ЕЛЕКТРОПРИВОД

 

П.О. Василега

Д.В. Муріков

 

 

ЕЛЕКТРОПРИВОД

РОБОЧИХ МАШИН

 

Навчальний посібник

 

 

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

як навчальний посібник для студентів вищих

навчальних закладів

 

Суми

Університетьська книга

2006

ВСТУП

Одним із головних напрямків підвищення продуктивності праці та якості продукції в промисловості є автоматизація промислових установок і технологічних процесів. Рівень ав­томатизації значною мірою залежить від використання су­часних зразків електропривода, який забезпечує перетворен­ня електричної енергії в механічну енергію руху робочих органів або навпаки, а також керує їх рухом.

Електропривод є невід'ємною складовою частиною всіх робочих машин, і правильність його вибору великою мірою визначає ефективність і надійність їх роботи. Від електро­привода залежать такі основні показники робочих машин, як точність, надійність, а також швидкість і діапазон її ре­гулювання, величина навантажень, особливо на час пуску та гальмування, та ін.

Підвищення вимог до електропривода, розширення його функцій приводить до зростання його складності. Сьогодні ціна електропривода дуже часто складає значну частину від загальної ціни робочої машини, а тому правильний вибір тієї чи іншої системи електропривода суттєво впливає на собівартість.

Правильне поєднання механічних характеристик вико­навчих органів робочих машин та електропривода є умовою вдалого конструктивного і технологічного рішення при про­ектуванні робочих машин.

Актуальними є також питання, пов'язані з раціональним використанням електроенергії та енергозбереженням. Лише глибокі знання тих процесів, які відбуваються у всіх складо­вих частинах робочої машини чи установки, включаючи і електропривод, можуть бути запорукою успішного вирішення цього питання.

Розділ 1

Основи електропривода

 

Основні терміни і визначення

На структурній схемі (рис. 1.1) показано складові части­ни електропривода та їх взаємозв'язок. Живлення електричною енергією здійснюється від дже­рела живлення (ДЖ) (наприклад, генератора або мережі по­стійного чи…

Основні види електроприводів

Індивідуальний електропривод - електропривод, що забез­печує рух лише одного виконавчого органу робочої машини. Електропривод постійного струму — електропривод з електродвигуновим пристроєм… Електропривод змінного струму - електропривод з елек­тродвигуновим пристроєм змінного струму.

Види електричних схем електропривода

Структурна схема визначає основні функціональні скла­дові частини електропривода, їх призначення і взаємозв'я­зок між ними (приклад такої схеми… Функціональна схема, крім інформації, яку дає структур­на схема, пояснює… Розглянемо функціональну схему, що представлена на рис. 1.2. Джерелом живлення такої схеми є мережа змін­ного…

Основи механіки електропривода

Приведення моментів і сил

На практиці в інженерних розрахунках буває доцільним реальну багатомасову механічну систему електропривода за­міняти двомасовою системою (рис.… Спрощення реальної механічної системи досягається шляхом приведення параметрів…  

Механічні характеристики робочих механізмів

Залежність між приведеними до вала двигуна параметра­ми швидкості і моменту опору робочого механізму 𝜔 = f(Mc) називають механічною… Для кожного окремо взятого робочого механізму залежність 𝜔 = f(Mc)… Мс =М0 + (Мс мех - М0) (1.6)

Механічні характеристики електродвигунів

𝜔 = f(M). Для більшості ви­дів електродвигунів характерною ознакою є зменшення швид­кості обертання вала двигуна зі збільшенням моменту.… = (М2 - М1)/(𝜔2 – 𝜔1) = М/ 𝜔. (1.7) Згідно з формулою (1.7) механі­чні характеристики електродвигунів класифікують таким чином (рис. 1.6)

Умови роботи електропривода в усталеному режимі

У процесі роботи більшості робочих машин момент опору постійно змінюється. Електродвигуни мають унікальну зда­тність автоматично підтримувати… Пояснимо це на прикладі ро­боти електропривода робочої ма­шини, яка має…  

Рівняння руху електропривода

Перехідним режимом роботи електропривода називають режим роботи при переході від одного усталеного режиму до іншого. Характерними прикладами роботи… Перехідний режим роботи може мати місце також у ре­зультаті виникнення аварій,… Рівняння руху електропривода в перехідному режимі має враховувати всі сили та моменти, які діють в електромехані­чній…

Основні визначення і класифікація

- комутація електричних кіл; - пуск, гальмування та реверс електричних двигунів; - захист від недопустимого збільшення чи зменшення па­раметрів;

Електричні контакти

В електричних апаратах, що використовуються в елект­роприводах робочих машин, найчастіше використовуються такі види контактів (рис. 2.1): а -…    

Пристрій дугогасіння

Завдання пристрою дугогасіння - швидке й надійне га­сіння електричної дуги. В електричних апаратах найбільш поширеними є кіль­ка способів дугогасіння. Дугогасильні камери з поздовжніми або лабіринтними щілинами. Їх призначення - локалізувати область, яка за­йнята…

Привод електричних апаратів

В електричних апаратах найчастіше використовують ру­чний або електромагнітний привод. Значно рідше - пневмо- або гідропривод. При ручному приводі рухомі контакти приводяться в дію людиною. Надійна… Деякі електричні апарати з ручним приводом забезпе­чують автоматичне повернення контактів у попереднє поло­ження…

Основні характеристики і параметри електромагнітного привода

Графік цієї залежності подано на рис. 2.7. Найменше зна­чення тягова сила РТ , згідно з (2.1) та (2.2) має в момент вмикання електромагніта,…  

Контрольні питання

2. У чому полягає різниця між замикаючими та розмикаючи­ми контактами? 3. Від яких параметрів залежить величина зазору та провалу? 4. Яке призначення пристроїв дугогасіння? У чому полягає прин­цип їх дії?

Пускорегулювальні електричні апарати

Пускорегулювальні електричні апарати використовуються для вмикання/вимикання електродвигунового пристрою та керування процесом його роботи. До цієї групи електрич­них апаратів можна віднести контактори, реле проміжні та реле часу.

 

Контактори

Контактори постійного струму призначені в основно­му для комутації в силових електричних колах постійного струму з напругою до 220 В при частих та з… Характерним прикладом однополюсного контактора по­стійного струму є контактор… Перша головна складова частина цього контактора - кон­такти складається із головних контактів (нерухомий 4 та рухомий…

Реле проміжні

У схемах електропривода робочих механізмів викорис­товують реле проміжні як постійного, так і змінного стру­мів. Реле постійного струму більш… Прикладом такого електричного апарата є реле проміж­не типу ПЭ-6 (рис. 3.3). …  

Реле часу

У схемах електропривода робочих механізмів використо­вують різні види реле часу: пневматичні, маятникові, мотор­ні, електромеханічні, з годинниковим… Схематично конструкцію реле часу з електромагнітним сповільненням показано на… Такі реле часу мають певні конструктивні та функціональні особливості:

Електричні апарати захисту

Ці електричні апарати виконують функцію захисту від не­допустимих значень електричних і неелектричних парамет­рів у різних режимах роботи електропривода. До цієї групи електричних апаратів можна віднести: запобіжники плавкі, реле теплові, реле струму та напруги, мікроперемикачі, шля­хові вимикачі та ін.

 

Запобіжники плавкі

У разі значного миттєвого збільшення сили струму через вставку плавку (наприклад, у режимі к.з.), або ж тривалого значного перевантаження споживача,… Як приклад такого електричного апарата розглянемо за­побіжник плавкий типу…  

Реле теплові

  Нагрівання біметалевої пластини може відбуватися по-різному. Струм… Важіль 2 з допомогою пружини 3 надійно притиска­ється до біметалевої пластини 1. Важіль 2 може обертати­ся навколо осі…

Реле струму

Найчастіше такі реле виконують функцію реле максима­льного струму, але можуть виконувати і функцію реле міні­мального струму. Ці реле бувають як…    

Реле напруги

Такі реле можуть виконувати функцію як реле максима­льної, так і реле мінімальної напруги. Електромагнітний привод цього реле склада­ється з двох котушок 1, обмотки яких…  

Мікроперемикачі

напругою до 220 В та постійного струму напругою до 110 В. У мікроперемикачі типу МП-1 (рис. 3.13) рухомий кон­такт 2 з допомогою пружини 3… Умовні графічні позначення мікроперемикачів на елект­ричних схемах показані в…  

Кіницеві вимикачі

На рис. 3.14 показано кінцевий вимикач типу ВПК2. У початковому стані шток 1 і рухомі контакти 2 знаходяться в лівому крайньому положенні. Лівий…   Кінцеві вимикачі призначені для роботи в електричних колах змінного струму з напругою до 500 В та в колах по­стійного…

Комутаційні електричні апарати

Комутаційні електричні апарати призначені для комута­ції як силових, так і допоміжних електричних кіл керуван­ня роботою електропривода робочих машин. Переважна біль­шість із них має ручний привод, за допомогою якого рухомі електричні контакти переміщуються під дією сили, створе­ної рукою оператора.

До цієї групи електричних апаратів можна віднести: ру­бильники, пакетні перемикачі, кнопки та кнопкові пости.

Рубильники

Рубильники класифікують на такі групи: 1. одно-, дво- і триполюсні; 2. з центральною рукояткою, з боковою рукояткою та з бо­ковим важільним приводом;

Пакетні вимикачі

220 В постійного струму. Їх використовують як групові комутаційні апарати на щитах керування кількох взаємозв'язаних електроприво­дів, як перемикачі…   Назва цих вимикачів походить від того, що вони набирають­ся з пакетів 3, кожний з яких складається із нерухомих…

Тумблери

У цих електричних апаратах (рис. 3.18) використовують «стрибаючий» рухомий контакт 1. З рукояткою 4 він з'єд­наний підпружиненою системою важелів 3.…    

Кнопки керування і кнопкові станції

  Дві або більше кнопок керування, які змонтовані на од­ній панелі або ж в… У системах електропривода широко застосовуються кноп­ки керування серії КЕ різних типів, які відрізняються за видом,…

Комбіновані електричні апарати

До таких електричних апаратів можна віднести: автома­тичні вимикачі, магнітні пускачі та ін.   3.4.1. Автоматичні вимикачі (автомати)

Магнітні пускачі

- дистанційне керування роботою асинхронних двигунів (вмикання, вимикання, реверс); - автоматичне відключення при зниженні напруги мережі живлення нижче… - захист від перевантажень.

Аналіз режиму роботи електродвигуна

Режим роботи електродвигуна визначається співвідношен­ням тривалості роботи і пауз, характером зміни наванта­ження, а також температурним режимом його основних скла­дових частин. ГОСТ 17154-71 регламентує вісім основних режимів роботи, які мають умовне позначення S1 S8.

 

 

Тривалий режим роботи

Тривалим режимом (S1) називають режим роботи, за яко­го електродвигун працює з навантаженням Р і за час ро­боти температура всіх його частин досягає сталого зна­чення (0 = const) (рис. 4.1).

 

Такий режим роботи характерний для електропривода вентиляторів, насосів, компресорів, транспортерів.

 

Короткочасний режим роботи

Цей режим роботи є циклічним, період циклу ((tц) визнача­ється таким чином: tц= tp + tп (4.1) ГОСТом визначені стандартні значення часу роботи в даному режимі: tp = 10, 30, 60, 90 хв.

Повторно-короткочасні режими роботи

Однією з головних характеристик цього режиму роботи є тривалість вмикання (ТВ): ТВ = 100%. (4.2)  

Переміжні режими роботи

Однією з головних характеристик такого режиму є три­валість роботи з незмінним навантаженням (ТН), яка ви­значається у відсотках до тривалості… Для переміжного режиму S6 (рис. 4.6) характерним є те, що час роботи (tр) під…  

Вибір виду електродвигуна

 

Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором

- не потрібне регулювання швидкості в процесі роботи; - допустиме незначне (як правило, не більше 10%) знижен­ня швидкості при… - пуски здійснюються не часто;

Асинхронні двигуни з фазним ротором

· потрібно в широкому діапазоні регулювати швидкість ро­бочого органа (як правило, від нуля до номінального зна­чення); · характерні важкі пуски та електричні гальмування; є обмеження на допустимі значення пускових струмів.

Синхронні двигуни

- потрібна стабільна частота обертання при зміні наванта­ження від 0 до Мном ; - пуски здійснюються дуже рідко;

Двигуни постійного струму

До переваг двигунів постійного струму можна віднести наявність: 1. широкого діапазону регулювання частоти обертання (від 0 до пном вище до… 2. трьох порівняно простих і надійних способів регулюван­ня частоти обертання: зміною напруги на обмотці якоря,…

Вибір номінальної напруги

В електродвигунах змінного струму величини номіналь­ного та максимального моментів знаходяться у квадратич­ній залежності від напруги. Тому… З урахуванням цих факторів, а також завдяки викорис­танню нових ізоляційних… Таке підвищення напруги живлення дещо збільшує не­безпеку для обслуговуючого персоналу, але використання якісних…

Вибір номінальної швидкості

1. Електродвигуни з більшою номінальною швидкістю мають менші габарити, масу та вартість. Як видно із табл. 4.1, асинхронні електродвигуни серії 4А… 2. Більшість робочих машин мають малі значення но­мінальних швидкостей…

Вибір за конструктивним виконанням

При виборі електродвигуна за конструктивним виконан­ням ураховують такі основні фактори: вплив кліматичних факторів навколишнього середовища, у якому експлуатуєть­ся двигун; ступінь захисту; виконання двигуна за способом монтажу.

 

Вплив кліматичних факторів навколишнього середовиша

Крім кліматичних умов також враховується категорія розміщення електродвигуна, яка позначається цифрою від 1 до 5. Умовні позначення категорії… У літерно-цифровому позначенні типорозміру електродви­гуна (наприклад,…  

Ступінь захисту

Згідно з ГОСТом, літерно-цифрове позначення ступеня захисту складається з латинських літер IP та двох цифр. Перша цифра характеризує ступінь захисту… Наведемо кілька рекомендацій щодо вибору електродви­гунів за ступенем захисту.… ­

Спосіб монтажу

При виборі електродвигуна за способом монтажу необхідно враховувати:

- робоче положення: горизонтальне, вертикальне, похиле;

- спосіб кріплення: на лапах, фланцем, вмонтований, до фун­даменту чи до робочого механізму та ін.;

- виконання вихідного кінця валу: без кінця валу, із цилін­дричним, конічним чи фланцевим кінцем валу; з одним чи двома кінцями валу та ін.

 

Вибір електродвигуна за потужністю

Вибір електродвигуна із завищеною потужністю спри­чинює неповне використання технічних можливостей дви­гуна. У такому разі ККД двигуна знижується. У… Вибір двигуна із заниженою потужністю призводить до його перевантаження, яке… Завдання вибору електродвигуна ускладнюється ще й тим, що як величина, так і характер його навантаження в процесі…

Методи розрахунку необхідної потужності електродвигуна

При використанні методу середніх втрат з урахуван­ням діаграм навантаження розраховують величину серед­ніх втрат для попередньо вибраного… = (4.14) де - потужності втрат попередньо вибраного електродвигуна на кожному з інтервалів навантаження;

Вибір електродвигуна і перевірка правильності вибору при роботі в режимі S1

tц > 10 хв. При постійному навантаженні протягом усього часу роботи електродвигун… Мс <Мном ,Рс<Рном , (4.20)

Вибір електродвигуна і перевірка правильності вибору при роботі в режимі S2

При постійному навантаженні двигун вибирають за умовою (4.20). За діаграмою навантаження визначають дій­сний час роботи (tр) двигуна за один цикл і… tр (tр ст ). (4.27) При змінному навантаженні двигуна розраховуються еквівалентні величини, які приводяться до одного зі станда­ртних…

Вибір електродвигуна і перевірка правильності вибору при роботі в режимі S3

за діаграмою навантаження визначається дійсне значення тривалості циклу 10 хв; розраховується дійсна тривалість вмикання (ТВ) за фор­мулою (4.2); розраховується еквівалентна величина моменту або поту­жності, приведена до найближчого рівного або більшого…

Вибір електродвигуна і перевірка правильності вибору при роботі в режимах S4 - S8

1. за діаграмою статичних навантажень визначаються екві­валентні величини - момент або потужність, як для ре­жиму S3; 2. отримані значення моменту перемножують на коефіцієнт запасу, який враховує… 3. для вибраного електродвигуна будується уточнена діаграма навантаження, за якою виконуються уточнені розрахунки; …

Варіант 1

За умовою задачі регулювати швидкість немає потреби, тому вибираємо асинхронний двигун із короткозамкненим ротором основного виконання - як найбільш… . 2.Обґрунтування вибору номінальної (синхронної) швид­кості… З метою можливого вилучення зі складу електропривода передавального пристрою вибираємо електродвигун із син­хронною…

Варіант 2

Вибираємо асинхронний двигун з короткозамкненим ротором, що призначений для роботи в режимі S3 зі стандарт­ним значення ТВ =… . 2. Обґрунтування вибору номінальної (синхронної) швид­кості електродвигуна.

Спрошений спосіб вибору електродвигуна

для компресорів: P = (4.33) де - коефіцієнт запасу потужності ( = 1,1 1,2);

Контрольні питання

2. Чим відрізняється тривалий режим роботи від короткочас­ного? 3. Для яких режимів роботи використовують характеристику «тривалість… 4. У яких випадках доцільно використовувати асинхронні дви­гуни з короткозамкненим ротором?

Особливості пуску електропривода

До основних проблем пуску електропривода можна віднес­ти: малі значення пускового моменту для більшості двигу­нів, обмеження за пусковим струмом, жорсткі вимоги щодо часу розгону електропривода до номінальної швидкості.

 

Вимоги до пускового моменту електродвигуна

M = Мп - Мсп (5.1) При від'ємних і навіть нульових значення M запуск електропроводу… Пускові властивості електродвигуна аналізують за зна­чнням коефіцієнта пуску:

Вимоги до пускових струмів

Для електроприводів на основі електродвигунів постій­ного струму, асинхронних двигунів із фазним ротором і для значної частини синхронних двигунів…

Вимоги до часу пуску

По-перше, зменшення часу пуску ( ) дозволяє збільшити швидкодію та продуктивність електропривода. По-друге, зменшення часу пуску можливе лише за умови збільшення різниці між… Але і це збільшення різниці моментів, згідно з форму­лою (1.10), зумовлює збільшення динамічної складової мо­ментів,…

Шляхи вирішення проблем пуску

Першим шляхом вирішення цієї проблеми в електропри­водах робочих машин з великими статичними та інерційними навантаженнями на час пуску є збільшення… Другим шляхом вирішення цієї проблеми є правильний вибір способу пуску. Для… 1. пря­мий;

Особливості гальмування електропривода

В електроприводах робочих машин найчастіше застосову­ються такі способи гальмування: на вибіг, динамічне та противмиканням.

 

Гальмування на вибіг

Перевага способу: гальмування на вибіг є найпрості­шим за виконанням і потребує мінімуму необхідних елек­тричних апаратів для реалізації. Він широко… Недолік способу: час гальмування залежить як від почат­кової швидкості, за… Розглянемо цей режим гальмування на прикладі асинхрон­ного двигуна з короткозамкненим ротором (рис. 5.5).

Гальмування противмиканням

     

Регулювання швидкості електропривода

Використання того чи іншого способу регулювання швидко­сті електропривода в основному залежить від виду електро­двигуна, що використовується в ньому.

 

Регулювання швидкості електропривода з асинхронним двигуном із короткозамкненим ротором

n = (5.3) де f1 - частота напруги живлення, Гц; р - кількість пар полюсів електродвигуна;

Регулювання швидкості електропривода з асинхронним двигуном із фазним ротором

  Зміною величини опору Rд досягається збільшення на­хилу механічної…  

Регулювання швидкості електропривода із синхронним

Двигуном

n = (5.4) Отже, регулювати швидкість синхронного двигуна мож­на двома способами: зміною…  

Регулювання швидкості електропривода з двигуном постійного струму

n = (5.5) де - напруга джерела живлення, до якого підключене коло обмотки якоря, В; … — струм, що протікає в колі обмотки яко­ря, А;

Реверс електропривода

В електроприводах з асинхронними двигунами з корот­козамкненим та фазним ротором і з синхронним двигу­ном реверса досягають шляхом зміни чергування… В електроприводах з двигуном постійного струму ревер­са можна досягти двома…  

Робота електропривода з постійною швидкістю

Як приклад розглянемо роботу схеми асинхронного елек­тропривода для автоматичної стабілізації швидкості зміною напруги живлення двигуна (рис.… Ж'ивлення схеми відбувається від трифазної мережі змін­ного струму. Функцію електродвигунового пристрою в цьому електро­приводі виконує трифазний асинхронний двигун із коротко­замкненим…

Особливості роботи робочих машин для переміщення рідин і газів

Для електропривода робочих машин даної групи відцен­трового типу характерною особливістю є полегшені умови пуску, обумовлені такими факторами: - пусковий момент опору Мсп робочої машини відносно ма­лий і складає Мсп =… - вони мають нелінійно-зростаючу (вентиляторну) механі­чну характеристику, що на час пуску добре узгоджується з…

Спеціальні електричні апарати

Спеціальні електричні апарати для автоматичного керування роботою компресорів

Підтримання постійних значень тиску газу в системі є однією з головних вимог, що висуваються до систем автома­тичного контролю роботи компресорів.… Як правило, тиск газу в системі змінюється постійно: коли споживання газу… Регулювання продуктивності компресорів може здійсню­ватися різними способами: автоматичним відкриванням чи закриванням…

Спеціальні електричні апарати для автоматичного керування роботою насосів

Для контролю та автоматичного регулювання цих парамет­рів використовують спеціальні апарати, до яких можна від­нести: реле тиску, реле струминне,… Реле тиску використовують в насосних установках для контролю величини тиску… Реле струминне використовують для контролю наявнос­ті потоку (струменя) рідини в трубопроводі або відповіднос­ті…

Електричні схеми керування роботою робочих машин для переміщення рідин і газів

Основні правила креслення та опису роботи принципових електричних схем

Електричні з'єднання між елементами схеми зобра­жаються лініями електричного зв'язку, розташованими у вигляді горизонтальних та вертикальних… Умовні графічні позначення елементів і лінії їх елект­ричного зв'язку… Кожний елемент електричної схеми повинен мати літе­рно-цифрове позиційне позначення. Воно складається з двох частин,…

Принципова електрична схема керування роботою насоса з використанням поплавкового реле

Джерелом живлення принципової електричної схеми, зобра­женої на рис. 6.10, є трифазна чотирилінійна мережа змін­ного синусоїдального струму.

 

Силовим споживачем електричної енергії є трифазний асинхронний двигун М з короткозамкненим ротором, який приводить у рух насос.

Перелік і призначення електричних апаратів наведено в табл. 6.1.

Робота схеми на час запуску. Підключення як силової частини схеми, так і схеми керування до джерела живлення відбувається з допомогою автоматичного вимикача QF.

З допомогою перемикача S можливий вибір ручного або автоматичного керування роботою насоса.

При ручному керуванні (перемикач S в положенні «Р») запуск відбувається натисканням кнопки керування SB1, а при автоматичному керуванні (перемикач S у положенні «А») - при замиканні контакту поплавкового реле SL:1 (на рис. 6.6 контакт 7), що відбувається, коли рівень води в резер­вуарі досягне значення

h = h_min

В обох випадках спрацьовує контактор К. Замикання си­лових контактів К:1 забезпечує прямий пуск двигуна М, а допоміжних контактів К:2 та К:3 - відповідно блокування SB1 та SL:1.

 

 

Таблиця 6.1. Перелік і призначення електричних апаратів, що забезпечують керування насосом з використанням поплавкового реле

Позначення	Найменування	Призначення
FU1,FU2	запобіжники	захист кіл керування від струмів к.з.
K	контактор	комутація силових кіл і кіл керування
KL	реле проміжне	комутація кіл керування
QF	автоматичний вимикач	вмикання/вимикання схеми в нормальному режимі і захист від струмів к.з. та тривалих перевантажень
S	перемикач	вибір способу керування
SB1, SB2	кнопки керування	функції "Пуск", "Стоп" у нормальному режимі
SL	реле поплавкове	контроль рівня рідини в резервуарі

 

Робота схеми в сталому режимі. Робота двигуна М в сталому режимі забезпечує поповнення рідини в резервуарі з допомогою насоса. Електродвигун М обертається зі швид­кістю, величина якої залежить від величини навантаження, спричиненого насосом.

Робота схеми при робочому відключенні. При ручному керуванні відключення відбувається натисканням кнопки керування SB2, а при автоматичному керуванні - при за­миканні контакту поплавкового реле SL:2 (на рис. 6.6 кон­такт 3), що відбувається, коли рівень води в резервуарі досягне значення h =h_max . Після цього спрацьовує реле проміжне KL, розмикається його контакт KL у колі живлення котуш­ки контактора К.

В обох випадках відключається контактор К. Розмикан­ня його силових контактів К:1 забезпечує гальмування на вибіг двигуна М, а розмикання допоміжних контактів К:2 та К:3 - відповідно розблокування SB1 та SL:1.

Робота схеми при аварійному відключенні. У разі виник­нення короткого замикання в електричних колах керування відбувається перегорання вставки плавкої запобіжників FU та відключення контактора К і двигуна М від мережі живлення.

У разі виникнення короткого замикання або тривалого перевантаження в силових колах спрацьовує електромагніт­ний або тепловий розщеплювач автоматичного вимикача QF. Він вимикається, і вся схема відключається від джерела жи­влення.

 

Принципова електрична схема керування роботою

Насоса з використанням електродного реле рівня рідини

Силовим споживачем електричної енергії в цій схемі є двигун постійного струму з паралельним збудженням М, який приводить у рух насос (табл. 6.2). …  

Принципова електрична схема керування роботою компресорної установки звикористанням електроконтактних манометрів

У компресорних установках малої продуктивності зі змін­ним графіком споживання стисненого газу дуже часто вико­ристовують два компресори, що включені на паралельну робо­ту. Технологічна схема роботи таких компресорів (рис. 6.12) забезпечує більш ефективне та економічне їх використання. Два компресора К1 та К2 приводяться в рух окремо від елек­тродвигунів МІ та М2.

 

 

 

Стиснений газ по трубопроводу 1 передається спочатку до ресивера Р, який згладжує пульсації тиску газу від комп­ресорів і підтримує його постійним у магістралі 5, по якій газ подається до споживачів.

На виході кожного з компресорів установлені зворотні клапани 2, які виключають можливість роботи одного комп­ресора на інший при різниці миттєвих тисків газів, що ство­рює кожний із них.

На ресивері встановлені два електроконтактних маноме­три 3 і 4, які вимірюють тиск газу в ресивері і дозволяють автоматизувати роботу компресорної установки з підтримання тиску газу в магістралі в певному діапазоні.

Як правило, обидва манометри мають однакову верхню межу тиску (Р_тах1 = Р _тах2), при якому замикаються електри­чні контакти для створення електричного сигналу U_вим для вимкнення обох компресорів.

Нижні межі тиску, при яких замикаються електричні контакти для створення електричного сигналу U_вм для вми­кання компресорів, різні

(звичайно Р_min1 > Р_min2). Тому при пониженні тиску в мережі до Р_min1 спочатку вмикається пер­ший компресор, а якщо тиск і далі падає, то до роботи залу­чається й другий.

Принципова електрична схема (рис. 6.13) забезпечує ав­томатичне керування роботою двох компресорів.

Джерелом живлення для схеми є трифазна мережа змін­ного струму.

Силовими споживачами електричної енергії в цій схемі є два асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором: МІ та М2, які приводять у рух компресори.

Перелік електричних апаратів та їх призначення подано в табл. 6.3.

Робота схеми на час запуску. Підключення силових елек­тричних кіл двигунів МІ та М2 до джерела живлення відбу­вається з допомогою автоматичних вимикачів QF1 та QF2. Електричні кола керування підключаються до джерела жи­влення з допомогою автоматичного вимикача QF3.

Схема забезпечує як ручне, так і автоматичне керування роботою компресорів.

При ручному керуванні перемикачі S1 та S2 установлю­ються в положення «Р». При цьому спрацьовують контакто­ри К1 та К2, відбувається прямий пуск двигунів МІ та М2, і вмикаються обидва компресори. Потрібно пікреслити, що таке керування відбувається, як правило, лише на стадії випробу­вання компресорної установки.

Таблиця 6.3. Перелік і призначення електричних апаратів схеми керування компресорною установкою

Позначення	Найменування	Призначення
B	сирена	звукова сигналізація
HL	лампа сигнальна	світлова сигналізація
K1,K2	контактори	комутація силових кіл
KL1…4	реле проміжні	комутація кіл керування
KT	реле часу	забезпечення затримки в часі
QF1, QF2	автоматичні вимикачі	вмикання/вимикання силових кіл у нормальному режимі та захист від струмів к.з. і тривалих перевантажень
QF3	автоматичний вимикач	вмикання/вимикання кіл керування в нормальному режимі та захист від струмів к.з. і тривалих перевантажень
S1,S2	перемикачі	вибір режиму керування
SL1, SL2	електроконтактні манометри	контроль тиску газу та комутація кіл керування

 

 

При автоматичному керуванні перемикачі SI та S2 встановлюються в положення «А». Якщо тиск газу в ресивері менше першої нижньої межі тиску Р_min1, то замикається кон­такт електроконтактного манометра SL1:1. Спрацьовує про­міжне реле KL1. Його контакт KL1:1 забезпечує вмикання контактора К1 і, відповідно, двигуна М1, а контакт KL1:2 разом із контактом KL3 забезпечують замкнення електрич­ного кола живлення котушки реле проміжного KL1, навіть коли тиск у ресивері буде більшим Р_min1 .

Якщо ж тиск газу в ресивері продовжуватиме знижува­тися, то при досягненні другої нижньої межі тиску Р_тіп2 замикається контакт електроконтактного манометра SL2:2. Спрацьовує проміжне реле KL4, контакт KL4 якого забезпе­чує вмикання реле проміжного KL2. Контакт KL2:2 замикає електричне коло живлення котушки контактора К2, і він вимикається. Замикаються контакти К2, і відбувається пря­мий пуск двигуна М2. Контакт KL2:1 разом із контактом KL3 забезпечують замкнене електричне коло живлення ко­тушки реле проміжного KL2, навіть коли тиск у ресивері перевищує значення Р _max

Робота в сталому режимі. У цьому режимі працює один двигун М1 або також двигун М2, нагнітаючи газ у ресивер та магістраль доти, поки тиск газу не досягне значення вер­хньої межі тиску Р _max

Робота схеми при робочому відключенні. У ручному ре­жимі роботи відключення двигунів М1 та М2 відбувається переключенням перемикачів S1 та S2 в положення «0». Кон­тактори К1 та К2 вимикаються, і відбувається гальмування на вибіг двигунів МІ та М2.

В автоматичному режимі роботи відключення відбува­ється при досягненні верхньої межі тиску Р_max При цьому замикаються контакти електроконтактних манометрів SL1:2 та SL2:1 (за умови, що обидва манометри мають однакову вер­хню межу тиску Р_тах1 = Р_тах2) Спрацьовує проміжне реле KL3, розмикаючий контакт KL3 якого забезпечує вимикання реле проміжних KL1 та KL2. Відбувається відключення контакто­рів К1 та К2 і гальмування на вибіг двигунів М1 та М2.

У вимкненому положенні обидва компресори знаходять­ся доти, поки тиск газу не досягне нижньої межі Р_тіп1

Робота схеми при аварійному відключенні. Захист си­лових кіл від короткого замикання або тривалого переван­таження виконується автоматичними вимикачами QF1 та QF2, а електричних кіл керування - автоматичним вими­качем QF3.

Після того як тиск газу досягне другої нижньої межі Р_тіп2 і замкнеться контакт проміжного реле KL4, загорається сигна­льна червона лампа HL і напруга подається на котушку реле часу КТ. Якщо тиск газу при роботі двох компресорів падати­ме чи навіть не підвищуватиметься, то весь цей час буде замкненим контакт SL2:2 електроконтактного манометра, реле проміжне KL4 буде ввімкнене, і з витримкою часу замкнеться контакт КТ реле часу. Вмикається звукова сирена В.

Оператор повинен вжити заходів для ручного вимикання компресорної установки та усунення причин, що зумовили таке значне пониження тиску газу.

Контрольні питання

1. У чому полягають особливості роботи електроприводів робо­чих машин відцентрового типу?

2. У чому полягають особливості роботи електроприводів робо­чих машин поршневого типу?

3. За яких умов з'являється електричний сигнал U_вм на виході реле струминного (див. рис. 6.5)?

4. Що треба зробити, щоб збільшити допустимий верхній рі­вень (h_max) рідини в резервуарі при його контролі з допомо­гою реле поплавкового (див. рис. 6.6)?

5. Чим відрізняється робота реле контролю заливання клапан­ного і мембранного типів?

6. Чи можливий контроль рівня трансформаторного масла в резервуарі за допомогою електродного датчика рівня (див. рис. 6.9)?

7. Які правила літерно-цифрового позиційного позначення еле­ментів на електричних схемах?

8. Яка послідовність опису роботи принципової електричної схеми?

9. Яку функцію виконує в електричній схемі (див. рис. 6.10) електричний апарат з позначенням SL?

10. Які види захисту передбачені в електричній схемі на рис. 6.11?

11. Якою метою в електричній схемі (див. рис. 6.13) викорис­товують два електроконтактні манометри?