Контролери на мощност: предназначение, устройство, технически характеристики
Контролерът е устройство за управление, предназначено за стартиране, спиране, регулиране на скоростта на въртене и заден ход на електродвигатели. Контакти контролерите са включени директно в захранващата верига на електродвигатели с напрежение не повече от 600 В.
Според разположението на контактните части се разграничават контролери с плъзгащи се контакти и тип гърбица. Контролерите за плъзгащи контакти от своя страна са разделени на барабанни и плоски (последните се използват рядко).
Валът на контролера може да се завърта ръчно или от задвижван механизъм или от отделен електродвигател. Фиксираните контакти (пръсти) са разположени в корпуса апарат около вала с контакти и са изолирани от него. Контролерите се произвеждат само в защитена версия. Механизмите с пружини с лост се използват за фиксиране на позициите на превключване.
Предварително зададената програма за превключване на контролера се осъществява чрез съответното подреждане на подвижните контакти (сегменти). За подобряване на условията за превключване Контролерите за постоянен ток се доставят с магнитно запълване. Броят на позициите за превключване обикновено е от 1 до 8 (понякога до 12-20), стойността на превключения ток не надвишава 200 А.
Контролерите могат да работят в периодичен режим с относителен работен цикъл (25-60%) или в непрекъснат режим. Допустима честота на превключване контролерите от барабанен тип не надвишават 300, а контролерите от тип гърбица-до 600 включвания на час. Най -разпространен контролерите са получили в електрическото задвижване на подемно-транспортни машини и механизми.
Контролерите за захранване са цялостни устройства за осигуряване на включването на вериги за намотки на електродвигатели съгласно предварително определена програма, включена в конструкцията на контролера. Простотата на дизайна, безпроблемната работа и малките размери са основните предимства на регулаторите на мощност.
При правилния подбор и използване на регулатори на мощността в съответствие с техните възможности за превключване, контролерите са надеждни и лесни за използване цялостни устройства за управление на кранови електрически задвижвания, тъй като в тези устройства нарушенията на зададената програма са напълно изключени и включването и зависимото от оператора изключване осигурява 100% наличност на устройството. Недостатъците на тези цялостни устройства обаче включват ниска износоустойчивост и превключваща способност, както и липсата на автоматизиран старт и спиране.
Барабанни контролери
Фигура 1 показва щифт на контролера на барабана. Сегментен държач 2 с подвижен контакт под формата на сегмент е монтиран на вала 1. Сегментният държач е изолиран от вала чрез изолация 4. Неподвижният контакт 5 е разположен върху изолирана шина 6. Когато валът 1 се върти , сегментът 3 преминава към неподвижния контакт 5, като по този начин затваря веригата. Необходимото контактно налягане се осигурява от пружината 7. Голям брой контактни елементи са разположени по протежение на вала. Редица такива контактни елементи са монтирани на един вал. Носещите сегменти на съседни контактни елементи могат да бъдат свързани помежду си в различните необходими комбинации. Определена последователност на затваряне на различни контактни елементи се осигурява от различни дължини на техните сегменти.
Фиг. 1.Елемент за контакт на контролера на барабана.
Cam контролери
В гърбичните контролери отварянето и затварянето на контактите се осигурява от гърбици, монтирани на барабан, които се въртят с помощта на дръжка на ръчното колело или педал и могат да превключват от 2 до 24 електрически вериги. Cam контролерите са разделени според броя на включените вериги, типа на задвижването, схемите за затваряне на контакти.
В AC гърбичен контролер (фиг. 2) подвижният подвижен контакт 1 има възможност да се върти около центъра O2, разположен върху контактното рамо 2. Контактното рамо 2 се върти около центъра O1. Контакт 1 се затваря с фиксиран контакт 3 и е свързан към изходния контакт с помощта на гъвкава връзка 4. Затварящите контакти 1,3 и необходимото контактно налягане се създават от пружина 5, действаща върху контактния лост през пръта 6. Когато контактите се отворят , гърбица 7 действа чрез ролка 5 на рамото на контактния лост. Това компресира пружината 5 и контактите 1, 3 отворени. Моментът на включване и изключване на контактите зависи от профила на гърбичната шайба 9, която задвижва контактните елементи. Ниското контактно износване дава възможност да се увеличи броят на включванията на час до 600 при работен цикъл от 60%.
Контролерът включва два комплекта контактни елементи /и //, разположени от двете страни на гърбичната шайба 9, което ви позволява рязко да намалите аксиалната дължина на устройството. Както контролерите на барабана, така и на гърбицата имат механизъм за заключване на позицията на вала.
Контролерите за променлив ток, с оглед улесненото гасене на дъга, може да нямат устройства за гасене на дъга. В тях са монтирани само дъгоустойчиви азбесто-циментови прегради 10. Контролерите за постоянен ток имат устройство за гасене на дъга, подобно на това, което се използва в контакторите.
Разглежданият контролер се изключва, когато се действа върху дръжката и това действие се предава през гърбичната шайба; то се включва с помощта на силата на пружината 5 със съответното положение на дръжката. Следователно контактите могат да бъдат разделени, дори ако са заварени. Недостатъкът на дизайна е големият момент върху вала поради затварящите пружини със значителен брой контактни елементи. Трябва да се отбележи, че са възможни и други конструктивни решения за контактното задвижване на контролера. Фиг. 2. Cam контролер.
Плоски контролери
За плавно регулиране на полето на възбуждане на големи генератори и за стартиране и регулиране на скоростта на въртене на големи двигатели е необходимо да има голям брой етапи. Използването на гърбични контролери е непрактично тук, тъй като голям брой етапи води до рязко увеличаване на размерите на апарата. Броят на операциите на час по време на регулиране и стартиране е малък (10-12). Следователно няма специални изисквания към контролера по отношение на издръжливостта. В този случай плоските контролери се използват широко.
Фигура 3 показва общ изглед на плосък контролер за управление на възбуждане. Неподвижните контакти 1, под формата на призма, са фиксирани върху изолационна плоча 2, която е основата на контролера. Разположението на фиксирани контакти по линията дава възможност за голям брой стъпки. Със същата дължина на контролера броят на стъпките може да се увеличи чрез използване на паралелен ред контакти, изместен спрямо първия ред. Когато се измества с половин стъпка, броят на стъпките се удвоява.
Подвижният контакт е направен под формата на медна четка. Четката се намира в траверса 3 и е изолирана от нея. Налягането се генерира от спирална пружина. Прехвърлянето на ток от контактната четка 4 към изходната клема се осъществява с помощта на токосъбираща четка и токосъбиращи шипове 5. Контролерът на фиг. 3 може едновременно да превключва в три независими вериги.Траверсът се премества с помощта на два винта 6, задвижвани от спомагателен двигател 7. По време на настройка траверсът се премества ръчно от дръжката 8. В крайните позиции траверсът действа върху крайните превключватели 9, които спират двигателя .
За да можете точно да спрете контактите в желаната позиция, скоростта на движение на контактите се взема малка: (5-7) 10-3 m / s, а двигателят трябва да бъде спиран. Плоският контролер може да има и ръчно задвижване.
Фиг. 3. Плосък контролер.
Предимства и недостатъци на различните видове контролери
Барабанни контролери
Поради ниската устойчивост на износване на контактите, допустимият брой стартирания на контролера на час надвишава 240. В този случай мощността на стартиращия двигател трябва да бъде намалена до 60% от номиналната, поради което се използват такива контролери с редки стартове.
Cam контролери
Контролерът използва контакт с подвижна линия. Поради търкалянето на контактите, дъгата, която се запалва при отваряне, не влияе върху контактната повърхност, участваща в провеждането на тока в напълно включено състояние.
Ниското износване на контактите позволява да се увеличи броят на стартиранията на час до 600 с работен цикъл от 60%.
Дизайнът на контролера има следната особеност: той е изключен поради изпъкналостта на гърбицата и се включва поради силата на пружината. Благодарение на това контактите могат да се разделят, дори ако са заварени.
Недостатъкът на тази система е големият момент върху вала, създаден от затварящите пружини със значителен брой контактни елементи. Възможни са и други конструкции на контактното задвижване. В един от тях контактите се затварят под действието на гърбицата и се отварят под действието на пружината, в другата, както включването, така и изключването се извършва от гърбицата. Те обаче се използват рядко.
Плоски контролери
Плоските контролери се използват широко за модулиране на полето на възбуждане на големи генератори и за стартиране и контрол на скоростта на големи двигатели. Тъй като е необходимо да има голям брой етапи, използването на гърбични контролери тук е непрактично, тъй като голям брой етапи води до рязко увеличаване на размерите на апарата.
При отваряне между подвижния и неподвижния контакт се появява напрежение, равно на спада на напрежението през стъпалата. За да се предотврати появата на дъга, допустимият спад на напрежението през стъпалата се взема от 10 V (при ток 200 A) до 20 V (при ток 100 A). Допустимият брой включвания на час се определя от износването на контактите и обикновено не надвишава 10-12. Ако напрежението на стъпалата е 40-50 V, тогава се използва специален контактор, който преодолява съседни контакти по време на движението на четката.
В случай, че е необходимо да се включи веригата при токове 100 A и повече с честота на превключване 600 и повече на час, се използва система, състояща се от контактор и контролер.
Използването на регулатори на мощността в електрическо задвижване на кран
За управление на електродвигатели на кранови механизми се използват контролери от следната серия: KKT-60A на променлив ток и контролери на конзоли DVP15 и UP35 / I. Контролерите от тази серия се произвеждат в защитени корпуси с капаци и степен на защита от външната среда 1P44.
Механичната издръжливост на регулаторите на мощност е (3.2 -5) x 10 милиона VO цикъла. Трайността на превключването зависи от силата на превключения ток. При номинален ток той е около 0,5 x 10 милиона VO цикъла и с ток от 50% от номиналния, можете да получите устойчивост на износване 1 x 10 милиона VO цикъла.
Контролерите KKT-60A имат номинален ток 63 A при работен цикъл от 40%, но капацитетът им на превключване е много нисък, което ограничава използването на тези контролери при трудни условия на превключване.Номиналното напрежение на AC контролерите е 38G V, честотата е 50 Hz.