реле часу

Рубильники

5- перемикачі

6- пускачі натискні

7- пакетні вимикачі і перемикачі

Контактори

9- магнітні пускачі

Електричне реле

11- електромагнітне реле

12- індукційні реле

реле часу

14- проміжні апарати

15- первинні перетворювачі

16- сигнальні апарати

ЕЛЕМЕНТИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Всі апарати, що використовуються в схемах автоматизованого і автоматичного керування електроустановками поділяють на: виконавчі, командні та захисні,, проміжні, сигнальні. Вибирають апарати за призначенням, напругою, величиною струму, кліматичним виконанням, умовами захисту оточуючого середовища та іншими показниками. При виборі елементів потрібно враховувати режими роботи робочих машин та механізмів, вимоги до техніки безпеки, протипожежні правила.

1.Виконавчі апарати призначені для виконання відповідних робочих функцій системи неавтоматизованого, автоматизованого та автоматичного керування. До виконавчих апаратів автоматизованого і автоматичного керування відносяться електромагнітні пускачі, контактори, різноманітні реле тиску, температури, швидкості, електромагнітні клапани, виконавчі механізми з електродвигуним приводом, який може бути однообертовим і багатообертовим. Особливістю однообертових виконавчих механізмів є те, що їх вихідний вал обертається з постійною швидкістю на кут не більший ніж 360°. Необхідний кут повороту встановлюється за допомогою кінцевих вимикачів. Виконавчі механізми з електродвигуним приводом вибирають залежно від значень моменту необхідного для приводу заслінок.

2.Виконавчі елементи - це кінцеві ланки систем автоматики, що служать для переміщення робочого органа (клапани, засувки, крани тощо) у відповідності із сигналами, що надходять від керуючого пристрою та діють на керований об'єкт. За фізичною природою діляться на електричні, гідравлічні, пневматичні, механічні,

електродвигунові, електронні, поршневі, мембранні тощо.

Для переміщення різних робочих органів застосовують електродвигунові виконавчі органи клапанів, засувок, кранів тощо, що працюють у комплекті з відповідними регуляторами системи автоматики. У системах автоматики широко застосовують в якості виконавчих механізмів (ВМ) електромагнітні приводи, що перетворюють електричну енергію в поступальний рух робочого органа (РО). Їх використовують для керування різними регулюючими і запірними клапанами, вентилями, золотниками тощо. Розрізняють ВМ - прямо-

ходові електромагніти з прямолінійним рухом та електромагнітні

муфти з обертовим рухом. Вихідною величиною електромагнітів може бути переміщення, швидкість, зусилля, а для муфт: кут повороту,частота обертання, обертовий момент. Вхідною величиною (керуючоюдією) електромагнітних ВМ є струм обмотки, шо створює магніторушійну силу (а значить і тягове зусилля). Ходові електромагніти виготовляють змінного (однофазні і трифазні) і постійного струму.

Електромагнітні муфти - це ланка зв'язку між приводом та робочим механізмом, принцип дії яких оснований на електромагнітних

властивостях елементів муфти.

Залежно від виду зв'язку муфти бувають: фрикційні сухого

тертя, в'язкого тертя, індукційні.

Муфта сухого тертя (рис.,а) має дві полумуфти - ведучу і ведену, зв'язаних з валами, та обмотки, на які подається керуюча напруга - при цьому виникає електромагнітна сила, муфти прижимаються між собою і за рахунок, тертя передається крутний момент.

Муфти в'язкого тертя (мал. 6) - між ведучим і веденим елементом є магнітний порошок, так що із збільшенням магнітного потоку (намагнічування порошку) зростає крутний момент.

Електромагнітні муфти ковзання (ЕМК) - сукупність двох обертових муфт, одна з яких ведуча має обмотку збудження, друга - ведена - короткозамкнуту обмотку (як в роторі асинхронного електродвигуна).

3.Командні апарати розраховані для створення первинних імпульсів (команд) на вмикання, вимикання та зміну режиму роботи електроустановки. До них належать шляхові та кінцеві вимикачі, поплавкові, манометричні, температурні та інші реле, контактні термометри тощо.

Шляхові та кінцеві вимикачі призначені для замикання і розмикання кіл керування за допомогою упорів (кулачків) в автоматизованих установках, де потрібна подача командних імпульсів при певному положенні механізму.

Як апарати для вмикання, перемикання і вимикання кіл постій­ного і змінного струмів у мережах 127/220 і 220/380 В використовують рубильники, перемикачі, пакетні вимикачі, контактори, магнітні пус­качі та автоматичні вимикачі.

4.Рубильники — найпростіші апарати для нечастих неавтоматичних вмикань і вимикань кіл напругою до 1000 В — виготовляють одно-, дво- і триполюсними. Рубильники на номінальний струм 100...600 А типу Р одно-, дво- і триполюсні. Для привода цих рубильників використовують центральну рукоятку з переднім або зад­нім приєднанням. Рубильники на струм 100...600 А з центральним важільним приводом типу РПЦ можуть бути дво- і триполюсними.Рубильники на 800...1500 А також позначають буквою Р, але з чоти­ризначним числом для позначення даних апаратів. Керують ними за допо­могою або центральної рукоятки, або штанги.

5.Перемикачі на струм 100...600 А позначають буквою П з двома циф­рами (наприклад, П21 — двополюсний, на 100 А), якщо для привода використовується центральна рукоятка, або буквами ППЦ, якщо привод центпальний важільний. Перемикачі на 800...1500 В позначають буквою П з чотиризначним числом.

Рубильники і перемикачі з боковою рукояткою позначають відпо­відно РБ, РПБ, ПВ, ППБ, а рубильники з керуванням штангою—РШ, мішаним приводом — РС.

6.Пускачі натискні, вібростійкі серій ПНВ-30 відкритого виконання і ПНВ-32 захищеного призначені для керування трифазними асинхрон­ними електродвигунами потужністю до 4,5 кВт при напрузі до 500 В, а пускачі серій НВ-10 і ПНВС-ЮТ захищені і ПНВС-12 відкриті — для керування двигунами потужністю до 0,6 кВт при напрузі до 380 В. Контактна система, що складається з ізолюючої планки з закріпленими на ній рухомими контактними містками, після натиснення кнопки «Пуск» утримується у фіксованому замкнутому стані пружинною за­скочкою. При натисненні кнопки «Стоп» заскочка звільняє планку з контактами, і коло розмикається.

У пускачах ПНВС середній контактний місток після припинення дії на кнопку «Пуск» залишається в розімкнутому стані. Цей пускач при­значений для пуску конденсаторних однофазних двигунів, які приєд­нують до середнього містка; після розганяння електродвигуна і припинення дії на кнопку «Пуск» пусковий конденсатор вимикається.

Рубильники і перемикачі для електроустановок вибирають за номі­нальною напругою, граничним струмом, що вимикається, типом ви­конання.

7.Пакетні вимикачі і перемикачі

Пакетні вимикачі і перемикачі типів ПВМ і ППМ застосовують як комутаційні апарати в колах з струмом до 400 А при 220 В і до 250 А при 380 В.

Вимикач складається з окре­мих пакетів, кожен з яких утво­рює полюс, що вмикається в одне коло вимикача. Нерухомі контак­ти кожного пакета займають певне положення, зміщене відносно кон­тактів інших пакетів. У пакетних вимикачах застосовано механізм миттєвого перемикання: швидкість комутаційних операцій не зале­жить від швидкості обертання ру­коятки пакетного вимикача рукою. У цьому важлива перевага їх над рубильниками.

За родом захисту від зовнішніх впливів розрізняють відкрите, за­хищене й герметизоване виконання цих апаратів.

У позначенні вимикача зашифровано такі дані: наприклад, ПВМ-3-10 — пакетний вимикач відкритого виконання, триполюсний, на номінальний струм 10 А; ГППМ-2-60/Н2 — пакетний перемикач герме­тизований, двополюсний, на 60 А, на 2 напрями; ВПКМ-3-25 — у бризконепроникному виконанні, триполюсний, на 25 А; ВГПМ-2-10— пакетний вимикач герметизований (у пластмасовій оболонці), дво­полюсний, на 10 А.

Барабанні перемикачі серій БП1 призначені для ручного вмикання, вимикання і реверсування короткозамкнутих асинхронних електродви­гунів, а перемикачі серій БП і БПК — для перемикання полюсів багатошвидкісних двигунів, а також для використання в схемах автома­тики.

Пакетно-кулачкові перемикачі і вимикачі серій ПКП і ПКВ на номінальні струми 10, 25, 63, 100 і 160 А призначені для комутації електричних кіл змінного струму з номінальною напругою 380 В, для вмикання, вимикання й перемикання полюсів асинхронних коротко­замкнутих електродвигунів і т. ін.

3. Автоматичні вимикачі (автомати)

Автоматичні вимикачі призначені для ручного вмикання і вимикан­ня електричних кіл, для автоматичного вимикання їх при перевантажен­ні, а також короткому замиканні, зниженні напруги, для пуску й за­хисту асинхронних двигунів.

У сільськогосподарських установках застосовують в основному ав­томати типів АП50, АК63, А3100, АЕ3700, АЕ2000, АЕ1000.

У зв'язку із введенням у ГОСТ напруги 660 В розроблено серію автоматичних вимикачів А3700. Вони мають комутаційну здатність до 200 кА і довговічність до 16 мли. циклів вмикання й вимикання. Номінальні струми 160, 250, 400, 630 А.

8.Контактори змінного струму призначені для дистанційного вмикан­ня й вимикання електроустановок. Контактори КТП-6000 на напругу 660 В випускаються п'яти величин на струми відповідно 100, 160, 250, 400, 630 А. Контактори КТУ — на 63, 125 і 250 А, на напругу до 660 В.

У позначенні контактора після букв іде ряд цифр, остання з яких показує величину контактора, передостання — кількість полюсів, третя від кінця — виконання, відмінне від основного (з дугогасінням, бездугогасіння).

Схему ввімкнення контактора показано на рис. При натисненні кнопки «Пуск» котушка контактора КМ, по якій проходить струм, втягує якір магнітної системи й замикає контакти КМ силового кола і блокувальний ЗАВ. Блокувальні контакти ввімкнуті паралельно кноп­ці «Пуск» і вони залишають коло живлення котушки замкнутим і після того, як кнопку «Пуск» буде відпущено.При натисненні кнопки «Стоп» коло котушки розмикається і якір магнітної системи під дією пружин роз'єднує силові і блокувальні кон­такти.

9.Магнітні пускачі використовують, як правило, для дистанційного керування (вмикання, вимикання, реверсування) трифазними асин­хронними двигунами з короткозамкнутим ротором потужністю до 75 кВт, напругою до 500 В і для захисту їх (автоматичне вимикання дви­гуна при зниженні напруги на 50...60 % номінальної і, якщо є теплове реле, при перевантаженнях). Магнітні пускачі серій ПАЕ, ПМЕ і ПМЛ, які їх замінюють (з три­полюсними тепловими реле серії РТЛ), розрізняють за габаритами (роз­мірами): по струму 1 — 10 А; 2 — 25 А; 3 — 40 А; 4 — 63 А; 5—80 А;6 — 125 А; 7 — 200 А; за видом захисту від впливу навколишнього середовища, можливістю реверсування; наявністю чи відсутністю теплового захисту від перевантаження, максимальним числом блок-контактів, вмонтованих у реле, а також за іншими параметрами.

Ручне дистанційне керування контакторами, магнітними пускачами та іншими апаратами здійснюється за допомогою кнопок, кнопкових станцій, постів керування, що випускаються в різному виконанні.

Він складається з триполюсного контактора 2, двох теплових реле 4 і блок-контактів 1, вмонтованих у загальний корпус. Для керування магнітний пускач МП доповнюють кнопковою станцією, яка складена з кнопки пуску КнП. Електромагніт 3 вмикає ситові контакти 5, які закріплені на осі, і блок-контакти 1, шунтуючи пускову кнопку. Завдяки цьому електромагніт замикається ввімкненим при відпусканні кнопки КнП. Дистанційне відключення МП виконують кнопкою КнС, яка розриває коло електромагніту 3. При струмових перевантаженнях нагріваються елементи 5 (біметалеві пластинки теплових реле 4), які розмиканням своїх контактів відключають утримуючий електромагніт 3 і пускач відключається.

10.Електричні реле це механізм, що реагують на зміну електричних ве­личин (струм, напругу, потужність, частоту). За принципом дії поділя­ють на електромагнітні, магнітоелектричні, індукційні, теплові, електродинамічні, феромагнітні, електронні резонансні.

11.Електромагнітні реле, що набули найбільшого поширення, прості за будовою, надійні, працюють як на постійному, так і на змінному стру­мі. Власний час спрацювання їх — соті частки секунди; вони можуть бути обладнані також механізмом витримки часу. За конструкцією розрізняють електромагнітні реле клапанного і соленоїдного типів і з поворотним якорем. Магнітна система реле змінного струму відрізняється від магнітної системи реле постійного струму. Реле постійного струму мають магнітну систему з суцільного заліза. У реле змінного струму магнітна система складена з окремих ізольованих одна від одної пластин, виготовлених із спеціальної електротехнічної сталі. Це робиться для того, щоб у магнітній системі зменшити втрати потужності, які спричиняються перемагнічуванням та вихровими струмами. Другою особливістю магнітної системи реле змінного струму є наявність короткозамкненого витка, завдяки якому усувається вібрація рухомого якоря і контактів.

До реле клапанної конструкції належать, зокре­ма, різні проміжні реле.(а) типу РП, РПУ та ін. У нормаль­ному положенні клапан / реле відтягнутий від осердя пружиною 2 і його контакти 3 розімкнуті, а 4 замкнуті. Коли по котушці реле про­ходить струм, клапан реле притягується до осердя. При цьому замика­ючий контакт 3 замикається, а розмикаючий 4 розмикається. Деякі реле цього типу мають короткозамкнутий виток 5, призначення якого — знизити вібрації клапана (і контактів) при роботі на змінному струмі. У цьому витку під дією первинного магнітного потоку індукується струм витка, який змінює загальний потік частини осердя, охоплений витком, трохи зсуваючи його в часі відносно основного потоку осердя реле. Сумарний потік згладжується, завдяки чому вібрації зменшу­ються.

До реле соленоїдної конструкції (б) належить низка реле керування. У нормальному положенні контакти З розімкнуті, а контакти 4 замкнуті. Коли ж по котушці 6 тече струм, осер­дя 7 втягується і контакти 3 замикаються, а контакти 4 розмикаються.

У реле з поворотним якорем у нормальному положен­ні якір Я під дією пружини 2 займає трохи похиле положення. При цьому контакти 4 замкнуті, а контакти 3 розімкнуті. Якщо по котушці 6 проходить струм, то якір 8 займає вертикальне положення. Контакти 4 розмикаються, а контакти 3 замикаються.

Поляризоване високочутливе реле його спрацьовування залежить від полярності струму котушки. Магнітний потік створюється тут не тільки обмоткою котуш­ки, а й постійним магнітом N —S. Завдяки цьому при появі незначного магнітного поля в котушці якір реле притягується до того полюса, поле якого виявилось сильнішим. Якщо, наприклад, на котушку реле пода­но сигнал з полярністю, зазначеною на рис. г, то магнітний потік котушки розподілиться так, як показано пунктиром. Поле полюса S буде підсилене, а полюса N — ослаблене. Якір реле спрацює в бік полюса S і замкне контакти 3' і 3. При зміні полярності на вході якір реле замкне контакти 3" і 3.

12.Індукційні реле — це реле максимального струму типу РТ-80 (ИТ-80), реле спрямування потужності, реле різниці частот, реле зни­ження частоти. Застосовують їх тільки в колах змінного струму.

13.Реле часу створює витримку часу між моментом подачі командного імпульсу на замикання або розмикання кола керування та моментом здійснення цих операцій. Деякі реле часу (програмні реле) мають багатоконтактну систему і керують рядом процесів у наперед заданій послідовності. За принципом дії сповільнюючого органу реле часу поділяють на механічні (маятникові), електромеханічні, моторні, електромагнітні, електропневматичні, електронні та ін. Реле часу вибирають за витримкою часу (витримка часу визначається ходом технологічного процесу), за напругою живлення, розривною потужністю контактів, кількістю програм тощо.

Програмне реле 2РВМ - електромеханічний прилад з анкерно годинниковим механізмом з автоматичним підзаводом пружини від

мікродвигуна, програмного диска, трьох мікроперемикачів і двох

проміжних реле диску є два концентрично розташовані різьбові отвори для штіфтів (їх встановлюють згідно з програмою), які за допомогою важелів вмикають, вимикають мікроперемикачі кожної з програм, керуючи даними проміжного реле. (рис.200).

При розкручуванні пружини годинникового механізму третій

мікроперемикач автоматично вмикає мікродвигун підзаводу, якого

вистачає на добу. Похибка програм ±5 хв.

14.Проміжні апарати здійснюють передачу та підсилення первинних імпульсів, а також забезпечують певну послідовність виконання технологічних операцій. До проміжних апаратів можна віднести реле напруги різних типів, реле часу тощо. Промисловість випускає проміжні реле різних серій РП, ПЕ, МКУ та ін. Вони різняться напругою котушки, кількістю і видом (замикаючий, розмикаючий) контактів та розривною потужністю контактів або струмом, які можуть комутувати контакти. Із всіх можливих типів реле потрібно вибирати те, яке споживає найменшу потужність.

15.Первинні перетворювачі (датчики тиску, вологості, температури, рівня) вибирають залежно від параметрів контрольованої величини, при цьому необхідно враховувати похибку, межі вимірюваної величини. Датчик вибирають так, щоб величина, яку він вимірює знаходилась в межах 1/3 - 2/3 діапазону його шкали.

Струм, який може комутувати датчик повинен бути більшим робочого струму Ін. а. І р

16.Сигнальні апарати призначені для інформації про хід технологічного процесу і стан керованого об'єкта, а також для передавання командних сигналів обслуговуючому персоналу. Для цього застосовуються електричні звукові і світлові сигнальні апарати.

До звукових сигнальних апаратів належать дзвінки, сирени, ревуни.

Деякі типи сигнальних звукових апаратів наведено в таблиці 1.15.

До світлових апаратів сигналізації належать сигнальні лампи. Промисловість випускає арматуру для сигнальних ламп різних типів АЕР – з лампами розжарювання потужністю 10 Вт і АСЛ – з люмінесцентними лампами. В арматуру вмонтовано баластні опори.

Сукупність сигнальних, релейних і комутаційних апаратів утворює систему сигналізації. Залежно від призначення системи сигналізації вони бувають: інформаційні, попереджувальні, аварійні.

Сигналізація положення інформує обслуговуючий персонал про стан і положення електричних апаратів, машин і кіл, наприклад, електродвигун ввімкнено, справний чи несправний тощо.

Сигнальні апарати вибирають за напругою, кольором лінз. Для сигналізації положення застосовують, білі, жовті, зелені лінзи. Для аварійної сигналізації – червоні.

Дата добавления: 2015-08-21