Controlere de putere: scop, dispozitiv, caracteristici tehnice
Controlerul este un dispozitiv de control conceput pentru pornirea, oprirea, reglarea vitezei de rotație și inversarea motoarelor electrice. Controlerele de contact sunt incluse direct în lanțul de aprovizionare al motoarelor electrice cu o tensiune de cel mult 600 V.
În funcție de locația pieselor de contact, se disting controlerele cu contacte glisante și tipul camă. Controlerele pentru contactele glisante, la rândul lor, sunt împărțite în tambur și plat (acestea din urmă sunt rar utilizate).
Arborele controlerului poate fi rotit manual sau printr-un mecanism de antrenare sau un motor electric separat. Contactele fixe (degetele) sunt amplasate în carcasa aparatului în jurul arborelui cu contacte și sunt izolate de acesta. Controlerele sunt produse numai într-o versiune sigură. Mecanismele cu arc de pârghie sunt folosite pentru a fixa pozițiile de schimbare.
Programul de comutare prestabilit al controlerului se realizează prin aranjarea corespunzătoare a contactelor (segmentelor) mobile.Pentru a îmbunătăți condițiile de comutare, controlerele DC sunt furnizate cu umplere magnetică. Numărul de poziții de comutare este de obicei de la 1 la 8 (uneori până la 12-20), valoarea curentului comutat nu depășește 200 A.
Controlerele pot funcționa în modul intermitent cu un ciclu de lucru relativ (25-60%) sau în modul continuu. Frecvența de comutare permisă de tip tambur nu depășește 300, iar controlerele de tip came - până la 600 de comutatoare pe oră. Controlerele au devenit cele mai comune în acționarea electrică a mașinilor și mecanismelor de ridicare și transport.
Controlerele de putere sunt dispozitive complete pentru asigurarea pornirii circuitelor de înfășurare ale motoarelor electrice conform unui program predeterminat încorporat în proiectarea controlerului. Simplitatea designului, funcționarea fără probleme și dimensiunile mici sunt principalele avantaje ale regulatoarelor de putere.
Cu selecția și utilizarea corectă a regulatoarelor de putere în conformitate cu capacitățile lor de comutare, controlerele sunt dispozitive complete fiabile și ușor de utilizat pentru controlul acționărilor electrice ale macaralei, deoarece în aceste dispozitive încălcările programului setat sunt complet excluse și includerea iar oprirea dependentă a operatorului asigură disponibilitatea 100% a dispozitivului. Cu toate acestea, dezavantajele acestor dispozitive complete includ rezistența scăzută la uzură și capacitatea de comutare, precum și lipsa pornirii și opririi automate.
Controlere de tobe
Figura 1 prezintă un pin de control al tamburului. Pe arborele 1 este montat un suport de segment 2 cu un contact mobil sub forma unui segment. Suportul de segment este izolat de arbore prin izolația 4.Contactul fix 5 este situat pe o magistrală izolată 6. Când arborele 1 se rotește, segmentul 3 se deplasează la contactul fix 5, închizând astfel circuitul. Presiunea de contact necesară este asigurată de arcul 7. Un număr mare de elemente de contact sunt amplasate de-a lungul arborelui. Un număr de astfel de elemente de contact sunt montate pe un arbore. Segmentele portante ale elementelor de contact adiacente pot fi interconectate în diferitele combinații necesare. O anumită secvență de închidere a diferitelor elemente de contact este asigurată de diferite lungimi ale segmentelor lor.
Smochin. 1.Element de contact controler tambur.
Controlere cu came
La controlerele cu came, deschiderea și închiderea contactelor este asigurată de came montate pe un tambur, care sunt rotite cu ajutorul unui mâner sau a unei pedale de roată și pot comuta de la 2 la 24 de circuite electrice. Controlerele cu came sunt împărțite în funcție de numărul de circuite incluse, tipul de acționare, schemele de închidere a contactelor.
Într-un controler cu came AC (Fig. 2), contactul mobil mobil 1 se poate roti în jurul centrului O2 situat pe brațul de contact 2. Brațul de contact 2 se rotește în jurul centrului O1. Contactul 1 este închis cu un contact fix 3 și este conectat la contactul de ieșire folosind o conexiune flexibilă 4. Contactele de închidere 1,3 și presiunea de contact necesară sunt create de un arc 5 care acționează asupra pârghiei de contact prin tija 6. Când contactele se deschid, o camă 7 acţionează printr-o rolă 5 pe braţul pârghiei de contact. Aceasta comprimă arcul 5 și contactele 1, 3 se deschid. Momentul pornirii și opririi contactelor depinde de profilul scripetei cu came 9, care antrenează elementele de contact.Uzura scăzută a contactului face posibilă creșterea numărului de porniri pe oră la 600 la un ciclu de funcționare de 60%.
Controlerul include două seturi de elemente de contact / și //, situate pe ambele părți ale șaibei cu came 9, ceea ce vă permite să reduceți brusc lungimea axială a dispozitivului. Atât controlerele tamburului, cât și ale camei au un mecanism de blocare a poziției arborelui.
Controlerele AC, pentru a facilita stingerea arcului, pot să nu aibă dispozitive de stingere a arcului. În ele sunt instalate numai pereții despărțitori din azbociment rezistent la arc 10. Controlerele DC au un dispozitiv de stingere a arcului similar cu cel folosit la contactoare.
Controlerul în cauză este oprit atunci când se acționează asupra mânerului și această acțiune este transmisă prin scripetele cu came; este pornit de forţa arcului 5 cu poziţia corespunzătoare a mânerului. Prin urmare, contactele pot fi separate chiar dacă sunt sudate. Dezavantajul designului este momentul mare pe arbore datorat arcurilor de inchidere cu un numar semnificativ de elemente de contact. Trebuie remarcat faptul că sunt posibile și alte soluții de proiectare pentru acționarea contactului controlerului. Smochin. 2. Controler cu came.
Controlere plate
Pentru a regla fără probleme câmpul de excitație al generatoarelor mari și pentru a porni și regla viteza de rotație a motoarelor mari, este necesar să existe un număr mare de trepte. Utilizarea controlerelor cu came este nepractică aici, deoarece un număr mare de etape duce la o creștere bruscă a dimensiunilor aparatului. Numărul de operații pe oră în timpul reglajului și pornirii este mic (10-12). Prin urmare, nu există cerințe speciale pentru controler în ceea ce privește durabilitatea.În acest caz, controlerele plate sunt utilizate pe scară largă.
Figura 3 prezintă o vedere generală a unui controler planar de control al excitației. Contactele fixe 1, sub formă de prismă, sunt fixate pe o placă izolatoare 2, care stă la baza controlerului. Dispunerea contactelor fixe de-a lungul liniei permite un număr mare de pași. Cu aceeași lungime a controlerului, numărul de pași poate fi mărit utilizând un rând paralel de contacte decalat față de primul rând. Când este mutat cu jumătate de pas, numărul de pași se dublează.
Contactul mobil se realizează sub forma unei perii de cupru. Peria este situată în traversa 3 și este izolată de aceasta. Presiunea este generată de un arc elicoidal. Transferul curentului de la peria de contact 4 la borna de ieșire se realizează cu ajutorul unei perii colectoare de curent și a unor vârfuri de colectare a curentului 5. Controlerul din fig. 3 poate comuta simultan în trei circuite independente.Traversa este deplasată cu două șuruburi 6, acționate de un motor auxiliar 7. În timpul reglajului, traversa este deplasată manual de mânerul 8. În pozițiile finale, traversa acționează asupra întrerupătoarelor de limită. 9, care opresc motorul.
Pentru a putea opri cu precizie contactele în poziția dorită, viteza de deplasare a contactelor este luată mică: (5-7) 10-3 m/s, iar motorul trebuie oprit. Controlerul plat poate avea și o acționare manuală.
Smochin. 3. Controler plat.
Avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri de controlere
Controlere de tobe
Datorită rezistenței scăzute la uzură a contactelor, numărul admisibil de porniri ale controlerului pe oră depășește 240.În acest caz, puterea motorului de pornire trebuie redusă la 60% din nominală, motiv pentru care se folosesc astfel de controlere cu porniri rare.
Controlere cu came
Controlerul folosește un contact de linie mobil. Datorită rulării contactelor, arcul care se aprinde la deschidere nu afectează suprafața de contact implicată în conducerea curentului în starea complet pornită.
Uzura redusă la contact permite creșterea numărului de porniri pe oră până la 600 cu un ciclu de lucru de 60%.
Designul controlerului are următoarea caracteristică: este oprit din cauza convexității camei și pornit datorită forței arcului. Datorită acestui fapt, contactele pot fi separate chiar dacă sunt sudate.
Dezavantajul acestui sistem este momentul mare pe arbore creat de arcurile de inchidere cu un numar important de elemente de contact. Sunt posibile și alte modele de unități de contact. La unul dintre ele contactele se închid sub acțiunea camei și se deschid sub acțiunea arcului, în celălalt, atât includerea cât și deconectarea sunt efectuate de came. Cu toate acestea, ele sunt rareori folosite.
Controlere plate
Controlerele plane sunt utilizate pe scară largă pentru a modula câmpul de excitație al generatoarelor mari și pentru a porni și controla viteza motoarelor mari. Deoarece este necesar să existe un număr mare de etape, utilizarea controlerelor cu came aici este nepractică, deoarece un număr mare de etape duce la o creștere bruscă a dimensiunilor aparatului.
La deschiderea între contactul mobil și cel fix, apare o tensiune egală cu căderea de tensiune pe trepte.Pentru a preveni arcul, scăderea de tensiune admisibilă pe trepte este luată de la 10 V (la un curent de 200 A) la 20 V (la un curent de 100 A). Numărul permis de spire pe oră este determinat de uzura contactelor și de obicei nu depășește 10-12. Dacă tensiunea treptelor este de 40-50 V, atunci se folosește un contactor special care depășește contactele adiacente în timpul mișcării periei.
În cazul în care este necesară pornirea circuitului la curenți de 100 A și mai mult cu o frecvență de comutare de 600 și mai mult pe oră, se utilizează un sistem format dintr-un contactor și un controler.
Utilizarea regulatoarelor de putere într-o macara electrică
Controlere din următoarea serie sunt utilizate pentru controlul motoarelor electrice ale mecanismelor macaralei: KKT-60A de curent alternativ și controlere de consolă DVP15 și UP35 / I. Controlerele din această serie sunt produse în carcase protejate cu capace și grad de protecție față de mediul extern 1P44 .
Rezistența mecanică a regulatoarelor de putere este (3,2 -5) x 10 milioane de cicluri VO. Durabilitatea comutării depinde de puterea curentului comutat. La curentul nominal este de aproximativ 0,5 x 10 milioane de cicluri VO și cu un curent de 50% din nominal, puteți obține o rezistență la uzură de 1 x 10 milioane de cicluri VO.
Controlerele KKT-60A au un curent nominal de 63 A la un ciclu de lucru de 40%, dar capacitatea lor de comutare este foarte mică, ceea ce limitează utilizarea acestor controlere în condiții dificile de comutare.Tensiunea nominală a controlerelor AC este de 38G V , frecventa este de 50 Hz .