КОМАНДОАППАРАТЫ

Командоаппараты – устройства преимущественно ручного управления, предназначенные для переключений в цепях управления электрическими аппаратами постоянного и переменного тока. Замыкая и размыкая при помощи командоаппарата те или иные цепи, оператор может дистанционно подать команду на запуск или остановку электрической машины или на изменение режима ее работы.

Командоаппараты выполняются как контактными, так и бесконтактными. Контактные командоаппараты можно разделить на следующие основные группы:

1) кнопки управления;

2) универсальные переключатели и пакетные ключи;

3) командоконтроллеры;

4) путевые и конечные выключатели и переключатели.

Командоаппараты могут приводиться в действие ручным или ножным приводом (кнопки управления, универсальные переключатели и пакетные ключи, командоконтроллеры), двигательным приводом (командоконтроллеры), рабочей машиной (путевые и конечные выключатели и переключатели). Они могут выполняться с фиксированным положением, когда после снятия воздействия коммутационное положение аппарата остается неизменным, и с самовозвратом, когда после прекращения воздействия его контакты возвращаются в исходное (нулевое) положение.

Кнопки управления применяются главным образом для дистанционного управления электромагнитными аппаратами постоянного и переменного тока напряжением до 500 В. Несколько кнопок 1 (рис. 18-1, а), установленных на общей панели или вмонтированных в общем кожухе (основание 3, крышка 2), образуют кнопочный пост.

Рис. 18-1. Кнопочный пост

Кнопка может иметь размыкающие, замыкающие или те и другие контакты. На рис. 18-1, б представлена кнопка с одним замыкающим 10 и одним размыкающим 8 контактами с общим мостиковым контактом 9. Контакты медные, серебрёные. При нажатии на головку 4 мостиковый контакт, связанный с ней через стержень 7 и контактную пружину 6, размыкает одну цепь и замыкает другую. При снятии нажатия подвижная часть (головка со стержнем и мостиковым контактом) возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины 5. Все детали элемента монтируются на пластмассовой колодке 11.

Отключающая способность кнопочных элементов до 80 – 100 Вт постоянного тока и до 1500 В·А переменного тока. Коммутационная износостойкость не менее 200000 отключений, механическая износостойкость не менее 1000000 циклов.

Универсальные переключатели (рис. 18-2) предназначены для ручного переключения цепей постоянного и переменного тока напряжением до 500 В. Они применяются для редких переключений цепей управления, как переключатели для вольтметров и амперметров и как коммутаторы для управления серводвигателями и различными электроустановками с неавтоматическим замыканием и размыканием тока, а также для переключения полюсов многоскоростных асинхронных двигателей малой мощности.

Рис. 18-2. Универсальный переключатель серии УП-5000

Универсальные переключатели состоят из набора секций 1, собранных в один рис. 18-2, а) или два (рис. 18-2, б) пакета, через внутренние отверстия которых проходят центральные валики 2. Валики связаны с рукояткой 3 либо непосредственно, либо через шестерни 6 и промежуточный валик 5. Переключатели различных типов или серий отличаются друг от друга числом секций, диаграммой замыканий контактов, числом фиксированных положений и углом поворота рукоятки. Например, универсальные переключатели серии УП-5000 изготовляются с числом секций от 2 до 16 однопакетными и с числом секций от 20 до 24 двухпакетными при числе положений рукоятки от 2 до 9 и с разнообразнейшими (исчисляемыми сотнями) диаграммами замыканий. Переключатели могут выполняться в открытом (рис. 18-2, а) и закрытом (рис. 18-2, б) исполнении. Кожух имеет основание 7 и крышку 4.

Секция пакета (рис. 18-2, в) состоит из пластмассовой перегородки 1, на которой укреплены неподвижная контактная скоба 2 с серебряными напайками 4, два подвижных контакта 5 с серебряными напайками 6, две скобы 7 для привода подвижных контактов, зажимы 8 для присоединения внешних проводов и кулачковые шайбы 9, насаженные на центральный валик 10. Кулачковые шайбы осуществляют замыкание и размыкание контактов при повороте валика. Винт 3 служит для параллельного соединения контактов нескольких секций.

Контакты универсальных переключателей допускают длительную нагрузку до 20 А. Отключающая способность в зависимости от числа разрывов, напряжения сети и индуктивности нагрузки составляет от 1 до 120 А переменного тока и от 0,1 до 20 А постоянного тока. Механическая износостойкость не менее -500000 переключений.

Командоконтроллеры применяются для производства переключений в цепях управления сложных схем автоматизированного электропривода при большой частоте переключений и когда требуется строгое чередование в последовательности действия отдельных механизмов. Они предназначены для работы в цепях до 440 В постоянного и 500 В переменного тока. Большей частью это аппараты ручного или ножного управления. Командоконтроллеры могут иметь и двигательный электропривод, тогда их иногда называют программным реле.

Командоконтроллер состоит из ряда контактных элементов и соответствующих конструктивных деталей, замыкающих или размыкающих контактные элементы в зависимости от угла поворота вала. По конструктивному исполнению различают плоские, барабанные и кулачковые Командоконтроллеры. Устройство их аналогично устройству рассмотренных выше силовых контроллеров.

Плоские командоконтроллеры имеют более простую конструкцию и меньшие размеры, но и меньшую разрывную способность контактов и допускают меньшую частоту переключений в час по сравнению с кулачковыми и барабанными.

Наибольшее применение находят нерегулируемые и регулируемые кулачковые Командоконтроллеры.

Допустимый длительный ток контактов командоконтроллеров составляет 10 – 15 А, ток включения 50 – 75 А, отключаемый постоянный ток при индуктивной нагрузке 0,5 – 2,5 А соответственно при напряжении 440 – 110 В, отключаемый переменный ток 10 А при напряжении до 500 В.

Конструкции командоконтроллеров разнообразны. Они отличаются числом шайб, числом положений, приводом (с фиксацией и без фиксации, с самовозвратом, односторонний, двусторонний и т. д.). Нерегулируемые командоконтроллеры выполняются с числом шайб до 6 – 7 (12 – 14 цепей), регулируемые с двигательным приводом – с числом шайб до 12 (24 цепи).

С целью повышения износостойкости подшипники скольжения контактных элементов выполняется из бронзографитовой металлокерамики, а на валах применяются подшипники качения. Применение бронзографитовых подшипников исключает сухое трение, как подшипники при сборке аппаратов пропитываются в веретенном масле и смазке больше не требуют.

Путевые и конечные выключатели осуществляют переключения в цепях управления в зависимости от пути, проходимого управляемым механизмом (путевые выключатели), или от положения управляемого или защищаемого механизма (конечные выключатели). Конечные выключатели, например, применяются для ограничения хода механизмов в подъемно-транспортных устройствах, ограничения хода суппортов в металлорежущих станках и многих других механизмах, а также для запуска и остановки электродвигателей в зависимости от пути, проходимого обрабатываемым изделием (например, пуск, остановка и реверс рольганга в зависимости от положения слитка). Разработка и внедрение автоматических линий требуют многообразия конструкций путевых и конечных выключателей.

Устройство, осуществляющее размыкание или замыкание контактов в путевых и конечных выключателях, должно удовлетворять различным кинематическим схемам и конструкциям рабочих машин. Соответственно этому устройству различают нажимные (кнопочные), рычажные, шпиндельные и вращающиеся выключатели.

В нажимных выключателях переключение контактов осуществляется нажатием упора механизма на нажимное устройство. В рычажных выключателях воздействие механизма передается на контакт через рычаг, а в шпиндельных – перемещением гайки по винту, связанному через передачи с валом механизма. Вращающиеся путевые и конечные выключатели применяются в тех случаях, когда рабочий орган, в зависимости от которого выключатель должен действовать, имеет вращательное движение. Переключение контактов в этих выключателях осуществляется кулачковыми шайбами.

Путевые и конечные выключатели могут быть нерегулируемые и регулируемые. Коммутационная способность определяется конструкцией контактной системы.

Общими недостатками контактных путевых и конечных выключателей являются механическое воздействие механизма на выключатель, наличие кинематических схем передачи воздействия механизма на контактную систему. Это обусловливает относительно низкую износостойкость, сложность настройки и недостаточную точность работы выключателей. Широкие возможности для устранения указанных недостатков открывают магнитоуправляемые контакты (МК) благодаря отсутствию каких-либо механических передач. Это иллюстрируется схемой путевого выключателя повышенной точности, приведенной на рис. 18-3 [26]. Постоянный магнит 1 (или электромагнит), связанный с механизмом (стрелками показано направление его перемещения), приводит к срабатыванию магнитоуправляемого контакта 2 в зависимости от положения механизма. Полюсные башмаки 3 и 4 служат для повышения точности координат механизма при срабатывании МК.

Рис. 18-3. Схема путевого выключателя с применением МК

МК, например, позволяют выполнять путевые выключатели (переключатели), указывающие направление перемещения и скорость, подающие командные импульсы в счетчики числа изделий, проходящих по конвейеру, в системы программного управления и т. п.

ГЛАВА 19