Аппаратура управления электроприводом

Рубильники служат для нечастой коммута­ции (замыкания и размыкания) электрических цепей переменно­го и постоянного тока до 5000 А. По числу размыкаемых цепей различают одно-, двух- и трехполюсные рубильники.

Пакетные выключатели применяют для коммута­ции электрических цепей переменно­го и постоянного тока до 400 А. Пакетный выключатель состоит из двух узлов: контактной сис­темы и переключающего механизма.

Кнопки управления служат для замыкания и размы­кания цепей катушек контакторов, магнитных пускателей и реле, а также для включения звукового сигнала. Комплект кнопок, встро­енных в общий кожух, называется кнопочной станцией.

Для управления электродвигателями применяются контакторы и магнитные пускатели. Контактор —это электромагнитный аппарат, предназначенный для частых включений и отключений электрических цепей постоянного и переменного тока. Контактор состоит из сердечника, якоря, катушки управления, главных (силовых) и вспомогательных (блок -) контактов.

Магнитный пускатель —это аппарат, предназначенный для дистанционного управления и защиты от перегрузок асинхронных двигателей и других потребителей электрической энергии. Он состоит из контактора и теплового реле, размещенных в одном корпусе. Пускатель управляется кнопочным постом, расположенном в удобном для оператора месте. Сам пускатель установлен в непосредственной близости к двигателю.

 Нагревательные элементы теплового реле включаются в три фазы потребителя, а его размыкающие контакты—в цепь катушки управления контактора. При перегрузке биметаллические пластины изгибаются и размыкают контакт теплового реле. Катушка контактора обесточивается, его контакты отключают двигатель от сети. Для возврата контактов теплового реле в нормальное состояние на крышке пускателя имеется кнопка.

Магнитные пускатели бывают нереверсивные и реверсивные. В последнем случае пускатель комплектуется двумя контакторами. При включении одного из них двигатель вращается в одну сторону, при включении второго—в другую.

Плавкие предохранители предназначе­ны для защиты электрооборудования и электрических сетей от больших токов, возникающих при коротких замыканиях, и значитель­ных (50% и более) перегрузках.

В предохранителе помещается проводник с низкой температу­рой плавления (плавкая вставка), через который проходит ток за­щищаемой цепи.

Автоматические выключа­тели (автоматы) предназ­начены для автоматического отключения электрических цепей в случае нарушения нормальных условий их рабо­ты (например, при перегруз­ке или коротком замыка­нии), а также для нечастой коммутации.

На рис.1 показана схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с помощью нереверсивного магнитного пускателя.

 

рис.1.

 

В силовой цепи включены силовые контакты контактора КМ. Цепь управления состоит из кнопки SB1 («Пуск»), кнопки SB2 («Стоп»), катушки контактора КМ, замыкающего блок-контакта КМ.При нажатии кнопки SB1 («Пуск») в цепи управления появляется ток, срабатывает контактор КМ, его главные контакты замыкаются и подключают двигатель к сети. Кнопка SB1 («Пуск») может быть отпущена, так как при замыкании силовых контактов замыкается и блок-контакт КМ, шунтирующий данную кнопку. Для выключения двигателя достаточно нажать кнопку SB2 («Стоп»), ток в цепи управления прерывается, главные контакты КМ размыкаются, отключая двигатель от сети.

 

Тема 8 Полупроводниковые приборы

Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый диод – это полупроводниковый прибор с одним p-n переходом и двумя выводами (анод и катод). Условные изображения основных видов диодов в электронных схемах приведены на рисунке 13.3: а — выпрямительные, импульсные, СВЧ; б — стабилитроны; в — туннельные; г — варикапы.

Рисунок 13.3 - Условные графические изображения полупроводниковых диодов

Выпрямительный полупроводниковый диод исполь­зуется для выпрямления переменного тока. Основным свойством выпрямительного диода явля­ется способность пропускать ток пре­имущественно в одном (прямом) направлении.

Чтобы открыть диод, нужно подать прямое напряжение: «+» на анод, «-» на катод. Чтобы закрыть диод, нужно подать обратное напряжение: «+» на катод, «-» на анод.

Выпрямительные диоды по материалу могут быть германиевыми и кремниевыми, по допустимому значению прямого тока малой (I _пр ≤0,3 А), средней (0,3 А< I _пр ≤10 А) и большой (I _пр >10 А) мощности.

Максимальная рабочая температура германиевых диодов до +80⁰С, а у кремниевых – до +150⁰С.

Электриче­ские параметры выпрямительного диода: максимально допустимый прямой ток I _{пр max}; макси­мально допустимое обратное напряжение U_{обр max}.

Полупроводниковый стабилитрон — кремниевый полупроводни­ковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения и работающий в области электрического пробоя.

Основные параметры стабилитрона: напряжение на участке стабилизации U _ст; минимальный ток стабилизации I _{ст. min}; максимальный ток стабилизации I _{ст, max}.

 

Биполярные транзисторы

Транзисторы – это полупроводниковые приборы с тремя выводами, и предназначены для усиления и генерации электрических сигналов.

На рисунке13.6 показаны структура биполярного транзистора и его обозначение на схемах.

Рисунок 13.6 - Структура биполярного транзистора и его обозначение на схемах: а) р-п-р типа; б) п-р-п типа

Биполярный транзистор состоит из двух р-п переходов. У транзистора имеются три вывода (электрода): эмиттер (э), коллектор (к) и база (б). Между эмиттером и базой возникает эмиттерный переход (ЭП), а между коллектором и базой – коллекторный переход (КП).

В усилительном режиме эмиттерный переход должен быть открыт, коллекторный - закрыт.

Различают три схемы включения транзистора (рисунок 13.8): а) с общей базой; б) с общим эмиттером; в) с общим коллектором.

Рисунок13.8 -  Схемы включения транзистора: а) с общей базой; б) с общим эмиттером; в) с общим коллектором

В схеме с общим эмиттером происходит усиление как по току, так и по напряжению. Поэтому такой усилитель используется как усилитель мощности.

В схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель) происходит усиление по току, усиление по напряжению отсутствует.

В схеме с общей базой происходит усиление по напряжению, усиление по току отсутствует.

Наибольшее распространение получила схема с общим эмиттером, обладающая наибольшими коэффициентами усиления.