книги из ГПНТБ / Гейлер Л.Б. Электрооборудование и электроавтоматика кузнечно-прессовых машин

меньшей, а во втором — большей мощности, чем заданная мощность двигателя. Пусть, например, предусматривается пуск при номи­ нальном моменте; так как каталожные реостаты с плоским контакт­ ным ходом рассчитаны обычно для пуска с моментом, равным 1,3 номинального момента, то в данном случае можно выбрать реостат для двигателей мощностью 1 : 1,3 = 0,77 от заданной мощности. Реостаты контроллерного типа для полной нагрузки изготовляются для пуска с током 1,5/„, т. е. с моментом ~ 1,5/14,,. Если задан пуск при двойном моменте, то нужно взять каталожный реостат

проверить, допускает ли последний контакт реостата длительную нагрузку номинальным током двигателя. Необходимость в такой проверке, очевидно, отпадает в том случае, когда короткое замы­ кание звезды ротора производится короткозамыкателем на контакт­ ных кольцах двигателя, а не в реостате.

Пример. Пресс приводится от асинхронного двигателя с кон­ тактными кольцами 380 в, 5,5 кет, 965 об/мин. Напряжение ротора U о = 115 в. Коэффициент полезного действия двигателя при полной нагрузке 7j„ = 0,84. При холостом ходе станок потребляет 2 кет. Маховой момент якоря двигателя GD2 = 0,25.

Маховой момент маховика, находящегося на валу с п = 250 об/мин, равен GmD2m = 500 кгм2. Требуется пуск с двойным моментом

(от номинального). Необходимо выбрать пусковой реостат, который должен выдерживать три пуска подряд, исходя из холодного состоя­ ния реостата; кроме того, он должен быть рассчитан на четыре пуска в течение часа, т. е. каждые 15 мин.

Номинальный момент двигателя

Мн = 9 7 5 ^ ^ 5 ,5 'к Г ж .

Момент холостого хода

М 0= 975 £= як 2 кГм.

Избыточный момент ускорения маховых масс при пуске с двойным моментом

Му = 2-5,5 — 2 = 9 кГм.

Суммарный маховой момент электропривода, приведенный к валу двигателя,

GD2= 500 ( Ц f + 0,25 = 34 кем2.

Продолжительность пуска в ход‘по формуле (250)

34-965

10 сек.

375-9

Так как двигатель забирает из сети при номинальной нагрузке

р ' = £ = т = 6-55

го пусковая работа при пуске с двойным моментом составит

А — 2-6,55 -10= 131 квт-сек.

При заданном количестве пусков подряд za — 3 работа, выделяе­

С таким сопротивлением должен быть выполнен выбранный рео­ стат. Остается еще установить количество ступеней реостата и. сопро­ тивление каждой ступени, для чего применяется метод расчета, изложенный в следующем параграфе.

§ 3 8 . Р А С Ч Е Т С О П Р О Т И В Л Е Н И Й С Т У П Е Н Е Й П У С К О В О Г О Р Е О С Т А Т А

При расчете количества отдельных ступеней пускового реостата

иих сопротивлений для асинхронных двигателей трехфазного тока

ишунтовых двигателей постоянного тока применяется один и тот лее

1 3 0

метод. Оба вопроса решаются на основании известных зависимостей для двигателей с линейной характеристикой (см. § 8):

ЕU — I (Яя +Rp)

из которых следует, что в процессе пуска (Ф = const) скорости вра­

щения и противо-э. д. с. двигателя пропорциональны и что вели­ чина противо-э. д. с. изменяется линейно с током нагрузки, т. е. может быть представлена прямой линией —глучом, проходящим через нулевую точку. В соответствии с этим на фиг. 57 показана

пуском. На фиг. 57 по оси абсцисс отложены токи нагрузки (якоря), а по оси ординат — э. д. с. Е и пропорциональные им числа п об/мин.

При включении первой ступени реостата, когда в цепь якоря (или ротора) двигателя введено полное сопротивление, из сети поступает

ТОК / о I макс'

По мере разворачивания двигателя и роста его скорости увели­ чивается противо-э. д. с. и падает его ток по прямой АВ, представ­

ляющей искусственнуюмеханическую характеристику двигателя. Когда он достигает величины h = I яин, производится (от руки

или контакторной схемой) переключение реостата на следующую, вторую ступень. Так как мгновенно скорость вращения не может измениться, то вследствие выведения части сопротивления (первой ступени) ток скачкообразно возрастает по горизонтальной,прямой ВС и достигнет прежнего значения I макс, если реостат правильно рас­ считан. Под действием толчка тока 1макс якорь двигателя получит

новое ускорение.

По мере дальнейшего роста скорости ток опять начнет снижаться

по второй искусственной характеристике CD до предписанного

значения Л = / Ли„ и т. д., пока после выведения всех ступеней

реостата ток не снизится по естественной характеристике до неко­ торого значения I, определяемого нагрузкой двигателя.

Очевидно, что при токе 1 =* / 2 отрезок AF — (Rp + R X) I *

соответствует номинальному напряжению сети. После выключения

первой ступени при том же токе / 2 отрезок CF выражает

напряжение, поглощаемое остальными ступенями сопротивления реостата. Таким образом, отрезки АС, СЕ и т. д. представляют

собой сопротивления отдельных ступеней в определенном масштабе, который легко выясняется, поскольку необходимое полное сопро­ тивление реостата Rp уже найдено (§ 37).

Путь графического расчета: после того как выбраны величины токов 1макс и I иин, строится диаграмма (см. фиг. 57) и наносится

зигзагообразная линия пуска, причем последним лучом должна быть прямая, соответствующая естественной характеристике двигателя, т. е. сопротивлению R x. Если этого не получается, надо перестроить диаграмму, изменив величины R и / 2 или же переходя одновременно

к другому числу ступеней.

На основании фиг. 57 можно вывести формулы для определения необходимого числа ступеней реостата и их сопротивления.

Обозначим число ступеней т и отношение / максПмин = X.

Тогда, учитывая, что в момент переключения со ступени на ступень напряжения, поглощаемые в сопротивлениях, должны быть одинаковы, можем написать т равенств (где все R обозначают с у м м а р н о е

сопротивление на каждой ступени):

I m u h R \ I M aK cR i’ '

ской характеристики двигателя и потому обозначено как номиналь­ ное скольжение s„.

132

Аналогичным преобразованием можно получить и четвертый вид формулы:

Все четыре формулы равнозначны. Число ступеней т может быть

найдено, например, из формулы (263):

Деля почленно т членов ряда (266) на т членов ряда (268), имеем

для любой ступени

а с учетом равенства (271) находим и сопротивления каждой ступени в отдельности, умножая каждое значение R в уравнении (272) на

(А — 1)/Х:

и сопротивления г находятся в геометрической прогрессии.

133

IV. ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И ЭЛЕКТРОАВТОМАТИЗАЦИЯ КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫХ МАШИН

ГЛАВА 8

АППАРАТУРА И СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫМИ МАШИНАМИ

§ 39. АППАРАТУРА И СХЕМЫ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Простейшим аппаратом ручного управления в схемах электро­ оборудования производственных машин, в том числе и кузнечно:

рубильники, как правило, не применяются. Рубильники исполь­ зуются главным образом в качестве вводных (или линейных) выклю­ чателей, предназначенных лишь для снятия напряжения с электро­ схемы машины в случае длительного перерыва в ее работе. Рабочего тока электродвигателя вводный рубильник обычно не разрывает; это выполняют другие аппараты.

Для того чтобы ножи отключенного рубильника не находились под напряжением и не представляли опасности при случайном к ним прикосновении, провода от сети присоединяют к контактным стой­ кам (губкам) рубильника, прикосновение к которым менее вероятно. Кроме того, для обеспечения безопасности обслуживания рубиль­ ник часто изготовляют с боковой рукояткой, с тем чтобы иметь воз­ можность закрыть токоведущие части.

Наиболее часто применяют трехполюсные рубильники с боковой и центральной рукоятками на 60, 100 и 200 а при напряжении до 500 в.

Рубильники с боковой рукояткой могут быть встроены в шкафы с электроаппаратурой таким образом, чтобы рукоятка находилась снаружи. Реже такие рубильники устанавливают в собственных кожухах.

Помимо рабочих контактов, замыкающих и размыкающих основ­ ные цепи, указанные рубильники могут быть снабжены так называе­ мыми блокировочными контактами, рассчитанными для управления цепями малого тока. Эти контакты, размыкающиеся или замыкаю­ щиеся при включении рубильника, могут быть, например, исполь­ зованы для включения или выключения сигнальной лампы. В схемах постоянного тока применяются двухполюсные рубильники.

Для электрооборудования кузнечно-прессовых машин при­ меняют также п а к е т н ы е переключатели, являющиеся по срав­ нению с рубильниками весьма компактными аппаратами. Пакетный

135

Пакетные переключатели изготовляются однополюсными и много­ полюсными, причем отдельные однополюсные элементы могут быть установлены так, что при повороте оси переключателя часть цепей будет замыкаться, а часть размыкаться. Таким образом, аппарат может выполнять функции и выключателя, и переключателя. В верх­

ней части пакетного переключателя по­ мещается механизм 3, обеспечивающий

фиксацию и быстрое переключение кон­ тактов, не зависящее от скорости пово­ рота рукоятки 1 переключателя.

крепится барабан 2 из изолирующего материала. На его поверхности укрепляется ряд медных сегментов 3, расположенных продольными рядами и различным образом соединенных друг с другом. На рейке 4 из изолирующего материала расположен ряд контактных пальцев 5,

от которых отходят провода в разные точки схемы. При повороте рукоятки переключателя барабан 2 поворачивается и сегменты 3 соединяет пальцы 5 друг с другом тем или иным образом. Барабан

136

можно поворачивать в разные положения, причем каждому поло­ жению будет соответствовать отдельная схема соединений пальцев барабанного переключателя.

На фиг. 61 представлена схема барабанного переключателя для управления реверсивным асинхронным двигателем. Контактные пальцы на такой схеме изображают точками или кружками. Если

показанные на фиг. 61, а в виде заштрихованных прямоугольников, производят электрическое соединение контактных пальцев.

Фиг. 61. Схема барабанного переключателя для реверсивного двигателя трехфазного тока.

К пальцам Л\, Л г, Л3 присоединяются провода линии, а к паль­

цам Сь С2, С3 — провода от зажимов статора электродвигателя. При постановке барабанного переключателя в положение /

пальцы Лй Л г, Л3 соединяются соответственно с пальцами Сь С2,

единяются с пальцами Сь С2, С3 и электродвигатель вращается влево. Для большей наглядности к схеме переключателя прилагают поясняющую таблицу (фиг. 61, б), которая указывает, какие кон­ тактные пальцы соединяются в тех или иных положениях. На этой таблице крест указывает на замыкание контактов, а тире — на их

размыкание.

Барабанные переключатели применяют в различных случаях. В частности, с их помощью производят переключение полюсов много­ скоростных асинхронных двигателей.

Кроме барабанных переключателей, применяют также кулачковые переключатели (контроллеры), у которых замыкание контактов производится посредством кулачков, укрепленных на общей оси.

Помимо рассмотренных аппаратов ручного управления, применяют также о д н о п о л ю с н ы е в ы к л ю ч а т е л и (тумблеры).

137

§ 40. АППАРАТУРА КОНТАКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ

На фиг. 62 представлена упрощенная схема к о н т а к т о р н о г о млн, как его также называют, к н о п о ч н о г о управления элек­

электродвигателя.

Когда нажимают на кнопку 2, ток проходит через катушку 3, установленную на панели 1, сердечник 5 катушки намагничивается и притягивает к себе якорь 4.

или помещать их в специальных шкафах внепроизводственной машины. Воздействие на такой кнопочный элемент не требует существенного усилия и, следовательно, при частых включениях рабочий меньше утомляется, чем при ручном управлении.

При составлении схем контакторного управления пользуются условными обозначениями, таблица которых приведена в конце книги.

Отключение контактора происходит под действием силы тяжести его подвижных частей, как только разрывается цепь управления и в катушку контактора перестает поступать ток. Время включения контакторов колеблется в пределах 0,05—0,3 сек.; время отключения составляет 0,03—0,05 сек.

При значительной мощности электродвигателя рабочие контакты контактора могут сильно обгорать под действием электрической

138