Gc-helper.ru

ГК Хелпер
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вариант выключателя привода механизма

Схемы электрических исполнительных механизмов с электродвигателем

Исполнительные механизмы с электродвигателем используются для передвижения органов запорно-регулирующей трубопроводной арматуры с действием поворотного типа. Такая арматура часто встречается на заслонках, дисковых затворах поворотного типа, кранах как шаровых, так и пробковых.

Главные узлы исполнительного механизма представлены электродвигателем, блоком сигнализации положения, ручным приводом и редуктором. Двигатели переменного тока, используемые в механизмах, могут быть синхронными и асинхронными.

Благодаря комбинированным червячно-зубчатым передачам достигается увеличение крутящего момента и понижение частоты вращения.

Ручной привод позволяет осуществлять ручное управление исполнительным механизмом.

Нажатие на штурвал вдоль оси вала, когда двигатель остановлен, повлечет за собой зацепление вала электродвигателя и ручного привода. Таким образом, на выходной вал передастся крутящий момент. По классификации можно разделить исполнительные механизмы на позиционные и пропорциональные, многооборотные и однооборотные. На рис. 1(а) изображен двухпозиционный исполнительный механизм с двухфазным конденсаторным электродвигателем.

Рис. 1. Схемы исполнительных механизмов с двухфазными электродвигателями: а — схема двухпозиционного исполнительного механизма; б — схема пропорционального исполнительного механизма

Схема содержит переключатель SA, два концевых выключателя SQ1 и SQ2, двигатель Д, две обмотки электродвигателя, конденсатор С. Переключением SA в то или иное положение задается направление вращения ротора электродвигателя, поскольку к одной из обмоток подключается конденсатор С. Замкнем переключатель SA в таком положении, чтобы образовалась замкнутая цепь, содержащая концевой выключатель SQ1. Электродвигатель включится и начнет перемещать выходной орган исполнительного механизма, пока тот не окажется в крайнем положении. Тогда концевой выключатель SQ1 переключится, контакт SQ1 разомкнется, и двигатель остановится.

Если теперь переключатель SA перевести в другое положение, то двигатель включится в реверсивном режиме. Двигатель остановится только после размыкания концевого выключателя SQ2. Такой режим работы исполнительного механизма позволит переместить выходной орган в противоположное крайнее положение.

Схема пропорционального исполнительного механизма несколько отличается (изображена на рис. 1 (б)). Она содержит два переключателя SA1 и SA2, два концевых выключателя SQ1 и SQ2, двигатель Д, две обмотки электродвигателя, конденсатор С и потенциометр R.

Здесь за направление перемещения выходного органа отвечают переключатели SA1 и SA2. Чтобы осуществить перемещение в прямом направлении, нужно замкнуть переключатель SA1. Чтобы осуществить перемещение в обратном направлении, нужно замкнуть переключатель SA2.

При необходимости можно остановить механизм, разомкнув переключатели. Тогда выходной орган будет находиться между двумя крайними положениями.

В качестве датчика положения используется потенциометр R. Концевые выключатели SQ1 и SQ2 предназначены для защиты механизма от повреждений. Они отключают двигатель в соответствующем крайнем положении.

Рис. 2. Схема исполнительного механизма с трехфазным электродвигателем

На рис. 2 изображена схема исполнительного механизма с трехфазным электродвигателем. Одна из целей использования такого механизма – это управление задвижкой. На схеме изображены: контакторы КМ1 и КМ2, кнопки SB1 «открыть» и SB2 «закрыть», концевые выключатели SQ1, SQ2, SQ3 и SQ4, лампочки сигнализации EL1, EL2 и EL3. На данной схеме все концевые выключатели находятся в среднем положении задвижки.

Работа схемы осуществляется следующим образом: контактор КМ1 включает механизм на открывание задвижки после нажатия кнопки SB1. Когда задвижка окажется в крайнем положении «открыто», сработает концевой переключатель SQ1, отключив контактор КМ1 и электродвигатель своим разомкнутым контактом. Лампочка сигнализации EL1 включится, так как окажется на замкнутом контакте концевого переключателя SQ1. Эта лампочка является индикатором положения задвижки «открыто».

Чтобы закрыть задвижку, необходимо нажать на кнопку SB2. Тогда сработает контактор КМ2, а механизм включится на закрывание задвижки. При достижении крайнего положения задвижки «закрыто» сработает концевой переключатель SQ2. Он остановит электродвигатель и отключит контактор КМ2. Аналогично первому случаю, включится лампочка EL2, которая является индикатором положения задвижки «закрыто».

В данной схеме используется также муфта предельного крутящего момента. Она работает в паре с концевыми переключателями SQ3 и SQ4 и предназначена для отключения электродвигателя при превышении момента на валу. Это может произойти, например, если задвижку заклинит в процессе перемещения.

Если при этом задвижка будет открываться, то сработает выключатель SQ3 и отключит контактор КМ1. Если задвижка будет закрываться, то сработает выключатель SQ4, отключив контактор КМ2. Лампочка EL3 является индикатором ситуации «авария» и включится в любом из этих двух случаев.

Чтобы остановить электродвигатель в промежуточном положении задвижки, необходимо нажать на кнопку SB3.

Конструкция, принцип действия и основные технические характеристики

Устройство и работа выключателя

Электромагнитный привод зависимого (прямого) действия представляет собой электромагнит и предназначен для включения выключателя и взвода пружины отключения и пружины механизма поджатия дугогасительного блока.

Читать еще:  Секционный рубильник или выключатель

Электромагнит состоит из неподвижного магнитопровода, якоря со штоком, образующих подвижный магнитопровод, возвратной пружины и катушки. На неподвижном магнитопроводе установлена крышка со стороны якоря для ограничения его обратного хода.

Пружинный привод состоит из сварного корпуса, электромагнита заводки пружины, электромагнита включения, включающей пружины, кронштейна, флажка (ГОТОВ — НЕ ГОТОВ), кнопки местного включения.

В корпусе на подшипниках качения установлен вал, на котором закреплено храповое колесо, на подшипниках скольжения установлен вал, на котором закреплен рычаг с установленной в нем толкающей собачкой и рычаг, связанные с якорем электромагнита тягой. В корпусе на подшипнике скольжения установлен флажок, на оси которого закреплен рычаг. Один конец включающей пружины закреплен на зацепе храпового колеса, а второй конец закреплен на кронштейне.

Автоматический цикл заводки включающей пружины производится электромагнитом, который начинает циклично работать после подачи соответствующего напряжения на контакты колодки. В этом случае срабатывает пускатель, расположенный на панели управления.

Контакты пускателя через диодный мост или непосредственно (в зависимости от исполнения привода) подают напряжение питания на обмотку электромагнита.

Циклы работы электромагнита повторяются до окончания заводки включающей пружины.

Время взвода пружины составляет не более 5 с.

По окончании заводки зацеп включающей пружины проходит «мертвое» положение колеса и пружина доворачивает колесо до упора уступа в запирающий валик, который фиксируется защелкой при помощи кулачка. Кулачок переводит флажок из положения НЕ ГОТОВ в положение ГОТОВ. Рычаг отключает блок вспомогательных контактов, который отключает электромагнит заводки пружины и выдает сигнал на контакты колодки о готовности привода к включению.

Ручная заводка включающей пружины осуществляется стержнем, из комплекта поставки, который вставляется в рычаг.

Включение выключателя

Включение выключателя с электромагнитным приводом.

В исходном положении контакты вакуумной дугогасительной камеры, разомкнуты и удерживаются в этом положении отключающей пружиной.

Для оперативного (дистанционного) включения необходимо предварительно подать напряжение питания (переменного или постоянного тока, в зависимости от исполнения выключателя) на контакты колодки, при этом срабатывает реле, и своими контактами подготавливает цепь питания пускателя.

При подаче команды включения на контакты колодки срабатывает пускатель (или контактор) и своими контактами через диодный мост (или непосредственно) подает напряжение питания на электромагнит включения.

Шток электромагнита, воздействуя на рычаг вала, поворачивает его. Другой рычаг вала через тяговый изолятор и механизм поджатия дугогасительного блока, замыкает контакты КДВ и вал фиксируется во включенном состоянии выключателя механической защелкой.

Счетчик увеличивает свои показания на единицу.

Одновременно, при повороте вала, происходит взвод отключающей пружины, указатель занимает положение ВКЛ, происходит переключение контактов переключателя.

Ручное неоперативное включение осуществляется рычагом из комплекта поставки, который устанавливается на шестигранный хвостовик вала. Для этого необходимо предварительно снять боковую крышку.

ВНИМАНИЕ! После неоперативного ручного включения выключателя необходимо снять рычаг с вала.

Включение выключателя с пружинным приводом

Оперативное включение выключателя производится предварительно заведенной включающей пружиной при подаче напряжения питания на включающий электромагнит.

Якорь электромагнита втягивается и через стержень поворачивает соосный ему рычаг. Ролик рычага освобождает защелку, ее рычаг под воздействием пружины поворачивает запирающий валик, освобождая храповое колесо. Храповое колесо под воздействием пружины через вал поворачивает кулачок. Кулачок, воздействуя на рычаг вала поворачивает его. Другой рычаг вала, через тяговый изолятор и механизм поджатия полюса, замыкает контакты КДВ. Во включенном состоянии вал фиксируется механической защелкой.

Срабатывание других дополнительных узлов и механизмов происходит аналогично их срабатыванию в выключателе с электромагнитным приводом.

При отсутствии напряжения питания привода включение выключателя осуществляется кнопкой включения после ручной заводки включающей пружины.

Отключение выключателя

В исходном положении контакты КДВ замкнуты, выключатель удерживается во включенном положении механической защелкой.

При подаче напряжения питания на отключающий электромагнит шток якоря электромагнита воздействует на рычаг защелки. Защелка освобождает вал, который поворачивается под воздействием пружины отключения и пружины механизма поджатия полюса, тяговый изолятор идет вниз, контакты КДВ размыкаются, указатель занимает положение ОТКЛ, контакты переключателя возвращаются в исходное положение.

Излишняя кинетическая энергия механизма выключателя при отключении гасится демпфером.

Цепочки предназначены для защиты внешних цепей управления от воздействия э. д. с. самоиндукции, возникающих при отключении электромагнитов включения, отключения и взвода включающей пружины при питании их напряжением постоянного тока.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Требования к надежности

1) ресурс по механической стойкости не менее 20 000 циклов В–tn–О, где tn –произвольная пауза;
2) ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе 1600 А – не менее 20 000 циклов В–tn–О;
3) ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения – не менее 100 операций О; из них 30 циклов В-О;
4) срок службы до списания – 30 лет.

Читать еще:  Выключатель стоп сигнала бмв е46

Техническая документация
Руководство по эксплуатации выключателя вакуумного типа ВБС–27,5IV УХЛ1 с электромагнитным или с пружинным приводом
КУЮЖ.674153.006 РЭ
Скачать.

Проверка действия механизма свободного расцепления

Производится на участке хода подвижных контактов при включении — от момента замыкания первичной цепи выключателя (с учетом промежутка между его контактами, пробиваемого при сближении последних) до полного включенного положения. При этом должны учитываться специфические требования, обусловленные конструкцией привода и определяющие необходимость проверки действия механизма свободного расцепления при поднятом до упора сердечнике электромагнита включения или при незаведенных пружинах (грузе) и т.д.

Под свободным расцеплением понимается возможность освобождения выключателя от связи с удерживающим и заводящим механизмами привода при срабатывании отключающего устройства, после чего выключатель отключается под действием своих отключающих пружин. Свободное расцепление должно быть обеспечено, по крайней мере на участке хода включения, от замыкания цепи выключателя с учетом длины промежутка между его контактами, пробиваемого при сближении последних, до полного включенного положения выключателя.

Проверка (опробование) действия механизма свободного расцепления должна быть выполнена при включенном положении привода, в двух-трех промежуточных положениях и на границе зоны действия свободного расцепления. В последних случаях проверка осуществляется при медленном доведении выключателя рычагом или домкратом до соприкосновения контактов. Импульс на отключение при этих проверках подают через блок-контакты в цепи отключающей катушки.

Проверка напряжения (давления) срабатывания приводов выключателей.

Производится (без тока в первичной цепи выключателя) с целью определения фактических замыканий напряжения на зажимах электромагнитов приводов или давления сжатого воздуха пневмоприводов, при которых выключатели сохраняют работоспособность, т.е. выполняют операции включения и отключения от начала до конца.

При этом временные и скоростные характеристики могут не соответствовать нормируемым значениям. Напряжение срабатывания должно быть на 15-20 % меньше нижнего предела рабочего напряжения на зажимах электромагнитов приводов, а давление срабатывания пневмоприводов на 20-30% меньше нижнего предела рабочего давления.

Работоспособность выключателя с пружинным приводом необходимо проверить при уменьшенном натяге включающих пружин согласно указаниям инструкций заводов-изготовителей.

Масляные выключатели должны обеспечивать надежную работу при следующих значениях напряжения на зажимах электромагнитов приводов: при отключении 65-120 % номинального; при включении выключателей 80-110 % номинального (с номинальным током включения до 50 кА) и 85-110 % номинального (с номинальным током включения более 50 кА).

Для выключателей с пневмоприводами диапазон изменения рабочего давления должен быть не менее 90-110 % номинального.

При указанных значениях нижних пределов рабочего напряжения (давления) приводов выключатели (без тока в первичной цепи) должны обеспечивать нормируемые заводами-изготовителями для соответствующих условий временные и скоростные характеристики.

Испытание выключателя многократными включениями и отключениями.

Многократные опробования масляных выключателей производятся при напряжении на зажимах электромагнитов: включения 110, 100, 80 (85)% номинального и минимальном напряжении срабатывания; отключения – 120, 100, 65 % номинального и минимальном напряжении срабатывания.

Количество операций при пониженном и повышенном напряжении должно быть 3-5, а при номинальном напряжении -10.

Кроме того, выключатели следует подвергнуть 3-5-кратному опробованию в цикле «В-О» (без выдержки по времени), а выключатели, предназначенные для работы в режиме АПВ, также 2-3-кратному опробованию в циклах «О-В» и «О-В-О». Работа выключателя в сложных циклах должна проверяться при номинальном и пониженном до 80 % (85 %) номинального напряжениях на зажимах электромагнитов приводов.

Если по условиям работы источника питания оперативного тока не представляется возможность увеличить его напряжение и произвести испытание выключателя при напряжении 110-220% номинального, то допускается проведение испытания при то напряжении выше номинального на зажимах катушек привода, которое может быть по лучено.

Работа привода. Включение выключателя

В исходном состоянии контакты вакуумной дугогасительной камеры
разомкнуты за счет воздействия на них отключающей пружины 10 через тяговый изолятор 5 (см. рис. 8). При подаче напряжения положительной поляр­ности к катушке 11 электромагнита в зазоре магнитной системы (рис. 9) нарастает магнитный поток.

Рис. 9. Изменение тока в катушке привода

при переходном процессе

В момент, когда сила тяги якоря, создаваемая магнитным потоком, превосходит усилие пружины отключения 10, якорь 9 электромагнита вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения. При этом в катушке возникает двигательная противоЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока и даже несколько уменьшает его. В процессе движения якорь набирает скорость около 1 м/с, что позволяет избежать предпробоев при включении и исключить дребезг контактов ВДК [9, 10].

Читать еще:  Выключатель беспроводной сети что это

При замыкании контактов вакуумной камеры в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия, равный 2 мм. Скорость движения якоря резко падает, так как ему приходится преодолевать еще и усилие пружины дополнительного контактного поджатия 6. Однако под воздействием усилия, создаваемого магнитным потоком и инерцией, якорь 9 продолжает двигаться вверх, сжимая пружину отключения 10 и пружину 6 дополнительного контактного поджатия.

В момент замыкания магнитной системы якорь соприкасается с верхней крышкой привода 7 и останавливается. Двигательная ЭДС становится равной нулю, в катушке 11 снова начинает увеличиваться ток. В этот период формируется необходимая остаточная индукция кольцевого постоянного магнита (запасается магнитная энергия, необходимая для удержания выключателя во включенном состоянии). После окончания процесса включения ток катушки привода отключается.

Выключатель остается во включенном положении за счет остаточной индукции, создаваемой кольцевым постоянным магнитом 8, который удерживает якорь 9 в притянутом к верхней крышке 7 положении без дополнительной токовой подпитки. В таком положении якорь остается неограниченно долго, пока постоянный магнит не будет размагничен импульсом тока отрицательной полярности либо магнитная система не будет разорвана механически (ручное отключение). Данный принцип удержания коммутационного аппарата во включенном положении, известный в электротехнике под названием «магнитная защелка», широко применяется в слаботочных аппаратах (поляризованные реле). Современные достижения в области магнитотвердых материалов позволили реализовать на этом же принципе силовой коммутационный аппарат. Запас по усилию удержания (сила, необходимая для отрыва якоря 9 от верхней крышки 7) составляет 450 – 500 Н для одного полюса выключателя,
т. е. 1350 – 1500 Н для выключателя в целом, что вполне достаточно для надежного удержания выключателя во включенном положении даже в условиях воздействия на выключатель вибраций и ударных нагрузок.

Отключение выключателя

Для отключения выключателя необходимо приложить к выводам катушки напряжение отрицательной полярности (см. рис. 9, линия t5). Ток, протекающий по обмотке (см. рис. 8), размагничивает магнит 8. Якорь 9 электромагнита под давлением пружины отключения 10 и пружины дополнительного контактного поджатия 6 разгоняется и наносит удар по тяговому изолятору 5, соединенному с подвижным контактом 3 вакуумной камеры. Ударное усилие, создаваемое якорем электромагнита, превышает 200 кгс, что способствует разрыву точек сварки, которые могут возникать между контактами при пропускании тока короткого замыкания. Кроме того, подвижный контакт 3 вакуумной камеры фактически мгновенно приобретает высокую стартовую скорость, что положительно сказывается на отключении тока КЗ [1, 2, 7, 9].

После упомянутого выше удара якорь 9 электромагнита движется вниз вместе с подвижным контактом 3 вакуумной камеры и тяговым изолятором 5 под действием пружины отключения, пока все детали не займут исходного
положения.

Привод с магнитной защелкой требует незначительной энергии для «сброса» защелки. При отключении от источника постоянного напряжения время приложения напряжения обычно ограничивается 10 мс. При этом ток в цепи отключения не превышает 1,5 А при на­пряжении 220 В.

Якоря электромагнитов всех полюсов выключателя соединены между
собой общим валом 13. При движении якорей пластина 14, входящая в прорезь
вала 13, поворачивает вал, а вместе с ним и закрепленный магнит 15, который управляет герметизированными контактами для внешних вспомогательных
цепей 16.

Порядок выполнения работы

1) Изучить механизмы возникновения перенапряжения при коммутации вакуумных выключателей.

2) Ознакомиться с принципами действия вакуумных выключателей с магнитной защелкой.

3) Произвести измерение времени включения и отключения выключателя. Собрать схему (рис. 10) и измерить время движения подвижных частей
выключателя. Значение времени движения не должно отличаться от паспортных данных более чем на ±10 %. Разобрать схему.

4) Проверить работу выключателя трехкратным включением и отключением через блок управления.

5) Произвести включение и отключение выключателя по радиосвязи через оператора, находящегося в аудитории 414 главного корпуса.

1.10. Контрольные вопросы

1) Перечислите механизмы возникновения перенапряжения. Дайте объяснение возникновению перенапряжения.

2) Перечислите технические характеристики BB/TEL.

3) Поясните работу полюса выключателя серии BB/TEL.

4) поясните работу привода при включении и отключении выключателя.

5) поясните, чем вызывается снижение скорости срабатывания вык-лючателя.

Рис. 10. Схема измерения времени включения (а) и

отключения (б) выключателя

Лабораторная работа 2

Изучение конструкции и основных параметров вакуумного Выключателя ВВТЭ-М-10

Цель работы: изучение вопросов гашения дуги в вакууме, конструкции вакуумной камеры и вакуумного выключателя ВВТЭ-М-10, его основных технических характеристик, схем управления выключателем на переменном и постоянном токе.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector