Простейшие принципиальные электрические схемы управления
Каждый многодвигательный автоматизированный электропривод имеет механические и электрические блокировки, необходимые для осуществления заданной взаимосвязи отдельных узлов механизма или различных механизмов и обеспечения высокой надежности работы.
В принципиальных электрических схемах управления электродвигателями широко применяется электрическая блокировка, которая обеспечивает требуемую по условиям технологии и техники безопасности последовательность пуска нескольких электродвигателей. В качестве примера такой блокировки на рис. 20 приведена принципиальная электрическая схема, в которой включение электродвигателя подачи фрезерного станка 2Д разрешается только при работающем электродвигателе вращения фрезы 1Д.
Электроблокировка в принципиальной электрической схеме выполнена так, что электрическая цепь электрического питания втягивающей катушки контактора 2К, предназначенного для включения электродвигателя 2Д, будет замкнута нормально открытым блок-контактом 1K только тогда, когда произойдет подключение к электрической сети электродвигателя 1Д. При аварийном отключении электродвигателя вращения фрезы 1Д нормально открытый контакт 1К в электрической цепи катушки 2К разомкнётся и электродвигатель подачи 2Д также отключится.
Защита электродвигателей осуществляется тепловыми реле 1РТ и 2РТ, а также плавкими предохранителями 1П, 2П и 3П.
Принципиальная электрическая схема, изображенная на рис. 21, содержит электроблокировку, обеспечивающую автоматическое включение резервного электродвигателя 2Д при отключении основного электродвигателя 1Д.
Такая блокировка используется, например, в принципиальных электрических схемах автоматического управления ответственных насосов, перерыв в работе которых может вызвать аварию или создать
угрозу жизни людей. В этих случаях при аварийном отключении основного насоса необходимо немедленно привести в действие резервный насос.
Принципиальная электрическая схема работает в следующей последовательности: пуск основного электродвигателя 1Д осуществляется замыканием однополюсного рубильника 1Р, который создает замкнутую электрическую цепь для электрического питания катушки контактора 1К. При этом контактор 2К отключен и его нормально закрытый блок-контакт замкнут. Контактор 1К срабатывает и подключает к электрической сети основной электродвигатель электропривода 1Д.
Когда основной электродвигатель включен и работает, включается рубильник 2Р, подготавливающий электрическую цепь электрического питания для катушки контактора 2К. Контактор 2К при этом не срабатывает, так как в электрической цепи его катушки включен нормально закрытый блок-контакт 1К, находящийся во время работы электродвигателя 1Д в разомкнутом положении. Только тогда, когда неисправность основного электродвигателя или иные причины приведут к отключению его от электрической сети, нормально закрытый блок-контакт 1К создаст замкнутую электрическую цепь для катушки 2К и резервный электродвигатель 2Д автоматически подключится к электрической сети.
Остановка электропривода производится размыканием рубильников 1P и 2Р. Зашита в принципиальной электрической схеме аналогична предыдущим примерам.
Простейшая блокировка, исключающая одновременную работу двух электродвигателей, содержится в принципиальной электрической схеме, представленной на рис. 22. Она осуществляется нормально закрытыми блок-контактами 1К и 2К, включенными в электрические цепи втягивающих катушек контакторов соответственно 2К и 1К.
Управление электроприводом происходит так: для пуска электродвигателя 1Д нажимается кнопка Пуск 1, чем создаеся замкнутая электрическая цепь
катушки 1К; контактор 1К срабатывает и главными контактами подключает к электрической сети электродвигатель 1Д. Работа электродвигателя 2Д при этом исключена, так как электрическая цепь катушки контактора 2К разомкнута нормально закрытым блок-контактом 1К.
При необходимости пуска электродвигателя 2Д вначале нажимается кнопка Стоп 1, отключающая от электрической сети электродвигатель 1Д. Только после отключения электродвигателя 1Д нормальный закрытый контакт 1К в электрической цепи катушки 2К замыкается и представляется возможным с помощью кнопки Пуск 2 произвести включение электродвигателя 2Д.
Подобная зависимость в работе электродвигателей сохраняется и при пуске первым электродвигателем 2Д.
Защита электродвигателей осуществляется плавкими предохранителями 1П и 2П, а также тепловыми реле 1РТ и 2РТ. Электрические цепи управления защищены плавкими предохранителями 3П.
На рис. 23 приведена принципиальная электрическая схема управления двумя взаимно связанными производственными механизмами, каждый из которых имеет реверсивный электропривод. Управление осуществляется по заданному циклу автоматически с помощью путевых выключателей 1ПВ, 2ПВ, 3ПВ и 4ПВ.
Рабочий цикл механизмов начинается нажатием кнопки Пуск, образующей замкнутую цепь катушки контактора 1В через нормально закрытый контакт путевого выключателя 2ПВ и нормально закрытый блок-контакт 1Н двигатель 1Д, приводящий в движение первый механизм,
подключается к электрической сети контактором 1В, вращаясь, например, в направлении движения часовой стрелки.
Достигнув определенной позиции, первый механизм действует на путевой выключатель 2ПВ, размыкающий свой нормально закрытый контакт в электрической цепи втягивающей катушки 1В; контактор 1В отпадает и отключает электродвигатель 1Д от электрической сети.
Одновременно нормально открытый контакт 2ПВ, замыкаясь, создает электрическую цепь электрического питания втягивающей катушки контактора 2В, подключающего к электрической сети электродвигатель 2Д, также, например, с вращением в сторону движения часовой стрелки.
Достигая позиции остановки, второй механизм действует на путевой выключатель 4ПВ, который своим нормально закрытым контактом производит размыкание электрической цепи катушки контактора 2В, отключающего от электрической сети двигатель 2Д.
Последующей автоматически выполняющейся операцией в работе принципиальной электрической схемы является одновременное подключение к электрической сети электродвигателей 1Д и 2Д с вращением в противоположном направлении. Эту работу выполняет путевой выключатель 4ПВ, который своим нормально открытым контактом создает электрическую цепь питания катушек контакторов 1Н и 2Н. Срабатывая, эти контакторы подают ток к зажимам электродвигателей 1Д и 2Д с изменением порядка чередования фаз, обеспечивая этим изменение направления вращения.
Четкость работы принципиальной электрической схемы обеспечивается шунтированием нормально открытого контакта 4ПВ нормально открытыми
блок-контактами 1Н и 2Н, чем исключается возможность разрыва электрической цепи управления и преждевременного отключения электродвигателей до окончания цикла перемещений механизмов в исходные позиции.
На предприятиях всех отраслей промышленности для транспортировки сырья, полуфабрикатов и других грузов применяются грузовые подъемники. Простейшая принципиальная электрическая схема управления грузовым подъемником, обслуживающим четыре этажа, приведена на рис. 24.
Электрооборудование подъемника состоит из электродвигателя Д, тормозного электромагнита ТМ, вводного рубильника 1P с предохранителями 1П для электродвигателя, панели с двухполюсным рубильником 2Р и предохранителями 2П для электрических цепей управления и с контакторами KB и КН, включенными по реверсивной принципиальной электрической схеме. Помимо этого, в электрооборудование установки входят: этажные реле ЭР, этажные переключатели ЭП, дверные контакты шахты ДКШ, контакт КЛ ловителя кабины и кнопочная станция управления.
Этажный переключатель представляет собой трехпозиционный электрический аппарат: если кабина находится выше данного этажа, то замкнут один контакт переключателя; если кабина находится ниже данного этажа, то замкнут другой его контакт; наконец, если кабина находится на данном этаже, то разомкнуты оба контакта переключателя. Нетрудно видеть, что в изображенном на принципиальной электрической схеме положении кабина находится на втором этаже, так как оба контакта этажного переключателя 2ЭП показаны в разомкнутом состоянии.
Управление подъемником осуществляется в следующей последовательности: включается вводный рубильник 1P и двухполюсный рубильник 2Р для электрической цепи управления; для отправления кабины подъемника, например, на четвертый этаж, на кнопочной станции нажимается кнопка 4 эт. Этим образуется замкнутая электрическая цепь электрического тока: ЛЗ - предохранитель 2П - контакты ДКШ - кнопка Стоп - контакты ловителя КЛ - нормально закрытый блок-контакт КН - втягивающая катушка контактора KB - контакты этажного переключателя 4ЭП - втягивающая катушка этажного реле 4ЭР - контакт кнопки 4 эт -.блокировочные контакты KB и КН - предохранитель 2П - фаза Л2.
Срабатывает этажное реле 4ЭР и своим нормально открытым контактом шунтирует кнопку 4 эт, после чего ее можно отпустить. Одновременно срабатывает контактор KB и подает электрический ток к зажимам тормозного электромагнита и электродвигателя. Кабина подъемника перемещается вверх. Одновременно с включением электродвигателя и началом движения кабины нормально закрытый контакт KB размыкает электрическую цепь кнопочной станции управления; станция отключается и переключение кабины на другой этаж во время ее движения становится невозможным.
Образованная при срабатывании реле 4ЭР электрическая цепь управления разомкнётся только по прибытии кабины на четвертый этаж. Этажный переключатель 4ЭП разомкнет свой контакт, и контактор KB отключит электродвигатель от электрической сети. Электромагнит тормоза ТМ потеряет электрическое питание, вал электродвигателя будет заторможен. Одновременно замкнувшийся нормально закрытый контакт KB восстанавливает электрическую цепь кнопочной станции.
Перевод кабины подъемника с четвертого этажа на первый производится нажатием на кнопочной станции управления кнопки 1 эт. В электрической цели электричского питания теперь будет находиться втягивающая катушка контактора КН, который подключит электродвигатель к электрической сети, поменяв две фазы его электрического питания местами, что приведет к изменению направления вращения - кабина будет опускаться вниз.
Когда кабина достигнет (первого этажа, этажный переключатель 1ЭП разомкнет электрическую цепь электрического питания катушки контактора КН: электродвигатель отключится от электрической сети.
В случаях повреждений несущих канатов подъемника или при посадках кабины на ловители электрическая цепь управления разрывается контактом КЛ. Электродвигатель будет отключен от электрической сети, и кабина будет остановлена.
Транспортеры, имеющие автоматизированное управление, связываются между собой электрической блокировкой, образуя согласованно работающие группы, а также могут блокироваться и с другими механизмами, входящими в комплекс механизации.
Принципиальная электрическая схема управления тремя ленточными транспортерами, работающими друг на друга в последовательной транспортной цепочке, приведена на рис. 25.
Принципиальная электрическая схема показывает, что пуск и остановка электродвигателей каждого транспортера, как и в предыдущих принципиальных электрических схемах, производятся соответствующими кнопками управления Пуск и Стоп. Необходимые электрические блокировки осуществляются блок-контактами контакторов. Так, в электрической цепи втягивающей катушки контактора 3К третьего транспортера действует нормально открытый блок-контакт контактора 1К первого транспортера.
Такая простая по выполнению блокировка обеспечивает четкую взаимосвязь трех рабочих механизмов и обусловливает следующий порядок их работы: второй транспортер может быть включен в работу только после того, как будет пущен в ход первый транспортер, а третий транспортер включится только при работающем втором транспортере. Аварийное отключение первого транспортера вызовет отключение контактора 2К, так как электрическая цепь его катушки окажется разомкнутой контактом 1К; затем аналогичным путем будет отключен и контактор 3К. Таким образом, все транспортеры остановятся и возможность завала аварийного первого транспортера будет исключена.
Наблюдение за работой механизмов облегчается введением в принципиальную электрическую схему световой сигнализации: красные сигнальные лампы КСЛ, включенные параллельно втягивающим катушкам контакторов, показывают, что данный транспортер находится в действии. Зеленые сигнальные лампы ЗСЛ, загораясь, сигнализируют, что механизм остановился.
Защита электродвигателя транспортеров осуществлена тепловыми реле и плавкими предохранителями.