Тема 1. 1. Назначение, конструкция и номенклатура кнопок управления, универсальных переключателей, рубильников и пакетных выключателей.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по МДК 01.02

«Электрооборудование промышленных и гражданских зданий»

 

студента(ки) ___ курса группы МЭПЗ - - /

 

специальности

08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

 

_____________________________________________

(фамилия, имя, отчество)

 

 

Преподаватель         Воронцов Владимир Иванович

Консультации –

Понедельник 15.20 ÷ 16.20

ЛИТЕРАТУРА

 

Основная

1. В.В.Москаленко. Электрический привод. Москва. Высшая школа.1991.

2.  Е.Н.Зимин и др. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. 1981.

3. Б.Ю. Липкин. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. 1972.

4. Г.М. Кнорринг. Справочник по проектированию электрического освещения. 1976.

5. А.Г. Яуре. Крановый электропривод. 1974.

6. Ю.В. Алексеев и др. Крановое электрооборудование. 1979.

Дополнительная

7. В.П.Шеховцов. Электрическое и электромеханическое оборудование. 2004.

8. И.И.Алиев. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. 2002.

9. В.И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию. 1991.

10. Б.А.Рапутов. Электрооборудование металлургических кранов. 1981.

 

      МОДУЛЬ 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА.

Тема 1.5. Назначение, конструкция и номенклатура контакторов и магнитных пускателей.

Контактор-  это элек­тромагнитный аппарат, предназначенный для част­ых дистанционных коммутаций силовых цепей дви­гателей.

Контакторы бывают:

- одно-, двух- и трёхполюсные (количество полюсов равно количеству силовых контактов).

- постоянного и переменного тока.

Тема 1.9. Назначение, принцип работы и виды реле времени.

        Реле времени - электромеханический или полупроводниковый аппарат, предназначенный для коммутации цепей электрооборудования через заданные промежутки времени. По конструкции и принципу работы реле времени бывают электромагнитные, механические, моторные и полупроводниковые.

Конструкция и принцип работы электромагнитного реле времени.

      Реле времени на схемах имеют следующие УГО и БЦО:

     Катушка        КТ                                    Контакты      КТ           КТ

Тема 1.10. Датчики угловой скорости.

        Датчики угловой скорости дают информацию в системы управления электрооборудованием об угловой скорости двигателя ω (рад/с) или о его частоте вращения n (об/мин.).

Тема 1.12. Операционный усилитель и регуляторы, построенные на базе

Операционного усилителя.

     Операционный усилитель представляет собой усилитель постоянного тока, обладающий большим коэффициентом усиления - от 5000 до 100000, охваченный отрицательной обратной связью.

    Выходное напряжение данного операционного усилителя определяется по формуле:

 

 

    где U_вх – напряжение на входе усилителя;

            R_oc- сопротивление резистора цепи обратной связи;

            R₁ = R_вх.- входное сопротивление усилителя;

            k = R_oc / R_вх – коэффициент усиления усилителя.

     Из формулы видно, что операционный усилитель не только усиливает входной сигнал, но и изменяет знак входного сигнала на противоположный.

     Операционный усилитель (микросхема) состоит из транзисторов, диодов и резисторов выполненных в бескорпусном исполнении. Принцип работы операционного усилителя рассматривается в дисциплине «Основы электроники».

       На базе ОУ создаются так называемые регуляторы – устройства, позволяющие не только усиливать входной сигнал, но и получать различные формы выходного сигнала.

      Существуют следующие основные типы регуляторов:

1.Пропорциональный (П - регулятор).

                                                   2.Интегральный (И – регулятор).

3.Дифференциальный (Д – регулятор).

                         4. Пропорционально – интегральный (ПИ – регулятор).

       Схемы, формулы и графики входных и выходных сигналов основных регуляторов  приведены в таблице:

                                                                                                        

 

 

 

 

1. Про­порциональный П-регулятор. Этот регулятор осуществляет уже рассмотренное выше масштабное (пропорциональное) преобразование входного сигнала с коэффициентом k = R_ос / R₁> 1(инвертирование знака входного сиг­нала не является принципиальным признаком преоб­разования). Выходной сигнал такого регулятора повторяет входной с ко­эффициентом преобразования k. Отметим, что за­висимость U_вых(t) при подаче на вход регулятора ступенчатого входного сигнала получила название его переходной функции.

    2. Интегральный И-регулятор. Вторая строка таблицы показывает реализацию этого регулятора, для чего в цепь обратной связи ОУ включается конденсатор С_ос, а во входную цепь — резистор R₁. В результате этого регулятор приобретает свойства интегрирующего устройства и напряжение на его выходе определяется интегралом от входного сигнала.

3. Дифференциальный Д-регулятор. Реали­зация этого регулятора показана в третьей строке таблицы.Схема соединения обеспечивает дифферен­цирование входного сигнала с коэффициентом T=R_ocC₁. Переходная характеристика идеального Д- регулятора представляет собой электрический им­пульс бесконечно большой амплитуды и малой длительности (для упрощения рисунков здесь и далее график входного сигнала U_вх(t) на них не показан).

СР Тема 1.13. Схемы и принцип работы   функциональных преобразователей.

Выпрямителя (ТУВ).

 

           Тиристорные управляемые выпрямители (ТУВ) применяются для плавного регулирования частоты вращения  двигателей постоянного тока в широком диапазоне. Рассмотрим принцип действия однофазного двухполупериодного нереверсивного ТУВ, нагрузкой которого является двигатель постоянного тока М (рис.4.13,а).

 

 

 

 

 

             Таким образом, изменяя значение управляющего напряжения U_у  можно в широких пределах    

      регулировать значения угла α (от 0⁰ до 180⁰), а значит в широких пределах регулировать

      выходное напряжение ТУВ и частоту вращения двигателя постоянного тока.

                   СР     Тема 1.17. Структурная схема и принцип работы тиристорного

Лабораторные работы

ЗАЧЕТ по модулю 1

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по МДК 01.02

«Электрооборудование промышленных и гражданских зданий»

 

студента(ки) ___ курса группы МЭПЗ - - /

 

специальности

08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

 

_____________________________________________

(фамилия, имя, отчество)

 

 

Преподаватель         Воронцов Владимир Иванович

Консультации –

Понедельник 15.20 ÷ 16.20

ЛИТЕРАТУРА

 

Основная

1. В.В.Москаленко. Электрический привод. Москва. Высшая школа.1991.

2.  Е.Н.Зимин и др. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. 1981.

3. Б.Ю. Липкин. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. 1972.

4. Г.М. Кнорринг. Справочник по проектированию электрического освещения. 1976.

5. А.Г. Яуре. Крановый электропривод. 1974.

6. Ю.В. Алексеев и др. Крановое электрооборудование. 1979.

Дополнительная

7. В.П.Шеховцов. Электрическое и электромеханическое оборудование. 2004.

8. И.И.Алиев. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. 2002.

9. В.И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию. 1991.

10. Б.А.Рапутов. Электрооборудование металлургических кранов. 1981.

 

      МОДУЛЬ 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА.

Тема 1.1. Назначение, конструкция и номенклатура кнопок управления, универсальных переключателей, рубильников и пакетных выключателей.

     Кнопки управления предназначены для подачи управляющего воздействия на электрооборудование (например, на электропривод конвейера). Кнопки имеют один, два и более электрических контактов (электрический контакт по другому называется цепью). Одноцепные кнопки выпускаются с замыкающими или с размыкающими контактами. Двухцепные кнопки имеют две пары замыкающих и размыкающих контактов, объединённых единым приводом. Две, три и более кнопок в одном корпусе образуют кнопочную станцию (кнопочный пост).

 

Рис. 1. Кнопка управления (а), кнопочный пост (б):

1,2 — замыкающий и размыкающий контакты; 3 — стержень; 4, 8 — возвратная и контактная пружины; 5 — кнопка; 6 — корпус; 7 — винт; 9 — контактный мостик.

        На электрических схемах кнопки управления имеют следующие условные графические обозначения (УГО) и буквенно-цифровые обозначения (БЦО):

       Особенностью кнопок управления является то, что при исчезновении механического воздействия на них (нажатия), их контакты автоматически возвращаются в исходное состояние с помощью возвратной пружины. Наибольшее распространение получили кнопки серий КУ и КЕ, а также кнопочные станции серии ПКЕ.

       Ключи управления (универсальные переключатели) предназначены для подачи управляющего воздействия на электрооборудование и имеют два, три и более фиксированных положений  рукоятки и несколько замыкающих и размыкающих контактов (рис.18.1).

       На схемах универсальные переключатели имеют следующие УГО и БЦО:

       На схеме показан универсальный переключатель, имеющий три положения - 0, 1 и 2 и три контакта (три цепи) - SM 1, SM 2 и SM 3. Жирные точки у контактов означают, в каком из положений эти контакты замкнуты. Самой распространённой серией универсальных переключателей является серия УП, также широко используется серия ПЕ.

   В силовых цепях ключи управления (универсальные переключатели) обозначаются SM, а в цепях управления, автоматики и сигнализации – SA.

       Рубильники являются ручными (неавтоматическими) ком­мутационными аппаратами и предназначены для нечастого замыкания и размыкания силовых цепей постоянного и переменного тока напряжением до 500 В и током до 5000 А. Их изготовляют одно-, двух- и трех­полюсными. Рубильники 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. Широкое применение находит совмещенный рубильник-пре­дохранитель (рис. 16.1), размещаемый в закрытом стальном ящи­ке с откидной крышкой. Его достоинствами являются компакт­ность и безопасность обслуживания. При отключенном положе­ния рукоятки 3 предохранители 1 не находятся под напряжением и могут быть сняты. Перевести рукоятку 3 во включенное положе­ние можно лишь при закрытой крышке, а открыть крышку — только при отключенном рубильнике. Провода от сети подсоеди­няют только к верхним контактным стойкам 2 (губкам) рубиль­ника.

Рис. 16.1. Рубильник-предохранитель (корпус условно снят): 1 — предохранитель;

  2 — контактная стойка; 3 — рукоятка

 

Рис. 14.2. Общий вид пакетного выключателя:

1 — рукоятка; 2 — валик; 3, 5 — неподвижный и подвижный контакты;

  4 — кольцо-пакет; 6— стяжная шпилька; 7— крышка; 8 — упор; 9— пружина;

10 —дугогасительная шайба.

       На схемах рубильники  и пакетные выключатели имеют следующие УГО и БЦО:

 

QS 1

СР     Тема 1.2. Назначение, конструкция и номенклатура командоконтроллеров.

   Командоконтроллеры (командоаппараты) – это аппара­ты управления для коммутации нескольких маломощ­ных (ток нагрузки до 16 А) электрических цепей. Эти аппараты имеют ручное управление от рукоятки или педали с несколькими положениями. Такие аппараты находят широкое применение в схемах управления электроприводами крановых механизмов, металлур­гического оборудования, электрического транспорта.

    Командоконтроллеры классифицируются по количест­ву коммутируемых цепей, виду привода контактной системы, числу рабочих положений рукоятки (педа­ли), диаграммы включения и выключения контактов. Их электрическая схема (условное графическое обозначение) выполняется аналогично схеме ключей управления и переключателей.

       

         Промышленностью выпускаются командоконтроллеры общепромышленного назначения серий КА 410 А, КА 420 А, КА 4000, КА 4100, КА 4200, KA4500, КА 4600, КА 11 для коммутации тока в цепях постоянного тока напряжением до 440 В и перемен­ного тока напряжением до 500 В; командоконтроллеры для управления электроприводами крановых механизмов и металлургического оборудования типов ККП 1000 и ККП 423 для коммутации цепей постоянного и переменного тока.  

      На схемах командоконтроллеры имеют следующие УГО и БЦО (SM): 

                                                      

         В этом командоконтроллере одно нулевое фиксированное положение и четыре фиксированных положения по обе стороны от нулевого (4-0-4), а также семь контактов (коммутируемых цепей) – SM1, SM2, SM3, SM4, SM5, SM6, SM7.