Схемы защит по снижению напряжения

Минимальная защита

Вначале, как более простую, рассмотрим минимальную защиту, которая применяет

ся только в рулевых электропривода ( рис. 109, в ).

Рис. 109. Защиты по снижению напряжения: а, б – нулевая; в – минимальная.

Катушка контактора КМ питается от линейных проводов В и С. При номинальном напряжении сети контактор включен, через его главные контакты КМ1…КМ3 подается питание на обмотку статора двигателя М.

При снижении напряжения до недопустимого ( обычно до 60% номинального ) якорь контактора отпадает, контакты КМ1…КМ3 размыкаются, двигатель отключается от сети.

При восстановлении напряжения до номинального ток в катушке КМ становится номинальным, контактор включается, происходит повторный пуск двигателя.

Таким образом, данная схема обеспечивает автоматическое повторное включе-

ние электродвигателя после восстановления напряжения.

Нулевая защита Вариант №1

Схема защиты на рис. 109, а, применяется в случае, если в ней только один или два ( реверсивных ) контактора.

Для включения двигателя в сеть нажимают кнопку SB1 «Пуск», вследствие чего

включается линейный контактор КМ, который замыкает главные контакты КМ1...КМ3 и

вспомогательный КМ4.

Если после этого кнопку SB1 отпустить, ток в катушке КМ контактора поддержива

ется через вспомогательный контакт КМ4.

При снижении напряжения до недопустимого якорь контактора отпадает, контакты

КМ1…КМ3 размыкаются, двигатель отключается от сети и останавливается.

Кроме того, размыкается контакт КМ4, поэтому ток в катушке КМ контактора исче

зает.

При восстановлении напряжения до номинального ток в катушке КМ появится только после нажатия кнопки SB1 «Пуск».

Таким образом, данная схема исключает автоматическое повторное включение электродвигателя после восстановления напряжения. Пуск возможен только при участии человека.

Вариант №2

Схема на рис. 109, б применяется как часть более сложной схемы управления в эле

ктроприводах, с числом контакторов более двух. К таким электроприводам относятся грузовые лебедки и краны, якорно-швартовные устройства и другие, управляемые при помощи командоконтроллера.

Как следует из схемы, рукоятка командоконтроллера имеет 5 положений: нерабо-

чее «0» и по два рабочих «I» и «II» в обе стороны ( «Вперед» - «Назад» ).

В исходном положении «0» контакт SA командоконтроллера замкнут. Поэтому при

подаче напряжения на зажимы А и В ( род тока не играет роли ) через этот контакт образу

ется цепь тока катушки реле напряжения KV.

Реле KV включается и замыкает три своих контакта: KV1, KV2 и KV3. Контакт KV1 шунтирует контакт SA ( но только в нулевом положении ), через контакты KV2 и KV3 поступает питание на остальную часть схемы управления.

Схема готова к работе.

При работе, например, в направлении «Вперед», рукоятку командоконтроллера

выводят из положения «0» и устанавливают в положение «I». При этом контакт SA размы-

кается, но остается замкнутым контакт KV1. Через него катушка KV продолжает получать

питание из сети.

При переводе рукоятки в положение «II» схема не изменяется.

При снижении напряжения ниже допустимого якорь реле KV отпадает, все три его

контакта размыкаются.

При размыкании контакта KV1 ток в катушке реле KV пропадает, а при размыка-

нии контактов KV2 и KV3 снимается питание с остальной части схемы управления. Двига

тель отключается от сети и останавливается.

При восстановлении напряжения до номинального ток в катушке КМ появится только после возврата рукоятки командоконтроллера в нулевое положение. Только тогда замкнется контакт SA, через который снова получит питание катушка реле KV и повторно замкнутся контакты KV1, KV2 и KV3.

. Таким образом, и эта схема исключает автоматическое повторное включение электродвигателя после восстановления напряжения. Пуск возможен только при участии человека ( надо нажать кнопку SB1 «Пуск» ).

Схема нулевой защиты с аварийным выключателем

У электроприводов, управляемых при помощи командоконтроллера, заедание руко

ятки в промежуточном положении может привести к аварии, т.к. электродвигатель не оста

навливается.

Чтобы избежать аварии, в цепь катушки реле напряжения KV включают пакетный выключатель S1 ( рис. 110 ). Этот выключатель называют аварийным или выключателем управления. Выключатели устанавливают на тумбе командоконтроллера сбоку или сверху.

Рис. 108. Схема нулевой защиты с аварийным выключателем S1

При работе этот выключатель постоянно включен, поэтому включено реле напряже

ния KV. Через контакт KV:2 этого реле питание подается на основную часть схемы управ

ления.

В случае возникновения аварийной ситуации оператор ( лебедчик ) выключает S1.

Реле KV теряет питание и размыкает контакты KV:2 и KV:1.

При размыкании контакта KV:2 снимается питание с основной части схемы управ-

ления, двигатель отключается от сети и затормаживается.

Размыкание контакта KV:1 делает невозможным включение реле KV до тех пор, пока не замкнется контакт SM1 командоконтроллера, т.е. пока не рукоятка командокон-

троллера не будет возвращена в нулевое положение.

После этого реле KV получит питание и можно продолжить работу.

Выключатели управления могут быть одно- или двухполюсными.

16. Прочитать и объяснить работу структурных схем управления судном: а – с использованием РЭМ-привода; б - с использованием РЭГ-привода;

Угловое перемещение руля, не­обходимое для поворота судна, осуществляет-

ся с помощью силового электропривода.

Электроприводом производится перекладка руля, его остановка, реверсирование, регулирование скорости и т. д. В состав рулевого электропривода входит исполнительный электродвигатель ИД, передаточный механизм (рулевая машина) РМ, система управле­ния рулем , система контроля ( 10.2 ).

Рис. 10.2. Структурные схемы управления судном:

а – с использованием РЭМ-привода; б - с использованием РЭГ-привода;

I – ручное управление; II – автоматическое управление; III – управляющая программа; IV – изготовка; С – судно; Р – руль; ПУ – пост управления рулем; У -

усилитель; ИД – исполнительный двигатель; ИМ – исполнительный механизм

( насоса в электрогидравлических рулевых машинах ); Н – насос переменной или постоянной производительности ( в электрогидравлических рулевых машинах); РМ – рулевая машина; СРУ – счетно-решающее устройство ( навигационный комплекс ); А – аксиометр ( рулевой указатель ); К – репитер гирокомпаса

( сельсин-приемник гирокомпаса )

На рис. 10.2 показана общая структурная схема управления судном, где выходными звеньями являются руль Р и судно С.

Система управ­ления включает в себя следующие элементы:

1. ПУ - пост управления ( командное устройство ).

Основной пост располагается в рулевой рубке. Он имеет переключатели для

перехода на предусмотренные виды руч­ного или автоматического управления рулем и элементы контроля ис­правного состояния наиболее важных звеньев привода;

2. У – усилитель.

Усилитель может быть линейный, полупроводниковый, релейный, электромашин­ный (генератор с приводным электродвигателем), магнитный, гидрав­лический, комбинированный;

3. СРУ - счетно-решающий судовой нави­гационный комплекс, вырабатывающий алгоритм управления, автома­тически контролирующий выполнение маневров в соответствии с за­данной навигационной программой.

Наиболее часто используются сис­темы стабилизации судна на прямом курсе, где СРУ вырождается в сис­тему автоматического регулирования по отклонению курсового угла.

Все элементы такой системы комплектуются в колонке основного пос­та управления.

Рис. 10.2, а характеризует структуру рулевого электромеханичес­кого (РЭМ) привода Здесь перекладка руля производится непосред­ственно исполнительным двигателем, который работает в повторно-кратковременном режиме с частыми пусками и торможениями.

На рис. 10.2, б представлена общая структура рулевого электрогидравлического (РЭГ) привода, где ИД вращает с постоянной скоростью насос Н. Управление рулем производится посредством сервомеханиз­ма ИМ, изменяющего подачу масла на гидравлическую рулевую машину РМ.

Система контроля служит для проверки исполнения задания (дейст­вия) по перекладке руля и результатов его воздействия на судно. В сис­тему контроля входит рулевой указатель - аксиометр А, позволяю­щий определить положение пера руля относительно диаметральной плоскости, и репитер гирокомпаса К, показывающий курс судна и его изменение. В современных рулевых приводах информационные прибо­ры контроля встраиваются в пост управления.

17. Прочитать и объяснить работу схем управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного ( а ) и двух ( б ) постов управления;

Схема управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного и двух постов управ

ления приведена на рис. 103.

Рис. 103. Схема управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного ( а ) и двух ( б ) постов управления

Схема управления 3-фазным асинхронным двигателем с одного поста управления

Схема ( рис. 103, а ) предусматривает пуск и остановку двигателя при помощи кно

почного поста, состоящего из кнопок «Пуск» и «Стоп». Эта схема применяется для управления наиболее простых судовых электроприводов – насосов, вентиляторов, шлюпочных и траповых лебедок и т.п.

Элементы схемы

Силовая часть:

1. А, В, С – линейные провода;

2. КМ1…КМ3 – главные контакты линейного контактора КМ;

3. М – обмотка статора 3-фазного асинхронного двигателя

Схема управления:

1. SB1 – контакты кнопки «Пуск»;

2. SB2 – контакты кнопки «Стоп»;

3. КМ4 – вспомогательный контакт контактора КМ.

Подготовка схемы к работе

Для подготовки схемы к работе подают питание на линейные провода А, В, С. При

этом не образуются какие-либо электрические цепи, например, цепь тока через катушку контактора КМ ( т.к. разомкнуты контакты кнопки SB1 «Пуск») или цепь тока через трех-

фазную обмотку статора ( т.к. разомкнуты контакты КМ1…КМ3 ).

Пуск

Для пуска нажимают кнопку SB1 «Пуск», её контакты замыкаются и через них

образуется цепь тока катушки контактора КМ:

линейный провод С – замкнувшиеся от нажатия на кнопку контакты кнопки SB1 –

контакты кнопки SB2 – катушка контактора КМ - линейный провод В.

Контактор включается и замыкает три главных контакта КМ1…КМ3 и один вспомо

гательный КМ4.

При замыкании главных контактов напряжение сети поступает на обмотку статора,

двигатель начинает вращаться.

При замыкании вспомогательного контакта шунтируется кнопка SB1 «Пуск». Пока

эта кнопка остается нажатой, ток катушки контактора протекает как через ее контакты, так и, параллельно, через контакт КМ4.

Как только контакт КМ4 замкнется, кнопку SB1 можно отпустить, ее контакты

размыкаются, но останется цепь тока катушки КМ через контакт КМ4:

линейный провод С – вспомогательный контакт КМ4 – контакты кнопки SB2 – ка-

тушка контактора КМ - линейный провод В.

Если бы вспомогательный контакт КМ4 отсутствовал, то после отпускания кнопки SB1 «Пуск» ток в катушке КМ исчез, контактор КМ отключился и двигатель остановился.

Иначе говоря, в отсутствие контакта КМ4 двигатель вращался бы только при нажа-

той кнопке SB1 «Пуск» и останавливался при отпускании этой кнопки .

Теперь понятно назначение контакта КМ4 : он оставляет двигатель включенным, если отпустить кнопку SB1 «Пуск».