Рис. 4.13.Магнитный пускатель постоянного тока
Магнитный пускатель и магнитный контактор, по сути, представляют собой одно и то же. Оба обладают способностью работать с большими токами (рис. 4.14).
Рис. 4.14.Магнитный пускатель с защитой от перегрузки
Основное различие между этими двумя устройствами заключается в том, что у магнитного пускателя есть защита от перегрузки, а не имеющий ее контактор нуждается в дополнительном предохранительном средстве. Подобные устройства выпускаются в нескольких вариантах корпусов: пыленепроницаемых, антикоррозионных, водонепроницаемых, капленепроницаемых. Некоторые их них снабжены также полупроводниковыми схемами для защиты от обрыва фазы и перегрузки.
Основной принцип действия магнитного пускателя заключается в том, что когда ток подается в магнитную катушку, та втягивает якорь, который замыкает контакты стартера и запускает двигатель. Для предотвращения дребезга между магнитом и якорем из-за синусоидального изменения магнитного поля во времени добавляется экранирующая обмотка, помогающая изолировать якорь за счет смещения фазы магнитной катушки. Кроме того, в многослойной стали оставляется зазор, чтобы предотвратить насыщение якоря под действием остаточного намагничивания, имеющего место в катушке после отключения тока (рис. 4.15).
Рис. 4.15.Магнитный якорь и экранирующая обмотка
В дополнение к защите от перегрузки магнитный пускатель содержит блокировочное устройство, которое в нормальном состоянии открыто и удерживает катушку. Она может быть сломана после того, как пользователь отпустит кнопку выключателя.
Реверсивные магнитные пускатели
Реверсивный магнитный пускатель используется для управления двигателем, который может вращаться в прямом и обратном направлении. В действительности, это два взаимосвязанных контактора. Этот пускатель состоит из двух магнитных контакторов с выводами для двигателя Т1. Т2 и ТЗ. соединенными с L1, L2 и L3 на одном контакторе. Выводы Т1 и ТЗ на другом контакторе включены в обратном порядке (рис. 4.16).
Рис. 4.16.Реверсивный магнитный пускатель и его схема
Ни один из контакторов нельзя включить, если в это время подано питание на другой контактор. Это достигается за счет механического или электрического блокиратора. Если контакты, задающие движение вперед, замкнуты, механические и электрические блокираторы не позволят подать питание на контакты обратного вращения. Некоторые магнитные пускатели подключены к полупроводниковым устройствам, которые обеспечивают защиту от обрыва фазы, перегрузки вследствие воздействия температуры окружающей среды и недостаточной нагрузки. Кроме того, некоторые реверсивные контакторы состоят из двух механически и электрически связанных контакторов, которые расположены горизонтально или вертикально друг относительно друга. Эти контакторы могут быть разных типов: открытые, водонепроницаемые, в корпусе для работы в сложных условиях и могут выпускаться в вариантах для работы при питании 50 или 60 Гц.
Контакторы осветительных приборов
Существует много типов контакторов для осветительных приборов. Вот некоторые из них:
♦ многополюсные;
♦ программируемые:
♦ стандартные с заданным током.
Многие из них используют серебряно-кадмиево-оксидные контакты, которые выдерживают ток до 800 А. Большинство управляют работой ламп накаливания, балластными газоразрядными и другими осветительными приборами большой мощности (рис. 4.17).
Рис. 4.17.Контактор для осветительных приборов А-200
Некоторые предназначены для систем тревожной сигнализации, подъемников, светофоров, ирригационных систем, дверных замков. К большинству таких контакторов также имеется дополнительный набор, который содержит специальные обжимные контактные клеммы, подходящие для соединения и с медным, и с алюминиевым проводом.
Кнопочные выключатели и пульты
В управлении подачей питания используется несколько типов кнопок. Обычно, кнопочная станция снабжена двумя наборами контактов. Один в нормальном состоянии открыт, другой — закрыт. Это означает, что когда один набор замыкается, другой должен открыться, и наоборот. Кнопочные станции используются вместе с магнитными контроллерами. При этом они не обязательно должны быть расположены рядом с ними. Кнопки помогают функциями запуска, остановки, толчкового режима работы, реверса и т. д. Они предназначены также для использования в различных условиях и могут содержать световые индикаторы, ключи, висячие замки (рис. 4.18).
Рис. 4.18.Кнопочные выключатели и пульты
Концевые выключатели
Концевые выключатели, подобно кнопочным, обычно используются вместе с магнитными пускателями. Одним из основных различий между ними является то, что концевые выключатели часто используются для преобразования движения механических устройств в электрические управляющие сигналы (рис. 4.19).
Рис. 4.19. Концевые выключатели
Описываемые компоненты очень популярны и выполняют огромное количество управляющих операций. Они используются на производственных линиях для их остановки, запуска, увеличения и уменьшения скорости.
Концевые переключатели состоят из внутренних контактов, подвижной механической части и корпуса. Иногда концевые выключатели не заменяют, а ремонтируют. Внутренние контакты изнашиваются, и обычно приходится искать новые. Подвижная механическая часть, состоящая из консоли приводного механизма, рычага, плунжера или ролика, также со временем приходит в негодность или ломается.
Типы концевых выключателей:
♦ с толчковым движением;
♦ качающиеся;
♦ с проволочным потенциометрическим датчиком;
♦ рычажные;
♦ с пружинным возвратом;
♦ внутренние.
Многие из них залиты эпоксидной смолой для защиты от загрязнений и жидкостей.
Барабанные переключатели
Барабанные переключатели широко используются в промышленности. Они осуществляют коммутацию больших токов и обычно представляют собой трехполюсные переключатели с ручным управлением, которые используются для реверса однофазных и трехфазных двигателей. Некоторые барабанные переключатели имеют до 16-ти полюсов и 7-ми перекидных рычагов (рис. 4.20).
Рис. 4.20.Барабанный переключатель и внутреннее расположение его частей
Когда барабанный переключатель используется для управления трехфазным двигателем, необходимо поменять местами два или три вывода внутреннего переключателя. Это легко выполняется с помощью диаграммы соединений на корпусе переключателя. Типовые корпуса барабанных переключателей непроницаемы для воды и масла.
Таймеры
В операциях управления двигателями используется большое количество таймеров:
♦ интервальные:
♦ импульсные;
♦ процентные;
♦ циклические.
Пневматический таймер, показанный на рис. 4.21, представляет собой реле времени, которое срабатывает благодаря изгибу воздушной диафрагмы. Игольчатый клапан управляет натеканием обратного потока воздуха в частично откачанную камеру. Когда диафрагма возвращается в исходное положение с одинаковым давлением с обеих сторон, контакты срабатывают.
После этого схема включается или выключается в зависимости оттого, используются ли нормально разомкнутые или замкнутые контакты. Рабочий диапазон пневматических таймеров составляет от 1/20 с до 3 мин. Для защиты от пикового напряжения может использоваться ограничитель выбросов при переходных процессах. Многие пневматические таймеры заменяются полупроводниковыми, которые предоставляют возможность программируемого задания времени и функции счетчика.
Рис. 4.21.Пневматическое реле времени
Электронные приводы
Электронные приводы представляют собой промышленные системы управления, предназначенные для обеспечения регулирования скорости двигателей (рис. 4.22).
Рис. 4.22.Электронный привод для двигателей
Типичные функции электронных приводов:
♦ пуск/остановка;
♦ вперед/назад;
♦ непрерывный/прерывистый режим работы;
♦ автоматический/ручной и др.
Привод содержит микропроцессор с множеством заданных вариантов регулирования скорости, торможения, вращающего момента и действий при перегрузке. Обычно устройство снабжается цифровым дисплеем для индикации различных отклонений: чрезмерного тока, замыкания на землю, неадекватного напряжения, неверного выполнения функций и т. д.
Программируемые контроллеры
Программируемые контроллеры, которые часто называют также логическими, являются наиболее сложными приборами для управления двигателями и представляют специализированные компьютеры на основе микропроцессоров (рис. 4.23). До внедрения программируемых контроллеров для выполнения тех же функций использовалось огромное количество реле и переключателей.
Рис. 4.23.Программируемый контроллер
Программируемые контроллеры обеспечивают множество преимуществ: гибкое программирование, цифровой дисплей индикации отклонений от заданных режимов, возможность распечатки материалов, замки с ключом для обеспечения безопасности, возможность записи на магнитные носители. В последующих главах программируемые контроллеры будут рассмотрены более подробно.
Датчики
Использование датчиков в производственной сфере, и особенно непосредственно в производстве, резко возросло. Существующие типы датчиков:
♦ фотоэлектрические;
♦ с использованием термопары;
♦ кристаллические;
♦ расстояния;
♦ приборы технического зрения;
♦ сложные цифровые оптоволоконные;
♦ цифровые датчики давления;
♦ устройства чтения штриховых кодов;
♦ лазерные;
♦ цифровые видеомикроскопы.