Переключатели рубящего типа имеют по два комплекта контактных стоек на два рабочих положения. Их используют для переключения питания с одного источника на другой или для изменения направления тока в электрической цепи. Допускается применение выключателей и рубящих переключателей в судовых цепях постоянного тока напряжением 220 В и переменного тока напряжением 380 В.
В настоящее время область применения выключателей и переключателей на судах ограничивается. Их заменяют автоматами.
Пакетные выключатели
Пакетные выключатели являются компактными и удобными в эксплуатации аппаратами с ручным приводом. Их используют вместо выключателей и переключателей для нечастых переключений электрических цепей постоянного тока напряжением до 220 В и переменного тока до 380 В. Конструкция пакетного выключателя (рис. 1) содержит комплект изоляционных пакетов 1 с выточками, между которыми располагаются неподвижные контакты 2, а также квадратный валик 5, приводящий в действие подвижные контакты 3. Пакетный выключатель имеет пружинный механизм для фиксации и мгновенного переключения контактов. При повороте рукоятки пакетного выключателя поворачивается квадратный валик с подвижными контактами, которые, соединяясь с неподвижными, замыкают цепь. При дальнейшем повороте рукоятки на некоторый угол контакты размыкаются. Гашение дуги в пакетном выключателе происходит вследствие соприкосновения ее с пластинами из фибры 4, расположенными между пакетами. Фибровые пластины под воздействием дуги выделяют газ, который повышает давление внутри пакета и способствует быстрому гашению дуги.
Рис. 1. Пакетный выключатель
Пакетные переключатели по своему устройству аналогичны пакетным выключателям, отличаются только количеством и местом расположения подвижных и неподвижных контактов. Замыкание и размыкание контактов пакетных переключателей происходит согласно схемам, одна из которых изображена на рис. 2.
На судах применяются пакетные выключатели и переключатели серий ПКП, ПВ и ПП, например ПВМ2-25/Н2. Буквы ПВ означают — пакетный выключатель, М — морского исполнения, цифра за буквами—число полюсов, цифра после дефиса в числителе — значение номинального тока, цифра в знаменателе — число направлений переключателя.
Рис. 2. Схема пакетного переключателя на три направления
Контроллер — коммутационный аппарат с ручным или двигательным приводом, с помощью которого выполняются все переключения в цепи электродвигателя, необходимые для его пуска, торможения, реверсирования и регулирования частоты вращения. По конструктивному исполнению контроллеры бывают барабанные и кулачковые.
Рассмотрим контактный элемент кулачкового контроллера (рис. 3, а). С поворотом вала 1 поворачивается кулачок 5, который нажимает на ролик 2 подвижного контакта 3 и обеспечивает размыкание контакта 4. Если ролик 7 сходит с гребня кулачка, контакт 6 под действием пружины 8 замыкается. Следовательно, в контроллере контакты замыкаются пружиной, а размыкаются кулачком, что обеспечивает разрыв контактов в случае их приваривания. Кулачковые контроллеры могут выполняться с числом кулачков до 32 при двух кулачках на контакт. Контактные элементы расположены вдоль оси аппарата по обе стороны кулачковой шайбы, что позволяет сократить длину контроллера. Для удержания рукоятки в определенной позиции контроллер снабжен механизмом фиксации положения вала. При работе на переменном токе между кулачковыми элементами коллектора устанавливают дугостойкие асбестоцементные перегородки, препятствующие перекрытию дугой полюса аппарата.
Рис. 3. Контактный элемент и схема кулачкового контроллера
На рис. 3, б приведена схема включения главной цепи рассмотренного кулачкового контроллера. Например, в позиции 1 «вперед» замкнуты контакты К2 и К4. Для реверса электродвигателя аппарат устанавливают в позиции 1 «назад» — замыкаются контакты К1 и К3. Для выключения электродвигателя аппарат устанавливают в позиции 0.
Универсальные переключатели — коммутационные аппараты с ручным приводом, предназначенные для нечастых переключений в цепях управления постоянного и переменного тока. Они нашли широкое применение в цепях управления и переключения измерительных приборов, в схемах дистанционного управления различными аппаратами. Универсальные переключатели снабжаются монтажной схемой и таблицей замыкания.
Универсальные переключатели используют в цепях постоянного тока напряжением до 220 В и переменного тока до 380 В при токе нагрузки не более 0,1 А.
По своему устройству универсальные пакетные переключатели похожи на пакетные выключатели, но рассчитаны на меньшие токи. Их применяют в качестве амперметровых и вольтметровых переключателей.
Командоаппаратом называется электрический двух- или многопозиционный аппарат с ручным приводом, предназначенный для коммутации тока в цепях управления при соблюдении последовательности их включения.
Контакты судовых командоаппаратов включают или выключают электрические цепи электродвигателей малой мощности и катушек электромагнитных аппаратов, а также выполняют переключение в цепях управления в определенной последовательности.
Применение пониженного напряжения в цепях управления обусловлено малыми потерями электроэнергии и повышенной надежностью работы электрических аппаратов за счет снижения их нагрева.
К судовым командоаппаратам относят командоконтроллеры, выключатели и переключатели, а также кнопочные выключатели.
В зависимости от конструктивного исполнения различают плоские и кулачковые командоконтроллеры. У плоских командоконтроллеров подвижные контакты скользят по неподвижным, перемещаясь по плоской контактной поверхности.
По назначению командоконтроллеры бывают реверсивными и нереверсивными. Первые имеют два направления вращения из нулевого положения, вторые - одно. Каждое положение рукоятки может быть фиксированным и нефиксированным.
Кнопочные выключатели — коммутационные аппараты нажимного действия. Их основным узлом является кнопочный элемент, состоящий из контакта и связанного с ними штифта.
Несколько кнопочных выключателей, смонтированных на общей панели или в общем корпусе, образуют кнопочный пост управления.
Судовые электрораспределительные щиты оборудованы кнопочными постами управления серий ПКЕ-112, ПКЕ-122, ПКЕ-722, которые применяют для дистанционного управления включающими катушками электромагнитных аппаратов (контакторов, пускателей, реле и т.д.), обеспечивающих пуск, выключение, реверс и другие операции по управлению электроприводом.
По способу защиты от воздействия окружающей среды различают кнопочные посты открытого исполнения (серия ПКЕ-212) для установки на лицевой стороне панели щита или пульта управления и защищенного (серия ПКЕ-112).
Резисторы как элементы электрической цепи применяют для регулирования или ограничения тока и напряжения, а также для рассеяния энергии. Их используют для пуска, регулирования частоты вращения и торможения двигателей, а кроме того, для ограничения перенапряжений на обмотках возбуждения машин, катушках электромагнитных аппаратов при их отключении от электрической цепи и т.д.
В зависимости от назначения резисторы могут быть пусковые, регулировочные, тормозные, добавочные, нагрузочные, разрядные, нагревательные и др. Резисторы характеризуются номинальным током и сопротивлением, которое может быть от долей ома до нескольких тысяч омов. Сплавы, применяемые для их изготовления (нихром, манганин, константан), обладают высоким удельным электрическим сопротивлением, большой температурой плавления, малым температурным коэффициентом сопротивления, достаточной механической прочностью и антикоррозийной стойкостью, легко обрабатываются и имеют невысокую стоимость.
В судовых условиях резисторы устанавливают в специальные ящики сопротивлений. Стандартные ящики сопротивлений типа ЯС210М содержат от 2 до 16 проволочных или ленточных резисторов. Все элементы ящиков выполняют из металла с учетом мощности рассеяния, т. е. количества теплоты, отдаваемой в окружающую среду.
Реостатом называют аппарат с ручным приводом, состоящий из коммутационного устройства и резисторов с практически неиндуктивным сопротивлением. Сопротивление реостатов можно изменять под током. Различают пусковые, регулировочные и пускорегулировочные реостаты.
Пусковые реостаты предназначены для осуществления управления двигателями постоянного и переменного тока. Их устройство обеспечивает пуск, остановку, максимальную и минимальную защиту, а также нулевое блокирование двигателей.
Рассмотрим схему пускового реостата постоянного тока (рис.4). Контактор постоянного тока К1 обеспечивает включение цепей якоря Я1 и обмотки возбуждения - вывод Ш1 двигателя.
Реле К2 с одним размыкающим контактом осуществляет защиту двигателя от токов, превышающих допустимое значение. Пусковые резисторы R1 с выводами по секциям служат для ограничения пусковых токов; рычаг с контактной щеткой, скользящей по контактным сегментам, выключает резисторы R1. Резистор R2 ограничивает ток в цепи втягивающей катушки контактора К1 в установившемся режиме работы двигателя. При установке рычага на контакт 3 происходит пуск двигателя. При установке его на контакты 5,6 и последующие из цепи якоря двигателя постепенно выключаются резисторы.
Рис. 4. Схема пускового реостата постоянного тока
Для выключения (остановки) двигателя рычаг реостата быстрым движением устанавливают в крайнее левое 1 положение, в то время как при пуске его перемещают медленно, в соответствии с временем разгона электродвигателя. Нельзя оставлять реостат включенным в промежуточных положениях, так как пусковые резисторы не рассчитаны на длительную работу и могут перегореть.
В случае возникновения недопустимо больших токов или режима короткого замыкания сработает реле К2, размыкая свой контакт в цепи катушки контактора К1. Двигатель отключится. Для повторного запуска двигателя рычаг реостата необходимо переместить в левое положение 1 и повторить весь процесс пуска.
При уменьшении приложенного напряжения потребляемый электродвигателем ток возрастает, так как при этом противо-э.д.с. якоря уменьшается быстрее, чем напряжение. Увеличение тока двигателя может вызвать перегрев его якоря. Защиту двигателя от перегрева при пониженном напряжении обеспечивает минимальная защита.
При исчезновении по каким-либо причинам напряжения на выводах X1 и Х2 двигатель также остановится. Если напряжение вновь появится, пуск не произойдет, так как катушка К1 получит питание только при возврате рычага в положение 3. Запрет на самопроизвольное включение электродвигателя при повторной подаче напряжения называется нулевым блокированием.
Регулировочные реостаты используют для плавного изменения силы тока в цепи обмоток возбуждения.
Пускорегулировочный реостат представляет собой сочетание пускового и регулировочного реостатов. После завершения пуска и достижения двигателем номинальной частоты вращения возможно ее регулирование в сторону увеличения.
