Розробив викладач: Білоусенко О. О

Інгулецький коледж Державного вищого навчального закладу «Криворізький технічний університет»

Предмет: Електрообладнання збагачувальних фабрик

Спеціальність 5.05030.103 Збагачення корисних копалин.

Змістовий модуль 1.3. Електричні машини та апарати на ЗФ.

Розробив викладач: Білоусенко О. О.

Тема11. Загальні відомості про електричні апарати.

1. Захист електроустаткування від впливу зовнішніх чинників
2. Вибір двигуна за умовами роботи

Від надійної роботи електроприводу значною мірою залежать робота технологічного устаткування та його продуктивність, тому електроустаткування, що встановлюють на збагачуваль­них фабриках, має бути захищеним від впливу зовнішніх чин­ників (потрапляння води, пилу, сторонніх предметів).

На основі рекомендацій ІЕС (Міжнародної електротехніч­ної комісії) розроблено характеристики ступенів захисту елек­троустаткування. Для позначення ступеня захисту застосову­ють прописні літери IP (початкові літери англійських слів International Protection) і дві цифри — першою позначають за­хист від потрапляння твердих частинок і пилу, другою — води.

Двигун, обраний по роду струму й по потужності, повинен відповідати приводу за умовами монтажу й умовам навколишнє середовище.

За умовами монтажу двигуни поділяють на наступні групи: із щитовими підшипниками (без фундаментних плит і з фундаментними плитами), призначені для кріплення до стелі, до вертикальної й горизонтальної площин, з вільним і фланцевим валами; із щитовими й стояковими підшипниками (без фундаментної плити
й з фундаментною плитою); з фланцевим кріпленням (з одним щитовим підшипником, з фланцем на станині, з двома щитовими підшипниками, з фланцем на щиті); з вертикальним
валом (13 різних виконань); зі стояковими підшипниками (12 різних виконань).

За умовами навколишнього середовища є 10 виконань двигунів:

1. Відкрите—для сухих приміщень, для використання під навісом;

2.Відкрите з вологостійкої ізоляцією для вологих або сирих приміщень без конденсації вологи;

3. Відкрите без шарико- і роликопідшипників для приміщень із непровідним пилом, що легко піддається видаленню й не впливає на ізоляцію обмоток;

4. Захищене (від випадкового доторкання до обертових і струмопровідних частин) - для сухих приміщень, для використання під навісом;

5. Захищене з вологостійкої ізоляцією - для вологих або сирих приміщень без конденсації вологи;

6. Краплезахищене з вологостійкою ізоляцією - для особливо сирих приміщень із конденсацією вологи у вигляді крапель;

7. Бризкозахищене з вологостійкою ізоляцією - теж, що й у п. 6, а також для приміщень пожежонебеспечних класу П1, призначених для зберігання мінеральних масел, класу П-2а, призначених для зберігання дерева, тканини й інших подібних матеріалів, для вибухонебезпечних приміщень класу В-16,у яких при аваріях можливе утворення вибухонебезпечних сумішей пари й газів, які мають високу нижню границю вибухонебезпечності (15% і більше);

8. Закрите - для приміщень із важковидаляемим пилом, що проводить струм і впливає на ізоляцію, для пожежонебезпечних приміщень класів П-1, П-2 (призначених для деревообробних цехів, приміщень млинів й ін.), П-3 (призначених для зберігання мінеральних масел, дерева),класу В-2а (коли в результаті аварій можливі суміші з повітрям горючого пилу й волокон);

9. Закрите продуваєме - для приміщень із хімічно активним середовищем, для пожежонебеспечних приміщень класів П-1,П-2, П-3 і для вибухонебезпечних приміщень класу В-2а;

10.Закрите обдуваєме – для пожежонебезпечних приміщень класів П-1, П-2,П-3 та для вибухонебезпечних приміщень класів В-2а.

2. Загальні відомості про електричні апарати

Електричними апаратами називають пристрої, призначені для керування електроустановками, регулювання їх параметрів і захисту від режимів роботи, відмінних від нормальних, а саме — короткі замикання, перевантаження і зниження напруги.

Електричні апарати класифікують за різними ознаками: функціями, які вони виконують; способом комутації; способом приведення в дію; величиною номінальної напруги, на яку вони розраховані, тощо.

За функціями, які вони виконують, розрізняють апарати ке­рування, захисту і регулювання.

Апарати керування призначені для вмикання і вимикання електроириймачів, наприклад, для пуску і зупинки елекгродвигунів, для ввімкнення і вимкнення електроосвітлення.

Апарати захисту слугують для запобігання виходу з ладу електроустаткування у разі появи аварійних режимів роботи і захисту обслуговуючого персоналу від ураження електричним струмом. Найпростішим захисним апаратом є запобіжник.

Апарати регулювання застосовують для зміни електричних величин. Найпростішим регулювальним апаратом є реостат, за допомогою якого можна змінювати опір електричного кола. Слід мати на увазі, що електричні апарати не завжди викону­ють тільки одну з розглянутих функцій, досить часто вони поєд­нують кілька функцій, наприклад керування і захисту.

Під комутацією розуміють операції ввімкнення і вимкнен­ня. За способом комутації електричні апарати поділяють на контактні й безконтактні. На збагачувальних фабриках найпо­ширенішими є контактні електричні апарати, найпростішим з яких є рубильник.

За способом приведення в дію розрізняють апарати ручні й автоматичні. Ручними називають апарати, якими здійснюють вмикання і вимикання електричного кола внаслідок дії опера­тора, наприклад увімкнення і вимкнення рубильника. Апара­ти, які працюють від зміни електричних величин у їх колі, на­приклад струму, напруги і без участі оператора здійснюють ко­мутацію, називають автоматичними.

За величиною номінальної напруги розрізняють низьковольт­ні й високовольтні електричні апарати. Низьковольтні призна­чені для роботи в електричних мережах з напругою до 1000 В, високовольтні — з напругою понад 1000 В.

На збагачувальних фабриках застосовують переважно низько­вольтні комутаційні контактні апарати. Виробничі приміщен­ня вуглезбагачувальних фабрик мають підвищену пожежо- і вибухонебезпеку, тому потрібно застосовувати електричні апарати спеціального призначення, які мають відповідний рівень вибухо­захисту: вибухонепроникна оболонка або іскробезпечне елек­тричне коло.

Такі апарати за принципом дії не відрізняються від апаратів ­ загальнопромислового призначення, але кожух їх виконано так, що нагрівання або вибух усередині не передаються в навко-лишнє середовище.

Основою комутаційних апаратів є контактний вузол, який здійснює комутацію електричних кіл. У комутаційних апаратах застосовують врубний, важільний і містковий контактні вузли.

Врубний контактний вузол широко застосовують у ручних комутаційних апаратах, насамперед у рубильниках. Нерухомий контакт такого вузла (рис. 29, а) зроблено у вигляді двох пара-лельних підпружинених пластин-губок J, рухомий — поворотної пластини-ножа 2, який обертається навколо осі L У разі замикання пластина-ніж входить у нерухомі губки.

У важільному контактному вузлі (рис. 29, 6) рухомий контакт 4 кріплять на важелі 3 і гнучким провідником 2 з’єднують з клемним затискачем і, нерухомий контакт 5 жорстко закріплюють на ізоляційній панелі 6. У разі повороту важеля за рухом годинникової стрілки контакти 4 і 5замикаються.

Містковий контактний вузол (рис, 29, в) має широке засто-сування в комутаційних апаратах. Його рухома частина складається зі штока 2 з ізоляційного матеріалу, на якому розміщено контактний місток 7, що може вільно переміщуватися вздовж штока і постійно притискуватися пружиною 5 до упору 4. Нерухомі контакти 5 закріплені на ізоляційній основі 6.

У разі переміщення штока вниз контактний місток замикає нерухомі контакти, а у разі переміщення вгору — розмикає, при цьому відбувається подвійний розрив електричного кола.

Рис. 29. Схеми контактних вузлів комутаційних апаратів: а — врубного; б — важільного; в — місткового

Тема: Апаратура ручного управління.

Мета: Ознайомитись з видами низьковольтної апаратури, вивчити принцип дії та будову апаратури ручного керування.

План

1.Рубільники, універсальні перемикачі, пакетні вимикачі, командоапарати.

2.Автоматичні вимикачі.

3 Контролери.

До апаратів ручного керування належать рубильники, пере­микачі, пакетні й автоматичні вимикачі, контролери.

Рубильники - найпростіші апарати ручного управління. Застосовуються при рідкісних замикання і розмикання електричних ланцюгів. Рубильники призначені для вмикання і вимикання електрич­них кіл, але не більше шести разів на годину, і для створення видимого розриву.

В електроустановках на збагачувальних фабриках переваж­но застосовують рубильники на номінальний струм 100, 250, 400 і 600 А, значно рідше — від 600 до 5000 А.

За видом приводу розрізняють рубильники з центральною і боковою рукоятками (з боковим важільним приводом). Рубиль­ники з центральною рукояткою (рис. 30, а) використовують для розмикання попередньо знеструмлених електричних кіл з ме­тою створення видимого розриву, з боковою (рис. 1, б) — для комутації електричних кіл під навантаженням. При цьому слід пам’ятати, що рубильником допускається вимкнення струму, який не перевищує 30 % його номінального значення. Напри­клад, якщо рубильник розрахований на проходження крізь ньо­го номінального струму 100 А, то ним можна розмикати, не ризикуючи пошкодити або навіть зруйнувати його струм на­вантаження, який не перевищує 30 А.

За кількістю полюсів рубильники бувають одно-, дво- і три­полюсні.

Рис. 1. Рубильник із центральною (а) і боковою руко­ятками (б), перемикач (в)

Перемикач відрізняється від ру­бильника наявністю другої системи нерухомих контактів, розміщених унизу (рис. 1, в). До верхніх неру­хомих контактів приєднується одне електричне коло, а до нижніх — ін­ше. Перемикаючи контактні ножі з одного положення в інше, замика­ють те чи інше електричне коло. їх використовують для перемикання живлення від іншого джерела, ре­версування електродвигунів тощо. Рис. 2. Пакетний вимикач

Пакетний вимикач (рис. 2) при­значений для тієї самої мети, що й рубильник, відмінність по­лягає в тому, що конструктивно він складніший, проте й компактніший. Він складається з кількох малогабаритних однопо­люсних секцій, розміщених на спільному валику 2 одна над одною, керування якими здійснюють за допомогою рукоят­ки 1. У кришці 3 пакетного вимикача розміщено механізм пе­ремикання, який за допомогою пружини забезпечує швидке й незалежне від швидкості повертання рукоятки ввімкнення і вимкнення контактів. Залежно від кількості полюсів пакетні вимикачі є одно-, дво- і триполюсні. їх випускають на струм від 6 до 400 А і напругу 220 і 380 В.

Рубильники, перемикачі, пакетні вимикачі вибирають за величиною напруги і струму, кількістю полюсів і перемикань, які вони допускають.

Автоматичний вимикач, який надалі називатимемо автомат, — це апарат, який вмикають уручну. У нормальному режимі також вимикають уручну, проте в разі порушення нормального режи­му роботи в електричному колі, що комутується ним, напри­клад під час появи значного струму внаслідок перевантаження чи короткого замикання, вимкнення здійснюється автоматич­но. Автомат складається з важільної контактної системи, ме­ханізму вільного розчіплювання і захисного пристрою.

Контактна система призначена для комутації електричного кола. Механізм вільного розчіплювання дає змогу у разі відхи­лення будь-яких параметрів від нормованих (наприклад, вели­чини струму) автоматично вимкнути вимикач, якщо рукоятка утримує контакти у ввімкненому стані. Захисний пристрій ре­агує на зміну величин, що характеризують режим проходжен­ня струму, й у разі відхилення їх від норми діє на механізм вільного розчіплювання, який розмикає контакти в силовому колі.

Рис. 32. Схема автоматичного ви­микача

Принципову схему авто­матичного вимикача зобра­жено на рис. 32. Електричне коло, що комутується, при­єднується до ввідних зати­скачів 4і 5 (рис. 32, а). Елек­тричний струм проходить від затискача 4 по провіднику 1, котушці 15, провіднику З, далі крізь нерухомий кон­такт 2, рухомий контакт 7 і гнучкий провідник б до затискача 5. Коло комутується контак­тами 2 і 7.

Автомат вмикається і вимикається через механізм вільного розчіплювання, який складається з шарнірно з’єднаних між собою ланок 10 і 12, що, в свою чергу, з’єднані з важелем 9, на якому закріплено рухомий контакт, і рукояткою керування ІЗ. У разі вимикання ланки механізму вільного розчіплювання ла­маються і займають положення, зображене на рис. 32, б. Для вмикання автомата потрібно рукоятку 13 відвести назад за ру­хом годинникової стрілки, при цьому шарнір В₂ зайде нижче відлінії В, — В₃ на відстань, яка допускається упором 11, унас­лідок чого створюється жорстка система між рукояткою керу­вання і важелем рухомого контакту (рис. 32, в). Під час повер­тання рукоятки керування проти руху годинникової стрілки зусилля від неї крізь цю жорстку систему передається на важіль, який переміщується до упору, долаючи опір пружини 8, і зами­кає силові контакти.

У разі перевищення допустимої величини струмом, що про­ходить крізь котушку 15, осердя 16, яке до цього під дією влас­ної маси займало нижнє положення, втягується в котушку і його бойок ударяє під віссю В₂, внаслідок чого обидві ланки по­вернуться відносно цієї осі, жорстка лінія В₁—В₃ зламається, пружина 8 поверне важіль 9 і силові контакти 2 і 7розімкнуть- ся. Якщо причину, що викликала дію у захисного пристрою, не усунено, то в разі повторного ввімкнення захисний пристрій спрацює і його шток зламає систему ланок механізму вільного розчіплювання в момент дотику силових контактів, і автомат вимкнеться. Для ручного вимкнення автомата потрібно руко­ятку керування (рис. 33, а) повернути за рухом годинникової стрілки, при цьому ламається жорстка система ланок і автомат вимикається.

У розглянутому випадку автомат обладнано захисним при­строєм, що спрацьовує у разі перевищення струмом допусти­мої величини — це так званий максимальний струмовий захист. Проте автомати можуть бути обладнані захисними пристроя­ми, які спрацьовують під час зниження або підвищення напру­ги порівняно з номінальною, збільшення кількості теплоти, яку виділяє струм, що проходить через захисний пристрій. Зага­лом автомат має кілька видів захисту.

Промисловість випускає автоматичні вимикачі на струм від 0,63 до кількох тисяч амперів, призначені для роботи в мере­жах змінного струму напругою до 660 В частотою 50 Гц і постій­ного струму напругою до 440 В. Вони можуть бути одно-, дво- або триполюсними. Автомати на номінальний струм до 600 А зазвичай мають ручний привід, на більший струм крім ручного мають електромагнітний або моторний привід із двигунами постійного або змінного струму.

Автомат АП - 50:

а - загальний вигляд, б - поздовжній розріз

1 -основа;

2 - пластмасовий корпус;

3 - нерухомий контакт;

4 - рухомий контакт;

5 - пластини дугогасильні;

6 - електромагнітний розчіплювач;

7 - тепловий розчіплювач

Автоматичні вимикачі вибирають за номінальним струмом і напругою, родом струму. Якщо автомат має пристрої для мак­симального струмового і теплового захисту, то струм спрацю­вання максимального струмового захисту визначають зі спів­відношення

І_спр.м ≥ К_н І_пуск

де К_н — коефіцієнт надійності, який враховує вид розчеплювача і можливість розкидання струму (беруть у межах 1,5—2,2);

І_пуск - пусковий струм двигуна.

Захист від перевантажень (тепловий захист) вважають ефек­тивним за такого співвідношення струму спрацювання захис­ного пристрою і номінального струму двигуна:

І_спр.м =К_н І_пуск

де І_ном — номінальний струм двигуна.

Контролер — це апарат, призначений для керування переваж­но електричними машинами постійного і змінного струму зав­дяки комутації резисторів, обмоток тощо (рис. 3). Розрізняють контролери для перемикань безпосередньо в силових колах електродвигунів і для дистанційного керування котушка­ми електромагнітів різних апаратів, які, в свою чергу, комуту­ють силові кола електродвигунів. їх ще називають командокон- тролерами. Вони мають майже однакову будову і відрізняють­ся насамперед габаритами — у комавдоконтролерів вони дещо менші.

Контролер складається з металевого корпусу 3, всередині якого знаходиться вал 4, на якому розміщені профільовані дис­ки — кулачки 5. Вал жорстко з’єднаний із рукояткою керуван­ня 1. Корпус закривається кришкою 2 (рис. 33, а).

Контролер має контактні пристрої — секції, які приводять­ся в дію (розмикаються і замикаються) кулачками (рис. 33, б). Принцип дії контролера такий. До кулачка 5 секції за допомо­гою пружини 12 притискується важіль з ізоляційного матеріа­лу, який обертається навколо осі 11 і під дією пружини нама­гається повернутися так, щоб рухомий контакт 8 замкнув не­рухомі контакти 7, закріплені на ізоляційній пластині 6. На ва-

Рис. 3. Загальний вигляд контролера (а) і схема секції (б)

желі є ролик 10, яким він спирається на кулачок. Замикаються і розмикаються контакти під час обертання вала 4, а отже, і розміщених на ньому кулачків. Коли ролик наїжджає на ви­ступ кулачка, контакти розмикаються, коли потрапляє в запа­дину — контакти замикаються.

На збагачувальних фабриках контролери застосовують для керування електродвигунами кранів, лебідок та інших транс­портних механізмів.

Тема Апаратура дистанційного керування.

Мета:Ознайомлення з видами дистанційної апаратури управління,вивчення будови та принципу дії апаратури.

План

1. Електромагнітні контактори.

2.Магнітні пускачі

1 До апаратів дистанційного та автоматичного керування на­лежать контактори, магнітні пускачі, реле й командоапарати.

Контактори призначаються для частих включень і відключень електричних силових ланцюгів. За принципом дії він близь­кий до рубильника, але обладнаний електромагнітами, за допо­могою яких приводиться в дію дистанційно — поданням елек­тричного імпульсу, і має не врубовий, а важільний контактний вузол.

Основними вузлами контактора, є електромагнітна система, контактна система; із засобами дугогасіння, система блок-контактів.

Принцип дії контактора.

При натисканні кнопки «Пуск» по котушці 1 починає проходити струм і намагнічує сердечник 2, до якого притягнеться якір 3 і приведе в дію рухому частину контактної системи при цьому замкнуться контакти 4 і 5 ланцюга головного струму, блок-контакти 6 для шунтування контактів кнопки «Пуск» і розімкнуться блок-контакти 7 (наприклад, в ланцюзі сигналізації або блокування). При натисканні кнопки «Стоп» розривається ланцюг, і контактор під дією ваги рухомих частин і пружні пристрою 8 вимикається.

Контактори виготовляються для різних напруг. За кількістю полюсів головного ланцюга вони можуть бути одно-, двох-і трьох; полюсними, як з замикаючими, так і з розмикає контакти. Залежно від роду струму, який живить втягують, котушку, розрізняють контактори змінного і постійного струму, що відрізняються один від одного в основному пристроєм магнітної системи.

Магнітопровід контактора змінного струму збирають з тонких ізольованих листів трансформаторної сталі. Цим зменшують втрати потужності на нагрівання заліза вихровими струмами.. Силові контакти закриваються асбестоцементною камерою з дугогасильною решіткою.

Магнітопровід контактора постійного струму виготовляють з масивних сталевих деталей. Така конструкція магнітопровода збільшує термін служби контактора, особливо при великому числі включень. Контактори постійного струму менш громіздкі і надійніше в роботі, ніж контактори змінного струму.

1 - дугогасительная камера;

2 - дугогасительный рог;

3 - зажим крепления дугогасительной камеры; 4 - стойка магнитного дутья;

5 - вывод;

6 - пружина;

7 - соединительный провод;

8 - изолятор;

9 - блок вспомогательных контактов;

10, 13 - оси; 11 - якорь;

12 - включающая катушка:

14 - подвижный контакт:

15 - неподвижный контакт,

16 - дугогасительная катушка;

17 - полюс

2. Магнітним пускачем називається комплектний електромагнітний апарат для дистанційного та автоматичного керування трифазними асинхронними електродвигунами з к. з. ротором.

Магнітний пускач складається з одного або двох триполюсних контакторів змінного струму, змонтованих на загальній панелі і поміщених в металевий корпус. Велика частина пускачів оснащена також вбудованими тепловими або максимально струмовими реле. Магнітний пускач з одним контактором називається нереверсивний. Він здійснює пуск, відключення і захист електродвигуна від самовільних включень при появі напруги та захисту від теплових перевантажень чи від струмів к. з. Пускач з двома контакторами називається реверсивним і виконує, крім перерахованих вище функцій управління реверсом електродвигуна.

Теплові реле не забезпечують захист двигуна від струмів к. з., і тому перед пускачами повинні бути встановлені плавкі запобіжники або максимальні струмові реле. Мінімальна (і нульова) захист здійснюється котушкою контактора, яка при знятті напруги або його зниження до 60 -70% номінальної величини не в змозі утримати якір у притягнутому положенні, і контакти пускача під дією маси рухомої системи відключаються; функцію нульового захисту здійснює і замикає блок-контакт в ланцюзі котушки контактора, шунтуючі кнопку «Пуск» Управління нереверсивним магнітним пускачем здійснюється дистанційно за допомогою двохкнопкового поста, а реверсивне управління – трьохкнопочним постом, при перемикані 2х фаз.

Тема: Апаратура захисту.

Мета: Ознайомитись з видами захисту і навчитись вибирати та застосовувати захисну апаратуру в електричних ланцюгах, для експлуатації електрообладнання в нормальному режимі роботи та захисту людини від ураження електричним струмом.

План

1.Види захисту.

2.Реле максимального струму.

3.Запобіжники. Устрій, типи, вибір.

На виробництві застосовують два види захисту: електроустановок і обслуговуючого персоналу.

Мета захисту обслуговуючого персоналу – уникнути поразки його електричним струмом.

В залежності від виду пошкоджень і ненормального режиму роботи в електроустановках встановлюють апарати захисту.

Апаратами захисту називають пристрої, які автоматично відключають ділянки електричної мережі у випадках порушення нормального режиму роботи, що дозволяє забезпечити безпечність обслуговуючого персоналу і збереження електроустановок.

Окрім елементів електричного захисту, вбудованих в ті або інші апарати, застосовуються і окремі пристрої захисту, що комплектуються з пусковою і пускорегулірующім апаратурою. До найбільш споживаних пристроїв захисту належать: реле теплового захисту, струмові реле, реле мінімальної напруги, реле часу, запобіжники

Основні види захистів - максимально-струмовий, мінімальний або нульовий, тепловий.

Тепловий захист- від перенавантаження, від перегріву струмоведучих частин під діею струмів величиною вище номінальної. Використовують теплові реле.

1-біметалева пластина, 2-обмотка, 3-робочі контакти, 4-компенсаційна пластин

Рис.1Теплове реле

Розглянемо теплове реле.

Основними частинами, реле є біметалева пластина 1, виготовлена з двох металів з різними коефіцієнтами розширення, і обмотка 2 з великим омічним опором, називається нагрівальним елементом. Нагрівальний елемент включається, послідовно в силовий ланцюг двигуна. При протіканні по ньому струму виділяє тепло, нагрівающи біметалічну пластину, в результаті чого остання згинається і замикає робочі контакти 3, що дають імпульс на відключення. Для усунення впливу температури навколишнього середовища компенсаційна пластина 4 робиться теж з біметалу, причому встановлюється таким чином, щоб вона вигиналася в ту ж сторону, що і робоча пластина. Теплові реле призначаються для захисту електричних двигунів постійного і змінного струму від перевантаження. Дія теплових реле заснована на різниці лінійного подовження двох пластин 1 і 1 з металів з різними коефіцієнтами лінійного розширення Якщо пластини з двох таких різних металів жорстко сполучені один з одним, то при нагріванні за допомогою котушки 2 струмом вони зігнуться у бік матеріалу з меншим коефіцієнтом лінійного розширення. Механічне зусилля, що розвивається пластиною при вигині, використовується для замикання або розмикання відповідних контактів. Струм може проходіть і безпосередньо по пластині.

Мінімальний захист (нульовий) – від падіння напруги у мережі нижче припустимої величини або від припинення живлення. Використовують реле напруги.

Реле напруги застосовуються виключно для захисту обладнання від стрибків напруги і більше ні для чого. Пам'ятайте, ні пробки, ні автоматичні вимикачі не захищають від поганого напруги.

Реле напруги не вирівнює погане напруження, а тільки відключає живлення і автоматично включає мережу при відновленні нормального напруги. Якщо у вашій мережі стабільно погане напруження або дуже часті скачки, то технічно вам допоможе тільки стабілізатор напруги. Хоча за законом і по совісті це є проблемою постачальника електроенергії.

1 2 3 4

Реле напруги (1); Стабілізатори напруги(2); сучасні види реле напруги(3,4).

Реле мінімальної напруги відрізняється від струмових реле в основному числом і перерізом витків котушки. Захист мінімальної напруги встановлюється у випадках: 1. Для електродвигунів, які не допускають включення в мережу при повній напрузі; 2. Для електродвигунів самопуск яких недопустимий з технологічних причин або представляє небезпеку для обслуговуючого персоналу; 3. Для інших електродвигунів, відключення яких при зупинці живлення потрібне для того щоб знизити сумарну пускову потужність підключених до мережі електроприймачів.

Максимально-струмовий захист призначена для захисту від струму к. з. і неприпустимих струмових перевантажень. Для цієї мети застосовують плавкі запобіжники й реле максимального струму.

Реле максимального струму (рис.2) служать для миттєвого відключення ланцюгів. Таке реле має котушку 1, насаджені на нерухомий сердечник 2, з'єднаний з рухомим якорем 8, який механічно пов'язаний з бойком 7 і регулювальної пружиною 6. До нижньої частини сердечника прикріплена градуйованна шкала струмових уставок 4 із вказівником 5. При струмі в котушці 1, яке перевищує значення струму на шкалі, якір митєво притягається до сердечника, долаючи натяг пружини, і бойок впливає на відключающій механізм апарату. Такого типу реле називають максимальними розчеплювачами. Для перевірки їх працездатності на сердечнику укріплена контрольна катушка 3, яка включається в мережу паралельно через вимикач. Перед перевіркою відключають апарат, ставлять вказівник шкали у відповідності з напругою силового ланцюга, включають апарат, а потім вимикач котушки. При цьому повинне відбутися від ключення аппарату.

Переваги реле: одночасне відключення усіх трьох фаз і відносно малий проміжок часу на повторне включення.

Недоліки: пряме включення котушки в розрив силового ланцюга, великий розрив між поділками шкали, деформація пружини.

Рис.2 Реле максимального струму.

1-катушка

2-нерухомий сердечник

3-контрольна катушка

4-градуйована шкала

5-вказівник

6-регулювальна пружина

7-буйок

8-якірь

Реле максимального струму збирається на скобі магнітного провода.Реле складається із скоби магнітопроводу, струмової котушки, регулювальної пружини, регулюючого гвинта, якорі і контактів. Уставки по струму спрацьовування вказуються на шкалі закріпленою поряд з пружиною, утворюючою протидіючий момент. Реле максимального струму застосовується в основному як захист від перевантаження і від короткого замикання

Плавкий запобіжник - найбільш простий і дешевий комутаційний апарат.

Плавкі запобіжники випускають пробочного і трубчастого типів. Перші в основному застосовують для захисту освітлювальних мереж з струмами до 60 А, другі - для захисту електродвигунів і силових ланцюгів. Трубчасті запобіжники випускають на струм до 1000 А. Основними елементами запобіжника є плавка вставка, яка вмикається у розтин що захищає ланцюга, і дугогасильний пристрій, який гасить дугу, що виникає після перегорання вставки.

Трубчасті запобіжники виготовляють для застосування на поверхні з кварцитом заповнювачем нерозбірними типу НПН і розбірними типу ПН.У шахтної апаратури застосовують запобіжники ПР з закритими розбірними патронами без заповнювача, трубчаті і установочні із гвинтовою різьбою.

Номінальна напруга запобіжників і їхні вставки повинні відповідати напруги мережі: U ном.пр. = U ном. в. = U ном.м.

Запобіжники вибирають так, щоб електродвигуни не відключались при нормальних для цієї установки поштовхах струму {І пуск., І самозапуску), але надійно захищали при КЗ.

Запобіжник - комутаційний електричний апарат, призначений для відключення ланцюга за допомогою руйнування, що захищається, спеціально передбачених для цього струмоведучих частин під дією струму, що перевищує певне значення. У більшій частині конструкцій ланцюг відмикається шляхом розплавлення плавкої вставки, яка нагрівається безпосередньо струмом ланцюга, що захищається. Після відключення ланцюга необхідно замінити вставку, що перегоріла, на справну. Запобіжники низької напруги виготовляються на струми від міліампер до тисяч ампер і на напругу до 660 В, а запобіжники високого напруги-до 35 кВ і вище.

Незважаючи на різноманіття конструкцій запобіжники мають наступні основні елементи: корпус, плавку вставку, контактний приєднувальний пристрій, дугогасительний пристрій або дугогасительне середовище. Струм на який розрахована плавка вставка для тривалої роботи, називають номінальним струмом плавкої вставки. Номінальний струм запобіжника, вказаний на нім, дорівнює найбільшому з номінальних струмів плавких вставок, призначених для цієї конструкції запобіжника.

Плавною вставку виконують у вигляді пластинки змінного перерізу або дроту з наплавленою олов'яною кулькою. У останньому випадку при струмах перевантаження, коли температура дроту досягає температури плавлення олова кульку розплавляється і розчиняє частина металу дроту, звужуючи переріз дроту в цьому місці. При перевантаженнях, нагрів звужених ділянок йде швидше і плавна вставка плавиться в одному з самих нагрітих місць.

Основна перевага плавких запобіжників - дія, що струму - обмежує їх. Плавка вставка перегорає багато раніше, ніж струм в ланцюзі при короткому замиканні устигає досягти значення, що встановилося. Таким чином струм короткого замикання обмежується в 2-5 разів.

Випускаються запобіжники: серії ПР-2 із закритими розбірними патронами без наповнювача на напругу 220 і 500 В серій ПД і ПДС на напругу постійного струму до 350 В і змінного струму до 380 В серії ПН-2 на напругу до 500 В змінного струму і 440 В серії НПБ-2 із закритим патроном

Тема: Керування електроприводами механізмів збагачувальних фабрик.

Мета. Вивчити способи керування електроприводом.

План

1. Функції систем керування та їх класифікація

2. Схема керування двигуном постійного струму

3. Схема керування низьковольтним асинхронним двигуном із короткозамкненим ротором.

1. Функції систем керування та їх класифікація

Під керуванням розуміють пуск, регулювання кутової частоти, гальмування, реверсування і зупинку електроприводу. Функціями керування електроприводами є забезпечення роботи робочих механізмів і підтримання режиму їх роботи згідно з потребами технологічного процесу. При цьому мають бути забезпечені максимальна про­дуктивність робочого механізму, мінімальні витрати на влашту­вання систем керування і мінімальні витрати електричної енергії в процесі керування. Крім наведених основних функцій система керування електроприводами виконує і додаткові функ­ції, наприклад сигналізації, блокування*, захисту тощо. Зазви­чай системи керування виконують кілька функцій. (Під блокуванням розуміють зв’язок між апаратами керування, який ставить у залежність дію одного апарата від іншого.)

Системи керування електроприводами класифікують за спо­собом керування, де розрізняють системи ручного й автома­тичного керування.

Ручним називають керування, якщо операції здійснюють за безпосереднього впливу людини на апарати керування. Недо­ліком такого керування є потреба у розміщенні апаратів керу­вання поблизу електродвигуна й обов’язкова присутність лю­дини. Таке керування має низьку точність і потребує багато часу на виконання операцій. Його застосовують для керування невідповідальними механізмами, які мають просту схему керуван­ня і робота яких не пов’язана з роботою інших.

Автоматичним називають керування, за якого людина подає тільки імпульс на пуск установки в роботу або її зупинку, а всі інші операції виконуються автоматично, чим забезпечуєть­ся належна швидкість і точність виконання операцій керу­вання.

Є також напівавтоматичне керування, за якого оператор здійснює вплив на автоматичні пристрої, що виконують окремі операції.

За типом застосовуваних апаратів розрізняють системи релейно-контакторні й напівпровідникові. У релейно-контахторних системах для керування механізмами використовують елек­тромеханічні апарати (реле, контактори, магнітні пускачі), у напівпровідникових — напівпровідникові перетворювачі (некеровані силові вентилі, тиристори, транзистори тощо).

2. При пуску двигунів постійного струму безпосередньо в мережу можуть вмикатись тільки двигуни малої потужності(до 5кВт), а при пуску всіх інших двигунів в їх електричне коло необхідно вводити додаткові резистори. Так як ДПС мають незначний опір своїх струмопровідних кіл, тому в момент вмикання на повну напругу мережі через них проходить струм, який дорівнює струму короткого замикання.

Схема керування двигуном постійного струму паралельного збудження при безпосередньому ввімкнені в мережу, це приєднання якоря до живильної мережі, який здійснюється за допомогою контактора КМ.

Порядок роботи цієї схеми такий же, як і схеми керування трифазним асинхронним двигуном з короткозамкненим ротором.

Схема керування двигуном постійного струму паралельного збудження при введені в коло якоря додаткового резистора, може здійснюватись в функції часу, в функції струму, в функції частоти обертання. Ми розглянемо найпростішу з них схему керування в функції часу.

Шляхом ввімкнення автомата QF схема двигуна приєднується до мережі постійного струму, при цьому через обмотку збудження протече електричний струм і двигун буде збуджуватись, одночасно струм також протече через замкнений блок-контакт КМ1 і котушку реле часу КТ_, внаслідок чого останнє спрацює і розімкнене контакт в колі котушки контактора КМ2, який розімкне свій силовий контакт і таким чином введе в коло якоря додатковий резистор R. При натисканні кнопки SВ2 через котушку контактора КМ1 протече електричний струм, контактор спрацює, своїми силовими контактами приєднає електродвигун до мережі і останній почне розбіг при введеному в коло якоря резисторі R. Одночасно з поданням напруги на якір двигуна контактор КМ1 своїми замикаючим блок-контактом зашунтує кнопку SВ2, а розмикаючим блок-контактом розірве коло живлення котушки реле часу КТ, яке через деякий час замкне свій контакт в колі живлення котушки контактора КМ2, останній ввімкнеться і своїм силовим контактом зашунтує пусковий резистор, виводячи його таким чином з кола якоря. Зупинка двигуна здійснюється натисканням на кнопку SВІ.

2. Принципову схему керування низьковольтним асинхронним двигуном із короткозамкненим ротором зображено на рис. 2. До кола головного струму належать: автоматичний вимикач QF, силові контакти магнітного пускача КМ, реле теплового захи­сту КК і двигун М; до кола керування — кнопки SВТ і SВС, котушка магнітного пускача КМ, блок-контакт КМ і контакти реле теплового захисту КК.

Схема працює так. Увімкненням автомата QF схема готується до роботи. Для пуску двигуна потрібно натиснути кнопку SВС, при цьому крізь котушку пускача КМ пройде електричний струм, магнітний пускач спрацює, його силові контакти замк­нуться і приєднають двигун до електромережі, а блок-контакт КМ зашунтує кнопку SВС, що дає змогу відпустити її.

Зупинка двигуна здійснюється натискуванням кнопки SВТ. У цьому разі котушка пускача знеструмлюється, ярмо відпадає, силові й блокувальні контакти розмикаються, двигун знеструм­люється і зупиняється, а схема керування повертається у по­чаткове положення.

Кола головного струму креслять товстими лініями, а кола керуван­ня — тонкими.

Рис. 2. Принципова схема керування асинхрон­ним двигуном із короткозамкненим ротором