПВМ - герметический малогабаритный; первая цифра - коли­чество полюсов; число после дефиса указывает номинальный ток, А; Н - наличие нулевых положений; цифра после буквы Н - количество линий, например ПВМ2-10 - пакетный выключатель малогабаритный двухполюсный на номинальный ток 10 А.

ПП2-10/Н2 - пакетный переключатель открытого исполнения двухполюсный на 10 А с двумя нулевыми положениями на две линии.

Универсальные переключатели.

Переключатели можно разделить на две группы: с поворотными подвижными контактами серии МК, ПМО и кулачковые УП5300, ПКУ.

Универсальные переключатели выпускаются в нормальном ис­полнении - серии УП5300; водозащищенном - серии УП5400; взры-возащищенном серии - УП58007. Их различают по числу секций, числу фиксированных положений и углу поворота рукоятки, ее форме и другим признакам.

Число секций может быть 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16.

В обозначении каждого переключателя указывают сокращенное название, условный номер данной конструкции, номер, указывающий число секций, тип фиксатора и номер диаграммы переключателя по каталогу. Например, обозначение УП5314-Н20 расшифровывается так: У - универсальный, П - переключатель, 5 - нерегулируемый командоаппарат, 3 - безреечная конструкция, 14 - число секций, Н -тип фиксатора, 20 - номер диаграммы по каталогу.

Основной частью переключателя УП5300 являются стянутые шпильками рабочие секции (рис. 6, б). Через все секции проходит центральный валик, на одном конце которого находится пластмассо­вая рукоятка. Для крепления переключателя на панели в его передней стенке имеются три выступа с отверстиями под установочные винты. Коммутация электрических цепей осуществляется расположенными в секциях контактами.

б)

Рис.6.Универсальный переключатель УП5300: а — общий вид; б — конструкция рабочей секции

Контроллеры.

Контроллеры - это многоцепные электрические аппараты с руч­ным или ножным приводом для непосредственной коммутации сило­вых цепей двигателей постоянного тока до 440 В и переменного тока до 500 В.

По своей конструкции они разделяются на кулачковые, бара­банные, плоские и магнитные. Кулачковые контроллеры могут быть двух типов: силовые и магнитные.

В управлении электродвигателями крановых и других пере­движных механизмов используются кулачковые и магнитные кон­троллеры. У кулачковых контроллеров размыкание и замыкание кон­тактов обеспечивается смонтированными на барабане кулачками, поворот которых осуществляется с помощью рукоятки маховика или педали и могут коммутировать от 2 до 24 электрических цепей.

Рис. 7.Кулачковый контроллер:

1 - неподвижные контакты; 2 - контакто держатель;

3 - подвижные контакты; 4 - пружина; 5 - рычаг;

6 - переключающая шайба; 7 - фиксатор

Кулачковые контроллеры разделяются по количеству коммути­руемых цепей, виду привода, диаграммам замыкания контактов. Внешний вид и конструкция кулачкового контроллера показана на рис. 7. Устройство одного контактного элемента кулачкового кон­троллера представлено на рис.8.

На валике 1 насажены переключающие шайбы 2 с кулачками 3 и 7. При вращении валика 1 кулачок 7 дойдет до ролика 9 и, нажимая на него, повернет рычаг 8 с подвижными контактами 6, которые замкнут неподвижные контакты 5 на плате 4. При повороте рычага 8 под действием пружины 13 защелка 12 входит в вырез рычага и удерживает его после прохода кулачка 7. Быстрое отключение кон­троллера произойдет под действием пружины 10, когда кулачок 3, нажимая на ролик 11, выведет защелку 12 из выреза рычага 8. Расста­новка и число включающих и отключающих кулачков позволяет по­лучить разные комбинации работы контактов контроллера.

Рис. 8. Контактный элемент кулачкового контроллера:

1 - валик; 2 - переключающая шайба; 3 - кулачок; 4 - плата;

5 - неподвижные контакты; 6 - подвижные контакты; 7 - кулачок;

8 - поворотный рычаг; 9 - ролик; 10 - пружина; 11 - ролик;

12 - защелка; 13 – пружина.

Магнитные контроллеры состоят из командоконтроллера и си­ловых электромагнитных аппаратов - контакторов. Командоконтроллер с помощью своих контактов производит включение или отключе­ние напряжения на катушках контакторов, которые своими силовыми контактами коммутируют цепи электродвигателей. Это позволяет по­высить степень автоматизации при управлении электроприводами пе­редвижных механизмов.

Для управления двигателями механизмов передвижения исполь­зуются магнитные контроллеры трех серий П, Т и К. У контроллеров серии П силовые цепи и цепи управления получают питание от сети по­стоянного тока, у котроллеров серии Т - от сети переменного тока.

В контроллерах серии К применяются аппараты управления постоянно­го тока, которые более надежны в эксплуатации и допускают большую частоту включений, чем контакторы и реле переменного тока.

Для управления электроприводами подъема применяются не­симметричные магнитные контроллеры серий ПС, ТС и КС, которые позволяют получить от двигателей низкие посадочные скорости при спуске грузов. Буква А в обозначении типа контроллера означает, что управление двигателем автоматизировано в функции времени или ЭДС, например ПСА, ТСА.

Магнитные контроллеры используются для приводов средней и большой мощности до 150 кВт с высокой частотой включений.

Рис. 9.Схема контроллерного управления асинхронным электродвигателем с фазным ротором.

Типовая схема контроллерного управления асинхронным двига­телем с фазным ротором показана на рис. 9. Управление механиз­мом передвижения крана осуществляется с помощью кулачкового контроллера S. Контроллер имеет 11 фиксированных положений: од­но нулевое 0, пять положений для передвижения вперед и пять положений для передвижения назад. Контакты S1-S12 кулачкового кон­троллера замыкаются в положениях, отмеченных точками. Например, контакт S1 замыкается в положениях 1-5 на движение вперед, а S12 -только в нулевом положении. С помощью контактов S1-S4 осуществ­ляется реверсирование двигателя М изменением чередования фаз. Контакты S5-S9 вводят дополнительные резисторы в цепь ротора, с помощью которых регулируется частота вращения двигателя М. Контакты S10-S12 работают совместно с элементами пуска и защиты. Чтобы включить электродвигатель контроллер выводится в нулевое положение, при этом замкнется контакт S12. Нажатием на кнопку SB1 катушка контактора KМ1 получит питание по цепи: контакты нулевой защиты S12 - контакт SQ3 конечного выключателя люка выхода на мост - контакт SA1 аварийного отключения - контакты KА1, KА2, KА3, осуществляющие максимальную токовую защиту. Контактор включается и дальнейшая его работа будет осуществляться с помо­щью вспомогательного контакта KМ1 через контакты конечных вы­ключателей SQ1 и SQ2 ограничения движения крана в конечных точ­ках - контакты контроллера S10 или S11.

После включения контактора Щ оператор, поворачивая руко­ятку контроллера, подает питание на обмотку статора контактами S1-S4 и одновременно последовательно выводит секции резисторов R1—R6, включенные в цепь ротора двигателя М, тем самым, изменяя частоту вращения ротора двигателя.

Электромагнитные контакторы.

Электромагнитный контактор - это двухпозиционный аппарат с самовозвратом дистанционного управления, предназначенный для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы.

Исполнение контакторов одно- пятиполюсное с управлением на постоянном или переменном токе частотой 50, 60 Гц независимо от рода тока главной цепи. Контакторы работают в продолжительном, кратковременном или повторно-кратковременном режимах.

Основные технические данные контакторов:

- номинальный ток главных контактов I_ном;

- предельный отключаемый ток (ток коммутации) I_к;

- номинальное напряжение коммутируемой цепи U_mM;

- допустимое число включений в час;

- собственное время включения и отключения.

Для управления электродвигателей большой мощности приме­няются общепромышленные серии контакторов: переменного тока КТ, КТП, КТВ; постоянного тока КП, КПВ, КПД.

Важными параметрами для контакторов переменного и посто­янного тока являются: собственное время включения t_в, собственное время отключения t_откл, коэффициент возврата K_в.

Для контакторов постоянного тока коэффициент возврата имеет низкое значение в пределах 0,2-0,3, что не позволяет использовать их для защиты двигателей от работы на пониженном напряжении сети.

Контакторы, работающие на переменном токе имеют коэффици­ент возврата в пределах 0,6-0,7, что позволяет отключать, управляе­мые ими электродвигатели при снижении по каким-либо причинам напряжение сети до (0,6-0,7) U_ном.

Наибольшее напряжение на катушке не должно превышать 110 % U_ном, так как при большем напряжении увеличивается износ контактов из-за усилия ударов якоря, а также температура нагрева обмотки может превысить допустимое значение. Электромагниты контакторов должны обеспечивать надежную работу в диапазоне ко­лебания питающего напряжения

(85-110)% U_ном.

Для управления трехфазными электродвигателями переменного тока широко применяются контакторы поворотного типа серии КТ6000 с щелевыми дугогасительными камерами и магнитным дутьем и КТ7000 с дугогасительными решетками для тяжелых режимов работы в цепях переменного тока. На рис. 10 показана конструктивная схема контактора КТ6000. На металлической рейке 14 крепятся узлы непод­вижных контактов 12 вместе с системами магнитного дутья - катушкой 10, сердечником 9. Боковыми стальными пластинами 2 и дугогаситель­ными камерами 3. На рейке 14 установлены сердечник электромагнита, неподвижная часть вспомогательных контактов 1 и крепятся опоры подшипников 5 для главного вала 6. Наружная часть вала 8 изолирова­на, на нем установлены подвижные контакты 11 с контактными пружи­нами 13 и гибкими связями 7 (три полюса), подвижная часть вспомога­тельных контактов 1 и якорь электромагнита 4.

Рис. 10. Электромагнитный контактор переменного тока

серии КТ6000.