Неавтоматичні апарати

Зміст

1. КЛАСИФІКАЦІЯ АПАРАТУРИ КЕРУВАННЯ

2. РЕМОНТ НЕЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ

2.1 Рубильники

2.2 Вимикачі та перемикачі

2.3 Контролер

2.4 Запобіжники

3. ЗАСТОСУВАННЯ НЕАВТОМАТИЧНИХ АПАРАТІВ

Список використаної літератури

1. КЛАСИФІКАЦІЯ АПАРАТУРИ КЕРУВАННЯ

Електричними апаратами називають електротехнічні пристрої для керування, контролю, регулювання та захисту електричних кіл і машин, а також для встановлення різних режимів роботи технологічного устаткування.

За призначенням електричні апарати поділяються на:

- комутаційні -- для вмикання та вимикання електричних кіл;

- пускорегулюючі -- для пуску, реверсування, регулювання частоти обертання, регулювання струму, напруги електричних двигунів та ін.;

- захисні -- для вимикання електричних кіл та електроустаткування при виникненні струмів перевантаження, коротких замикань, зміні напруги та ін.;

- контролюючі -- для нагляду за параметрами електричних кіл, які залежно від порушення технологічного процесу подають імпульс на спеціальні прилади або вимикають устаткування.

За способом дії електричні апарати поділяються на електромагнітні, індукційні й теплові.

Залежно від контактної системи електричні апарати поділяються на контактні й безконтактні.

За способом керування електричні апарати поділяються на апарати неавтоматичного (тобто ручного) та автоматичного керування. Апарати неавтоматичного керування приводять в дію оператори -- це вимикачі, перемикачі, контролери, дроселі та ін.

Апарати автоматичного керування діють автоматично, залежно від режиму роботи електричної мережі або машини чи від зміни параметрів технологічного процесу. До них належать автоматичні вимикачі, плавкі запобіжники, магнітні пускачі, реле керування, реле захисту та ін.

2. РЕМОНТ НЕЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ

2.1 Рубильники

Найбільш прості й широко розповсюджені апарати для неавтоматичного включення й відключення електричних ланцюгів -- одно-, дво- і триполюсні рубильники.

Їх застосовують у ланцюгах з номінальним струмом до 1000 А при напрузі до 660 В.

Найбільше поширення одержали рубильники Р, РБ, РПБ і РПЦ. Літерне позначення розшифровується: Р -- рубильник, Б - З бічною рукояткою, ПБ - з бічним приводом, ПЦ -- із центральним важільним приводом.

Рисунок 1 - Одно-, дво- і триполюсні рубильники

Основний елемент однополюсного рубильника (Рис. 2.1,а) контактна система, що складається з рухомих стійок 2 з губками й рухливих ножів 5 і дугогасильними контактами 4 та ручкою 6, які шарнірно кріпляться до нижніх стійок.

Стійки кріпляться на основу з ізоляційного матеріалу 1. При розмиканні пружина 3 скорочує час розмикання й забезпечує гасіння дуги. На Рис. 2.1, б показаний триполюсний рубильник у відкритому виконанні, а на Рис. 2.1, в у закритому кожусі.

2.2 Вимикачі та перемикачі

Для одночасного вмикання та вимикання декількох електричних мереж застосовують пакетні вимикачі та перемикачі, які складаються з двох основних частин: контактної системи та перемикаючого механізму рис. 2.4. а, б. Контактна система набирається з окремих пакетів кожен з яких складається з ізолятора 2 та розміщених в його пазах нерухомих контактів 5. Нерухомі контакти 5 мають виводи, до яких за допомогою гвинтів під'єднуються підвідні проводи. В середній частині ізолятора розташовані пружинні рухомі контакти 7 з фібровими іскрогасильними шайбами 6. Пакети вимикачів збирають на шпильках в скобі 1, після встановлення кришки 3 їх стягують гайками. Механізм переключення складається з рукоятки 4 з валом, що з'єднаний з пристроєм фіксованих положень вимикача в кришці 3 та механізмом миттєвої зміни положень контактів 7. Швидкість перемикань рухомих контактів не залежить від швидкості обертання рукоятки 4.

Рисунок 2 - Пакетний вимикач

Змінюючи кількість пакетів і взаємне розташування контактів, можна збирати складні схеми ввімкнення і перемикання.

Перемикач ПКП (Рис. 2.5. а, б). Перемикач ПКП дозволяє одночасно перемикати два електричні кола. Механізм перемикача розташований у корпусі, утвореному з ізолюючих шайб, і принципово не відрізняється від пакетного вимикача.

Перевіряють цілісність корпусу перемикаючого механізму 2, ізоляцію пакету 3, рукоятки 1, які не повинні мати тріщин і великих пошкоджень. Оглядають вивідні затиски 4, які не повинні мати пошкоджень. Пошкоджені місця ізоляції проводів ізолюють ізоляційною стрічкою. Гвинти і гайки, зриви різьблення більше двох ниток, замінюють. Якщо порушені кріплення стрижня в пластині або антикорозійне покриття, перемикач підлягає ремонту.

Кулачки, які мають знос, замінюють. Металеві деталі не повинні мати тріщин, вм'ятин, забоїн, корозії і інших дефектів. Після ремонту необхідно заміряти опір ізоляції між струмопровідними частинами і частинами, до яких можливий дотик, а також заземленими частинами. Опір ізоляції повинен бути не меншого 50 МОм.

Перевіряють надійність кріплення апарату на місці установки. Кілька разів включають і вимикають перемикач вручну. Фіксація рукоятки у різних положеннях повинна бути чіткою, рукоятка повинна провертатися без додаткових значних зусиль.

Рисунок 3 - Перемикач ПКП: а - загальний вигляд, б - діаграма включень

Універсальні перемикачі широко використовують для перемикання в електричних колах, постів керування, полюсів багатошвидкісних електродвигунів малої потужності.

В універсальному перемикачі може бути від двох до восьми секцій, що дає змогу використовувати їх у складних електричних схемах.

При ремонті перемикача УП (Рис. 2.6. а, б) необхідно перевірити стан рухомих і нерухомих контактів, що підгоріли і зношені - замінити. Контактні з'єднання повинні бути щільно затягнуті. Ізоляція струмоведучих елементів не повинна мати механічних пошкоджень. Рукоятка на осі перемикача повинна бути добре закріплена; фіксація рукоятки в різних положеннях - чіткою, проскакування через одне або декілька положень не допускається. Перевіряють знос контактів, кулачків шайби, скоб приводу рухомого контакту. При сильному зносі їх замінюють.

Рисунок 4 - Універсальний перемикач УП-5000: а - загальний вигляд, б - секція пакету; 1 - рукоятка, 2 - рухомий контакт, 3 - нерухомий контакт, 4 - затиск, 5 - гвинт, 6 - пластмасова перегородка, 7, 8 - срібні напайки, 9 - кулачкова шайба, 10 - скоба приводу рухомого контакту, 11 - центральний вал

Малогабаритні перемикачі загального призначення подібні за конструкцією до універсальних і пакетних. Вони використовуються на малі струми для дистанційного керування комутуючими апаратами, перемикання електричних кіл змінного та постійного струму.

Малогабаритні перемикачі загального призначення серії ПМО (Рис. 2.7.), призначені для встановлення на панелях щитів, можуть бути використані для дистанційного керування комутаційними апаратами в мережах сигналізації вимірювання та автоматики змінного струму напругою до 380 В і постійного струму напругою до 220 В та розраховані на номінальний струм 6 А.

Ці перемикачі складаються з лицьового фланця 2 з рукояткою 1 та контактного пристрою 3 з набірних пакетів і відрізняються формами фланця та рукоятки, а також конструкцією рухомих контактів.

Усі перемикачі мають шість пакетів та мають слідуюче виконання:

- ПМОФ-45 -- з фіксованим положенням рукоятки через 45°;

- ПМОФ-90 - з фіксованим положенням рукоятки через 90°;

- ПМОФз -- те ж, але із замком та знімною рукояткою-ключем;

- ПМОВ -- із самоповертанням в нейтральне положення;

- ПМОФВ -- з двома фіксованими сигнальними положеннями(вертикальним та горизонтальним) і з самоповертанням з двох оперативних положень.

Кнопки управління К У. При будь-яких пошкодженнях кнопки (Рис. 2.8.) останню повністю розбирають. Знімають кожух 3, вивернувши заздалегідь болти 1 і знявши шайбу 2. Вивертають гвинти 5 та знімають їх разом з шайбами 6 і 7. Знімають кнопковий елемент і прокладку 14 з основи 15. Після цього слід втопити упор 10 до виходу лапок стрижня штовхача 4 з гнізда і повернути упор на 90°, Витягують з колодки 9 штовхач, виймають контактну пружину 12, рухомий контакт 13, поворотну пружину 8 і прокладку 11. Контактні з'єднання повинні бути щільно затягнуті, послаблені гвинти підтягнуті, корпус, кришка і панель не повинні мати механічних пошкоджень, тріщин і відшаровувань. Пошкоджені місця треба заізолювати.

Після ремонту кнопку збирають таким чином: штовхач вставляють в паз колодки, заздалегідь надівши на стрижень поворотну пружину. Натискаючи пальцем на штовхач, надягають на стрижень прокладку, контактную пружину, другу прокладку, контактний місток 13 (пересувний контакт) і третю прокладку. Далі вставити кінець стрижня штовхача впритул, сумістивши пази з лапками стрижня, втопити упор до виходу з гнізда лапок стрижня і повернути упор на 90°. Після збірки перевіряють роботу штовхача: при натисненні на нього не повинно бути заїдань н повернення його в початкове положення повинно бути чітким.

Для повної збірки кнопковий елемент разом з прокладкою 14 встановлюють на основу 15 і закріплюють гвинтами 5, підклавши під гвинти плоску 7 і пружинну 6 шайби. Після цього встановлюють кожух 3 і закріплюють його до основи гвинтами 1, підклавши під гвинти шайби.

Рисунок 5 - Натискний пускач серії ПНВ: 1 - нерухомі контакти; 2 - рухомі мостикові контакти; 3 - защелка; 4 - корпус; 5 - кнопка «Пуск»; 6 - кнопка «Стоп»

Малогабаритні натискні вібростійкі пускачі серії ПНВ першої величини призначені для ручного управління однофазними і трифазними електродвигунами невеликої потужності (до 4,5 квт при 220 В), а також нагрівальними та іншими струмоприймачами.

Основними елементами натискних пускачів являються прямоходна контактна система і кнопковий привід з клямкою, що фіксує положення «Включено» і «Відключено» (Рис. 2.9).

Натискний пускач зібраний на пластмасовій основі, до якого кріпляться нерухомі контакти з вивідними затисками для приєднання проводів. Рухомі контакти мостикового типу кріпляться до пластмасової рейки, хід якої у відключеному положенні обмежується упором у верхню частину корпусу, а у включеному положенні - в підставу.

При натисненні на кнопку «пуск» рейка з трьома мостиковими контактами переміщається уздовж тих, що направляють, укріплених в підставі пускача, до замикання з нерухомими контактами. При цьому клямка під дією пружини повертається і замикає рейку у включеному положенні. При натисненні на кнопку «стоп» клямка відводиться, звільняючи рейку, яка під дією пружин миттєво повертається в початкове положення.

У пускачах серії ПНВС, призначених для управління однофазними двигунами, середній мостиковий контакт замикається лише при натиснутій кнопці і не фіксується в замкнутому положенні. При повертанні кнопки «пуск» в початкове положення (після натиснення) він розмикається і відключає пускову обмотку однофазного електродвигуна (Рис. 2. 11 б).

Натискні пускачі виготовляються трьох виконань: відкритого, захищеного в пластмасовому кожусі і пилозахищеному в металевій оболонці, що складається з корпусу і кришки, що кріпиться до нього двома гвинтами. У корпусі є два отвори діаметром 14 мм для введення в пускач проводів. Усередині корпусу є пластмасовий притиск для їх закріплення. Із зовнішнього боку корпусу є затиск для заземлення.

У задній стінці корпусу є два отвори для кріплення пускача до опорної підстави гвинтами або шурупами. Для кріплення корпусу кришка пускача знімається. Пускач кріпиться у вертикальному положенні, ввідними отворами вниз. Відхилення від вертикального положення (у разі потреби) допускается до 10°.

2.3 Контролер

Контролер - це багатопозиційний апарат, призначений для управління електричними машинами або трансформаторами шляхом комутації резисторів, обмоток машин або трансформаторів.

Розрізняють контролери ККТ, призначені для безпосереднього управління електричними двигунами постійного і змінного струму, і контролери КПП, призначені для дистанційного керування котушками електромагнітів різних апаратів, реле і інших аналогічних пристроїв.

Всі ці контролери мають ручне управління, по конструкції є кулачковими.

При ремонті контролера КП-1000 (Рис. 2. 12.) перевіряють контактну систему, цілісність ізоляції, перемичок знос роликів і осей, ослаблення пружин. Обгорілі контакти зачищають оксамитовою (але не наждачною) шкуркою.

Контакти, зношені більш ніж на 25 % першоначального розміру, замінюють новими, заміряють величину розчину і ступінь натиснення контактів. Перевіряють поверхню прилягання рухомих і нерухомих контактів.

Для цього по ширині на робочій поверхні одного з контактів наносять крейдою поперечну межу і після включення і відключення оглядають мітку: якщо влучна стерлась не менше чим на 2/3 означає контакт прилягає достатньо щільно.

При оглядах слід перевірити заземлення кришки, порядок замикання контактів, опір ізоляції (який повинен бути не менше 10 МОм), розчини і натиснення контактів. Різьбові з'єднання повинні бути щільно затягнуті. Виявлені при огляді зношені деталі замінюють. Зсув рухомих контактів відносно нерухомих допускається не більше 1 мм.

2.4 Запобіжники

Запобіжник - це апарат, призначений для захисту електричних ланцюгів при непередбачених збільшеннях струмового навантаження за рахунок розплавлення плавкої вставки, що калібрується, забезпечуючи розриви ланцюгів.

Найбільш частими пошкодженнями запобіжника є: оплавлення болтів і затисків унаслідок їх перегріву, руйнування, тріщини або поява нагару ізоляційної плити і перегоряння плавких вставок.

Контактні ножі і губки іноді мають сліди розплавленого металу, нагару, підгоряння, нещільне прилягання. Усунення цих дефектів досягається тими ж способами, що і у рубильників.

Потрібно стежити, щоб плавка вставка підбиралася у відповідності з навантаженням і номінальним струмом запобіжника (по довідниках). При струмі, що перевищує номінальний струм плавкої вставки на 25-30 %, остання розплавляється і відключає пошкоджену ділянку ланцюга. У трубчастих запобіжників ПН-2 (Рис. 2. 14, а) фарфоровий патрон, що має сколи або тріщини, замінюють новим. При перегоранні плавкої каліброваної вставки, її замінюють таким чином: відкручують два гвинти, що кріплять контактну шайбу струмопровідного елементу однієї з кришок 2 патрони 4, відкручують чотири гвинта, що кріплять кришку до корпусу, і знімають кришку разом з азбестовою прокладкою; висипають з патрона кварцевий пісок 8, відкручують два гвинти, що кріплять другу контактну шайбу, і видаляють її з патрона. Внутрішню поверхню фарфорового патрона очищають і встановлюють нову плавку вставку. Пісок повинен бути свіжим. Використаний пісок можна залишити, якщо він не спікся і не відволожився. Контактну частину ремонтують аналогічно попереднім типам запобіжників.

При появі тріщин на фібровому патронові трубчастих запобіжників ПР-1 і ПР-2 (Рис. 2. 14, б, в) запобіжник замінюють новим.

Рисунок 6 - Трубчасті запобіжники: а - ПН з кварцовимнаповнювачем,б,в - ПР з патронами на струми 100 і 60 А; 1 - сталеві пружинячі кільця контактів, 2 - металеві кришки, 3 - гвинт; 4 - фарфоровий патрон, 5 - контактні ножі, 6 - плавкі вставки, 7 - контактні-болти, 8 - кварцевий пісок, 9 - олов'яна кулька (розчинник), 10- контактні стійки, 11 - ізоляційна плита, 12 - Т-образні виступи, 13 - фіброва трубка, 14 - латунні ковпачки, 15 - гвинт

3. ЗАСТОСУВАННЯ НЕАВТОМАТИЧНИХ АПАРАТІВ

Схема керування трифазним асинхронним електродвигуном за допомогою контактора (рис. 3.1.) складається із двох частин - силового ланцюга (товсті лінії) і ланцюга керування (тонкі лінії). У силовий ланцюг послідовно в кожну фазу включені головні контакти контактора й обмотки мотора. У ланцюг керування який підключено на лінійну напругу живильної мережі, входять послідовно з'єднані кнопки SBS ПУСК і SBT СТОП і обмотка контактора КМ1. При натисканні кнопки ПУСК утворюється ланцюг керування: фаза А - Обмотка КМ1 -- контакти кнопки SBS -- контакти кнопки SBT -- фаза С.

Головні контакти КМ1.1, КМ1.2 замикаються, і на обмотки електродвигуна подається трифазна напруга. Щоб двигун не зупинився при відпусканні кнопки ПУСК, паралельно підключені блокувальні контакти KM1.4. зупинка виконується натисканням кнопки СТОП, тобто розмиканням кола керування.

Рисунок 6 - Схема керування трифазним асинхронним електродвигуном за допомогою контактора

Реверсування електродвигунів (Рис. 3.2.). Виконується двома контакторами й трьохкнопковою станцією. При одночасному спрацьовуванні двох пускачів відбувається коротке замикання між фазами А та С контактні системи пускачів виходять із ладу. Тому в реверсивних схемах запуску застосовують механічні й електричні блокування. Принцип роботи механічного блокування полягає в наступному. При спрацьовуванні одного з контакторів, що рухаються частини контактної системи другого контактора фіксуються важелем із засувкою або в зазор магнітопроводу вводиться стрижень, що обмежує переміщення контактної системи.

Рисунок 7 - Реверсування електродвигунів

Електричне блокування полягає в тому, що ланцюг видалення запуску двигуна ВПЕРЕД проходить через нормально замкнуті блокувальні контакти КМ2.5. І навпаки, ланцюг видалення запуску двигуна НАЗАД проходить через нормально замкнуті блокувальні контакти КМ1.5. Аналогічно працює трьохкнопкова станція керування, тому що ланцюг керування пуском двигуна ВПЕРЕД проходить через нормально замкнені контакти SBS2, а ланцюг запуску двигуна НАЗАД -- через нормально замкнені контакти SBS1. При одночасному натисканні кнопок SBS1 і SBS2 жоден контактор не спрацює. Реверсування двигуна виконується наступним чином. При спрацьовуванні контактора КМ1 до обмоток двигуна подається напруга мережі із прямим порядком чергування фаз ( А - В - С). Якщо спрацює контактор КМ2, то порядок чергування зворотний (С-В-А).

Пуск електродвигуна вперед здійснюється наступним чином. Натисканням кнопки ВПЕРЕД замикається ланцюг: фаза А -- запобіжник F1 - контакти кнопки SBT - розмикальні кінтакти кнопки SBS2 замикаючі контакти SBS1 -- розмикаючі контакти КМ2.5 -- обмотка КМ1 -- запобіжник F3 -- фаза С. Замикання головних контактів КМ1.1, КМ1.2, КМ1.3 забезпечує запуск двигуна вперед. Одночасно з головними контактами замикається блокувальний контакт КМ 1.4, який замикає ланцюг керування після відпускання кнопки SBS1. Для зупинки двигуна необхідно натиснути кнопку SBT. При натисканні кнопки НАЗАД спрацює контактор КМ2 і відбудеться запуск двигуна у зворотну сторону.

Список використаної літератури

1. Бондар В.М., Гаврилюк В.А., Духовний А.X. та ін. Практична електротехніка для робітничих професій: Пі-друч. для учнів проф.-навч. закладів з різноманіт. галузей пром.-сті та побут, обслуг.- К.: Веселка, 1997.

2. Егоров Г.П., Коварский А.И. ЕЗО Устройство, монтаж, эксплуатация и ремонт промышленных электроустановок. Изд. 3-е, перераб. Учебник для профес.-технич. учебных заведений и подг. рабочих на произв. М., «Высшая школа», 1972 (I кв.) 352 с. с илл.

3. Кисаримов Р.А. Справочник електрика.

4. Кокорев А.С. Злектрослесарь по ремонту злектрических машин: Учеб. для СПТУ.

5. Фещенко В.Н., Махмутов Р.X. Токарная обработка: Учеб. для ПТУ.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1990.-303 с: ил.