МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим работам по МДК 01.04 «Электрическое и электромеханическое оборудование»

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«КАВАЛЕРОВСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К практическим работам

По МДК 01.04 «Электрическое и электромеханическое оборудование»

Составил:

Преподаватель

СТРЕБКОВ В.В.

Кавалерово

2023 г.

Практическая работа №1

Тема: « Стартерный пуск люминесцентной лампы»

Цель: изучить устройство, принцип действия люминесцентной лампы, исследовать работу пускорегулирующего аппарата со стартерным зажиганием.

План

1. Выполнить принципиальную схему стартерного пуска лампы, изучить способ пуска.

2. Собрать схему стартерного пуска люминесцентной лампы.

3. Письменно ответить на контрольные вопросы.

1. Устройство люминесцентной лампы низкого давления

Люминесцентная лампа представляет собой длинную стеклянную колбу, в торцы которой впаяны два электрода с катодом в виде вольфрамовой спирали, покрытой слоем оксида, облегающего выход электронов.В колбу вводится небольшое количество ртути, преобразующейся в пары при 30-40 С, и инертный газ. Добавка инерного газа к парам ртути облегчает возникновение электрического разряда.

Внутренние стенки колбы покрыты слоем люминофор. При использовании в качестве люминофора веществ на основе редкоземельных элементов светоотдача лампы достигает 90-100 лм/Вт.

Принцип действия люминесцентных ламп низкого давления (ЛЛНД) основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давле­ния. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преоб­разуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутрен­ние стенки лампы.

По характеру разряда можно выделить люминесцентные лам­пы дугового разряда с горячими катодами (специального назна­чения и общего) и тлеющего разряда с холодными катодами (для сигнализации и световой рекламы).

Дуговые люминесцентные лампы общего назначения — это труб­чатые лампы прямой или изогнутой формы в основном стартерного зажигания для сетей с напряжением 127 и 220 В. Лампы спе­циального назначения имеют особенности в конструкции: мало­габаритные, с фигурной колбой, амальгамные, быстрого зажигания, высокоинтенсивные, рефлекторные, панельные и со специаль­ным спектром излучения (цветовые, зрительные, для фотосинте­за и т. д.).

Трубчатые люминесцентные лампы низкого давления с дуго­вым разрядом в парах ртути по цветности излучения делятся на лампы белого света (ЛБ), тепло-белого света (ЛТБ), холодно-бе­лого света (ЛХБ), лампы дневного света (ЛД) и лампы дневного света с исправленной цветностью (ЛДЦ) для правильной цвето­передачи, обеспечивающие сохранение цвета объекта таким же, каким он был при стандартном источнике.

Наиболее широко применяются люминесцентные лампы типа ЛБ. При повышенных требованиях к передаче цветов освещением применяются лампы типов ЛХБ, ЛД, ЛДЦ. Лампы типа ЛТБ при­меняются для правильной цветопередачи человеческого лица.

Средняя продолжительность горения всех типов люминесцент­ных ламп должна быть не менее 12 000 ч. Световой поток каждой лампы после 70 % средней продолжительности горения должен быть не менее 70 % среднего номинального потока. Вследствие значительной яркости люминесцентных ламп открытая их уста­новка (без светильников), как правило, не допускается.

Люминесцентные лампы применяются для освещения обще­ственных, жилых зданий и промышленных предприятий. Их при­менение по сравнению с лампами накаливания оказывается зна­чительно экономичнее вследствие высокой световой отдачи и боль­шого срока службы.

Особенностями люминесцентных ламп являются:

1. включение в сеть только с пускорегулирующим аппаратом (ПРА), так как напряжение на лампе при горении должно быть примерно вдвое ниже напряжения сети;

2. работа в ограниченном диапазоне температур (от 5 до 40 "С);

3. большая чувствительность к отклонениям напряжения сети (на­пример, его снижение на 20 % приводит к отказу в зажигании);

4. повышение напряжения зажигания при повышенной влажно­сти.

1. Стартерный пуск люминесцентной лампы

Рассмотрим устройство пускорегулирующего аппарата со стартерным зажиганием для люминесцентных ламп низкого давления. Стартерный пускорегулирующий аппарат состоит из дросселя LL и стартера VL.

Дроссель служит для стабилизации ре­жимов работы лампы EL. На рис. 1, б представлена схема устрой­ства стартера тлеющего разряда. Он представляет собой баллон 5 из стекла, наполненный инертным газом, в котором находятся металли­ческий 4 и биметаллический 1 элект­роды, выводы которых соединены с выступами в цоколе 2 для контакта со схемой лампы. При включении лампы EL согласно схеме на рис. 1, а на электроды лампы и стартера подается напряжение сети, которое является достаточным для образования тлеюще­го разряда между электродами старте­ра. Вследствие этого в цепи протекает ток тлеющего разряда 0,01... 0,04 А. Теплота, выделяемая при протекании тока через стартер, нагревает биметал­лический электрод, который выгиба­ется в сторону второго электрода. Через промежуток времени тлеющего разряда 0,2...0,4 с контакты 3 стартера замыкаются, по цепи начинает протекать пусковой ток, значение которого определяется на­пряжением сети и сопротивлениями дросселя и электродов лампы. Этого тока недостаточно для нагревания электродов стартера, и биметалли­ческий электрод стартера разгибает­ся, разрывая цепь пускового тока. Предварительно пусковой ток разог­ревает электроды лампы. Благодаря наличию в цепи индуктивности при размыкании контактов стартера в цепи возникает импульс напряже­ния в момент времени t₂, зажигаю­щий лампу. Время разогрева элект­родов лампы составляет 0,2...0,8 с, что в большинстве случаев недостаточно, и лампа может не загореться с первого раза. Тогда весь процесс может повториться. Общая длительность пускового режима лампы составляет 5... 15 с. Длительность пускового импульса при размыкании контактов стартера составляет 1... 2 мкс, что недостаточно для надежного зажигания лампы, поэтому па­раллельно контактам стартера в схему включают конденсатор ем­костью 5... 10 пФ.

1. Контрольные вопросы

1. Как устроена люминесцентная лампа.

2. Устройство стартера

3. Как осуществляется стартерный пуск лампы

Практическая работа №2

Тема: «Исследование работы схемы управления электродным водогрейным котлом»

Цель: изучить конструкцию температурного датчика, исследовать схему управления водогрейного котла

План

1. Изучить конструкцию датчиков температуры

2. Выполнить схему управления водогрейным котлом

3. Работа схемы управления термической установки

1. Датчики контроля температуры

В зависимости от физического принципа действия подразделяются на датчики:

• с расширением металла;

• с расширением жидкости;

• с расширением газа;

• с плавлением сплава Вуда;

• с изменением магнитной проницаемости;

• с изменением полупроводникового сопротивления

• термопары

Д
атчик с расширением металла (рис. а) представляет собой латунный цилиндр 1, в котором размещены инваровые пластины 2 с контактной группой 3. Инваровые пластины установлены на зажиме 4 и регулируются по высоте установки винтом 5 для настройки температуры срабатывания. Датчик с помощью резьбового соединения устанавливается в корпусе температурного узла.

При перегрузке латунный цилиндр удлиняется и растягивает инваровые пластины. В результате происходит размыкание контактов в цепи зажимов 6, включенных в цепь управления АиТ.

Сплав имеет меньший коэффициент линейного расширения по сравнению с латунью, благодаря чему повышается чувствительность работы датчика.

Датчик с расширением жидкости ртутно-контактный термометр, помещенный в специальный корпус. При нагреве температурного узла уровень ртути повышается и замыкает вплавленные контакты, которые через зажимы включены в цепь защиты.

Величина установки срабатывания такого датчика зависит от высоты размещения контактов, диаметра капилляра термометра и количества ртути.

Датчик с расширением газа относятся манометрические термометры. Такой термометр состоит из термобаллона (чувствительный элемент), каппилярной трубки и манометрического устройства система прибора заполняется фреоном, азотом, хлористым метилом и другими газами. Состав заполнителя зависит от необходимой контролируемой температуры. При перегреве термобаллона газ, расширяясь, приводит к работе манометрическое устройство, в котором стрелочный прибор контролирует рабочую температуру, а при определённом её значении переключаются компакты, действующие в цепи управления.

Уставка температуры срабатывания такого термометра регулируется в определённом диапазоне на манометрическом устройстве. Термометры выпускаются с капиллярной трубкой длиной от 1 до 25 м, предел контролируемых температур от 0 до 200⁰ С.

Датчик активного сопротивления (рис. в). Состоит из латунной трубки 1, обмотки из медного провода 2, теплопроводящей среды 3 и зажимов 4. Принцип работы датчика заключается в изменении сопротивления обмотки под действием температуры: R₁ = R₂₀[1+a(t-20⁰C)], где

R₁ – сопротивление обмотки при нагреве;

R₂₀ – сопротивление обмотки при 20⁰С;

T – температура нагрева ⁰С;

a – температурный коэффициент меди. При нагреве такого датчика сопротивления его обмотки возрастает и происходит соответствующее воздействие на схему управления.

Датчик с плавлением сплава Вуда (рис. б). Под действием температуры сплав 2 плавится, шток 3 свободно перемещается в корпусе 1 под действием пружины 4. Это вызывает переключение контактов 5 в цепи защиты. Для многократного использования таких датчиков в ряде конструкции предусматривается радиальное вращение штока системой взведённых пружин.

Датчик с изменением магнитной проницаемости (рис. г). Представляет собой трубку 1, в которой смонтировано ферритовое кольцо с обмоткой 2, связанное с теплопроводящей средой 3.

При нагреве датчика резко уменьшается магнитная проницаемость феррита (точка кюри) и затем уменьшается индуктивное сопротивление. Измерительная цепь АиТ с зажимов 4 испытывает соответствующее воздействие.

Датчик полупроводникового сопротивления (рис. д). Представляет собой корпус 1, в котором через теплопроводящую среду 3 смонтирован термистор 2 с зажимами 4. В основе работы датчика изменение сопротивления полупроводника под действием температуры, определяемое по формуле: Rt = Ae , где

А и В – постоянные коэффициенты, зависящие от конструкции термистора и материала проводника.

Термопара. Основана на возникновении в разнородных проводниках термоэлектродвижущей силы при наличии разности температур между точками их соединения.

Термопары широко применяются в металлургии.

2
. Электродные нагреватели

В электродных электронагревателях вода нагревается проходящим через неё током. Они просты по устройству, требуют значительно меньших капитальных затрат по сравнению с огневыми нагревательными установками, могут быть автоматизированы. Однако они имеют повышенную электроопасность, их мощность зависит от свойств местной воды и в процессе нагрева возрастает за счет резкого уменьшения сопротивления воды.

Электрическая схема управления водогрейным котлом типа КЭВ3 предусматривает как автоматический, так и ручной режим работы. При автоматическом режиме (переключатель УП установлен в положение А) температура на выходе теплообменника контролируется электроконтактным термометром ЭКТ1, который при достижении заданной температуры замыкает свои контакты в цепи промежуточного реле Р1. Реле Р1 срабатывает и замыкает свои контакты в цепи промежуточного реле Р3, которое, срабатывая, в свою очередь, размыкает своими контактами цепь катушки магнитного пускателя КМ, после чего котел отключается. При нагреве воды до температуры, превышающей максимально допустимую, электроконтактный термометр ЭКТ-2 замыкает свои контакты в цепи промежуточного реле Р2. Реле срабатывает и замыкает цепь промежуточного реле Р4, которое своими контактами обеспечивает цепь катушки магнитного пускателя КМ, вызывая отключение котла. Если котел используют для отопления помещений, переключатель П переводят в нижнее положение. При этом вместо термометра включается температурный датчик камерного типа ДТ. При ручном управлении универсальный переключатель ставят в положение Р (ручное).

Задание для защиты

1. Выполнить принципиальную электрическую схему управления.

2. Изучить работу ЭКТ.

3. Отработать навык определения неисправностей на лабораторной установке.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Практическая работа №3

Тема: «Изучение устройства сварочных трансформаторов типа ТД»

Цель: изучить устройство сварочных трансформаторов с усиленными магнитными полями рассеяния

План

1. Изучить конструкцию ТДМ-317.

2. Выполнить принципиальную электрическую схему ТД

3. Описать способы регулирования сварочного тока

4. Ответить на контрольные вопросы

Материальное обеспечение

1. Сварочный трансформатор ТДМ-317

2. Плакат «Принципиальная электрическая схема ТД»

В результате выполнения работы студент должен:

• иметь представление об устройстве сварочных трансформаторов

• изучить способы регулирования сварочного тока

Работа выполняется на отдельном листе с выполнением чертежа всех конструктивных элементов.

1. Устройство сварочного трансформатора ТД

Сварочный трансформатор – это электромагнитный аппарат, преобразующий напряжение промышленной сети переменного в более низкое напряжение, регламентированное ГОСТами на сварочное оборудование, и обеспечивающий необходимую силу сварочного тока. Необходимая для устойчивого процесса сварки крутопадающая ВАХ сварочного трансформатора создастся разработанными специально для сварки конструкциями трансформаторов с увеличенными магнитными потоками рассе­яния. Наибольшее распространение получила конструкция сварочного трансформатора с подвижными об­мотками. Такой трансформатор состоит из замкнутого магнитопровода 1, который шихтуется из пластин электротехнической стали марок Э320, ЭЗЗО.

С хема сварочного трансформатора с подвижными обмотками:

1 - замкнутый магнитопровод;

1. - катушки первичной обмотки;

2. - катушки вторичной обмотки;

4 - рукоятка

Первичная обмотка, со­стоящая из двух соединенных последовательно катушек 2 и подключаемая к промышленной сети, крепится на магнитопроводе 1 неподвижно. Вторичная обмотка выполняется также в виде двух катушек 3, которые могут свободно перемещаться вдоль стержней магнитопровода при вращении рукоятки 4. Работа трансформато­ра основана на электромагнитном взаимодействии первичной 2 и вто­ричной 3 обмоток через магнитопровод. В передаче энергии участвуют два переменных магнитных потока: основной Ф_Т, который проходит только по магнитопроводу, и поток рассеяния Ф_S, который проходит и по магнитопроводу, и по воздуху. В режиме холостого хода катушки 2 первичной обмотки подключены к питающей элект­рической сети с напряжением U₁ = 220...380 В. Образуется замкнутый контур, по которому проходит ток холостого хода I_Х.Х. В этом режиме сварочная цепь (вторичный контур), в которую включена вторичная обмотка 3, разомкнута. Вторичное напряжение трансформатора равно напряжению холостого хода U₂ = U_Х.Х. Его значения выбирают при расчете трансформатора из условия надежного возбуждения дуги и требований техники безопасности U_Х.Х ≤ 65 В.

2. Способы регулирования сварочного тока

В режиме нагрузки, когда горит сварочная дуга, вторичный контур также становится замкнутым. По нему проходит ток дуги (сва­рочный ток). Этот ток регулируется за счет изменения расстояния между катушками 2 и 3 первичной и вторичной обмоток. Если раз­вести катушки 2 и 3 на максимальное расстояние ε_max, магнитный поток рассеяния Ф_S будет самым большим, а магнитный поток Ф_Т и, следовательно, сварочный ток будут минимальными. Если приближать катушку 2 к катушке 3, то магнитный поток рассеяния будет уменьшаться, а поток Ф_Т и сварочный ток - увеличиваться. Для трансформаторов с подвижной обмоткой кратность регулирования сварочного тока К_р значение силы тока сварщик устанавливает, вращая рукоятку 4 сварочного трансформато­ра и ориентируясь по указателю значений силы тока, который устанавливается на кожухе трансформатора.

В режиме короткого замыкания сварочная цепь замкнута электродом на изделие. Ток ко­роткого замыкания превышает сварочный ток (ток дуги) обычно в 1,1...1,2 раза. Это условие при ручной дуговой сварке выполняется для всех конструкций сварочных трансформаторов, чтобы обеспечивалось начальное возбуждение дуги.

У рассматриваемых трансформаторов регулирование сварочно­го тока комбинированное: ступенчатое и плавное. На рис. при­ведены внешние характеристики трансформаторов типа ТД, представляющие режимы больших БТ и малых МТ то­ков, т. е. режимы, получаемые при ступенчатом регулировании (две ступени). Осуществляется ступенчатое регулирование одновремен­ным переключением катушек первичной и вторичной обмоток с параллельного на последовательное (рис.). Параллельное соединение соответствует режиму больших, а последовательное — малых токов. При последовательном соединении часть витков первичной обмотки отключается и напряже­ние холостого хода трансформатора повышается, что благоприятно сказывается на стабильности горения дуги на малых токах. При номинальном входном напряжении U_lн величина вторичного напря­9жения при холостом ходе U_2Х.Х для данной ступени регулирования зависит от расстояния b между катушками обмоток. При Ь=0 напряжение U_2х.х на 3—5% выше, чем при Ь = Ь_макс.

Контрольные вопросы

1. Объяснить принцип работы сварочного трансформатора.

2. Для чего вторичная обмотка сделана подвижной

3. Как осуществляется ступенчатое регулирование силы сварочного тока.

4. Для чего вторичное напряжение ограничено пределами 40-90 вольт.

5. Объяснить по графику изменения внешней характеристики трансформатора.

Практическая работа №4

Тема: «Изучение электропривода тельфера».

Цель: исследовать работу схемы управления тельфера

План

1. Изучить работу тормозного устройства подъемно-транспортного механизма

2. Изучить электропривод тельфера

3. Выполнить принципиальную электрическую схему

4. Описать работу электропривода тельфера

5. Ответить на контрольные вопросы

В результате выполнения работы студент должен:

• иметь представление о применяемых электрических аппаратах

• изучить работу схемы управления

Работа выполняется на отдельном листе с выполнением чертежа всех конструктивных элементов.

1. Конструкция тормозного устройства

Ответственными элементами подъемно-транспортных механиз­мов являются тормозные устройства, устанавливаемые для надеж­ного затормаживания движущихся частей машины при отключе­нии двигателя от сети. Неправильная работа тормозного устрой­ства может привести к повреждению рабочего оборудования. Она опасна для обслуживающего персонала, а на таких установках, как лифты, — и для пассажиров.

Существует большое число конструктивных вариантов тормоз­ных устройств. Чаще всего на подъемно-транспортных механизмах применяются колодочные, ленточные или дисковые тормозные устройства. Все тормозные устройства действуют таким образом, что при включении двигателя одновременно освобождается вал производственного механизма. Если двигатель отключается, то осу­ществляется торможение механизма.

Для обеспечения указанного порядка работы необходимо воз­действовать соответствующим образом на механическое оборудо­вание тормозных устройств. Эта задача выполняется чаще всего электромагнитами с противодействующими пружинами или гру­зом. Для пружинных тормозов чаще всего применяются электро­магниты с небольшим ходом подвижной части, так как при осво­бождении тормозных шкивов пружины сжимаются всего на не­сколько миллиметров. В грузовых тормозах применяются длинноходовые магниты со значительными перемещениями. Тя­говое усилие электромагнита посредством системы рычагов пере­дается тормозным органам.

Рассмотрим принцип действия тормозного устройства на при­мере колодочного пружинного тормоза с приводом от короткоходового электромагнита постоянного тока. Тормозной шкив 1 обхватывается колодками 2, укрепленными на рычагах 3. Пружина 8 при отключенном электромагните 4 давит на скобу 7 и упорную шайбу стержня 6, связанные шарнирно с рычагами 3, стягивает верхние концы последних, вследствие чего тормозные колодки затормаживают шкив. При включении электромагнита его якорь 5 подтягивается к корпусу, перемещается стержень 6,сжи­мается пружина 8, вследствие чего колодки освобождают шкив.

В грузовых тормозах электромагнит при включении поднимает груз, а система рычагов отжимает колодки от тормозного шкива. Если электромагнит теряет питание, то под действием груза шкив вновь затормаживается.

1. Электропривод тельфера

Тельферы широко применяются особен­но в тех случаях, когда необходимо перемешать грузы и детали машин в период монтажных и ремонтных работ внутри производ­ственных помещений и на открытых территориях. Таким образом, тельфер осуществляет функции и подъема, и перемещения. В элек­троприводе тельферов используются АД с короткозамкнутым ротором небольшой мощности (до 7,5 кВт).

Рассмотрим типовую схему электропривода тельфера. Трехфазное напряжение сети через рубильник и плавкие предохранители подводится к привод­ным двигателям АД1 тали (с помощью контактов магнитных пус­кателей подъема КП или спуска КС) и механизма передвижения АД2 тельфера (с помощью контактов пускателей вперед KB или назад КН.). К выводам статора АД1 подключается электромагнит ТМ, который разводит тормозные колодки, как только на статор подается напряжение. Движение грузовой подвески вверх ограни­чивается конечным выключателем КВП. В схеме предусмотрена бло­кировка от одновременного включения реверсивных пускателей каждого двигателя двухцепными кнопками и размыкающими кон­тактами. Механизмами тельфера управляют с пола с помощью подвешенного к тельферу кнопочного поста. Для работы двигате­лей необходимо непрерывно нажимать на соответствующую кноп­ку, что не позволяет оператору отходить от кнопочной станции и требует внимательного наблюдения за работой тельфера. Из-за отсутствия низкой скорости, необходимой для плавной посадки грузов или точной остановки тельфера, оператору при­ходится периодически включать и отключать его двигатели, а это увеличивает число включений и вызывает нагрев обмоток, а так­же снижает износостойкость контакторов. Поэтому на некоторых тельферах имеются электроприводы подъема и передвижения с двумя рабочими скоростями: номинальной и пониженной, кото­рые обеспечиваются использованием двухскоростных асинхрон­ных двигателей вместо односкоростных или дополнительного мик­ропривода.

1. Контрольные вопросы

1. Объяснить принцип работы тормозного устройства

2. Особенности эксплуатации крановых электродвигателей

3. Описать последовательность работы схемы управления при подъеме.

4. Описать последовательность работы схемы управления при спуске.

5. Назначение концевого выключателя КВП

Практическая работа №5

Тема: «Электропривод мостового крана на постоянном токе».

Цель: изучить работу схемы контакторного управления мостового крана

План

1. Основные элементы схемы

2. Защиты схемы

3. Работа схемы управления мостовым краном

1. Основные элементы схемы

Д, ОВД, ЭмТ — электродвигатель постоянного тока с по­следовательной обмоткой возбуждения и электромагнитным тормозом.

СП — сопротивление пусковое

РПВ, РПН — реле противовключения «вперед» и «назад»,

РУ1, РУ2, РУЗ — реле ускорения с выдержкой времени

КП, КУ1, КУ2, КУЗ — контакторы пуска и ускорения

КВ1, КВ2, КН1, КН2 — контакторы «вперед» и «назад»,

КЛ — контактор линейный

РМ1, РМ2 — реле максимального тока

РН — реле напряжения, обеспечивает «нулевую» защиту.

ВКВ, ВКН — выключатели конечные «вперед» и «назад

Пр. 1, Пр.2 — предохранители

R5 — ограничительный резистор.

КК — командоконтроллер, симметричный (4-0-4), на 9 фиксированных положений рукоятки.

2. Защита

Максимальная (PMI, РМ2). От токов КЗ и значительно превышающих номинальные в силовой цепи.

Максимальная (Пр. 1, Пр.2). От токов КЗ в цепях управления.

Нулевая (РН). От больших снижений напряжения питающей сети (V_min).

От предельных перемещений (ВКН, ВКВ).

3. Работа схемы управления

Изучить самостоятельно согласно справочной литературы (1) стр. 261-265

1. Контрольные вопросы

1. Назначение реле РН

2. Как осуществляется пуск двигателя на 1 искусственную характеристику.

3. В какой последовательности срабатывают реле времени КУ

4. Назначение датчиков положения ВКВ и ВКН

5. Как осуществляется реверс двигателя Д

\

Практическая работа №6

Тема: «Изучение схемы управления пассажирского лифта».

Цель: изучить конструкцию этажного переключателя, исследовать работу электропривода пассажирского лифта с асинхронным двигателем

План

1. Устройство этажного переключателя

2. Электропривод пассажирского лифта с асинхронным двигателем

3. Ответить на контрольные вопросы

1. Устройство этажного переключателя

Э тажные переключатели применяются в схемах управления ти­хоходными пассажирскими лифтами. В корпусе этажного переключателя (рис. 1, а) на изоляционных пластинах 1 укреплены неподвижные кон­такты 2, которые замыкают­ся подвижными контактами 3 при повороте рычага 4 этаж­ного переключателя. Рычаг 4 с резиновым роликом 5 при ходе кабины вверх под дей­ствием фасонной отводки 6 поворачивается вправо, при ходе кабины вниз — влево. При этом замыкаются соот­ветствующие неподвижные контакты. Когда кабина нахо­дится на уровне этажа, кон­такты этажного переключате­ля разомкнуты.

1. Электропривод пассажирского лифта с асинхронным двигателем

Электрическая схема пассажирского лифта с кнопочным управ­лением применяется для лифтов со скоростью движения 0,5 м/с. Лифт приводится в движение асинхронным двигателем М с контактными кольцами. Разгон двигателя осуществляется в три ступени с управлением в функции времени посредством ме­ханических реле времени РВ, РН, РУ1 и РУ2, пристроенных к контакторам KB, KH, КУ], КУ2. Параллельно статорной обмотке двигателя включен тормозной электромагнит ЭмТ, при включе­нии растормаживающий механизм лифта. Пуск двигателя может осуществляться вызывными кнопками, находящимися на любом из этажей. Этажные переключатели ПЭ1... ПЭ5 установлены каж­дый на своем этаже. Этажные реле РЭ1... РЭ5 находятся на панели управления лифтом. Число этажных переключателей и реле соот­ветствует числу этажей, обслуживаемых лифтом (для данной схе­мы — пять этажей). Электрооборудование, расположенное в каби­не, связано с панелью управления гибким кабелем ГК. Контакты конечного выключателя ВКА, ограничивающего в аварийных слу­чаях ход кабины вверх и вниз, включены непосредственно, в статорную цепь двигателя. Движение кабины невозможно при откры­тых дверях шахты и кабины, что обеспечивается дверными кон­тактами шахты ВДШ1... ВДШ5 и кабины ВДК, включенными в цепь управления. В эту же цепь включены: контакт конечного вы­ключателя ВКК, контролирующего натяжение канатов (он раз­мыкается при их ослаблении или обрыве); контакт ловителя ВЛ, размыкающийся при срабатывании механизма ловителя; контак­ты пола ВП1 и ВП2, которые находятся в разомкнутом состоя­нии, когда кабина занята пассажирами. Контакты ВП1 шунтиру­ют контакт ВДК, когда пассажир вышел из кабины, а ее дверь осталась открытой.

Предположим, что пассажиру необходимо подняться с перво­го этажа на четвертый (этажный переключатель ПЭ1 находится в среднем положении). Пассажир входит в кабину. Контакты пола ВП1 размыкаются и разрывают цепь вызывных кнопок 1... 5, чем исключается наружное управление. Далее управление лифтом осу­ществляется из кабины. Пассажир закрывает двери шахты (замы­кается контакт ВДШ1), а также двери кабины (закрывается кон­такт ВДК) и нажимает кнопку «4 этаж». Включается реле РЭ4 по цепи: через кнопку КНС («Стоп»), контакты всех дверей шахты ВДШ1... ВДШ5, гибкий кабель, контакт ВКК выключателя конт­роля натяжения канатов, контакт ловителя ВКЛ, дверной кон­такт кабины ВДК, вторую кнопку «Стоп» в кабине, гибкий ка­бель, размыкающий контакт контактора КУЗ. Реле РЭ4 замыкает свои контакты и включает контактор KB («Вверх»), который вклю­чает в сеть статор двигателя М и тормозной электромагнит ЭмТ. Двигатель начинает работать, с выдержками времени последова­тельно срабатывают контакторы ускорения КУ1, КУ2, КУЗ и вы­водят ступени пускового реостата. При включении контактора ус­корения КУЗ его размыкающий блок-контакт разрывает цепи всех кнопок как на этажах, так и в кабине, и нажатие любой из кно пок во время движения кабины не влияет на работу лифта до остановки кабины.

К абина, пройдя второй и третий этажи, повернет рычаги пе­реключателей ПЭ2 и ПЭЗ (а в начале движения ПЭ]), и их кон­такты займут левое положение. Эти переключения подготавлива­ют схему к последующей работе. По достижении кабиной четвер­того этажа ее упор поворачивает рычаг переключателя ПЭ4 в среднее положение, вследствие чего контактор KB обесточивает и отключает двигатель, этажное реле РЭ4 и тормозной электромаг­нит. Кабина быстро останавливается. После выхода пассажира ап­параты управления приводятся в исходное положение (кроме этаж­ных переключателей).

Движение пустой кабины при открытых дверях не опасно и может происходить после нажатия вызывной кнопки вследствие шунтирования дверного контакта ВДК контактами пола ВП2. Если нужно вернуть пустую кабину с четвертого этажа на первый, на­жимается вызывная кнопка 1 наружного управления, располо­женная на первом этаже. Включается этажное реле РЭ1, которое своим контактом включает контактор КН («Вниз»). Происходит пуск двигателя в обратном направлении. Кабина лифта опускается и по пути переставляет все этажные переключатели из левого по­ложения в правое, а по достижении первого этажа переводит ры­чаг переключателя ПЭ1 в среднее положение. Катушка контактора КН обесточивается, двигатель и тормозной электромагнит отклю­чаются, кабина останавливается.

Одной и той же этажной вызывной кнопкой можно вызвать кабину с этажа, расположенного как выше, так и ниже. Напри­мер, этажной кнопкой 3 кабина может быть вызвана с первого и второго этажей на третий в результате включения контактора KB через правые контакты переключателя ПЭЗ. Этой же кнопкой 3 можно вызвать кабину с пятого и четвертого этажей на третий, когда выключится контактор КН через левые контакты того же переключателя ПЭЗ.

Нижние и верхние этажные переключатели ПЭ1 и ПЭ5 явля­ются одновременно и конечными выключателями, но для боль­шей надежности применяется еще конечный выключатель ВКЛ. Если в одном из крайних положений почему-либо не отключает­ся двигатель и кабина не остановится, то при дальнейшем ее дви­жении разомкнутся контакты ВКА и отключатся как главные цепи, так и цепи управления. После устранения повреждения выключа­тель ВКА включается от руки. На схеме не показаны цепи сигна­лизации занятости кабины, а также аварийной сигнализации.

1. Контрольные вопросы

1. По какой цепи осуществляется питание реле РЭ 5 при нажатии кнопки 5 кабины лифта?

2. Пассажир, находящийся на 5 этаже, нажимает кнопку 2 вызова кабины лифта, какие переключения происходят в схеме?

3. Пассажир, находящийся в кабине лифта, нажимает кнопку 4 этаж, какие переключения происходят в схеме?

4. Назначение аппаратов ВКК, ВЛ, ВДК, ВП1, ВП2?

5. Как осуществляется пуск асинхронного двигателя привода пассажирского лифта?

Практическая работа № 7

Тема: «Исследование электропривода управления участка ПТС».

Цель: изучить принцип автоматизации конвейерных линий, исследовать электропривод и схему управления участком ПТС

План

1. Изучить принципы автоматизации конвейерных линий

2. Выполнить принципиальную электрическую схему

3. Работа схемы автоматизации конвейерной линии

1. Принципы автоматизации конвейерных линий

Конвейерный транспорт широко применяется при проведении горных и геологоразведочных работ. В настоящее время на карье­рах используются конвейерные линии производительностью до 10 000 м³/ч и протяженностью до 10 ... 15 км. Так как число кон­вейеров на линии может быть весьма значительным, применяется централизованное управление приводами конвейерных установок с автоматизированным пуском. В этом случае оператор подает толь­ко начальный командный импульс на пуск первого конвейера, а двигатели остальных конвейеров включаются автоматически в за­данной последовательности.

Рассмотрим на примере основные принципы автоматизации конвейерных линий (рис. 7.1). Конвейерная линия состоит из трех последовательно расположенных ленточных конвейеров. В каче­стве привода используется асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором.

Рис.7.1 Схема автоматизации конвейерной линии

Во избежание завалов перегрузочных устройств в многосекци­онном ленточном конвейере требуется определенная последова­тельность включения и отключения его двигателей. При пуске сек­ции конвейера включаются поочередно, начиная с хвостового участка разгрузки, в порядке, противоположном направлению гру­зопотока. Команда на запуск следующего конвейера выдается пос­ле того, как грузонесущий орган включившегося конвейера разогнался до номинальной скорости. Такая блокировка осуществ­ляется с помощью реле скорости, контролирующего движение грузонесущего органа.

Схема управления содержит блокировку, которая обеспечива­ет при аварийной остановке одного из конвейеров автоматичес­кую остановку всех конвейерных линий, подающих груз на ава­рийно остановившийся. Остальные конвейеры продолжают рабо­тать, чтобы освободить тяговый орган от груза.

Время пуска конвейеров контролируется. При затянувшемся пуске конвейер должен отключиться и предотвратить запуск ос­тальных конвейеров. Затянувшийся пуск свидетельствует о неис­правности электропривода либо о проскальзывании ленты, кото­рое может привести к ее возгоранию.

Схема управления должна обеспечивать аварийную остановку конвейера и всех конвейеров, подающих груз на аварийно оста­новившийся при затянувшемся пуске конвейера, снижении ско­рости ленты конвейера, обрыве тягового органа, перегрузке элек­тродвигателя конвейера, перегреве подшипников приподных ба­рабанов, образовании завала в местах перегрузки, сходе ленты конвейера. Она также должна обеспечивать возможность останов­ки конвейерной линии из нескольких точек.

1. Работа схемы автоматизации конвейерной линии

Схема содержит следующие средства автоматического контро­ля и защиты конвейерной линии (см. рис. 7.1):

реле максимального тока КА1... КА6;

тепловые реле FR1... FR6 для защиты от перегрузки электро­двигателей;

тепловые реле FR7... FR9 для защиты от перегрева приводных барабанов;

реле скорости, состоящее из тахогенераторов BR1... BR3 и реле напряжения KV1... KV3, необходимые для контроля скорости ленты и ее защиты от обрыва;

датчики контроля схода ленты КСЛ1... КСЛЗ;

датчики контроля SQ1... SQ3 для защиты от завала мест пере­сыпа горной массы с конвейера на конвейер.

В схеме управления предусмотрена световая сигнализация. Вклю­ченные красные лампы HL2, HL4, HL6 указывают на отключен­ное состояние электродвигателя и конвейера, зеленые HL1, HL3, HL5 — на рабочее состояние.

Остановить конвейерную линию можно из нескольких точек трассы воздействием на одну из кнопок SB5... SB7.

Перед пуском конвейерной линии должны быть включены ав­томаты QSI... QS3. На схему управления подается напряжение, что приводит к срабатыванию реле времени КТ1... КТЗ и замыка­нию нормально разомкнутых контактов КТ1.1... КТ3.1.

Отметим, что реле времени является реле постоянного тока. Поэтому напряжение на катушки реле времени КТ1... КТЗ пода­ется через выпрямительные диоды VD1... VD3.

Рассмотрим пуск конвейерной линии (см. рис. 7.1). Сначала нажатием на кнопку SB1 запускается электродвигатель M 1. По цепи SB2, SB1, КТ1.1, КМ1, KAU КА2, FR1, FR2, КСЛ1, SQ1, FR7, KV1.3, SB5, SB6, SB7 подается напряжение на катушку контакто­ра КМ1. Контактор КМ1 срабатывает и замыкает свои линейные контакты КМ1.1 в цепи статора электродвигателя M 1. Двигатель запускается и приводит в движение ленту конвейера. Одновре­менно с этим замыкаются блок-контакты КМ 1.2, шунтирующие кнопку SB1, и контакт КМ1.3, включающий лампу сигнализации HL1, указывающую на рабочее состояние первого конвейера. Раз­мыкание контакта КМ1.4 приводит к снятию напряжения с ка­тушки реле времени КТ1, которое контролирует время, необхо­димое для разгона двигателя до максимальной частоты вращения.

Лента конвейера, пришедшая в движение, приводит во враще­ние вал тахогенератора BR1. По достижении лентой конвейера максимальной скорости реле KV1 срабатывает и замыкает свои контакты KVI. 1 в цепи, шунтирующей контакт реле времени КТ1. /, и KV1.2 в цепи управления следующего конвейера.

Реле времени КТ1 контролирует время пуска. По истечении заданного времени реле КТ1 отпускает свой якорь и вызывает раз мыкание своего контакта КТ1.1 в цепи контактора КМ1. Однако контактор KM1 продолжает получать питание через замкнутый контакт KVL1.

Если лента за время, необходимое для пуска, по каким-либо причинам не достигнет своей максимальной скорости, то кон­такт КТ1.1 разомкнётся до того, как замкнется контакт KV1.1. Дви­гатель M1 остановится, так как цепь питания катушки контактора КМ1 разомкнётся.

В случае нормального пуска первого конвейера замкнется кон­такт KV1.2 в цепи управления второго конвейера. По цепи SB3, KV1.2, КТ2.1, КМ2, FR4, FR3, КА4, KV3, КЛЗ, КСЛ2, FR8, SQ2 подается напряжение на катушку контактора КМ2. Последний сра­батывает и замыкает свои контакты КМ2.1 в цепи статора второго двигателя М2. Пуск второго конвейера контролирует реле времени КТ2 и скорости KV2 аналогично рассмотренному случаю.

Таким образом, блокировки из реле скорости KV1... KV3 и реле времени КТ1... КТЗ позволяют осуществить контроль времени пуска конвейеров.

Остановить конвейерную линию можно из любой точки трас­сы воздействием на одну из кнопок SB5, SB6 или SB7 либо из пункта управления кнопкой SB2.

При срабатывании одного из видов защиты останавливается не только конвейер, на котором произошла авария, но и конвейе­ры, подающие груз на аварийно остановившийся. Например, ос­тановка второго конвейера приводит к отключению реле скорос­ти KV2 и размыканию его контакта KV2.2 в цепи питания контак­тора КМЗ, вследствие чего останавливается третий конвейер. Первый конвейер, который находится после второго по направ­лению потока груза, остается работающим.

1. Контрольные вопросы

1. Какая последовательность включения конвейеров и почему?

2. Какие блокировки содержит схема управления, назначение блокировок, какими аппаратами осуществляется?

3. Как осуществляется пуск конвейерной линии?

4. Какие изменения произойдут в схеме при пробуксовки второго конвейера?

Практическая работа №8

Тема: Изучение схемы управления двигателем вентилятора

Цель: изучить особенности управления вентиляционной установки

План

1. Изучить описание работы управления вентилятором.

2. Выполнить принципиальную схему управления двигателем вентилятора.

3. Перечислить электрические аппараты применяемые при управлении, указав их назначение.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Схема управления двигателем вентилятора

Схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем М вентилятора, расположенного в машинном зале и предназначенного для независимой вентиляции крупных электрических машин показана на рисунке. Управление вентилятором осуще­ствляется со щита с помощью ключа управления К1, имеющего четыре контакта и рукоятку с самовозвратом. Ключ К2 служит для разрешения или запрещения включения вентилятора на месте ус­тановки, когда нет надобности в его работе.

Схема работает следующим образом. Ключ К2 устанавливается в положение Р («разрешено»). Включается автомат В2 цепей уп­равления и автомат В1 главных цепей (его контакт в цепи само­блокировки пускателя К замыкается). Загорается зеленая лампа ЛЗ (двигатель отключен). Для пуска двигателя М ключ К1 переводит­ся из нулевого положения О в пусковое П. При этом включается магнитный пускатель К, ставится на самопитание и главными кон­тактами включает двигатели в сеть. Зеленая лампа Л З гаснет, крас­ная лампа Л К загорается (двигатель включен). Рукоятка ключа К1 отпускается, и ключ возвращается в нулевое положение, на кото­ром контакт 2 ключа замыкается, а контакт 1 остается замкну­тым.

В схеме предусмотрено опробование вентилятора на месте его установки с помощью кнопки КнО. Предусмотрена также блоки­ровка (с помощью замыкающего блок-контакта К), не позволяю­щая включать вентилируемую машину до пуска вентилятора. За­щита при коротких замыканиях или перегрузке двигателя М осу­ществляется автоматом В1 с комбинированным расцепителем. А нулевая защита — пускателем К (новый пуск двигателя не воз­можен, пока рукоятка ключа KI не будет поставлена в пусковое положение П). При отключении вентилятора в результате действия защиты включается предупредительный сигнал, так как контакты 3 и 4 ключа К1 при этом замкнуты.

При ручном отключении вентилятора путем перевода, а затем отпускании рукоятки ключа К1 в положение С предупредитель­ный сигнал не подается, поскольку разомкнут контакт 4.

Контрольные вопросы

1. Назначение ключа управления К2

2. В каких случаях используется кнопка КнО

3. Как осуществляется пуск вентилятора, рассказать работу схемы управления

4. Какие блокировки используются в схеме управления, их назначение

5. Виды защит схемы управления двигателем вентилятора

Практическая работа № 10

Тема: «Исследование электрической схемы управления автоматизированной компрессорной установки

Цель: изучить электрическую и технологическую схемы компрессорной установки, устройство электроконтактного манометра

План

1. Ознакомиться с конструкцией электроконтакного манометра

2. Изучить работу автоматизированной компрессорной установки

3. Выполнить принципиальную электрическую схему управления компрессорной установки

4. Ответить на контрольные вопросы

1. Устройство электроконтактного манометра

Электрооборудование компрессорных установок в зависимос­ти от их технологического назначения может располагаться в ма­шинном или специальном электротехническом помещении. Виды управления компрессорными агрегатами: диспетчерское, автома­тическое и местное.

В схемах автоматического управления компрессорами кроме электроаппаратуры общего применения используется специаль­ная аппаратура, например, термореле и электроконтактные мано­метры — датчики давления (рис.).

Так же, как и в обычных манометрах, в нем применена трубчатая одновитковая пружина 3, которая закрыта с одного (подвижного) конца, а другим (непод­вижным) концом сообщается со средой — газом или жидкостью, давление которых надо контролировать. Изменение давления внутри трубчатой пружины вызывает ее упругую деформацию. При повы­шении давления пружина стремится разогнуться, при уменьше­нии — согнуться. При этом от ее подвижного конца через переда­точный механизм приводится в действие контакт 1, укрепленный на стрелке. Если давление превышает значение, на которое на­строен электроконтактный манометр, контакт 1 замыкается с правым неподвижным контактом 2. При давлении ниже этого значения контакт 1 замыкается с левым неподвижным контактом 2'. Контакт­ная система манометра допускает включение по напряжению 380 В пе­ременного тока и 220 В постоянного тока мощность контактов 10 ВА. При­меняются кроме электроконтактных манометров поршневые, сильфонные и др.

1. Технологическая схема компрессорной установки

В технологическую схему компрессорной установки (станции) (рис. 7.9) входят два компрессора 1 приводимых в движение асин­хронными короткозамкнутыми двигателями 2.

Компрессоры по тру­бопроводу 5 подают сжатый воздух в ресиверы 3, откуда по трубо­проводу 6 он поступает к потребителям. Обратные клапаны 7 пре­дотвращают работу одного компрессора при разнице в создаваемом компрессорами давлении. Трубопроводы 8 и 9 предназначены для циркуляции охлаждающей воды. Два электроконтактных манометра 4 служат датчиками автоматического управления. Подвижные кон­такты манометров устанавливаются на определенные верхние и нижние пределы давлений в ресиверах. Верхние пределы для обо­их манометров могут быть одинаковыми. При достижении их элек­тродвигатели компрессоров отключаются. Нижние пределы давле­ния манометров устанавливаются различными. При падении дав­ления вначале включается только один компрессор; если же давление будет продолжать падать, то включается второй комп­рессор.

1. Электрическая схема автоматического управления компрессорной установки

Электрическая схема автоматического управления компрессор­ной установкой приведена на рис. В главных цепях двигателей M1 и М2 компрессоров установлены автоматы В1 и В2 с комби­нированными расцепителями (максимальным и тепловым). Цепи управления питаются через однополюсный автомат ВЗ с макси­мальным расцепителем.

Управление компрессорами может быть автоматическим и руч­ным. Выбор способа управления производится с помощью ключей управления КУ1 и КУ2, контакты которых находятся в цепях катушек магнитных пускателей К1 и К2. При ручном управлении включение и отключение магнитных пускателей производится непосредственно ключами КУ1 и КУ2. При автоматическом управ­лении пускатели включаются с помощью промежуточных реле: PП1 — для первого компрессора и PП2 — для второго. Очередность включения компрессоров при падении давления устанавливается посредством переключателя режимов ПР. При автоматическом управлении переключатель ПР устанавливается в положение M1, т. е. первый компрессор включается первым.

Предположим, что ресиверы наполнены сжатым воздухом, давление соответствует верхнему пределу и оба компрессора не работают. В результате потребления воздуха давление в ресиверах будет падать. Когда оно достигнет минимального значения, уста­новленного для пуска одного первого компрессора, контакт ма­нометра MHI замкнется (Н — нижний предел). Сработает реле РП1 которое своим контактом включит магнитный пускатель К1 первого компрессора. В результате работы компрессора давление в ресиверах будет повышаться и контакт МН1 разомкнётся. Но это не приведет к отключению первого компрессора, так как катушка реле РП1 продолжает получать питание через замкнутые контак­ты РП4 и PП1. При повышении давления в ресиверах до макси­мального предела замкнется контакт манометра МВ1 (В — верхний предел). Реле РП4 сработает и своим контактом отключит реле РП1, что приведет к остановке первого компрессора.

В случае недостаточной производительности первого компрес­сора или его неисправности давление в ресиверах будет продол­жать падать. Если оно достигнет предела, установленного для за­мыкания контакта МН2 второго манометра (а этот предел уста­навливается несколько ниже минимального предела давления для первого манометра), то сработает реле РПЗ. В результате включа­ется реле PП2 и магнитный пускатель К2, т. е. вступит в работу второй компрессор. Реле РП2 остается включенным. Когда давле­ние в ресиверах поднимется до верхнего предела, замкнется кон­такт манометра МВ2 и включит реле РП4. Его замыкающий кон­такт отключит реле PП2, и второй компрессор остановится.

В схеме предусмотрен контроль исправности компрессорной установки. Если несмотря на работу обоих компрессоров давление в ресиверах продолжает падать или не меняется, контакт МН2 нижнего предела давления замкнут и питание реле PП3 сохраняется. Это реле еще при включении своим контактом привело в действие реле времени РВ, которое с некоторой выдержкой вре­мени замкнет свой контакт в цепи аварийно-предупредительной сигнализации, дежурному персоналу будет подан сигнал о необ­ходимости устранить неисправность. Сигнальная лампа ЛЖ слу­жит для сигнализации при ручном управлении. Она загорается при падении давления в ресиверах, получая питание через контакт реле РПЗ. Сигнальная лампа ЛБ и реле напряжения РКН служат для контроля наличия напряжения в цепях управления. Реле РКН своим контактом включает аварийно-предупредительный сигнал при недопустимом падении или исчезновении напряжения.

1. Контрольные вопросы

1. Как устроен электроконтактный манометр, принцип его работы?

2. Технологическая схема компрессорной установки, из каких элементов состоит, как поддерживается давление сжатого воздуха в ресиверах?

3. Как работает схема управления при снижении давления ниже уровня срабатывания манометра MHI ?

4. Как осуществляется местное управления работы компрессора?

5. В каких случаях срабатывает манометр MH2, что происходит с компрессорной установкой?

Практическая работа №10

Тема: Изучение электрооборудования насосной установки

Цель изучить способы автоматизации работы насосных установок

План

1. Реле контроля уровня

2. Автоматическое управление насосной установки

Методические указания

1. Изучить устройство различных реле уровня жидкости (перечислив конструктивные элементы)

2. Изучить работу схемы установки с двумя насосами (перечислить все используемые конструктивные элементы, указав их назначение по схеме)

3. Ответить на контрольные вопросы согласно изученному материалу:

   • Устройство и работа поплавкового реле уровня

   • Устройство и работа электродного реле уровня

   • Функционирование схемы в авт. режиме при нормальном притоке жидкости

   • Функционирование схемы в авт. режиме при увеличенном притоке жидкости

   • Условия срабатывания реле РА

   • Ручное полуавтоматическое управление

1. Реле контроля уровня

В качестве реле контроля уровня используются: поплавковое реле, электродные реле уровня (электродные датчики), маномет­ры различных типов, устанавливаемые на трубопроводе, датчики емкостного типа, радиоактивные датчики.

Поплавковые реле уровня применяются обычно для контроля уровня н еагрессивных жидкостей. В открытый резервуар, в котором контролируется уро­вень жидкости, погружен поплавок 1, подве­шенный на гибком канате че­рез блок 3 и уравновешенный грузом 6. На канате укреплены две шайбы 2 и 5, которые при предельных уровнях жидкости в резервуаре поворачивают ко­ромысло 4 контактного устрой­ства 8. Оно замыкает соответ­ственно контакты 7 и 9, от которых идут провода в цепи управления и сигнализации насосной установки.

В закрытом резервуаре поплавок 1 рычагом связан с осью рычага 10, кото­рая с соответствующим уплотнением пропускается через стенку корпуса в пространство, где располагается контактная часть 11 реле. Провода от контактов выводятся через стенку резервуара.

Для электропроводных жидкостей применяется электродное реле уровня. Р еле состоит из металлических электродов 1 и 4, помещенных в корпусе 2. Реле опускается в резервуар 3. Электроды реле включе­ны в цепь катушки промежуточного реле РП (электромагнитное реле). При подъеме уровня жидкости до верхнего электрода 4 об­разуется проводящий промежуток между электродами 1 и 4. Реле РП срабатывает, становится на самопитание через свой замыкаю­щий контакт, а другими контактами (на рисунке не показаны) производит необходимые переключения в цепях управления и сиг­нализации насосной установки. При опускании уровня жидкости ниже электрода 1 цепь питания катушки через контакт РП прерывается, реле РП обесточивается и своими контактами опять производит соответствующие переключения в схеме управления и сигнализации ус­тановки.

2. Автоматическое управление насосной установки

Рассмотрим схему управления двумя насосами, экс­плуатация которых осуществляется без дежурного персонала. Схе­ма обеспечивает автоматический пуск и остановку насосов в за­висимости от уровня жидкости в контролируемой емкости (баке, резервуаре), из которой производится откачка или естественный сток жидкости. Для контроля уровня применен электродный датчик (жидкость электропроводна). Схема разработана применительно к условиям пуска и остановки насосов при постоянно открытых задвижках, что часто имеет место в низконапорных на­сосных установках. Из двух насосов один является рабочим, вто­рой - резервным. Это задается с помощью переключателя ПО. В положении 1 переключателя первый насос (с двигателем M1) будет рабочим, а второй (с двигателем М2) — резервным. В поло­жении // переключателя, наоборот, второй насос будет рабочим, а первый — резервным. Рассмотрим работу схемы, когда переключатель ПО поставлен в положение 1, а переключатели управления ПУ1 и ПУ2 поставле­ны в положение А, т. е. на автоматическое управление насосами. Контакты переключателя ПО в цепях катушек реле управления РУ1 рабочего и РУ2 резервного насосов будут замкнуты, но эти цепи остаются разомкнутыми вследствие отсутствия контактов с жидкостью электродов 2 и 3 датчика уровня ДУ. При повышении уровня жидкости в к онтролируемой емкости до электрода 2 цепь катушки реле РУ1 замыкается, реле срабатывает и его контакт подает питание в катушку магнитного пускателя К1. Включается электродвигатель M1 первого насоса. По мере откачки уровень жид­кости в емкости понижается, но при разрыве контакта электрода 2 электродвигатель не останавливается, так как катушка реле РУ1 продолжает получать питание через свой контакт и пока замкну­тый контакт электрода 1.

Если произойдет аварийное отключение рабочего насоса или производительность его недостаточна, уровень жидкости будет повышаться. Когда он достигнет электрода 3 датчика уровня, по­лучит питание катушка реле РУ2. Реле сработает и включит маг­нитный пускатель К2 электродвигателя М2 резервного насоса. Ре­зервный насос остановится при падении уровня жидкости ниже электрода 1.

При слишком большом притоке жидкости в емкость, из кото­рой производится откачка или сток, производительность обоих насосных агрегатов может оказаться недостаточной и жидкость поднимется до предельно допустимого уровня, на котором уста­новлен электрод 4. При этом замкнется цепь катушки аварийного реле РА, которое сработает и своим контактом включит цепь ава­рийной сигнализации. Реле контроля наличия напряжения РКП служит для подачи предупредительного сигнала при исчезнове­нии напряжения в цепях управления. Цепи аварийной сигнализа­ции питаются от самостоятельного источника. Белая сигнальная лампа ЛБ сообщает о наличии напряжения в цепях управления при контрольных осмотрах.

Переход на местное кнопочное управление (ручное полуавто­матическое) производится установкой переключателя ПУ1 для первого насоса и ПУ2 для второго насоса в положение Р (ручное управление) и нажатием соответствующих кнопок «Пуск» КнП1, КнС1, КнП2, КнС2, расположенных непосредственно у насосных агрегатов. Переключатели ПУ1 и ПУ2 исключают возможность од­новременного автоматического и кнопочного управления.

Приведенная схема составлена применительно к двигателям малой мощности (примерно до 10 кВт), поэтому цепи катушек магнитных пускателей защищаются теми же автоматами, что и двигатели. При двигателях большей мощности для катушек маг­нитных пускателей предусматривается самостоятельная защита.

Практическая работа №11

Тема: Изучение схемы управления электроприводом токарно-винторезного станка

Цель: изучить устройство, функционирование схемы управления металлообрабатывающего станка

План

1. Назначение и устройство токарных станков

2. Схема управления электропривода токарно-винторезного станка

Методические указания

1. Изучить устройство токарных станков

2. Выполнить принципиальную электрическую схему управления токарно-винторезного станка

3. Письменно ответить на контрольные вопросы:

• Основные элементы схемы управления

• Органы управления токарно-винторезного станка

• Работа схемы управления

• Защита схемы управления и двигателей станка

1. Назначение и устройство токарных станков

Предназначены для обработки поверхностей вращающихся заготовок (изделий) резцами и другими применимыми инструментами. Основные узлы станка:

• станина, для размещения и крепления оборудования,

• передняя и задняя бабки,

• суппорт,

• шкаф с электрооборудованием.

Станина является несущей конструкцией станка. По ее направляющим перемещается нижняя каретка суппорта и задняя бабка.

Передняя бабка (шпиндельная) совмещена с коробкой скоростей.

Шпиндель имеет полый вал, через который можно пропускать прутко­вый материал при его обработке.

На шпиндель навертывается патрон или планшайба для закрепления обра­батываемого изделия, а при обработке изделия в центрах — передний центр.

Задняя бабка используется в качестве второй опоры при обработке в центрах длинных деталей.

Она имеет выдвижную пиноль для закрепления заднего центра или ин­струмента для обработки отверстий (сверла, метчики и др.)

Суппорт используется для закрепления резца и обеспечения продоль­ной и поперечной подач.

Фартук суппорта соединен с нижней кареткой и перемещается вдоль станины. На фартуке размещен механизм, передающий движение от ходово­го винта или ходового вала коробки подач.

Ходовой винт используется при нарезании резьбы, а ходовой вал - при всех других операциях.

В серийном производстве для обработки деталей сложной формы при­меняются токорно-револъверные станки.

Процесс обработки включает несколько последовательных операций различными инструментами.

Инструмент закрепляется в револьверной головке, установленной на суппорте.

Суппорт с головкой может быстро перемещаться по направляющим ста­нины в продольном направлении.

Револьверная головка, обычно, шестигранная. Режущий инструмент (резцы, сверла, метчики и др.) крепится в радиальных отверстиях (гнездах) головки, что обеспечивает их быструю смену.

Применение таких станков повышает производительность, по сравне­нию с токарно-винторезными, до трех раз.

Для обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей крупных изделий большого диаметра (до 13 м и более) применяются кару­сельные станки.

Изделие закрепляется на планшайбе. Станки имеют два верхних суппорта, расположенных на поперечной траверсе и один боковой суппорт. Суппорты перемещаются вертикально по двум стойкам.

1. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом токарно-винторезного станка.

Назначение. Для пуска, управления и защиты ЭО токарно-винторезного станка.

Основные элементы схемы.

Д„„ Д_ш Д_г, Дб — приводные АД, шпинделя, насоса, гидроагрегата, быст­рого перемещения суппорта. КШ, КБ — контакторы двигателей шпинделя и быстрого перемещения

суппорта. РВ — реле времени, пневматическое, для ограничения времени работы

Шш) на холостом ходу. ШР — штепсельный разъем, для подключения (ДЛпри применении на

станке гидрокопировального устройства.

Примечание — Регулирование угловой скорости шпинделя производит­ся переключением шестерен в коробке скоростей, а из­менение продольной и поперечной подачи -— в коробке подач, с помощью рукояток.

РТ_Ш1

Включение (выключение) шпинделя станка и его ревер­сирование — с помощью многодисковой фрикционной муфты, с помощью рукояток.

Механическое перемещение суппорта в любом направ­лении производится (Дб)с помощью одной рукоятки.

ЛМО — лампа местного освещения.

Тр. — трансформатор понижающий, для питания цепей управления и местного освещения.

Примечание — При напряжении в цепи местного освещения 12 или 36 В в качестве одного из проводов, обычно, используют ста­нину станка.

Для быстрой остановки шпинделя станка служит меха­нический тормоз в передней бабке.

Органы управления.

ВП1, ВП2 и ВО — выключатели пакетные питания станка, пуска насоса охлаждения и включения освещения.

Кн.П, Кн.С — кнопки «пуск» и «стоп».

ВК_Б, ВК_Х — выключатели контактные рукояток быстрого перемещения суппорта и холостого хода Ш.

Примечание — Если пауза в работе превышает 3...8 мин, то(Дщ)отклю-чается от сети и останавливается, что ограничивает его работу вхолостую с низким cos p и уменьшает потери энергии.

Режимы управления.

Полуавтоматический — от механических рукояток, кнопок и выключателей.

Работа схемы.

Исходное состояние.

Поданы все виды питания (ВП1 — «В»). Цепи управления и освещения получают питание от «Т_Р». Деталь закреплена и готова для обработки.

Включение в работу.

КнЛТЦ — собирается цепь |КШ|.

| КШ|Т — подключается ксети(Лщ)(КШ:1...3) и пускается, — становится на самопитание (КШ:4),

Примечание — Перед обработкой детали пускается (Дц)при ВП2 — «В». Включение шпинделя производится фрикционной муф­той с помощью рукоятки.

Управление быстрым перемещением суппорта от руко­ятки; замыкается ВК_б, | КБ~|ТлДб) пускается. Д_б остановится при повороте этой рукоятки, располо­женной на фартуке станка, в среднее положение.

Автоматическая остановка.

По окончании обработки рукоятка управления муфтой отключается, при

этом: ____ ^^^

— собирается цепь пневмореле I РВ 1 (ВК_Х), [RJ на х.х-__

и по истечении времени (3...8 мин) разомкнет цепь |КШ|(РВ).

РВ

КШ

— отключается от сети(Дщ) (КШ:1..,3) и останавливается,

— размыкается цепь самопитания (КШ:4). Примечание — Отключение станка плановое — от Кн.С. Защита. Максимальная: силовая сеть (Пр.1, Пр.2, Пр.З),

цепи управления (Пр.5),

цепь освещения (Пр.4).

Тепловая: Д_ш (РТ_Щ1, РТ_Ш2), Д_и (РТ_И1, РТ„2), Д_г (РТ_Г1, РТ_Г2). Нулевая: контактором |КШ \, при кратковременном «провале» напря­жения.

Питание цепей:

1. ~ 380 В, 50 Гц — силовая сеть; 1 — 110 В, 50 Гц — цепи управления; 1 ~ 36 В, 50 Гц — освещение.

Практическая работа №12

Тема: Изучение схемы управления электроприводом расточного станка модели 2620

Цель: изучить устройство, функционирование схемы управления металлообрабатывающего станка

План

1. Назначение и устройство токарных станков

2. Схема управления электропривода расточного станка

Методические указания

1. Изучить устройство расточных станков

2. Выполнить принципиальную электрическую схему управления расточного станка

3. Письменно ответить на контрольные вопросы:

• Основные элементы схемы управления

• Органы управления расточного станка

• Работа схемы управления

• Защита схемы управления и двигателей станка

Назначение. Для управления и защиты ЭП универсального горизон­тально-расточного станка среднего размера. Примечания:

1. Главное движение — вращение расточного шпинделя осуществляет­ся от двухскоростного АД мощностью 10 кВт при 1460/980 об/мин.

2. Частоту вращения шпинделя можно изменять в пределах от 12,5 до 1600 об/мин с помощью коробки скоростей и переключения числа пар полюсов двигателя.

Основные элементы схемы.

ДШ и ДН — приводные АД с короткозамкнутым ротором шпинделя и

насоса смазки. РКС — реле контроля скорости шпинделя, для контроля торможения.КН — контактор насоса.

КШВ1 и КШН1 — реверсивные контакторы шпинделя «вперед» и «назад».

КШМ — контактор шпинделя малой скорости, для подключения обмот­ки статора, соединенной в «треугольник».

КШБ1 и КШБ2 — контакторы шпинделя большой скорости, для под­ключения обмотки статора, соединенной в «двойную звезду».

КШВ2 и КШН2 -—■ контакторы шпинделя «вперед» и «назад», для управления шпинделем при наладке.

РТ1 и РТ2 — реле тормозные, для подготовки цепей контакторов КШН2 и КШВ2 к торможению.

РВС — реле времени, для контроля времени разгона ДШ на малой скорости с переключением, по истечении времени, на большую скорость.

РПС — реле переключения скоростей.ВК1, BK2 — выключатели коробки скоростей, для переключения ско­ростей в шпиндельной коробке при остановленном двигателе.

Органы управления.

Кн.П и Кн.Н — кнопки выбора направления вращения шпинделя «впе­ред» и «назад».

Кн.С — копка «стоп», для полной остановки станка.

Кн.Т-В и Кн.Т-Н — кнопки «толчок-вперед» и « толчок-назад» для управления ДШ при наладке.

ВК1 и ВК2 — выключатели коробки скоростей, механические, для пе­реключения скоростей.

Режимы управления.

Полуавтоматический (основной) — от Кн.В, Кн.Н и Кн.С.

Ручной (при наладке) — Кн.Т-В и Кн.Т-Н.

Практическая работа №13

Тема: Изучение схемы управления электроприводом круглошлифовального станка модели

3А161

Цель: изучить устройство, функционирование схемы управления металлообрабатывающего станка

План

1. Назначение и устройство шлифовальных станков

2. Схема управления электропривода шлифовального станка

Методические указания

1. Изучить устройство шлифовального станка

2. Выполнить принципиальную электрическую схему управления шлифовального станка

3. Письменно ответить на контрольные вопросы:

• Основные элементы схемы управления

• Органы управления шлифовального станка

• Работа схемы управления

• Защита схемы управления и двигателей станка

Назначение. Для управления и защиты ЭП круглошлифовального станка.

Примечание — Этот станок предназначен для наружного шлифования ци­линдрических поверхностей изделий длиной до 1000 мм и диаметром до 280 мм, наибольший диаметр шлифовально­го круга 600 мм; на задней бабке стола установлен прибор для правки шлифовального круга алмазом.

Основные элементы схемы.

ДШ, ДГ, ДН и ДИ — приводные двигатели шлифовального круга, гид­росистемы, насоса смазки и изделия.

Примечания:

1. ДШ — асинхронный двигатель с КЗ-ротором, мощность 7 кВт, угло-

вая скорость 98 рад/с; за счет смены шкивов клиноременной передачи можно получить два значения угловой скорости кру­га 111 и 127 рад/с.

2. ДИ — двигатель постоянного тока параллельного возбуждения типа

ПБС-22; мощность 0,85 кВт; угловая скорость плавно регули­руется в пределах от 35 до 250 рад/с изменением напряжения, подводимого к якорю от МУ.

3. ДГ— асинхронный двигатель с КЗ-ротором; мощность 1,7 кВт; уг-

ловая скорость 93 рад/с.

4. ДН— асинхронный двигатель с КЗ-ротором; мощность 0,125 кВт;

угловая скорость 280 рад/с.

МУ — магнитный усилитель (в комплекте с ЭП типа ПМУ-5М).

Примечание — Усилитель собран по трехфазной мостовой схеме и име­ет 6 рабочих обмоток (w_p), включенных последовательно с диодами Д1...Д6; диоды предназначены для выпрям­ления переменного тока и, одновременно, для обеспече­ния внутренней положительной обратной связи по току;

w_yl —обмотка управления задающая; w_y2 — обмотка управления, обеспечивающая положитель­ную обратную связь по току якоря двигателя; w_yi — обмотка управления, обеспечивающая смещение в МУ. ВП1 и ВП2 — выпрямители положительной обратной связи по току и

питания обмотки возбуждения двигателя изделия (ОВДИ). ЭмО и ЭмДП — электромагниты отвода и доводочной подачи. КШ, КГ, КН, КИ и КТ — контакторы управления электродвигателями шлифовального круга, гидросистемы, насоса охлаждения, изде­лия и торможения.

РОП — реле отсутствия питания в ОВДИ.

РП1 и РП2 — реле промежуточные чистовой обработки и отвода. РВ — реле времени, для обеспечения времени «выхаживания». РД — реле давления масла в гидросистеме.

Примечания: 1. Стол станка движется гидравликой возвратно-поступательно (продольная подача) со скоростью от 100 до 600 мм/мин; реверсирование стола в конце каждого хода переключением золотника гидроцилинд­ра при помощи упоров, установленных на столе.

2. Поперечная подача шлифовальной бабки при наладочных работах выполняется вручную, а при автоматической работе — от системы гидравлики и управляется электромагнитами (ЭмО и ЭмДП).

РКС — реле контроля скорости.

ПЗ — потенциометр задающий.

Rl, R2, R3, Яд — резисторы регулировочные.

Органы управления.

Кн.ПШ, Кн.ПГ, Кн.ПИ — кнопки «пуск» двигателей ДШ, ДГ, ДИ.

Кн.СО, Кн.СИ — кнопки «стоп» общая и ДИ.

ВН, ВА1, ВИ — выключатели режимов работы («РУ» — ручное управ­ление, О, «АР» — автоматическая работа).

ВА2 — выключатель («упор»-0-«скоба») для выбора режима работы.

ВАК — выключатель прибора активного контроля (АК).

Примечание — Прибор АК дает 2 команды: на чистовую обработку и на быстрый отвод.

ВО — выключатель местного освещения, для выключения лампы ос­вещения (ЛО).

МПО, МПД — микропереключатели отвода и доводки.

Режимы управления.

Автоматический — от ВН, ВИ, ВА1, ВА2, АК и «выхаживание».

Наладка — вручную.

Информационное обеспечение обучения

№ п/п	Наименование	Автор	Издательство, год издания
1	Электрическое и электромеханическое оборудование	В.П. Шеховцов	М.: Инфра-М, 2022
2	Электрическое и электромеханическое оборудование	Е.М.Соколова	М.: Мастерство, 2013
3	Электрические машины	М.М.Кацман	М.: Издательский центр «Академия», 2013. — 496 с.

40