Vermogensregelaars: doel, apparaat, technische kenmerken

De controller is een besturingsapparaat dat is ontworpen om elektromotoren te starten, stoppen, de rotatiesnelheid te regelen en om te keren. Contactcontrollers worden direct opgenomen in de toeleveringsketen van elektromotoren met een spanning van maximaal 600 V.

Afhankelijk van de locatie van de contactdelen, worden controllers met glijdende contacten en noktype onderscheiden. Controllers voor sleepcontacten zijn op hun beurt onderverdeeld in drum en flat (de laatste worden zelden gebruikt).

De besturingsas kan handmatig worden gedraaid of door een aandrijfmechanisme of een afzonderlijke elektromotor. De vaste contacten (vingers) bevinden zich in de behuizing van het apparaat rond de as met contacten en zijn daarvan geïsoleerd. Controllers worden alleen in een beveiligde versie geproduceerd. Hefboomveermechanismen worden gebruikt om de schakelposities vast te zetten.

Het vooraf ingestelde schakelprogramma van de controller wordt gerealiseerd door de overeenkomstige opstelling van de beweegbare contacten (segmenten).Om de schakelomstandigheden te verbeteren, worden DC-controllers geleverd met magnetische vulling. Het aantal schakelstanden is meestal van 1 tot 8 (soms tot 12-20), de waarde van de schakelstroom is niet groter dan 200 A.

Controllers kunnen werken in intermitterende modus met een relatieve duty cycle (25-60%) of in continue modus. Toegestane schakelfrequentie controllers van het drumtype zijn niet hoger dan 300 en controllers van het noktype - tot 600 schakelaars per uur. De controllers zijn de meest voorkomende geworden in de elektrische aandrijving van hef- en transportmachines en -mechanismen.

Vermogensregelaars zijn complete apparaten voor het inschakelen van wikkelcircuits van elektromotoren volgens een vooraf bepaald programma dat is opgenomen in het ontwerp van de regelaar. Eenvoud van ontwerp, probleemloze werking en kleine afmetingen zijn de belangrijkste voordelen van vermogensregelaars.

Met de juiste selectie en het gebruik van vermogensregelaars in overeenstemming met hun schakelmogelijkheden, zijn de controllers betrouwbare en gebruiksvriendelijke complete apparaten voor het besturen van elektrische kraanaandrijvingen, aangezien bij deze apparaten schendingen van het ingestelde programma volledig zijn uitgesloten en de opname en afhankelijke uitschakeling door de operator zorgt voor 100% beschikbaarheid van het apparaat. De nadelen van deze complete apparaten zijn echter de lage slijtvastheid en het schakelvermogen, evenals het ontbreken van geautomatiseerde start en stop.

Drumcontrollers

Afbeelding 1 toont een drumcontrollerpen. Op de as 1 is een segmenthouder 2 met een beweegbaar contact in de vorm van een segment gemonteerd. De segmenthouder is door isolatie 4 geïsoleerd van de as.Het vaste contact 5 bevindt zich op een geïsoleerde bus 6. Wanneer de as 1 draait, beweegt het segment 3 naar het vaste contact 5, waardoor het circuit wordt gesloten. De nodige contactdruk wordt geleverd door de veer 7. Langs de as is een groot aantal contactelementen aangebracht. Op één as zijn een aantal van dergelijke contactelementen gemonteerd. De dragende segmenten van aangrenzende contactelementen kunnen in de verschillende noodzakelijke combinaties met elkaar worden verbonden. Een bepaalde volgorde van het sluiten van verschillende contactelementen wordt geleverd door verschillende lengtes van hun segmenten.

Afb. 1.Drumcontroller contactelement.

Cam-controllers

In nokcontrollers wordt het openen en sluiten van contacten verzorgd door nokken die op een trommel zijn gemonteerd, die worden geroteerd door middel van een handwielhendel of pedaal en kunnen schakelen van 2 naar 24 elektrische circuits. Cam-controllers zijn verdeeld op basis van het aantal opgenomen circuits, het type aandrijving, de contactsluitschema's.

In een AC-nokcontroller (fig. 2) kan het beweegbare beweegbare contact 1 roteren rond het midden O2 dat zich op de contactarm 2 bevindt. De contactarm 2 roteert rond het midden O1. Contact 1 is gesloten met een vast contact 3 en is via een flexibele verbinding 4 verbonden met het uitgangscontact. De sluitcontacten 1,3 en de nodige contactdruk worden gecreëerd door een veer 5 die via de stang 6 op de contacthefboom inwerkt. de contacten openen, een nok 7 werkt via een rol 5 op de arm van de contacthefboom. Hierdoor wordt veer 5 samengedrukt en contacten 1, 3 geopend. Het moment van in- en uitschakelen van de contacten is afhankelijk van het profiel van de nokkenschijf 9, die de contactelementen aandrijft.Lage contactslijtage maakt het mogelijk om het aantal inschakelingen per uur te verhogen tot 600 bij een inschakelduur van 60%.

De controller bevat twee sets contactelementen /en //, die zich aan beide zijden van de nokkenring 9 bevinden, waarmee u de axiale lengte van het apparaat scherp kunt verkleinen. Zowel drum- als nokcontrollers hebben een vergrendelingsmechanisme voor de aspositie.

AC-controllers hebben, om het doven van de boog te vergemakkelijken, mogelijk geen apparaten voor het doven van de boog. Er zijn alleen vlamboogbestendige scheidingswanden van asbestcement in geïnstalleerd 10. DC-controllers hebben een boogdovend apparaat dat lijkt op dat van schakelaars.

De betreffende controller wordt uitgeschakeld wanneer op de hendel wordt gereageerd en deze actie wordt overgebracht via de nokkenaspoelie; het wordt ingeschakeld door de kracht van de veer 5 met de overeenkomstige stand van de handgreep. Daarom kunnen de contacten worden gescheiden, zelfs als ze zijn gelast. Het nadeel van het ontwerp is het grote moment op de as door de sluitveren met een aanzienlijk aantal contactelementen. Opgemerkt moet worden dat ook andere ontwerpoplossingen voor de contactaandrijving van de besturing mogelijk zijn. Afb. 2. Cam-controller.

Platte controllers

Om het excitatieveld van grote generatoren soepel te regelen en om de rotatiesnelheid van grote motoren te starten en te regelen, is een groot aantal trappen nodig. Het gebruik van nokcontrollers is hier onpraktisch, aangezien een groot aantal trappen leidt tot een sterke toename van de afmetingen van het apparaat. Het aantal handelingen per uur tijdens het afstellen en opstarten is klein (10-12). Daarom zijn er geen speciale eisen aan de controller op het gebied van duurzaamheid.In dit geval worden veel platte controllers gebruikt.

Figuur 3 toont een algemeen beeld van een planaire excitatiecontroleregelaar. Vaste contacten 1, in de vorm van een prisma, zijn bevestigd op een isolatieplaat 2, die de basis vormt van de controller. De opstelling van vaste contacten langs de lijn maakt een groot aantal stappen mogelijk. Met dezelfde controllerlengte kan het aantal stappen worden verhoogd door een parallelle rij contacten te gebruiken die verschoven is ten opzichte van de eerste rij. Bij verplaatsing met een halve stap wordt het aantal stappen verdubbeld.

Het beweegbare contact is gemaakt in de vorm van een koperen borstel. De borstel bevindt zich in de traverse 3 en is daarvan geïsoleerd. De druk wordt opgewekt door een spiraalveer. De overdracht van stroom van de contactborstel 4 naar de uitgangsklem wordt uitgevoerd met behulp van een stroomverzamelborstel en stroomverzamelpennen 5. De controller in Fig. 3 kan tegelijkertijd schakelen in drie onafhankelijke circuits De traverse wordt verplaatst met behulp van twee schroeven 6, aangedreven door een hulpmotor 7. Tijdens het verstellen wordt de traverse handmatig bewogen door de hendel 8. In de eindposities werkt de traverse op de eindschakelaars 9, die de motor stoppen.

Om de contacten precies in de gewenste positie te kunnen stoppen, wordt de bewegingssnelheid van de contacten klein genomen: (5-7) 10-3 m / s, en moet de motor worden gestopt. De platte controller kan ook handmatig worden aangedreven.

Afb. 3. Platte controller.

Voor- en nadelen van verschillende soorten controllers

Drumcontrollers

Vanwege de lage slijtvastheid van de contacten is het toegestane aantal controllerstarts per uur hoger dan 240.In dit geval moet het vermogen van de startmotor worden teruggebracht tot 60% van de nominale waarde, daarom worden dergelijke controllers met zeldzame starts gebruikt.

Cam-controllers

De controller maakt gebruik van een verplaatsbaar lijncontact. Door het rollen van de contacten heeft de boog die ontsteekt bij het openen geen invloed op het contactoppervlak dat betrokken is bij de geleiding van de stroom in volledig ingeschakelde toestand.

Lage contactslijtage maakt het mogelijk om het aantal starts per uur te verhogen tot 600 met een inschakelduur van 60%.

Het ontwerp van de controller heeft de volgende eigenschap: hij is uitgeschakeld vanwege de convexiteit van de nok en ingeschakeld vanwege de kracht van de veer. Hierdoor kunnen de contacten worden gescheiden, zelfs als ze zijn gelast.

Het nadeel van dit systeem is het grote moment op de as dat ontstaat door de sluitveren met een aanzienlijk aantal contactelementen. Andere uitvoeringen van contactaandrijvingen zijn ook mogelijk. In een ervan sluiten de contacten onder invloed van de nok en openen ze onder invloed van de veer, in de andere worden zowel het opnemen als het loskoppelen uitgevoerd door de nok. Ze worden echter zelden gebruikt.

Platte controllers

Planaire controllers worden veel gebruikt om het excitatieveld van grote generatoren te moduleren en om de snelheid van grote motoren te starten en te regelen. Aangezien het noodzakelijk is om een ​​groot aantal trappen te hebben, is het gebruik van nokkenregelaars hier onpraktisch, aangezien een groot aantal trappen leidt tot een sterke toename van de afmetingen van het apparaat.

Bij het openen tussen het beweegbare en vaste contact verschijnt een spanning gelijk aan de spanningsval over de treden.Om vonken te voorkomen, wordt de toegestane spanningsval over de stappen van 10 V (bij een stroom van 200 A) naar 20 V (bij een stroom van 100 A) gebracht. Het toegestane aantal omwentelingen per uur wordt bepaald door de slijtage van de contacten en bedraagt ​​meestal niet meer dan 10-12. Als de spanning van de treden 40-50 V is, wordt een speciale schakelaar gebruikt die aangrenzende contacten overwint tijdens de beweging van de borstel.

In het geval dat het nodig is om het circuit in te schakelen bij stromen van 100 A en meer met een schakelfrequentie van 600 en meer per uur, wordt een systeem gebruikt dat bestaat uit een schakelaar en een controller.

Het gebruik van vermogensregelaars in een elektrische kraanaandrijving

Controllers van de volgende series worden gebruikt om elektromotoren van kraanmechanismen te besturen: KKT-60A van wisselstroom en consolecontrollers DVP15 en UP35 / I. Controllers van deze serie worden geproduceerd in beschermde behuizingen met afdekkingen en mate van bescherming tegen de externe omgeving 1P44 .

Het mechanische uithoudingsvermogen van vermogensregelaars is (3,2 -5) x 10 miljoen VO-cycli. De duurzaamheid van het schakelen is afhankelijk van de sterkte van de geschakelde stroom. Bij nominale stroom is het ongeveer 0,5 x 10 miljoen VO-cycli en met een stroom van 50% van de nominale stroom kunt u een slijtvastheid van 1 x 10 miljoen VO-cycli krijgen.

De KKT-60A-controllers hebben een nominale stroom van 63 A bij een inschakelduur van 40%, maar hun schakelvermogen is zeer laag, wat het gebruik van deze controllers in moeilijke schakelomstandigheden beperkt.De nominale spanning van de AC-controllers is 38G V , de frequentie is 50 Hz .