Представление электроаппаратов и их частей в виде изобразительных моделей и схем

При изучении аппаратов будем применять изобразительные модели и схемы.

Изобразительная модель в упрощенной форме показывает функциональные части аппарата, дает представление о их конструкции, взаимодействии и принципе действия аппарата.

В качестве примера приведем изобразительную модель электрического аппарата, называемого кнопкой управления (рис. 1.1).

С помощью кнопки управления человек управляет передачей энергии от источника электроэнергии к приемнику электроэнергии, осуществляя коммутацию электрической цепи.

Кнопку управления присоединяют к разрыву электрической цепи при помощи электрических связей 5. Частью пластмассовой оболочки кнопки управления является деталь 1, которую называют органом управления. Орган управления воспринимает управляющее воздействие - мускульное усилие F человека.

Если усилие F превышает силу F_П противодействия со стороны пружины 2 (называемой возвратной пружиной), то, перемещаясь, толкатель 3 воздействует на подвижный контактный мостик 4, расположенный внутри корпуса кнопки управления. Этот мостик и неподвижные контактные детали 5, закрепленные в корпусе, образуют электрический контакт, который называют коммутирующим контактом. Узел, состоящий из деталей 1, 2, 3, является приводом (в данном случае механическим приводом) контактной системы, образованной из деталей 4 и 5.

В разомкнутом положении контакта расстояние δ между контактным мостиком и неподвижными контактными деталями максимально: δ=δ_max. Контакт создает в электрической цепи сопротивление R_К большой величины (R_К→∞).

В замкнутом положении контакта при δ =0 и при достаточном по величине усилии контактного нажатия F_К = F-F_П >0 сопротивление R_К мало (R_К→ 0).

Кнопку управления, показанную на рис.1.1, можно представить также в виде той или иной схемы.

Вообще в виде схемы изображают аппарат или иное устройство, если в нем выделяют несколько частей.

Схемы разделяют по видам (гидравлическая, пневматическая, электрическая и др.) и по типам (структурная, функциональная, принципиальная и др.).

Схема структурная определяет основные части устройства, их назначение и взаимосвязи. Она служит для общего ознакомления с устройством аппарата. Составные части устройства изображают упрощенно в виде прямоугольников произвольной формы и размеров. Входы и выходы аппарата и его составных частей показывают в виде стрелок.

На рис. 1.2 показана структурная схема кнопки управления с выделенными в ней функциональными частями: коммутирующим контактом КК и механическим приводом МП.

Прямоугольник, показанный пунктирной линией, отображает часть технической системы - электрическую цепь (ЭЦ). По отношению к кнопке управления ЭЦ является объектом управления и в ее состав не входит.

Схема функциональная разъясняет определенные процессы, протекающие в отдельных функциональных частях устройства и в устройстве в целом. По сравнению со структурной схемой она подробнее раскрывает функции отдельных элементов устройства. В состав функциональной схемы могут быть включены изобразительные модели отдельных элементов и узлов аппарата.

Схема принципиальная определяет полный состав элементов устройства и дает детальное представление о принципе работы этого устройства. Изображения элементов на принципиальных электрических схемах и их буквенные обозначения выполняют в соответствии с ГОСТ. Например, установленное ГОСТ 2.755-74 обозначение кнопки управления, изобразительная модель которой представлена на рис. 1.1, показано на рис. 1.3.

Необходимо учитывать следующие правила построения принципиальных электрических схем:

элементы любого устройства изображаются при обесточенном состоянии этого устройства; если устройство приводится в действие механическим воздействием, то оно изображается в нулевом или отключенном положении;

изображение элементов какого-либо устройства может быть совмещенным или разнесенным. В первом случае все элементы устройства располагаются на схеме в непосредственной близости друг к другу, и всем им присваивается единое буквенно-цифровое обозначение. Во втором случае элементы устройства размещаются в разных частях электрической схемы, и каждому из них присваивается буквенно-цифровое обозначение. Условные обозначения некоторых элементов электрических схем приведены в табл.1.1.

На рис. 1.4 приведена в качестве примера электрическая схема аппарата, называемого магнитным пускателем. Этот комплектный (состоящий из нескольких аппаратов) аппарат предназначен для прямого пуска трехфазного электродвигателя.

Буквенно-цифровые обозначения означают:

L1, L2, L3 – обозначения линий трехфазной электрической сети, к которой подключается пускатель;

C1, C2, C3 – обозначения концов обмоток электродвигателя, подключаемого к пускателю;

FU - предохранитель плавкий – аппарат защиты;

SB1, SB2 - кнопки управления «Стоп» и «Пуск» - командоаппараты;

KM - элементы электромагнитного контактора – коммутирующего аппарата с электромагнитным приводом и четырьмя контактами в составе контактной системы;

КК - элементы электротеплового реле на основе биметалла – аппарат защиты.
Таблица 1.1

Принципиальная схема дает представление о принципе действия аппарата.

В исходном состоянии все электрические цепи обесточены, и контакты занимают позиции, показанные на схеме (рис. 1.4).

Пуск двигателя производится нажатием на кнопку SB2. При этом цепь электромагнитного привода КМ замыкается контактом SB2, ток из сети поступает в обмотку привода контактора, и контактор, сработав, изменяет положение своих контактов КМ. Они замыкаются. Двигатель подключен на питание от сети. Контакт кнопки SB2 шунтируется замкнувшимся контактом контактора. Поэтому двигатель не отключается от питания после размыкания контакта SB2, когда нажатие на кнопку прекращается. Пуск двигателя состоялся.

Отключение двигателя от питания и возвращение схемы в исходное состояние происходит при нажатии на кнопку SB1 и размыкании ее контакта. Все цепи теперь обесточены. Двигатель не работает и после прекращения нажатия на кнопку SB1, когда ее контакт вновь замыкается.

Если возникает перегрузка работающего двигателя, приводящая к увеличению потребляемого им тока, то срабатывает электротепловое реле КК и размыкает свой контакт в цепи питания обмотки электромагнитного привода КМ. Схема возвращается в исходное состояние, двигатель отключен от питания.