Файл: Шубинский, А. И. Электромонтер портовой механизации учеб. пособие.pdf

По принципу действия — это электромагнитные, индукционные, электронные, тепловые, центробежные и другие реле. По роду ве­ личин различают реле напряжения, тока, температуры, скорости и т. д. Кроме реле, реагирующих на определенные параметры, находят широкое применение так называемые вспомогательные реле. К ним относятся промежуточные, времени и сигнальные реле.

Промежуточные реле применяются тогда, когда основное ре­ ле не может включить непосредственно в цепь из-за недостаточной мощности и количества контак­ тов.

Сигнальное реле сообщает о срабатывании защитного реле. Наибольшее применение в крано­ вых схемах получили реле време­ ни, реле напряжения, реле тока.

Р е л е в р е м е н и — важные элементы схем автоматического управления. Они обеспечивают необходимую выдержку времени при выведении ступеней пуско­ вых сопротивлений, автоматиза­ ции работы, контроле процесса

•торможения электродвигателей

ит. п.

Вкачестве реле времени ис­ пользуются электромагнитные,

катушки 1 с сердечником 2, яко­ ря 5, регулировочного болта с гайкой 6 и регулировочной пружи­

ной 7, замыкающих 3 и размыкающих 4 контактов, медной гильзы 8. При прохождении постоянного тока через катушку 1 якорь 5 притягивается к сердечнику 2 и реле замыкает свои замыкающие

(3) и размыкает размыкающие (Р) контакты. При исчезновении тока в катушке реле времени магнитный поток начинает умень­ шаться и в медной гильзе наводится э.д.с. самоиндукции, замед­ ляющая отход якоря от сердечника. Этим и создается выдержка времени. Но благодаря потерям в медной гильзе магнитный поток уменьшается и пружина отводит якорь от сердечника. Выдержку времени можно изменить, регулируя натяжение пружины гай­ кой 6 и установкой между якорем и сердечником немагнитных прокладок различной толщины. При отходе якоря контакты 3 реле размыкаются, а Р — замыкаются.

Электромагнитные реле времени применяются в цепях управ­ ления как с постоянным, так и с переменным током. В последнем случае для питания катушки подается выпрямленный ток.

29

зом при переменном, т. е. когда не могут работать электромаг­ нитные реле времени. Наибольшее распространение получило ма­ ятниковое реле, приводимое в действие или специальным электро­ магнитом, или контактором.

Действие маятникового реле основано на том, что скорость движения рейки, замыкающей или размыкающей контакты реле, ограничивается движением маятника, имеющего определенный период колебания. Перемещая грузик по маятнику, регулируют выдержку времени. Принцип действия маятникового реле времени показан на рис. 11, а.

Рис. 11. Механические реле времени:

а — маятникового типа; б —«моторного типа

При подаче тока в катушку 1 якорь реле 3 втягивается в ка­ тушку и, действуя через рычаг 4 и пружину 5, передвигает ры­ чаг 6. Косозубая рейка 8 приводит во вращение шестерню 9, ко­ торая вращает шестерню 10.

Частота вращения шестерни 10 регламентируется маятником И путем перемещения грузика 12. Как только зубцы рейки пройдут зубцы шестерни 9, рычаг 6 нажмет на блок-контакты 7 и замкнет их. При обесточивании катушки рейка 8 быстро возвратится в исходное положение, не вращая шестерни 9, а скользя по ней свои­ ми зубьями. Величину выдержки можно регулировать также ве­ личиной хода зубчатой рейки. Кроме контактов 7, иногда на реле ставят контакты мгновенного действия 2. Основным недостатком таких реле является то, что они быстро изнашиваются.

Моторные реле времени (рис. 11,6) применяются тогда, когда требуются значительные выдержки времени. Реле состоят из

30

электродвигателя малой мощности /, редуктора 2, приводящего в действие контактную систему 3. Так как передачу можно создать практически с очень большим передаточным числом, то и выдерж­ ки времени могут быть от 5 с до 30—40 мин.

Реле такого типа установлены на кранах типа «Ганц». Электронные реле времени вследствие их большой чувствитель­

ности к тряске, вибрации, колебанию температур и влажности окружающей среды на портальных кранах широкого применения не нашли.

Р е л е н а п р я ж е н и я представляет собой электромагнитный аппарат, срабатывающий при изменении напряжения сети. В кра­ новых схемах реле напряжения применяются, как правило, для защиты электрооборудования от пониженного напряжения.

Реле напряжения допускает регулировку на напряжение сра­ батывания в пределах от 60 до 85 или 105—120% номинального напряжения катушки.

Р е л е т о к а — это аппарат, который срабатывает при измене­ нии величины тока. Применяется для защиты электродвигателей и для автоматизации их пуска.

Токовые реле используются в крановых схемах как реле мак­ симального тока. Они допускают регулировку тока срабатывания в пределах ПО—350% номинального тока катушки.

По конструкции реле напряжения и реле тока идентичны. Электромагнитный аппарат реле состоит из сердечника, катушки, якоря, подвижных и неподвижных контактов, регулировочной пру­ жины. Катушка реле тока, состоящая из небольшого количества витков провода большого сечения, включается последовательно в цепь тока потребителя. Реле срабатывает при достижении ве­ личины тока, соответствующего его уставке. Регулирование тока срабатывания производится натяжением пружины. Катушка реле напряжения выполняется из большого числа витков тонкой про­ волоки и. подключается параллельно потребителю тока.

§ 11. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Плавкие предохранители защищают электродвигатели от пере­ грузки и токов короткого замыкания.

Наиболее широкое применение в портах находят предохрани­ тели типа ПР (рис. 12), состоящие из фибрового корпуса и кон­ тактов плавкой вставки. При сгорании плавкой вставки под дей­ ствием высокой температуры фибра разлагается и выделяет газ, способствующий гашению дуги. Предохранители типа ПР выпу­ скаются на силу тока от 15 до 1000 А и устанавливаются в низко­ вольтных щитах подстанций, электроколонках и вводных шкафах кранов.

Применяются и предохранители НПР (разборные) и НПИ (неразборные) с наполнителем (кварцевый песок), способствую­ щим гашению дуги.

31

Однако этот способ защиты имеет целый ряд недостатков и применяется обычно для защиты электрооборудования крана в целом.

Для защиты крановых электродвигателей широкое распрост­ ранение получили максимальные реле мгновенного действия. Про­ стейшие реле такого типа (рис. 13) представляют собой катуш­ ку 1, внутри которой расположена направляющая латунная гиль­ за 2 со стальным сердечником 3. В правой части над направляющей гильзой установлены контакты 8 и 9, включенные

Рис. 12. Трубчатый пре­

колпачок; 3 — кольцо латунное; 4 —*корпус; 5 — кон­ тактная стойка; 6 — нож контактный; 7 — контакт для присоединения проводов

в цепь управления электродвигателем. Катушка 1 включена в

по одному на две фазы из трех.

Когда ток в катушках превысит установленную для данного реле величину, сердечник 3 втянется в направляющую гильзу 2 и своим бойком через коромысло 7 разомкнет контакты 8 и 9. Величину тока, при которой происходит срабатывание реле, мож­ но менять, изменяя положение стального сердечника. Если сер­ дечник винтом 4 с головкой 5 поднять выше, то реле сработает при меньшей силе тока. Если же сердечник опустить ниже, то по­ требуется большая сила тока, чтобы втянуть его в катушку и разомкнуть блок-контакты. На гильзе около прорези обыкновен­ но наносится шкала 6 величины токов, соответствующих положе­ нию сердечника.

32

Наша промышленность выпускает большое количество типов электромагнитных реле, но принцип их действия практически оди­ наков.

Недостаток максимальных реле мгновенного действия — они не защищают электродвигатель от длительно действующих токов перегрузки, если величины этих токов меньше пусковых. Поэтому более надежно защищают электродвигатели тепловые реле, ко­ торые не срабатывают при мгновенных пусковых токах и размы­ кают свои контакты при длительно действующих токах перегруз­

ки. Такое реле показано на рис. 14. Принцип действия его основан на выделении тепла при прохождении тока по проводнику.

Ток проходит по нагревательному элементу 2, рядом с кото­ рым помещается биметаллическая пластинка 1, состоящая из ме­ таллов с различным коэффициентом теплового расширения. При нагревании пластинка изгибается выпуклостью в сторону метал­ ла с большим коэффициентом расширения и освобождает рычаг 3. Под действием пружины 4 рычаг поворачивается по часовой стрелке и размыкает контакты 5 реле, которые отключают кон­ тактор.

Поскольку реле такого типа не защищает электродвигатели от токов к.з., последовательно с ним всегда должны включаться или плавкие вставки, или максимальные электромагнитные реле мгно­ венного действия. После размыкания контакты теплового реле устанавливаются в первоначальное положение с помощью кнопки 6, выведенной наружу крышки аппарата, куда встроено реле.

Для защиты электроустановок различных портовых механизмов от токов к.з. и перегрузок находят широкое применение выключа­ тели (автоматы). Промышленностью выпускаются автоматы не­ скольких типов: А63, АК, АП-50, А-3100; АВ и др. Они изготовля­ ются с тепловыми или электромагнитными расцепителями. Первые защищают установки от токов перегрузки, вторые — от токов корот­ кого замыкания. Автоматы А63 выпускаются в однофазном испол­ нении для цепей постоянного и переменного тока. Номинальный ток расцепителей до 25А. Автоматы АК-50 изготавливаются в двух- и трехфазном исполнении с тепловыми расцепителями и гидравличе­

скими замедлителями срабатывания или без них. Номинальный ток расцепителей до 50А. Автоматы АП-50 выпускаются в двух- и трех­ фазном исполнении с электромагнитными, тепловыми и комбиниро­ ванными расцепителями, срабатывающими при повышении нагруз­ ки на 10% в течение 1 ч, на 30% — не свыше 0,5 ч и при повыше­ нии нагрузки в 6 раз — на время до 10 с.

Электромагнитные расцепители отключают установку мгновен­ но при увеличении тока в 6—10 раз. Предельный ток автомата —

50 А.

Автоматы серии А-3100 выпускаются в двух- и трехфазном ис­ полнении на напряжение до 500 В переменного тока, с тепловым, электромагнитным или комбинированным расцепителями на ток до 600 А. Общий вид такого автомата показан на рис. 15, а (крышка 1 снята).

Автоматы выпускаются в пластмассовом корпусе с перегород­ ками, разделяющими его на количество отсеков, соответствующее числу полюсов 6. Контакты полюсов для улучшения гашения дуги помещены в фибровый каркас 8, разделенный стальными пласти­ нами 7. Включение и ручное отключение автомата производятся рукояткой 9.

34

Автоматическое отключение осуществляется одним из расце­ пителей (рис. 15,6). Электромагнитный расцепитель 10 с помо­ щью рычага 4 или тепловой расцепитель через биметаллические пластинки 2 и регулировочный винт 3 воздействуют на рычаг 5, который, поворачиваясь, передает усилие на механизм отклю­ чения.

На портальных кранах отечественного изготовления и в сило­ вых сетях другихпортовых установок находят применение авто­ матические выключатели типа А-2050, рассчитанные на номиналь­ ный ток 1500 А, и универсальные автоматические выключатели серии АВ, изготовляемые на номинальные токи 400, 1000, 1500 и 2000 А с ручным или электрическим приводом постоянного и пе­ ременного тока. Может быть применен и электромагнитный спо­ соб включения.

По характеру встраиваемых расцепителей максимального тока автоматы выпускаются в следующих исполнениях: С — селектив­ ные, с выдержкой времени при перегрузках и коротких замыка­ ниях; Н — неселективные, с выдержкой времени при перегрузках, и мгновенного срабатывания при коротких замыканиях; Б — без выдержки времени (мгновенного срабатывания).

Выдержка времени при коротком замыкании у селективных автоматов составляет 0,25; 0,4; 0,6 с, при перегрузке у селектив­ ных и неселективных колеблется в пределах от 10 с до 0 и имеет обратную зависимость от величины тока.

Автоматы серии АВ имеют по два-три замыкающих и размы­ кающих блок-контакта и допускают встраивание добавочного рас­ цепителя — независимого или минимального, который использу­ ется и в целях дистанционного включения.

Для защиты кранового электрооборудования применяются спе­ циальные панели. Схема этих панелей предусматривает макси­ мальную, мгновенную, нулевую и концевую защиты электродви­ гателей. Защитные панели могут быть изготовлены как для одно­ го, так и для нескольких электродвигателей.

§ 12. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИМИ ТОРМОЗАМИ

Все механизмы подъемно-транспортных машин снабжаются тормозными устройствами, обеспечивающими остановку оборудо­ вания в любом положении.

Для этой цели на кранах применяются колодочные или лен­ точные тормоза. Когда механизм не включен, тормоз замкнут и удерживает механизм от движения. При включении электродвига­ теля механизма тормоз растормаживается.

На всех механизмах кранов, за некоторым исключением, уста­ навливаются постоянно замкнутые тормоза, т. е. тормоза, которые размыкаются только на время работы механизма.

Тормоза замыкаются пружинами или грузами, которые через систему рычагов зажимают колодки. Для отключения тормоза