Аппаратура управления электроприводами и ее эксплуатация

Реостаты и контроллеры

Реостаты представляют собой аппараты, конструктивно объединяющие резисторы и устройство для их регулирования. В судовых электроприводах постоянного тока применяют пусковые, пускорегулирующие реостаты и реостаты возбуждения с металлическими резисторами. Ступенчатое изменение величины сопротивления реостата осуществляется перемещением рычага с контактной щеткой. Пусковые реостаты рассчитаны на кратковременную работу. 

Длительная остановка контактного рычага на каком-либо пусковом положении с введенными сопротивлениями недопустима.

Рис. 1. Схема работы контактного элемента кулачкового контроллера типа КВ1

При осмотрах реостатов в процессе эксплуатации проверяют нажатие щеток на контакты, отсутствие замыканий между витками и секциями проволочных резисторов, надежность контактных соединений. Производят чистку контакторов и реле защиты.

Пусковой ток в двигателе постоянного тока: устройства для ограничения

В статье приведены примеры устройств, которые помогают сделать запуск двигателя более плавным. Контроллеры и пр. устройства позволяют обеспечить нужный крутящий момент без высокого пускового тока.

Пусковой ток – это ток, который потребляется двигателем при его непосредственном запуске. Важной особенностью пускового тока является то, что он может в несколько раз превосходить номинальный ток. Слишком высокий пусковой ток негативно влияет на двигатель, в конечном итоге он может попросту сгореть.

Именно поэтому существуют специальные приспособления для ограничения пускового тока.

Конструкция, особенности и применение трехполюсных контакторов

Трехполюсные контакторы, также известные как магнитные пускатели – это устройства, рассчитанные на работу с переменным током.

В большинстве случаев именно такие приборы являются ключевым узлом электрических установок, напрямую связанных с 3-фазным переменным током, в частности, при промышленной частоте равной 50 Гц.

Что надо знать о конструкции и устройстве трехполюсного контактора?

Конструкция традиционного трехполюсного контактора состоит из сразу трех ключевых систем, а именно:

• электромагнитной;
  
• дугогасительной;
  
• контактной.
  

В основе электромагнитной, самой первой из них, лежат:

• ярмо с сердечником;
  
• якорь;
  
• виток короткозамкнутого типа;
  
• катушка;
  
• элементы крепления.
  

Такие элементы, как якорь с сердечником, являются шихтованными. Это значит, что в их основе лежат стальные листы электротехнического типа, показатели толщины которой варьируются в пределах от 0,35 до 1 миллиметра. Для крепления катушки используется сердечник.

Схема бестоковой коммутации электропривода

Контакторные схемы электроприводов успешно применяют на судах, однако они не лишены существенных недостатков. Основным их недостатком является интенсивная изнашиваемость силовых контактов, которые коммутируются под током.

При размыкании цепи тока между контактами возникает электрическая дуга. Ее температура достигает нескольких тысяч градусов. Из-за действия дуги поверхность контактов оплавляется, обгорает, делается неровной, бугристой. У контактов, значительно поврежденных дугой, соприкосновение происходит только в небольшом числе точек, выступающих над контактной поверхностью.

Через эту малую контактную поверхность проходит весь ток, рассчитанный на полную площадь контактной поверхности. Плотность тока в местах соприкосновения контактов становится недопустимой. Температура в этих точках может оказаться столь высокой, что контакты привариваются друг к другу.

Контакторная схема электропривода переменного тока якорно-швартовного устройства

Контакторная схема предусматривает управление трехскоростным асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с помощью командоконтроллера с тремя рабочими положениями в двух направлениях вращения (рис. 1). Командоконтроллер коммутирует цепи управления контакторов и реле, расположенных в магнитной станции. Контакторы производят переключения в силовой цепи электродвигателя. На статоре электродвигателя имеются три независимые обмотки, каждая из которых включается переводом командоконтроллера из нулевого положения в соответствующее рабочее.

Таким образом, регулирование частоты вращения двигателя выполняется методом переключения числа пар полюсов: трехфазная обмотка каждой скорости имеет разное число пар полюсов.

Схема симметрична (работает одинаково в сторону «Травить» и «Выбирать»), поэтому целесообразно рассмотреть ее работу только в одну сторону (см. рис. 1).

Обслуживание пускорегулирующей аппаратуры и уход за ней

К пускорегулирующей аппаратуре относятся следующие виды аппаратов: реостаты (пусковые, пускорегулирующие, реостаты для регулирования скорости вращения электродвигателей и ручные регуляторы возбуждения генераторов), контроллеры и командоконтроллеры, магнитные станции (магнитные контроллеры) и магнитные пускатели, а также сопротивления (пусковые, регулировочные, добавочные и защитные).

Пусковые реостаты обычно рассчитываются на два-три пуска подряд с паузой после каждого пуска, вдвое превышающей время самого пуска. Частота пусков не должна превосходить двадцати пусков в час.

Допускаемая температура кожухов реостатов составляет 60° С (при возможности случайных прикосновений). Необходимо во время работы не реже одного раза за вахту проверять степень нагрева регулировочных и пускорегулировочных реостатов, а также следить за тем, чтобы на реостатах любых назначений не находилось каких- либо посторонних предметов, могущих затруднить охлаждение реостатов.

Периодические осмотры и чистки реостатов приурочиваются к осмотру и чистке обслуживаемых ими машин.

Осмотр и чистка реостатов должны производиться только при снятом с них напряжении.

Пыль из реостатов удаляется путем продувки сухим сжатым воздухом, грязь — с помощью чистой ветоши, смоченной электроклинером или жидкостями типа CRC 2-26 (или CRC 3-36), изоляционные поверхности протираются сухой ветошью.

Контакторное управление электродвигателем

Контакторное управление применяется в тех же случаях, что и контроллерное, но для электродвигателей большей мощности или с более частыми пусками и остановками.

Схема контакторного управления, кроме пусков, остановок, торможения, регулирования скорости и реверсирования двигателя, предусматривает защиту его от перегрузки, понижения или исчезновения напряжения в сети и других ненормальных режимов.

При контакторном управлении достигается автоматизация процессов управления электродвигателем. Разберем некоторые принципы такой автоматизации и наиболее часто встречающиеся элементы схем контакторного управления.

Пуск электродвигателей постоянного тока сводится к постепенному выводу пусковых сопротивлений из цепи якоря. Автоматизация этого процесса может осуществляться в зависимости от изменения скорости вращения якоря электродвигателя, изменения тока в цепи якоря, величины э. д. с. или времени, истекшего от начала пуска.

Контроллерное управление электродвигателем

Контроллерное управление применяется главным образом для электродвигателей постоянного тока повторно-кратковременного режима работы. Оно предусматривает, помимо пуска и остановки также регулирование скорости вращения, изменение направления вращения (реверсирование) и торможение электродвигателя. Кроме того, при контроллерном управлении часто осуществляют защиту электродвигателей от ненормальных условий работы: перегрузки, понижения или исчезновения напряжения в питающей его сети. Такая защита достигается при помощи релейно-контакторной аппаратуры.

Релейно-контакторная аппаратура размещается на особой, так называемой защитной панели, встраиваемой в контроллер или монтируемой отдельно от него.

Что такое контактор?

Контактором называют электромагнитный аппарат, переключающий контакты в главной цепи при включении вспомогательной цепи, содержащей обмотку электромагнита этого аппарата.

Контакторы в основном употребляются для дистанционного, автоматического или полуавтоматического управления электродвигателями с частыми пусками и остановками. Контакторы различают по роду тока и нагрузке, допустимой на его контакты.

Коммутационно-защитная аппаратура на судне

К аппаратуре защиты относятся различного рода реле, автоматические выключатели и предохранители.

Автоматические выключатели (автоматы)

Автоматическим выключателем (автоматом) называется электрический коммутационно-защитный аппарат с высокой коммутационной способностью, предназначенный для автоматического размыкания электрических цепей при аварийных ситуациях, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных условиях работы.

Для более частых оперативных включений-отключений электрических цепей разработаны коммутационно-защитные аппараты (типа АКЗ), обладающие повышенной коммутационной способностью.

Автоматы, срабатывающие при токах короткого замыкания без выдержки времени и встроенные в пластмассовый защитный корпус, называются неселективными (установочными). Автоматы с выдержкой времени при отключении токов короткого замыкания называются селективными.

Расцепители в автоматах контролируют величину соответствующего параметра защищаемой цепи и дают сигнал на отключение автомата, когда эта величина достигнет заданного значения, называемого уставкой (ток срабатывания, напряжение срабатывания и т. д.), 

Генераторный автомат

Так, например, уставка генераторных автоматов равна 115% номинального тока генератора. В расцепителях предусматривается возможность регулирования уставки в достаточно широких пределах. Это необходимо для осуществления селективной (избирательной) защиты электрической сети, в которую включен автомат.