Сопротивления
Сопротивления применяются для регулирования или ограничения тока и напряжения, а также для пуска, торможения, изменения скорости, ограничения перенапряжений на обмотках возбуждения электрических машин при отключении их от электрической цепи и т. п.
В зависимости от назначения различают сопротивления:
- пусковые — для ограничения пусковых токов электродвигателей и поддержания пускового тока на определенном уровне при разгоне двигателя;
- регулировочные — для регулирования тока или напряжения потребителя;
- тормозные — для ограничения тормозного тока электродвигателей при динамическом торможении;
- балластные, включаемые последовательно с силовым потребителем, чтобы поглотить часть подводимого к нему напряжения;
- нагрузочные — для загрузки электрических генераторов при их испытании;
- добавочные, включаемые последовательно с маломощными аппаратами, например в цепь катушек контакторов, реле, параллельных обмоток возбуждения двигателей постоянного тока и др., с целью поглощения части напряжения;
- разрядные, включаемые параллельно катушкам электромагнитных аппаратов или обмоткам возбуждения электрических машин, чтобы уменьшить перенапряжение на них, возникающее вследствие появления значительной э. д. с. самоиндукции при отключении катушек;
- нагревательные — для нагрева окружающей среды.
Часто одни и те же сопротивления используются для разных целей. Например, одно и то же сопротивление может выполнять функции пускового и регулировочного или добавочного и нагревательного и т. д.
Сопротивление материалов зависит от их внутренней структуры. Если сопротивление материала не изменяется при прохождении токов разной величины или при изменении приложенного напряжения, то такое сопротивление называют линейным. Если же сопротивление материала является функцией тока или напряжения, то его называют нелинейным. Строго говоря, линейных сопротивлений не существует. Однако большинство материалов имеют очень малое отклонение от линейных сопротивлений, поэтому они называются линейными. В судовых электрических схемах управления обычно используют только линейные сопротивления.
Судовые сопротивления изготовляются по возможности из дешевых материалов, обладающих высоким удельным электрическим сопротивлением, большой температурой плавления, хорошей механической прочностью и антикоррозионностью. Наибольшее применение для изготовления малых сопротивлений нашли сплавы металлов — нихром, фехраль, константан, никелин, а для мощных сопротивлений — сталь и чугун. Последний применяется только для береговых электроустановок.
Конструктивный узел, обладающий определенным сопротивлением, называется элементом сопротивления. Элементы сопротивления изготовляются с каркасом или без него и могут быть проволочными, ленточными, литыми чугунными и штампованными из стали.
Бескаркасные сопротивления выпускаются в виде проволочной или ленточной спирали. Недостатком их является малая жесткость элемента, что в условиях тряски и вибрации может вызвать провисание спиралей и межвитковые замыкания. В связи с этим в судостроении они нашли ограниченное применение.
Каркасные элементы представляют собой конструкцию, состоящую из жесткого каркаса, на который наматывается проволочное или ленточное сопротивление. Каркасы элементов малой мощности изготовляются в виде фарфорового цилиндра с винтовым желобком, исключающим возможность сдвига проволоки по цилиндру и возникновение межвитковых замыканий.
Если диаметр проволоки менее 0,3 мм, то фарфоровый цилиндр выполняют гладким, проволоку наматывают в один сплошной слой, после чего цилиндр эмалируют или остекловывают. Такие сопротивления изготовляются на мощности от 5 до 150 вт и сопротивления от 1 до 50 000 ом, например сопротивления типов ПЭВ, ПЭ.
Каркасы элементов на токи до 50 а выполняются пластинчатыми. Они состоят из металлической рамки, на боковых ребрах которой укреплены фарфоровые или стеатитовые изоляторы с желобками для укладки проволочного или ленточного сопротивления. Более мощные элементы сопротивления штампуются из стали. Они имеют форму зигзагообразной пластины.
Набор нескольких однотипных элементов сопротивлений, электрически соединенных между собой определенным способом и конструктивно связанных в одно целое, называется ящиком с сопротивлениями. Они применяются как пусковые, регулировочные, тормозные и тому подобные сопротивления. Судовые стандартные ящики (шкафы) сопротивлений серии КФ имеют фехралевые элементы и мощность рассеивания до 4,5 квт. Элементы выполняются с сопротивлениями от 0,84 до 0,0077 ом на длительный ток от 33 до 215 а.
Ящики сопротивлений типа ЯС-210М имеют от 2 до 16 проволочных или ленточных элементов из константана. Элементы допускают нагрев до 270° С и мощность рассеивания до 350 вт. Проволочные элементы выполняются с сопротивлениями от 0,7 до 260 ом и допускают длительные токи от 22,3 до 1,2 а. Ленточные элементы имеют сопротивления от 0,2 до 1,95 ом и длительные токи от 42 до 14 а.
Для двигателей малой мощности в качестве пусковых, регулировочных, добавочных и других сопротивлений в судостроении используются сопротивления серий СД и СДЗ. Эти сопротивления имеют защищенное исполнение, могут эксплуатироваться в условиях повышенной влажности, вибрации, качки и температуры окружающей среды от +40 до —25° С.
Сопротивления серии СД имеют пластинчатые каркасные элементы с сопротивлениями от 0,14 до 9000 ом на токи от 0,9 до 100 а.
Сопротивления серии СДЗ состоят из элементов, имеющих цилиндрический фарфоровый каркас. Они выпускаются с сопротивлениями от 0,4 до 1200 ом и токами до 20 а.
Маломощные сопротивления этой серии эмалируются или остекловываются. Эмалированные трубки выполняются с сопротивлением от 0,5 до 120 000 ом.
Реостаты
Реостатом называется электрический аппарат ручного управления, состоящий из сопротивлений и многоступенчатого переключающего устройства, позволяющего изменять величину сопротивлений.
Реостаты по ряду признаков подразделяются следующим образом:
- по регулированию — на аппараты с плавным или ступенчатым регулированием сопротивления;
- по назначению — на пусковые, пускорегулирующие, нагрузочные и реостаты возбуждения;
- по материалу, из которого изготовлено сопротивление,— на металлические, угольные и жидкостные (на судах применяются только металлические реостаты);
- по способу охлаждения — на реостаты с воздушным, масляным и водяным охлаждением (на судах применяются реостаты только с воздушным охлаждением);
- по исполнению — на судовые реостаты в защищенном, брызгозащищенном и водозащищенном исполнении. Они могут эксплуатироваться в условиях повышенной влажности, качки, вибрации, при температуре от +40 до —25° С. Реостаты изготовляются на определенное значение тока, напряжения и мощности, поэтому могут работать только с теми машинами, для которых они предназначены.
Судовые пусковые реостаты серий РП и РПЗ предназначены для пуска и остановки двигателей постоянного тока шунтового и смешанного возбуждения. Они представляют собой чаще всего сочетание элементов пуска и защиты.
Пусковые реостаты выполняются на токи от 30 до 200 а с числом пусковых ступеней от 4 до 12. Общий вид и схема соединений пускового реостата типа РП-2220МУ представлены на рис. 64, а, б. Реостат состоит из контактной изоляционной панели 1, на которой смонтированы контактор 6, максимальное реле 3, экономические сопротивления 4 и переключающее устройство; пускового сопротивления, выполненного из элементов серий СДЗ и СД, соединенных последовательно и имеющих отводы к неподвижным контактам 7 переключающего устройства, а также из металлического каркаса и кожуха.
В отключенном состоянии контактная щетка находится в крайнем левом положении «Стоп». Для пуска двигателя контактную щетку с помощью рукоятки реостата перемещают по часовой стрелке в направлении «Ход». Пуск двигателя начинается с того момента, когда щетка коснется четвертого контакта переключающего устройства. При этом катушка линейного контактора Л получает полное напряжение сети, контактор срабатывает и замыкает цепь шунтовой обмотки и якоря электродвигателя. Вначале якорь получает питание через все ступени пускового сопротивления и катушку максимального реле РМ. По мере перемещения контактной щетки пусковые ступени выводятся, и в крайнем правом положении якорь двигателя получает полное напряжение сети. Чтобы облегчить условия пуска, шунтовая обмотка постоянно получает полное напряжение сети. После срабатывания контактора Л его катушка получает питание через экономическое сопротивление СЭ, которое уменьшает потребляемую катушкой мощность и обеспечивает отключение контактора Л при снижении напряжения в сети ниже 0,5 I ном, т. е. создает минимальную защиту.
Максимальная защита обеспечивается с помощью реле РМ, размыкающие контакты которого стоят в цепи катушки линейного контактора. Реле максимального тока настраивается на срабатывание при токе двигателя, равном (2÷) Iном. После срабатывания минимальной или максимальной защиты повторный пуск двигателя возможен только после перевода контактной щетки в крайнее левое положение, что предотвращает возможность включения двигателя без пусковых сопротивлений. Так как пусковое сопротивление рассчитано на кратковременную работу, то длительная задержка контактной щетки в промежуточных положениях реостата недопустима.
Остановка двигателя производится быстрым переводом рукоятки реостата в крайнее левое положение. При этом катушка линейного контактора шунтируется и он размыкает своими главными контактами цепь питания электродвигателя. Остановку двигателя можно также производить дистанционно, с помощью кнопки, разрывающей цепь питания катушки Л.
Пусковые реостаты могут выполняться ударостойкими. Линейный контактор таких реостатов включается повторно при его отключении из-за сильной вибрации, сотрясений или удара. Для этого контактор имеет дополнительный блок-контакт и предохранительное сопротивление СП, включенное параллельно экономическому сопротивлению. Они обеспечивают возбуждение втягивающей катушки контактора от противо-э. д. с. двигателя при размыкании контактов контактора в результате удара или сотрясения.
Пусковые реостаты рассчитываются на редкие пуски. Контактор реостата допускает отключение трехкратного номинального тока не более трех раз подряд при номинальном напряжении сети.
Пускорегулирующие реостаты типа РП-2420М (рис. 65) предназначены для пуска и регулирования скорости вращения двигателей постоянного тока. Они состоят из пусковой и регулирующей частей. Пусковая часть реостата работает аналогично пусковым реостатам серий РП и РЗП. Регулирующая часть располагается за пусковой и рассчитывается на длительную работу. Она состоит из элементов сопротивлений и контактного устройства, включающего сопротивления последовательно в шунтовую обмотку возбуждения двигателя. Регулирование скорости возможно только после выведения пусковых сопротивлений и осуществляется дальнейшим вращением рукоятки реостата по часовой стрелке.
Регуляторы возбуждения серии РВ (рис. 66) предназначены для регулирования тока возбуждения электрических двигателей (б) и генераторов (а) постоянного тока. Конструктивно регуляторы возбуждения двигателей и генераторов не отличаются друг от друга, но имеют разные схемы включения сопротивлений.
Регуляторы возбуждения имеют ручное непосредственное управление с помощью маховичка или дистанционное — через цепную передачу. Они выполняются на напряжение до 500 в и рассчитаны на длительную работу. В зависимости от напряжения возбуждения и условий регулирования регуляторы имеют различные соединения элементов.
Регуляторы возбуждения серии РВ выпускаются с объемной мощностью от 150 до 2250 вт на силу тока до 20 а. Количество ступеней колеблется от 10 до 70, а у регуляторов типа РЗВ оно может достигать 140.
Контроллеры
Контроллером называется многоступенчатый аппарат, предназначенный для ручного управления электродвигателями (пуск, реверс, торможение и изменение скорости вращения). По конструктивному исполнению переключающего устройства контроллеры делятся на плоские, барабанные и кулачковые.
Плоские контроллеры имеют коммутирующее устройство с плоскими контактными поверхностями. Они имеют большое число ступеней и используются для пуска и регулирования скорости вращения некоторых электродвигателей, а также для регулирования возбуждения крупных генераторов. Недостатками плоских контроллеров является малая частота (до 10—12) переключений в час, быстрый износ контактов и незначительное (до 20 в) допустимое напряжение между соседними контактами.
Барабанные контроллеры имеют контактную поверхность в виде сегментов из меди или бронзы, укрепленных на цилиндрической поверхности барабана. При вращении барабана сегменты входят в соприкосновение с неподвижными контактами, упруго укрепленными на плоской изоляционной планке. Требуемая последовательность замыкания контактных пар достигается разной длиной сегментов и их сдвигом на определенный угол по поверхности барабана. Для получения необходимой схемы переключения сегменты могут соединяться между собой перемычками. Барабанные контроллеры применяют для управления электродвигателями постоянного тока мощностью до 45 квт и двигателями переменного тока до 75 квт. К недостаткам этих контроллеров относятся малая износоустойчивость, невысокая переключающая способность (до 200 переключений в час) и малая коммутационная способность.
Кулачковые контроллеры имеют контактное устройство, подобное контакторам, но приводимое в действие с помощью фасонных кулачков. Чаще всего замыкание контактов у этих контроллеров происходит с помощью пружины, а размыкание — под воздействием кулачков, что обеспечивает разрыв контактов даже в случае их приваривания. Наиболее широкое распространение в судостроении получили кулачковые контроллеры серии КВ, выпускаемые промышленностью двух типоразмеров: КВ-1 и КВ-2. Технические данные некоторых из них приведены в табл. 2.
Устройство кулачкового контроллера переменного тока серии КВ показано на рис. 67. Контактная система контроллера состоит из Подвижного 8 и неподвижного 9 контактов. Подвижный контакт укреплен на рычаге 5, который может поворачиваться относительно оси. Если на ролик 2 рычага не действует кулачок 1 шайбы 3, то подвижный контакт прижимается к неподвижному пружиной 6, воздействующей на рычаг через шток 7. При повороте рукоятки контроллера в определенном положении на ролик рычага начнет воздействовать кулачок шайбы. Ролик рычага поворачивается, сжимая пружину, и контакты 8, 9 размыкаются. Момент замыкания и размыкания контактов кулачкового контроллера определяется профилем кулачковой шайбы и ее расположением на валу контроллера.
Кулачковые контроллеры могут иметь до 15—16 кулачков и выпускаются на 2, 4, 5 и 6 рабочих положений в обе стороны. Чтобы сократить осевую длину контроллера, контактные элементы располагаются по обе стороны относительно кулачковых шайб. Контроллеры имеют механизм фиксации, удерживающий рукоятку в строго определенном положении.
Замыкание и размыкание контактов контроллера в различных положениях происходит согласно таблице замыкания контактов, которая изображается рядом с принципиальной электрической схемой или условно наносится на нее.
Чтобы устранить возможность перекрытия дугой контактов с разной полярностью, в контроллерах переменного тока предусматриваются специальные асбоцементные камеры 10 (см. рис. 67), устанавливаемые на каждую пару силовых контактов. Контактная система контроллеров постоянного тока снабжается дугогасительными устройствами, аналогичными применяемым в контакторах.
Большинство кулачковых контроллеров морского исполнения изготовляется со встроенным комплексом защиты электропривода, состоящим из автоматического линейного выключателя и защитных реле (максимальных, тепловых, грузовых и др.). Замыкание контактов автоматического линейного выключателя производится вручную специальной рукояткой. Привод выключателя сблокирован с главным валом таким образом, что включение линейного выключателя возможно только в нулевом положении вала контроллера, а отключение (ручное или автоматическое) — в любом его положении. Иногда вместо автоматического линейного выключателя в контроллере устанавливается один или два линейных контактора. Контакты защитных максимальных и тепловых реле включаются в цепь питания катушки автоматического линейного выключателя, поэтому при срабатывании этих реле защиты линейный выключатель отключается и разрывает силовую цепь электродвигателя.
По сравнению с плоскими и барабанными контроллерами кулачковый имеет ряд преимуществ. Он обладает высокой износоустойчивостью (до 1 млн. переключений без тока главной цепи), большой коммутационной способностью, допускает высокую частоту переключений (до 600 включений в час) и имеет более высокую надежность. В связи с этим кулачковые контроллеры получили максимальное применение в схемах управления электродвигателей постоянного тока мощностью до 20 квт и двигателей переменного тока мощностью до 50 квт при напряжении до 320 в постоянного тока и до 380 в переменного тока.
Магнитные пускатели и автоматические переключатели сети
Магнитный пускатель представляет собой комплектный аппарат, состоящий из нескольких электрических аппаратов, смонтированных на общем основании. Магнитные пускатели предназначены для дистанционного пуска, реверса, остановки и защиты электродвигателей. По ряду признаков они классифицируются следующим образом:
- по роду тока — магнитные пускатели переменного тока и постоянного тока;
- по направлению вращения двигателя — реверсивные и нереверсивные;
- по числу питающих сетей — односетевые и двухсетевые;
- по исполнению внешней оболочки — брызгозащищенного и водозащищенного исполнения.
Магнитные пускатели переменного тока серии ПММ предназначены для пуска, реверса, остановки и защиты асинхронных двигателей. Они выпускаются четырех величин, в различных модификациях, отличающихся встроенными элементами (кнопки управления, пакетные переключатели и др.). Номинальный ток пускателей серии ПММ I, II, III и IV величин соответственно равен 22,5; 45; 90 и 135 а, а допустимый пусковой ток для напряжений 127, 220 и 380 в имеет значения соответственно 175, 350, 600 и 900 а.
Пускатели изготовляются для любых режимов работы на напряжения 127, 220 и 380 в и допускают до 600 включений в час при ПВ = 40%.
Магнитные пускатели серии ПММ состоят из одного или двух (у реверсивных пускателей) контакторов, кнопок управления, тепловых реле, кожуха и дополнительных элементов — предохранителей и пакетного переключателя, встраиваемых в определенные модификации пускателей.
Реверсивные пускатели снабжаются механической и электрической блокировкой, препятствующей одновременному включению реверсивных контакторов, что равносильно короткому замыканию.
Тепловая защита от перегрузки осуществляется с помощью двух тепловых реле типа ТРТ, включенных в две фазы главной цепи пускателя. Размыкающие контакты тепловых реле включены последовательно втягивающей катушке контактора. Это обеспечивает отключение двигателя от сети при срабатывании любого реле.
Поскольку тепловая защита не обеспечивает защиту от токов короткого замыкания, то, применяя магнитные пускатели, необходимо предусмотреть эту защиту с помощью автоматов или предохранителей.
Для получения нулевой защиты питание катушки контактора после включения его происходит через замыкающий блок-контакт.
Схема реверсивного магнитного пускателя типа ПММ-3224 третьей величины со встроенными предохранителями и пакетным переключателем питания ППр приведена на рис. 68. Схема работает следующим образом. Если нажать кнопку «Вперед», то получает питание катушка контактора В. Он срабатывает и замыкает свои главные контакты в цепи статора двигателя. Замыкающий блок-контакт контактора В шунтирует кнопку «Вперед», а размыкающий блок-контакт разрывает цепь катушки контактора Н, исключая этим возможность его включения. Отключение контактора В происходит при нажатии кнопки «Стоп», исчезновении напряжения или при срабатывании одного из тепловых реле РТ. Срабатывание контактора вызывает размыкание блок-контактов, шунтирующих кнопку «Пуск». Поэтому повторное включение двигателя возможно только нажатием на кнопку «Пуск». Это исключает возможность самостоятельного пуска двигателя после восстановления напряжения сети или при замыкании контактов сработавшего теплового реле.
Для реверса двигателя необходимо предварительно нажать кнопку «Стоп». Только после отпадания якоря контактора В и замыкания его блок-контактов в цепи катушки контактора Н возможно включение последнего нажатием на кнопку «Назад».
Магнитные пускатели постоянного тока серии ПП-1000-4000 предназначены для пуска, реверса, остановки и защиты электродвигателей постоянного тока. Большинство магнитных пускателей этой серии предназначено для нечастых пусков двигателей постоянного тока с ограничением пусковых токов с помощью сопротивления.
В зависимости от модификации пускатели выполняются с прямым, одно- и двухступенчатым пуском, реверсивными и нереверсивными, одно- и двухсетевыми. Пускатели выпускаются четырех величин на токи 20, 60, 100 и 200 а и напряжения 110 и 220 в постоянного тока. Они допускают пусковой ток, равный четырехкратному значению номинального тока пускателя. Условия охлаждения ограничивают допустимую частоту пусков. Нереверсивные пускатели допускают не более трех пусков подряд или 15 пусков в час через равные промежутки времени. Реверсивные пускатели допускают до 200 включении в час.
Пускатели серии ПП-1000-4000 состоят из одного или двух (у реверсивных и двухсетевых пускателей) контакторов серии КН на номинальный ток 25, 60, 100 или 200 а, дифференциальных контакторов (реле) типа Р-30У, реле автоматического переключения питающих сетей (у двухсетевых пускателей), теплового или максимального реле, пускового сопротивления и корпуса. У магнитных пускателей малой мощности дифференциальные контакторы типа Р-30У выполняют роль контакторов ускорения, а у пускателей большой мощности эти контакторы выполняют роль реле ускорения, обеспечивая включение специальных контакторов с выдержкой времени.
Электрическая схема односетевого пускателя серии ПП-1000-4000 приведена на рис. 69. Схема работает следующим образом. При нажатии на кнопку «Пуск» получает питание катушка линейного контактора Л, который, сработав, подключает своими главными контактами параллельную обмотку возбуждения электродвигателя на полное напряжение сети, а его якорь через пусковое сопротивление Rп.
Одновременно подключается на противо-э. д. с. двигателя рабочая катушка I дифференциального реле ускорения 1РД, а его удерживающая катушка II подключается параллельно пусковому сопротивлению. Кнопка «Пуск» шунтируется замыкающим блок-контактом Л. Поскольку первоначальный пусковой ток велик, а противо-э. д. с. мала, якорь дифференциального реле останется притянутым к удерживающей катушке и только после снижения пускового тока и увеличения противо-э. д. с. двигателя до определенной величины якорь притянется к притягивающей катушке. Обычно первое дифференциальное реле настраивается на срабатывание при достижении противо-э. д. с. 50% напряжения сети. Срабатывая, реле 1РД замыкает цепь питания первого контактора ускорения 1У, который своими главными контактами шунтирует первую пусковую ступень сопротивления и блок-контактами подготавливает к работе второе дифференциальное реле 2РД.
Оно настроено на срабатывание при достижении противо-э. д. с. 80% напряжения сети. Замыкающий контакт 2РД замыкает цепь питания катушки второго контактора ускорения 2У, шунтирующего своими главными контактами пусковое сопротивление вместе с удерживающими обмотками реле 1РД и 2РД. Замыкающий блок-контакт 2У ставит контактор на самоудержание, а размыкающий блок-контакт отключает рабочие катушки дифференциальных реле. На этом процесс пуска заканчивается.
Чтобы устранить возможность больших бросков пускового тока, возникающих при чрезмерно быстром срабатывании первого контактора ускорения, рабочая катушка реле 1РД включается через размыкающие контакты кнопки «Пуск». При нажатии кнопки ее контакты разрывают цепь питания рабочей обмотки 1РД. В результате этого рабочая обмотка 1РД получает питание только после отпускания кнопки «Пуск», что задерживает изменение тока в ней и увеличивает время срабатывания этого реле, а следовательно, и первого контактора ускорения.
Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку «Стоп». Она разрывает цепь питания катушки линейного контактора Л, который своими главными контактами отключает двигатель от сети.
Нулевая защита в пускателе обеспечивается линейным контактором. Защита от перегрузок осуществляется с помощью теплового реле РТ, размыкающие контакты которого стоят в цепи питания катушки линейного контактора Л. Чтобы произвести повторное включение двигателя, необходимо вновь нажать кнопку «Пуск».
Для повышения живучести наиболее ответственных электродвигателей пуск их осуществляют через двухсетевые пускатели постоянного тока, снабженные автоматическим переключателем сети. Автоматическое переключение питания с основной сети на резервную при исчезновении в первой напряжения производится с помощью специального реле типа 8Э-13. Это реле имеет уравновешенную магнитную систему, три пары замыкающих и три пары размыкающих блок-контактов. Катушка реле включается на напряжение основной сети. При наличии в ней напряжения замыкающие-контакты реле замыкаются и подготавливают к работе цепь питания катушки линейного контактора основной сети. Если напряжение в основной сети исчезает, то контактор основной сети отключается, а размыкающие блок-контакты реле автоматически подключают контактор резервной сети. Двигатель будет продолжать работать, но уже получая питание от резервной сети.
При восстановлении напряжения в основной сети реле производит автоматическое переключение питания двигателя от основной сети. Если во время пуска отсутствует напряжение в основной сети, то размыкающие блок-контакты подготавливают к работе контактор резервной сети и двигатель получает питание от резервной сети. В остальном схема двухсетевых пускателей работает аналогично односетевым.
Комплектные устройства управления
Для пуска, реверсирования и регулирования скорости вращения двигателей постоянного и переменного тока в настоящее время в основном используются комплектные устройства управления. К ним относятся магнитные контроллеры, или, иначе, магнитные станции.
Магнитные контроллеры различаются по роду тока, напряжению и мощности двигателей; по роду тока и напряжению цепей управления; по количеству одновременно управляемых двигателей; по схеме управления и по конструктивному исполнению.
Магнитные контроллеры серий БП, ВП и БТ, ВТ предназначены для дистанционного управления электродвигателями, применяемыми в приводах судовых механизмов. Буквенные обозначения указывают на род тока (П — постоянный, Т — трехфазный переменный) и защищенность исполнения (Б — брызгозащищенный, В — водозащищенный).
На рис. 70 изображен магнитный контроллер типа БТ-73, а на рис. 71 приведена схема управления трехскоростным асинхронным короткозамкнутым двигателем электропривода брашпиля с помощью этого магнитного контроллера.
В качестве привода в схеме используется электродвигатель типа МАП трехскоростной напряжением 380 в, частотой 50 гц, который обеспечивает при числе полюсов р = 2 и р — 4 мощность 22 квт в режиме длительностью 30 мин, а при р = 8 мощность 7 квт в режиме длительностью 10 мин.
Магнитный контроллер содержит комплект аппаратов: контакторы направления вращения; контакторы малой, средней и большой скорости; тормозной контактор; тепловые реле и промежуточное реле; нулевое реле и трансформатор тока; предохранители и селеновый выпрямитель.
Управление магнитным контроллером осуществляется командо-контроллером, имеющим одно нулевое положение и три рабочих в каждую сторону. Напряжение в цепь управления подается предварительным замыканием контактов переключателя управления 1ВУ на командоконтроллере.
Схемой предусматривается:
- реверсирование двумя контакторами В и Н. Последние электрически сблокированы между собой так, что, когда один из них включен, второй включиться не может. Для этой цели в цепь обмотки контактора В последовательно включен размыкающий блок-контакт контактора Н, а в цепь обмотки контактора Н последовательно включен размыкающий блок-контакт контактора В;
- включение обмоток контакторов скорости 1КС, 2КС и ЗКС. Контакторы скорости между собой сблокированы через свои размыкающие блок-контакты;
- механическое торможение двигателя при нулевом положении командоконтроллера электромагнитным тормозом ЭТ, включаемым и выключаемым контактором торможения КТ;
- защита электродвигателя от перегрузок на каждой скорости тепловыми реле 1РТ—5РТ. Защита от перегрузок в случае необходимости выводится из действия замыканием на командоконтроллере контактов переключателя управления 2ВУ;
- защита двигателя грузовым реле РГ, которое при перегрузке двигателя автоматически переводит его с режима работы, соответствующего третьему положению командоконтроллера, на режим, соответствующий второму положению;
- нулевая защита, осуществляемая реле напряжения РН, которое шунтирует контакты К1 командоконтроллера, замкнутые только в нулевом положении;
- питание через селеновый выпрямитель электромагнитных реле постоянного тока РН, 1РП и 2РП.
Следует добавить, что контакты К5 командоконтроллера при переводе его из первого положения во второе замыкаются раньше, чем разомкнутые контакты К4, а при переводе командоконтроллера из второго положения в первое контакты К5 разомкнутся после того, как замкнутся контакты К4. Аналогично замыкаются контакты К5 и ККН при переводе командокоитроллера из второго положения в третье.
Такая последовательность переключения контактов обеспечивает более быстрый переход двигателя с одной скорости на другую без разрыва цепи питания двигателя.
В последние годы все шире применяются в судовых электроприводах контроллеры с бесконтактной коммутацией.
Применение полупроводниковых управляемых кремниевых вентилей позволило создать бесконтактные схемы управления, полностью эквивалентные контактным системам управления.
С точки зрения надежности при высокой частоте включений или при продолжительной непрерывной работе система с бесконтактной коммутацией является идеальной, так как имеет неограниченный ресурс по числу циклов отключения. Технические данные контроллеров с бесконтактной коммутацией приведены в табл. 3.
Литература
Судовая электрическая аппаратура - Бляхман И.А. и др. [1973]
