Лекция №9. Пускорегулирующие электрические аппараты

Контакторы предназначены для коммутаций электрических цепей под нагрузкой. Контакторы, применяемые на трамвайных вагонах и троллейбусах, снабжены электромагнитным приводом. Они осуществляют включение и выключение электрических цепей с большим диапазоном нагрузок – от 5 до 350А, их главные контакты как правило разомкнуты при обесточенной втягивающей катушке. Общий вид электромагнитного контактора приведен на рис 38.

Рис 38. Общий вид электромагнитного контактора

Основные части контактора: магнитная система, состоящая из сердечника (1), ярма (2) и якоря (3); включающая обмотка (15); главные контакты (12), размыкающие силовую цепь; блок-контакты (5), осуществляющие переключения в цепях управления; дугогасительное устройство, состоящее из сердечника (13), двух полюсов (10), дугогасительной камеры (11), дугогасительной обмотки (14) (катушки) и дугогасительного рога (9).

Подвижной контакт укреплен на якоре шарнирно. Чтобы при прохождении тока не подгорели шарниры, предусмотрен гибкий шунт (8), по которому ток как бы обходит шарниры. Включение контактора осуществляется включающей пружиной (4), притирание контактов – притирающей пружиной (7). Для подключения контактора к силовой цепи служат клеммы (3).

Чтобы включить контактор, необходимо подать ток низкого напряжения на включающую обмотку. Ток проходя по обмотке, намагничивает сердечник, который притягивает к себе якорь – силовая цепь замыкается. Одновременно замыкаются блок-контакты, выполняющие переключения в цепи управления.

Контроллером называется многоступенчатый, многоцепной аппарат с ручным управлением, предназна­ченный для изменения схемы главной цепи двигателя или цепи возбуждения. Кроме того, контроллеры также при­меняются для изменения сопротивлений, включенных в эти цепи.

В основном, по своему конструктивному исполнению кон­троллеры делятся на барабанные и кулачковые.

Барабанные контроллеры. На рис.39 приведена схема, поясняющая принцип работы барабанного контроллера.

Рис. 39. Принцип работы барабанного контроллера

На валу (1)укреплён изолированный от него подвижный контактом в виде сегмента (2). При вращении вала сегмент набегает на неподвижный контакт (3), чем осуществляется замыкание цепи. Необходимое контактное нажатие обеспечивается пру­жиной (4). Вдоль вала расположено большое число контактных эле­ментов. На одном валу устанавливается ряд контактных элементов. Определенная последовательность замыкания различных контактных элементов обеспечивается различной длиной их сегментов.

Кулачковые контроллеры совершеннее барабанных, на рис. 40 приведена схема, поясняющая принцип работы кулачкового контроллера.

Рис. 40. Принцип работы кулачкового двухрядного контроллера

Основными узлами кулачкового контроллера являются контактные элементы и вал с кулачковыми шайбами. Каждый контактный элемент состоит из основания с неподвижным контактом (1), подвижного рычага с роликом и подвижным контактом (2) и приводной пружины (3), обеспечивающей замыкание подвижного и неподвижного контактов.

Контактные элементы крепятся к корпусу контроллера (4). Вал (5) с кулачковыми шайбами (6) (кулачковый барабан) вращается в подшипниках, закреплённых в корпусе контроллера. Поворот кулачкового барабана осуществляется с помощью рукоятки, насаженной на выступающий конец вала.

Кулачковые контроллеры могут быть как однорядными так и двухрядными, когда каждая шайба кулачкового барабана управляет одновременно двумя контактными элементами, Пока ролик рычага 2 контактного элемента находится во впадине кулачковой шайбы 6, контакты замкнуты под действием пружины 3. Если вал повернуть в такое положение, что ролик будет находиться на гребне кулачка, рычаг с неподвижным контактом 2 повернется и контакты разомкнутся. Применяя шайбы различного профиля, получают необходимую последовательность замыкания и размыкания контактов. Контроллеры имеют фиксирующий механизм, благодаря которому остановка вала кулачкового барабана происходит в положении, соответствующем полному замыканию или полному размыканию контактов. Токоведущие элементы контроллеров закрываются съемными крышками.

Контроллеры переменного то­ка в виду облегченного гаше­ния дуги могут не иметь дугогасительных устройств. В них устанавливаются только дугостойкие асбестоцементные пе­регородки. Контроллеры по­стоянного тока имеют дугогасительное устройство, анало­гичное применяемому в кон­такторах.

В электрическом транспорте система управления, при которой все операции по управлению тяговыми двигателями выполняется одним аппаратом – контроллером, приводимым в действие непосредственно водителем, называется системой непосредственного управления, а контроллер – силовым контроллером (рис.41). Система непосредственного управления характеризуется простотой аппаратов управления, однако контроллеры, рассчитанные на токи тяговых двигателей, громоздки, неудобны в управлении, небезопасны для водителя (высокое напряжение) и не обеспечивают плавного пуска и торможения. В связи с этим такие системы применяется лишь на трамвайных вагонах с невысокими ускорениями и замедлениями.

Рис.41. Силовой контроллер а – общий вид, б – кулачковый вал

Силовой контроллер состоит из основания(1), кулачкового вала(3) с рукояткой (4), реверсивного вала (5), кулачковых элементов (11) с дугогасительными камерами (2), стойки (6) с пальцами реверсивного вала, кожуха (7), крышки (8) опирающейся на стойки.

Кулачковый вал устанавливается в подшипниках. Вал представляет собой стальной стержень квадратного сечения с цилиндрическими частями на концах. На него насаживают кулачковые шайбы (9)с квадратными отверстиями, разделенные дистанционными кольцами (10). Наружная поверхность кулачковых шайб имеет выступы и впадины. Количество кулачковых шайб, выступов и впадин на них зависит от схемы, по которой происходит работа контроллера. Реверсивный вал служит для изменения направления движения вагона.

Система управления, при которой все переключения в цепи тяговых двигателей осуществляется контакторами, управляемыми с помощью контроллеров управления (командоконтроллеров), называется системой косвенного управления. При вращении вала командоконтроллера происходит управление соответствующими силовыми контакторами, которые в свою очередь осуществляют коммутацию в силовых цепях дви­гателя.

В этом случае процесс управления для водителя значительно упрощается. Системы косвенного управления проще поддаются автоматизации. Эти системы получили широкое распространение на троллейбусе и в вагонах метро.

Для управления электродвигателями трехфазного тока до 75 кВт широко применяются магнитные пускатели, состоящие из трехполюсного контактора, тепло­вых реле и контактов (рис. 42).

Рис. 42. Схема магнитного пускателя

При нажатии кнопки SBC замыкается цепь питания обмотки контактора КМ через кнопку SBT и размыкаю­щиеся контакты тепловых реле KST1 и KST2. Якорь элек­тромагнита притягивается, замыкая главные контакты в цепи питания электродвигателя и вспомогательные кон­такты 5Q, шунтирующие кнопку SBC.

При перегрузке электродвигателя срабатывает одно или оба тепловых реле, разрывая своими контактами цепь обмотки КМ. Электродвигатель отключается. При нажа­тии кнопки SBT разрывается также цепь обмотки контак­тора и электродвигатель отключается. Для защиты элект­родвигателя от КЗ в цепь включены предохранители F.

В настоящее время находят применение тиристорные пускатели (см. § 5.2,д) типа ПТ на напряжение 380 В, имеющие коммутационную способность до 1700 А. Такие пускатели обеспечивают дистанционное включение и от­ключение электрооборудования и защиту от токов пере­грузки и короткого замыкания.

Реостаты. Пусковые реостаты включенные последовательно с двигателем служат для уменьшения пускового тока двигателя и выводятся из силовой цепи по мере увеличения частоты вращения двигателя.

Тормозные реостаты предназначены для поглощения электроэнергии, вырабатываемой двигателем в режиме генератора при торможении.

Элементы пускотормозных реостатов монтируются в ящиках, которые подвешиваются на изоляторах под кузовом подвижного состава, реже на крыше (троллейбус).

На рис. 43 приведен общий вид пускотормозного реостата КФ-51Г-3.

Рис.43. Пускотормознй реостат КФ-51Г-3

К стойкам (1) ящика пускотормозного реостата закреплены шпильки (5), изолированные миканитом. На шпильках установлены резисторы (4), изолированные друг от друга и от держателей резисторов фарфоровыми изоляторами (3). Расстояние между двумя соседними резисторами на шпильке фиксируется дистанционными втулками (7). Резисторы в ящике реостата соединены между собой шинами (2). Ящик пускотормозного реостата подвешивается к основанию кузова на фарфоровых изоляторах (6).

Регулировочные реостаты предназначены для регулирования магнитного потока независимой (параллельной) обмотки возбуждения тяговых двигателей.

Ящик с регулировочными реостатами подвешиваются на изоляторах под кузовом подвижного состава.

Вопросы для самопроверки:

Дата добавления: 2014-01-20