К пускорегулирующей аппаратуре относят: рубильники, пакетные выключатели и переключатели, ключи управления. Рубильники и переключатели являются ручными неавтоматическими аппаратами управления. Рубильники изготовляют одно-, двух- и трёхполюсными. Рубильники и переключатели с центральной рукояткой служат только для отключения предварительно обесточенных цепей. Аппараты с боковой рукояткой, боковым и центральным рычажным приводами могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой. Выпускаются также рубильники с боковой рукояткой и защитным кожухом. Пакетные выключатели и переключатели применяют как коммутационные аппараты в цепях переменного тока напряжением до 440 В, частотой 50 и 60 Гц и в цепях постоянного тока до 220 В. Кнопки управления применяют для дистанционного управления электромагнитными автоматами. Несколько кнопок, установленных в одном блоке, называют кнопочным постом. Ключи управления служат для замыкания и размыкания цепей управления и сигнализации при дистанционном включении или отключении высоковольтных выключателей и разъединителей. Аппараты управления могут быть встроены непосредственно в технологические механизмы, установлены около них или размещены в отдельных электропомещениях на распределительных щитах или станциях управления. Многие механизмы выпускают комплектно со встроенной аппаратурой управления и защиты. Выбор способа размещения аппаратов управления зависит от ряда обстоятельств, главнейшими из которых являются: условия окружающей среды, система управления технологическими механизмами, системы построения электрической сети. В условиях пыльной, влажной и пожароопасной среды может оказаться целесообразным аппараты управления принять в открытом или защищённом исполнении и разместить их централизованно, в специально выделенных помещениях. В условиях взрывоопасной и химически активной среды установка аппаратов управления в специальных изолированных помещениях может оказаться даже необходимой. Щиты станций управления (ЩСУ), устанавливаемые в электропомещениях, обычно собирают на свободно стоящих каркасах из типовых станций управления (блоков управления) заводского изготовления и служат для приёма электроэнергии, её распределения между электроприёмниками и дистанционного управления ими. От специальных блоков с автоматами или предохранителями, установленных на этих же щитах, осуществляют питание электроприёмников, имеющих местное управление. В качестве распределительных устройств, устанавливаемых непосредственно в цехе, применяют силовые пункты (шкафы) следующих серий: — блочные серии ПРБ, комплектуемые из блоков предохранитель-выключатель БПВ — силовые серии ПР с встроенными в них автоматами, скомплектованными в различных комбинациях; изготовляются в навесном, навесном утопленном и напольном исполнении; количество встраиваемых автоматов –от 4 до 30 — силовые распределительные серии СП и СПУ, предназначены для распределения электрической энергии и защиты людей.
Сборка типовых схем управления электропривода
Управление пуском, реверсом и торможением асинхронных двигателей в большинстве случаев осуществляется в функции времени, скорости, тока или пути. Ниже приводится ряд типовых схем управления электроприводами с АД.
Схема управления нереверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем. Пуск двигателей малой и средней мощности обычно осуществляется прямым подключением обмоток статора к сети без ограничения токов. Для этой цели используются магнитные пускатели, которые составляют основу схемы управления.
Нереверсивный магнитный пускатель включает в себя электромагнитный контактор КМ с двумя встроенными в него тепловыми реле защиты КК, кнопки управления SB1 (Пуск) и SB2 (останов, стоп АД).
Схема обеспечивает прямой (без ограничения тока и момента) пуск АД, отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FA).
Для пуска АД замыкают выключатель QF и нажимают кнопку пуска SB1.
Электрический ток потечет от фазы С через нормально замкнутую кнопку останова SB2, кнопку SB1, катушку контактора КМ, нормально замкнутые контакторы тепловых реле КК к фазе В.
Катушка контактора КМ, получив питание, притянет якорь магнитной системы и замкнет главные контакты в силовой цепи обмоток статора и вспомогательный контакт, который зашунтирует кнопку пуска SB1 и ее не нужно держать во включенном положении. Произойдет разгон АД по его естественной механической характеристике.
Для отключения АД нажимается кнопка остановки SB2, она разрывает цепь питания катушки контактора КМ. Под действием пружины якорь контактора отпадает и разрывает все замкнутые до этого контакты. Двигатель теряет питание сети и начинается процесс торможения АД выбегом под действием статического момента сопротивления на валу.
Также произойдет остановка двигателя в случае срабатывания одного из тепловых реле. В этом случае разорвется цепь питания катушки контактора КМ контактами тепловых реле КК.
Тепловое реле, установленное только в одну фазу, может не осуществить своих защитных функций. Например, если во время работы АД обесточится обмотка статора именно этой фазы, то двигатель будет работать с перегрузкой обмоток двух других фаз, в которых не предусмотрена установка тепловых реле. Поэтому тепловые реле необходимо устанавливать минимум в двух фазах.
Схема управления реверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем. Основным элементом этой схемы является реверсивный магнитный пускатель, который включает в себя два электромагнитных контактора КМ 1 и КМ2, два тепловых реле защиты КК и кнопки управления SB.
Схема обеспечивает прямой пуск и реверс АД, а также торможение противовключением при ручном управлении.
Пуск двигателя в условном направлении “Вперед” осуществляется нажатием кнопки SB1 при включенном автоматическом выключателе QF. Катушка контактора КМ 1 получит питание через размыкающую кнопку остановки SB3, замыкающую кнопку SB1, размыкающие контакты КМ2 (они будут замкнуты при обесточенном состоянии катушки КМ2), размыкающие контакты тепловых реле КК.
Контактор КМ1 своими силовыми контактами подключит обмотки статора к сети в следующем порядке: фазу А к выводу С1, фазу В к С2, фазу С к С3.
Торможение осуществляется кнопкой остановки SB3. Контактор КМ 1 теряет питание, обесточивает обмотки статора, для осуществления реверса нажимают кнопку SB2. Это приводит к включению контактора КМ2 и подаче на обмотки статора АД напряжения источника питания с другим порядком чередования фаз: фаза А к выводу С3, фаза В к выводу С2, фаза С к выводу С1. Магнитное поле АД изменит свое направление вращения и начнется процесс реверса, который может состоять из двух этапов: торможения противовключением (если ротор вращается по инерции в направлении “Вперед”) и разбега в противоположную сторону.
Если предположить, что при одновременном нажатии кнопок SB1 и SB2 замкнутся силовые контакты КМ 1 и КМ2, то произойдет короткое замыкание токоподводящими проводами. Во избежание этого в схеме используется типовая электрическая блокировка. Она предусматривает перекрестное включение размыкающих контактов аппарата КМ 1 в цепь катушки аппарата КМ2 и наоборот.
Кроме электрической блокировки может быть использована специальная механическая блокировка. Она представляет собой рычажную систему, которая предотвращает втягивание одного контактора, если включен другой.
Защиту от коротких замыканий обеспечивает автоматический выключатель QF. Его наличие исключает также возможность работы привода при обрыве одной фазы.
3.3 Ремонт пускорегулирующей аппаратуры
Виды и причины повреждений пускорегулирующей аппаратуры. Ремонт контактов и механических деталей контактора, пускателя, автоматического выключателя. Ремонт катушек.
Пускорегулирующая аппаратура имеет следующие виды повреждений: чрезмерный нагрев катушек пускателей, контакторов и автоматов, межвитковые замыкания и замыкания на корпус катушек; чрезмерный нагрев и износ контактов; неудовлетворительная изоляция; механические неполадки. Причина опасного перегрева катушек переменного тока – заклинивание якоря электромагнита в его разомкнутом положении и низкое напряжение питания катушек. Межвитковые замыкания могут произойти вследствие климатических воздействий на катушку, а также из-за плохой намотки катушек. Замыкание на корпус происходит в случае неплотной посадки бескаркасной катушки на железном сердечнике, а также из-за вибраций. На нагрев контактов влияет токовая нагрузка, давление, размеры и раствор контактов, условия охлаждения и окисление их поверхности и механические дефекты в контактной системе. Износ контактов зависит от силы тока, напряжения и продолжительности горения электрической дуги между контактами, частоты и продолжительности включений, качества и твердости материала. Механические неполадки в аппаратах возникают в результате образования ржавчины, механических поломок осей, пружин, подшипников и других конструктивных элементов.
Перед ремонтом осматривают все основные части контактора, чтобы установить, какие детали подлежат замене и восстановлению. При небольшом обгорании контактной поверхности ее очищают от копоти и наплывов обычным личным напильником и стеклянной бумагой. При замене контактов их изготавливают из медных цилиндрических или фасонных прутков из твердой меди марки М-1.
При ремонте контакторов придерживаются паспортных величин нажатия контактов. Отклонение от них в ту или иную сторону может привести к неустойчивой работе контактора, вызывая его перегрев и сваривание контактов.
Особенность ремонта магнитных пускателей – смена неисправных катушек и тепловых элементов. При изготовлении новой катушки необходимо сохранять ее конструкцию. Тепловые элементу пускателей, как правило, заменяют новым, заводским, т.к. их в условиях мастерской отремонтировать трудно.
У автоматических выключателей серии А и других конструктивно аналогичных выключателей повреждаются преимущественно контакты, отключающие механизм и механических пружин. В зависимости от характера повреждения ремонтируют автоматические выключатели в электроремонтном цехе или на месте их установки. Закопченные стальные омедненные пластины решетки осторожно очищают деревянной палочкой или мягкой стальной щеткой, освобождая их от слоя нагара, а затем протирают чистыми тряпками и промывают.
Технологический процесс изготовления катушек состоит из операций намотки, изолировки, пропитки, сушки и контроля катушки можно наматывать на намоточный шаблон, на каркас или непосредственно на изолированный полюс.
3.4 Ремонт трансформаторов
Ремонт обмоток, магнитопровода, фарфоровых вводов, бака расширителей и арматуры.
Ремонт обмоток в большинстве случаев сводится к замене повреждений изоляции проводов при замене клиньев, прокладок и других изолирующих обмотку элементов. Переизолировка провода небольших однослойных катушек, как правило, выполняется вручную. Поврежденные многослойные и другие более сложные по конструкции обмотки, выполненные из проводов мелких сечений, в большинстве случаев заменяют новыми. Поврежденную изоляцию удаляют обжигом. Для изготовления новых обмоток применяют медные или алюминиевые провода.
Магнитопровод разбирают в следующем порядке: распаивают соединения катушек и выводов; снимают болты, стягивающие верхнее ярмо; расшлихтовывают его; записывают порядок укладки отдельных листов; обвязывают концы стержней сердечника миткалевой лентой, чтобы они не расходились веером и не портили изоляции катушек; снимают катушки. На очищенные стальные листы наклеивают бумагу, которая служит изоляцией для листов. Оклеенные листы стали быстро просушивают, чтобы не было ржавчины под слоем бумаги и с неоклеенной стороны. Перед нанесением изолирующего слоя из лака листы нарезают на определенные размеры, штампуют в них отверстия, которые тщательно зачищают.
Основные неисправности вводов: трещины и сколы изоляторов, разрушение изоляторов, некачественная армировка и уплотнение, срыв резьбы стержня при неправильном навинчивании и затягивании гайки. При значительных сколах и трещинах ввод заменяется.
Сравнительно распространенными случаями повреждений бака, вызывающими его течь, является нарушение сварных швов и недостаточная плотность прокладки между баком и крышкой. Места течи заваривают газосваркой, предварительно тщательно очистив место сварки от масла и краски и просушив его постепенным и равномерным нагревом паяльной лампой.
Ремонт расширителя обычно сводится к промывке его маслом. Но иногда необходимо очищать внутреннюю поверхность расширителя от ржавчины, которую можно обнаружить при разборке трансформатора в виде большого скопления крупинок.
Ремонт арматуры, в основном, сводится к разборке арматуры и ее очистке от шлама и грязи, промывке в трансформаторном масле. Покрытые ржавчиной поверхности очищают стальными щетками и окрашивают.
1. Атабеков В.Б. Ремонт электрооборудования промышленных предприятий. – М., Высшая школа, 1985.
2. Зюзин А.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. – М., Высшая школа, 1971.
3. Лукъянов Т.П. Техническая эксплуатация электроустановок промышленных предприятий. – М., Энергоатомиздат, 1985.
4. Смирнов В.Н. Монтаж электрических установок. – М., Энергоиздат, 1982.
5. Комолов В.Г., Файб С.И., Алексеев А.А. Ремонт электрических машин. – М., Транспорт, 1975.
Монтаж электрических проводок и узлов автоматики на судне. В помощь судовому электромонтажнику. Монтаж проводок систем автоматизации на суше и в море.
Монтаж пускорегулировочной аппаратуры
Обычно монтаж пускорегулировочной аппаратуры производится одновременно с монтажом тех электродвигателей, для управления которыми служит эта аппаратура. Однако в некоторых случаях, например при ремонте, приходится монтировать аппаратуру к установленному ранее электродвигателю.
В соответствии с назначением и исполнением аппаратуры, а также в зависимости от местоположения электродвигателей определяют место установки аппаратуры. Так, например, при монтаже электропривода шпиля снаружи на палубе устанавливается оборудование в водозащищенном исполнении — электродвигатель, командоконтроллер, тормозной электромагнит, а под палубой, в закрытом помещении, — контакторная станция для управления электродвигателем, комплексы пускорегулировочных сопротивлений и другие аппараты в открытом или защищенном исполнении.
При разметке мест установки аппаратуры учитывают ее назначение, удобство обслуживания и ухода, возможность удобного подвода кабелей, количество простейших поддерживающих конструкций, необходимых при монтаже. Разметку мест установки аппаратуры поручают квалифицированному электромонтеру.
До установки аппаратуру необходимо тщательно осмотреть как снаружи, так и изнутри и очистить от пыли, грязи и масла. При осмотре проверяют состояние всех внутренних соединений, зажимных винтов, подвижных и неподвижных контактов. Если соединения ослабли, подтягивают гайки. Особое внимание должно быть обращено на состояние подвижных и неподвижных контактов реостатов, контроллеров, контакторов и реле. С контактных поверхностей следует удалить всякие следы пыли, грязи и масла; в случае необходимости эти поверхности зачищают бархатным напильником. Проверяют и регулируют нажатие пружинных контактов.
После осмотра аппаратуры и устранения обнаруженных дефектов приступают к установке ее на выбранных при разметке местах.
Металлические конструкции (кронштейны и др.) для установки и крепления аппаратуры изготовляются либо в мастерских согласно указаниям электромонтера, либо самим электромонтером.
При установке аппаратуры необходимо учитывать, что согласно инструкциям заводов-изготовителей многие аппараты работают правильно только в строго определенном положении (горизонтальном или вертикальном).
После установки аппаратуры к ней подводят и надлежащим образом разделывают кабели, соединяющие ее с электродвигателями или служащие для соединения одного аппарата с другим. Подключают кабели в точном соответствии со схемой.
Закончив монтаж аппаратуры, производят ее внешний осмотр и еще раз проверяют соединения по схеме. Опробование и регулировку аппаратуры (автоматы, реле, контакторы и др.) производят одновременно с опробованием электродвигателя, для которого эта аппаратура смонтирована.