Технические характеристики и принцип действия электрических автоматов

Существует множество причин, по которым ток в сети может превысить нормальные показатели. В основном это происходит из-за чрезмерной нагрузки, когда суммарная мощность подключенных приборов превышает величину, которую может выдержать сечение кабеля. В этом случае автомат выключается не сразу, а только после того как температура провода достигнет установленного уровня.

Если в сети происходит короткое замыкание, это приводит к многократному увеличению мощности тока в мгновение, поэтому автоматический выключатель сразу реагирует на ситуацию и блокирует подачу электроэнергии.

Устройство и принцип работы электроприводов

Электропривод представляет собой сложный электромеханический узел. В большинстве случаев он состоит из электрической силовой части (соленоида или электродвигателя), системы преобразования направления вращения и крутящего момента (редуктора), электронного блока, а также набора выключателей и датчиков. Последние контролируют положение затвора и подают сигнал на включение-выключение двигателя, в зависимости от заданных параметров.

Принцип работы электропривода состоит в передаче механического усилия от электродвигателя к элементам затвора, перекрывающего сечение трубопровода. В качестве таких деталей могут использоваться самые разные виды запорной арматуры – штоки, клиновые и шиберные задвижки, запорные или регулирующие клапаны, поворотные дисковые затворы и шаровые краны. Поступательная или вращательная энергия привода преобразуется редуктором и приводит в движение запорный элемент арматуры.

Редуктор в конструкции используется для изменения частоты вращения, передаваемого затвору, с одновременным изменением крутящего момента и преобразованием направления вращения. Скорость вращения вала двигателя значительно превышает значения, необходимые для перемещения клапана. При этом давление в трубопроводе иногда требует значительных усилий для закрытия затвора или удержания его в требуемом положении.

Использование механической передачи в редукторе позволяет решить проблему согласования скорости вращения и многократного увеличения момента силы без повышения мощности самого двигателя.

Электропривод позволяет установить любое заданное положение клапана благодаря наличию электронного блока управления. Он также контролирует значения потребляемого электропитания, крутящего момента и положение заслонки. Указанные параметры позволяют определить точное состояние элементов запирающего устройства и самого электропривода, а также обеспечить своевременное информирование обслуживающего персонала о возникновении нештатной ситуации в работе узла. Электронное управление электроприводом позволяет также поддерживать заданные параметры в системе при переменной входящей нагрузке, пограничных и нестабильных режимах работы.

Схема подключения магнитного пускателя

Так выглядит простейшая схема подключения двигателя через пускатель. Силовые контакты магнитного пускателя KM1 подключены к клеммам электродвигателя. Перед контактором установлен автоматический выключатель QF1 для защиты от перегрузки. Катушка реле (А1-А2) запитана через нормально разомкнутую кнопку «Пуск» и нормально замкнутую кнопку «Стоп». При нажатии кнопки «Пуск» на катушку приходит напряжение, контактор срабатывает, запуская электродвигатель. Для остановки двигателя нужно нажать «Стоп» — цепь катушки разорвётся и контактор «расцепит» силовые линии.

Эта схема будет работать только если кнопки «пуск» и «стоп» — с фиксацией.

Вместо кнопок может быть контакт другого реле или дискретный выход контроллера:

Контактор можно включить и выключить с помощью ПЛК. Один дискретный выход контроллера заменит кнопки «пуск» и «стоп» — они будут реализованы логикой контроллера.

Разрядники, включатели,клеменные панели,стрелочный электропривод

Разрядник вентильный низковольтный используется для защиты устройств СЦБ от перенапряжений, которые возникают при атмосферных разрядах, и перенапряжений в электрических цепях. Им обеспечивается мгновенное гашение дуги сопровождающего тока. Автоматический выключатель предназначен для защиты линейных трансформаторов автоблокировки от перегрузки и тока короткого замыкания. Принцип их функционирования состоит в отключении электрической цепи за счёт размыкания контактов при нагревании термоэлемента проходящим по нему током определенной величины и в следующем повторном включении электрической цепи после остывания термоэлемента.

Назначение колодок заключается в соединение электрических цепей в релейных шкафах, монтажных схемах, и установке перемычек и розеток. Розетки релейные штепсельные предназначены для штепсельного включения реле и иных устройств. Клеммные панели служат для крепления клемм проводки внутри стативов. Это ферропластовая пластина черного цвета, через нее проходят металлические штыри – зажимы, которые укреплены с двух сторон панели гайками.

Электропривод стрелочный с внутренним замыканием невзрезной используют для перевода в повторно-кратковременном режиме, запирания и контроля положения в непрерывном режиме стрелок с нераздельным ходом остряков. Устанавливают справа или слева от стрелочного перевода.

Светофор и электрический звонок

Светофор — основной сигнальный прибор на железнодорожном транспорте. Это оптические приборы, подающие сигнал днём и ночью цветом одного или нескольких огней. Подразделяют на линзовые и прожекторные. Линзовые могут быть мачтовыми, состоящими из металлической либо железобетонной мачты, с укрепленной на ней головки с линзовыми комплектами; консольными — головка светофора подвешивается над путями на консолях; карликовыми – не имеют мачты, головка закреплена прямо на фундаменте с небольшим наклоном по вертикали. Светофор устанавливают с правой стороны железнодорожного полотна по направлению движения составов.

Электрический звонок применяются для акустической сигнализации на железнодорожных переездах и разнообразных стационарных железнодорожных конструкциях. Телефонный аппарат является устройством, которое используется в промышленных зонах металлургической, горнодобывающей, машиностроительной и химической областей.

Особенностью заключается в том, что аппараты той серии устанавливают там, где исключена опасность возникновения взрыва. Оснащен микрофоном и наушниками микротелефонными капсюлями, выносливыми в условиях высокой влажности, запыленности, устойчивыми к акустическим ударам. Телефонную трубку и корпус соединяет шнур, пролегающий в металлическом рукаве.

4. Выводы

На современном рынке технических средств автоматизации представлено большое количество различных регулирующих клапанов. Наиболее распространёнными являются три типа: клапаны с электроприводом с трёхпозиционным способом управления («больше/меньше»), клапаны с МИМ и ЭПП, клапаны с позиционером. Преимущества и недостатки каждого из них можно резюмировать следующим образом.

Клапаны с электроприводом и управлением «больше меньше»

Рисунок 11 — Клапаны с электроприводом и управлением «больше меньше»

Электроприводы для автоматического открывания окон

Базовым элементом, «сердцем» оконной автоматики является электропривод – устройство, монтируемое на оконный блок, откос или несущий каркас, обеспечивающее открытие и закрытие створки. Принцип действия электропривода заключается в выталкивании створки подвижным элементом при открывании и притягивании ее обратно при закрытии. Приводы различаются по мощности, габаритам и конструктиву и подразделяются на несколько видов:

• цепные;
• штоковые (шпиндельные);
• реечные;
• рычажные.

Цепные оконные электроприводы – компактные и экономичные устройства с рабочим ходом от 90 до 500 мм. Цепь, намотанная на барабан, при распускании механизма выпрямляется, становится жесткой и выполняет функцию штока, выталкивающего створку. Закрытие створки происходит посредством наматывания цепи на барабан. Цепные электроприводы совместимы с большинством оконных конструкций и характеризуются высокой скоростью работы. Ограничением могут стать большие габариты и вес створки.

Штоковые оконные электроприводы – принцип работы штока аналогичен винтовому домкрату, шток с крупной резьбой по мере вращения двигателя выкручивается (открытие створки) и закручивается (закрытие створки). От цепного устройства шпиндельное отличается большим диапазоном открытия – от 180 до 600 мм, и большим выталкивающим усилием, что позволяет управлять крупногабаритными, массивными створками. К минусам конструкции относятся большие габариты, особенно у моделей с длинным штоком.

Реечные оконные электроприводы – вместо штока с резьбой в этой конструкции за двигательную функцию отвечает шестерня и зубчатый рычаг. Диапазон открытия у реечного привода самый большой и составляет от 350 до 1500 мм, но он же и самый медленный и чем габаритнее створка, тем медленнее она открывается и закрывается. Что не очень удобно, когда нужно быстрое реагирование на случай шквального ветра или ливня. Штоковыми приводами оборудуют преимущественно тяжелые люки, вмонтированные в крышу, оранжерейные и тепличные окна.

Рычажные оконные электроприводы – рычажные приводы ножничного типа характеризуются эргономичностью и удобством применения. Открытие и закрытие створки происходит посредством зубчато-винтовой (червячной) передачи, через подвижную каретку связанной с качающимся рычагом, а за движение створки отвечают рычаги, напоминающие ножницы. У рычажного привода самый маленький рабочий диапазон, всего до 150 мм, но для проветривания или дымоудаления этого вполне достаточно. Рычажные приводы более востребованы для установки на фрамугах, из-за чего их принято называть фрамужными.

В частной сфере наиболее востребованы цепные электроприводы для оконных блоков стандартных габаритов, расположенных в труднодоступных местах. А для автоматизации больших и массивных панорамных створок, а также элементов остекления крыш в зимних садах и оранжереях, используют реечные электроприводы.

Дополнительные устройства

Электрический шкаф применяется для управления электрическим приводом на обводной линии узла водоснабжения в комплексе с автоматикой, которая необходима для противопожарной защиты.

Еще одним дополнительным элементом является колонка управления. Она позволяет выполнять автоматическую или ручную настройку механизма, который находится под землей дистанционно.