Все элементы электрических схем разделены на виды, каждому из которых присвоен буквенный код в виде заглавной латинской буквы, являющийся обязательным в обозначении. Для уточнения вида элемента к первой букве кода может добавляться вторая буква, образуя двухбуквенный код. После одно- или двухбуквенного кода ставится номер элемента в виде одной или нескольких цифр. Вид и номер элемента являются обязательной частью обозначения.
Цифры порядковых номеров, которые указывают на нумерацию одинаковых элементов, должны быть выполнены одним размером шрифта с буквенными обозначениями элемента. Например, на схеме имеется два контактора с двумя и тремя контактами. Электромагнитные катушки контакторов обозначаются К1, К2, их контакты К 1.1, К 1.2 и К 2.1, К 2.2, К 2.3.
В принципиальных схемах условные графические обозначения элементов устройств выполняют совмещенным или разнесенным способом. При совмещенном способе электрические элементы устройства размещают на схеме с учетом их конструкционных связей (например, втягивающие катушки контактора рядом с графическим изображением его контактов). При разнесенном способе условные графические изображения электрических элементов устройства располагают в разных местах схемы, не принимая во внимание конструктивного исполнения этого устройства.
Элементы на схеме располагают с учетом прохождения по ним тока. Цепи токов в разнесенной схеме размещают параллельно одна под другой, образуя строчный способ выполнения схемы. Для облегчения чтения схемы при строчном способе рекомендуется параллельные цепи (строки) нумеровать. В зависимости от назначения цепей на принципиальных схемах выделяют: силовую цепь, цепи управления, сигнализации, возбуждения, электрических измерений.
Силовой (главной) цепью называется электрическая цепь с устройствами, вырабатывающими, передающими и распределяющими электрическую энергию, а также преобразующими ее в энергию другого вида или в электрическую энергию с другими параметрами. Силовая цепь содержит элементы, по которым протекают токи якоря машины постоянного тока, статора и ротора асинхронной машины и т.д.
Цепью управления называется электрическая цепь с устройствами, назначение которых состоит в приведении в действие электрооборудования и отдельных электротехнических устройств или в изменении значений их параметров.
Цепью сигнализации называется электрическая цепь с устройствами, приводящими в действие сигнальные устройства.
Цепь возбуждения — электрическая цепь, содержащая обычно параллельную обмотку возбуждения.
Цепь электрических измерений — электрическая цепь с электроизмерительными приборами.
Электрические схемы раскрывают способы управления электродвигателем, которые слагаются из следующих этапов: пуска, изменения частоты вращения, реверса, торможения и выключения. Пуск двигателя, например, может быть прямым, т. е. непосредственным включением его в сеть, или происходить по заданному режиму.
Способы управления зависят от многих факторов (типа двигателя, мощности, требований к эксплуатации). Поэтому в электроприводе применяется большое число разнообразных систем управления. Основными из них являются контроллерная, реостатная, контакторная, Г—Д, с использованием управляемых магнитных усилителей и др.
В зависимости от условий эксплуатации используют ручную, дистанционную и автоматическую системы управления двигателем.
При ручной системе все этапы управления могут значительно отличаться от расчетных, особенно при переходных режимах электродвигателя. Для ручных операций по управлению двигателями всегда требуется больше времени, чем при наличии автоматизации, и производительность выполняемых работ всегда меньше. Ручные системы встречаются редко.
При дистанционной системе управление двигателем может осуществляться автоматически, с помощью релейно-контактной аппаратуры, однако сигнал для включения элементов автоматического управления подается вручную с помощью кнопочных командоаппаратов или командоконтроллеров.
Схемы прямого пуска двигателей постоянного и переменного тока с контакторным управлением показаны на рис. 1. Цепь управления для обоих электродвигателей строится одинаково и включается к выводам X1 и Х2. Отличие состоит в том, что для управления электродвигателем постоянного тока (рис. 1, а) применяется контактор постоянного тока с двумя замыкающими главными контактами, а для управления асинхронным двигателем (рис. 1, б) — трехполюсный контактор переменного тока.
Рис. 1. Схемы прямого пуска двигателя с контакторным управлением.
На рис. 2 приведены принципиальные схемы управления электродвигателями постоянного и переменного тока, которые обеспечивают изменение направления их вращения (реверс).
Рис.2. Схемы пуска и реверсирования двигателей с контакторным управлением.
В зависимости от того, какая будет нажата кнопка, сработает контактор К1 или К2, и двигатель начнет вращаться в ту или иную сторону.
Реверсирование двигателя постоянного тока (рис. 2, а) осуществляется изменением направления тока в обмотке якоря, а асинхронного двигателя (2, б) — переключением двух фаз.
Управление электродвигателем в электроприводах грузовых механизмов осуществляется при помощи контроллеров.
Контроллерная система позволяет иметь все виды управления электродвигателями: пуск, регулирование частоты вращения, реверс, торможение, остановку и, кроме того, защиту двигателей от перегрузки и понижения или исчезновения напряжения в питающей сети. Защита осуществляется с помощью релейно-контактной аппаратуры.
Электрическая схема с применением командоконтроллера для управления электродвигателями трехфазного асинхронного и постоянного тока приведена на рис. 3.
Рис. 3. Управление двигателем с помощью командоконтроллера.
Схемы соединений (монтажные) изображают расположение составных частей электрифицированного устройства в деталях с указанием метода прокладки проводов и кабелей. Схемы соединений являются документом, по которому выполняют монтаж установки, а также эксплуатацию и ремонт. Схемы учитывают технологию монтажа электрических аппаратов и приборов, а также возможность прокладки кабельных трасс с учетом требований руководящих документов. Чертежи панелей с размещенными на них аппаратами и приборами изображают в масштабе. Монтажная схема содержит схемы внутренних соединений, на которых указаны все соединения внутри отдельных сборочных единиц, и схемы внешних соединений, на которых показывают прокладку кабельных трасс между отдельными сборочными единицами. Для возможности контроля схемы все электрические выводы аппаратов и концы токопроводящих жил проводов должны иметь маркировку (цифру или букву).
Методические указания по чтению электрических схем заключаются в рекомендациях по принятому порядку последовательности изучения электрифицированной установки. Чтение электрической схемы следует начинать с ее типа и вида по названию из углового штампа. Затем следует ознакомиться со схемой силовой цепи, начиная с источника тока. Схемы управления надо изучать поэлементно.
При наличии цепей с элементами электроники необходимо изучить работу отдельных электронных элементов, обратив внимание на прохождение электрических зарядов через полупроводниковые элементы. Следует помнить, что питание основных цепей в электронных устройствах принято однопроводное, поэтому окончание электрических цепей показано присоединением к корпусу аппарата.
Другими словами:
1. Дается краткая характеристика всех используемых в ЭП электрических машин и аппаратов.
2. Рассматриваются главные цепи и цепи возбуждения, управления, сигнализации и блокировки. По назначению включенных в каждую цепь элементов, определяются способы пуска, регулирования скорости и торможения, а также виды защиты ЭП от аварийных режимов работы.
3. С помощью таблицы замыкания контактов контроллера или командоаппарата выявляются обтекаемые током цепи, срабатывающие при этом аппараты, а следовательно и режимы работы ЭП.
Выводы:
В лекции даны определения по управлению движением электропривода, представлены основные условно-графические обозначения наиболее широко применяемые в электрических схемах управления промышленным автоматизированным электроприводом, рассмотрены вопросы выполнения принципиальных электрических схем управления и порядок их рассмотрения.