Oncool.ru

Строй журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конечные выключатели назначение устройство принцип работы

Электроника

учебно-справочное пособие

  • Главная
  • Теория
  • Практика
  • Справочники
  • Схемы
  • Arduino
  • Тесты

Выключатели и переключатели

Условные графические обозначения (УГО) большинства выключателей и переключателей построены на основе базовых символов замыкающего, размыкающего и переключающего контактов и их разновидностей. Размеры УГО контактов приведены здесь.

Выключатели

Выключатели используют для соединения и разъединения электрических цепей. У этих изделий два рабочих положения: «включено» и «выключено». Соединение и разъединение цепи (замыкание и размыкание) осуществляется подвижным контактом, который либо постоянно соединен с одним из неподвижных контактов, а с другим соединяется при установке ручки переключателя в положение «включено», либо выполнен в виде перемычки, соединяющей неподвижные контакты в этом же положении.

Однако независимо от конструкции коммутационного узла замыкающий контакт изображают на схемах одинаково — в виде наклонной линии в разрыве линии электрической связи (рис. 1, слева).

Рис. 1 — Выключатель и его условные обозначения на схемах.

В отличие от замыкающего контакта, который всегда показывают в разомкнутом положении, размыкающий контакт изображают в замкнутом положении. ГОСТ 2.755—74 устанавливает три равноправных символа такого контакта (рис. 1 справа), однако в пределах одной схемы рекомендуется пользоваться каким-либо одним из них. Направление движения подвижного контакта (как размыкающего, так и замыкающего) из начального положения в конечное стандарт не устанавливает.

Сложные выключатели, предназначенные для одновременной коммутации нескольких электрических цепей, могут содержать несколько замыкающих или размыкающих контактов или их комбинации.

При совмещенном изображении такого выключателя (т. е. в одном месте схемы) линии, обозначающие подвижные контакты, изображают параллельно одна другой и соединяют символом механической связи — двумя сплошными линиями. Символы двух таких выключателей приведены на рис. 2.

Рис. 2 — Сложные выключатели.

Первый из них (рис. 2,а) содержит два замыкающих контакта. Им можно включить (замкнуть) две электрические цепи, например оба провода сетевого питания прибора или по одному проводу в цепях питания сразу двух приборов. С помощью второго выключателя (рис. 2,б) можно, например, включить питание измерительного прибора и одновременно разомкнуть чувствительный стрелочный измеритель тока.

Если по каким-либо причинам контактные группы сложного выключателя приходится изображать в разных частях схемы, каждый из символов подвижных контактов снабжают отрезком штриховой линии механической связи, а принадлежность к одному изделию указывают в позиционном обозначении (рис. 2,в, контактные группы SA1.1, SA1.2 и SA1.3 принадлежат выключателю SA1).

Говоря о символах замыкающего и размыкающего контактов, имеется в виду, что их подвижные части могут быть зафиксированы как в замкнутом, так и в разомкнутом положениях. Однако есть выключатели, у которых в одном из этих положений контакты не фиксируются, т. е. после устранения действующей на них силы они возвращаются в исходное состояние. Если хотят показать, что контакт не фиксируется в замкнутом положении, на конце линии электрической связи, символизирующем неподвижный контакт, изображают небольшой треугольник, вершина которого как бы отталкивает символ подвижного контакта (рис. 3,а). Аналогично поступают и с символом размыкающего контакта, не фиксирующегося в разомкнутом положении (рис. 3,б).

Рис. 3 — Контакты без фиксации

Среди выключателей есть и такие, у которых один подвижный контакт может одновременно замыкать или размыкать две электрические цепи (рис. 4).

Рис. 4 — Сдвоенные выключатели:
а — контакт с двойным замыканием, б — с двойным размыканием

Стандарт ЕСКД предусматривает обозначение и таких особенностей выключателей, как неодновременность срабатывания контактов в группе, наличие фиксации в замкнутом или разомкнутом положении контактов выключателей, управляемых кнопками (имеется в виду, что в обычном исполнении такие коммутационные изделия не имеют фиксации), чувствительность к воздействию внешних факторов и т. д.

Отличительным признаком контакта, срабатывающего раньше остальных, является короткая черточка на конце символа подвижного контакта, направленная в сторону его движения при срабатывании. Обозначение срабатывающего с опережением замыкающего контакта показано на рис. 5,а, размыкающего — на рис. 5,б. Если же необходимо указать, что контакт, наоборот, срабатывает позже других в группе, черточку направляют в противоположную сторону (рис. 5,в, г).

Рис. 5 — Обозначение срабатывающего с опережением замыкающего контакта.

Символы контактов без самовозврата после срабатывания используют в обозначениях кнопочных выключателей, поэтому, кроме знака отсутствия самовозврата (небольшой кружок на символе неподвижного контакта) в них вводят и символ ручного привода — кнопки.

Рис. 6 — Обозначение кнопочных выключателей с возвратом

Для примера на рис. 6,а приведено условное обозначение кнопочного выключателя с возвратом в исходное положение путем вытягивания кнопки, на рис. 6,б — с возвратом посредством повторного нажатия на кнопку, а на рис. 6,в — с возвратом посредством отдельного привода, например нажатием специальной кнопки «Сброс».

Признаком контактов, автоматически возвращающихся в исходное положение при перегрузке цепи или превышении допустимых пределов изменения внешних факторов (например, температуры), является знак в виде небольшого прямоугольника на символе подвижного контакта.

Физическую величину, под действием которой контакт возвращается в исходное положение, обозначают общепринятым буквенным символом и математическим знаком «>» (больше) или « » (см. рис. 7,а), то это означает, что он реагирует на превышение напряжения сверх допустимого уровня, а этот же буквенный символ со знаком «

Читать еще:  Проблемы с электрическим выключателем

Источники:

Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998.

Электроника © ЦДЮТТ • Марсель Арасланов • 2020

Что такое вакуумные выключатели?

Вакуумный выключатель – это специальное устройство, применяемое для быстрого гашения электрической дуги с помощью вакуума. Прибор создан для коммутации номинальных токов и предотвращения последствий короткого замыкания.

Принцип работы и конструкция

Газ в условиях вакуума обладает минимальной электропроводимостью, в отличие от нормального состояния. Именно такое его свойство и используется в работе выключателей.

В устройствах этого типа в момент размыкания контактов, в закрытом пространстве камеры образуется вакуум. Именно в такой среде успешно получается потушить электрическую дугу.

Для создания этих условий необходима строгая герметичность. Поэтому стенки камер выполняют из специальных сплавов или керамики. Правильный подбор материала позволят им сохранять работоспособность в течении нескольких десятилетий.

Примечательно что при размыкании линия тока прерывается не сразу. Это происходит в среднем в течении нескольких десятков миллисекунд, что практически неуловимо человеческим глазом.

Объясняется это тем, что при резком размыкании контактов ионизированными парами образуется плазма, которая способна в течении еще некоторого времени проводить ток. После разъединения контактов, дуга еще способна проходить между ними, но по достижении нулевой точки попросту исчезает.

Когда происходит процесс гашения то пары металла, которые образовывали токопроводящую плазму, начинают в условиях вакуума конденсироваться и оседать на поверхности контактных пар. В следствие происходит укрепление электрической прочности вакуумного промежутка. Во время завершения такого процесса на только что разъединённых контактах уже полностью восстанавливается напряжение.

Классификация вакуумных выключателей

Благодаря относительно простой и надежной конструкции, такие схемы обрели широкую популярность. Они отлично справляются со своей работой в сетях с напряжением до 35 кВ. Подобные устройства даже функционируют и в линиях электропередач где выполняют задачи с напряжением и до 220кВ. В виду широкой сферы использования приборы разделяют по допустимому уровню напряжения на несколько категорий:

  • до 1000В ;
  • до 35кВ ;
  • свыше 35кВ.

Также можно отдельно выделить еще одну категорию, выполняющую функцию выключателей нагрузки.

Преимущества и недостатки

Как и любая другая конструкция, эта система имеет ряд как положительных, так и некоторых отрицательных качеств. К достоинствам этих устройств прежде всего относится вышеупомянутая простота конструкции.

Также это свойство позволяет существенно упрощать процедуру и время ремонта. Камеру, в которой и происходит процесс гашения дуги можно попросту заменить на новую, так как она состоит из единого блока.

Благодаря специальным материалам, используемых при изготовлении стенок обеспечивается высокая надежность и безопасность работы. Также выключатели имеют еще ряд преимуществ:

  1. Большой запас коммутационной износостойкости.
  2. Минимальный уровень исходящего шума.
  3. Высокая степень пожаробезопасности.
  4. Хорошая взрывозащита.
  5. Небольшие компактные размеры относительно аналогов.
  6. Возможность работы в любом положении.
  7. Отсутствует загрязнение окружающей среды.

Рассматриваемая конструкция имеет и некоторые недостатки. Прежде всего в работе заложены относительно невысокие токи отключения и номинальные показатели. Такжеприбор имеет малый ресурс в сравнении с аналогами для гашения дуги при коротком замыкании.

Несмотря на наличия некоторых недостатках вакуумные выключатели это простое и в тоже время надежное устройство. Прибор уже давно зарекомендовал себя успешной работой в электрических сетях.

На нашем сайте имеется ряд приборов представленного типа, производства АВВ и Siemens.

На страницах блога также можно более подробно ознакомитьсчя с другим видом элемента безопасности >>>ЧТО ТАКОЕ РЕЛЕ. ВИДЫ РЕЛЕ >> АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ. ВИДЫ И КОНСТРУКЦИЯ.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Моментный выключатель

Моментный выключатель настраивается на максимальный крутящий момент, развиваемый электроприводом. Путевой выключатель настраивается на отключение электродвигателя в момент, когда запорный клин сядет в свое гнездо. [1]

В случае заклинивания шибера при опускании его срабатывает моментный выключатель , и цепи питания катушки 3 и промежуточного реле РПМ разрываются контактом его кнопки стоп АКС. При этом загорается лампочка аварии Л Ж и рвется цепь повторного включения задвижки на закрытие. [2]

Вследствие этого приращение момента электродвигателя ЛУИ после срабатывания моментного выключателя и величина динамического момента / Идин ( рис. 2) при торможении, которые определяются общей жесткостью, будут меньше. Недостатком данного привода является усложнение конструкции кинематической передачи и ограничение момента только при движении в сторону закрывания. [3]

Путевой выключатель настраивается на срабатывание с небольшим отставанием от моментного выключателя и служит только для включения сигнальной лампы. [4]

На рис. 3 приведена схема управления арматурой с ограничением момента закрытия при помощи пружинного моментного выключателя . [6]

Если при закрытии задвижки по каким-либо причинам не сработает путевой выключатель ВПЗ, при достижении крайнего положения клина задвижки моментный выключатель червячного редуктора своей тягой воздействует на аварийную кнопку Стоп — АКС и остановит электродвигатель. [8]

Электропривод типа ЭПВ состоит из электродвигателя во взрывонепро-ницаемом исполнении, червячного редуктора, путевого выключателя, муфты ограничения крутящего момента, механизма ручного управления, клеммной коробки и моментного выключателя . Клеммная коробка с моментным и путевым выключателями выполнена во взрывозащищенном исполнении. Путевой выключатель предусматривает возможность установки взрывозащищенного корпуса с сельсином для дистанционного наблюдения за положением рабочего органа арматуры. [9]

Читать еще:  Принцип работы привода масляного выключателя

Привод состоит из 1) корпуса с приводным механизмом, 2) электродвигателя с электромагнитным тормозом, 3) ручного привода с переключателем на работу от механического привода, 4) моментного выключателя , 5) конне-вого выключателя для управления задвижкой, 6) парового клапана с механизмом для автоматического управления клапаном пароблокировкп. [10]

IPT — SPT — элементы теплового реле; БКС — блокирующая кнопка стоп; ВПО — контакты путевого выключателя, открытия задвижки; ВПЗ — контакты путевого выключателя ваквы-тия задвижки; АКЗ — контакт моментного выключателя ; ЛСО — лампа сигнальная открытия; ЛСЗ — лампа сигнальная закрытия; о — открытие; 3 — закрытие. [12]

Катушка 3 реверсивного магнитного пускателя получает питание на прикрытие через контакты универсального переключателя УП, НО контакты реле РИ и 2РП, НЗ контакт кнопки КО, НО контакт реле РИМ, контакт конечного выключателя закрытия ВИЗ, автоматическую кнопку стоп моментного выключателя А КС и контакты БКС. [13]

При срабатывании реле 1РП катушка закрытия 3 реверсивного магнитного пускателя получает питание по цепи: контакт универсального переключателя УП, нормально открытый ( НО) контакт реле 1РП, нормально закрытый ( НЗ) контакт кнопки открытия КО, НО контакт реле РПМ, контакты конечного выключателя закрытия ВПЗ, автоматической кнопки стоп моментного выключателя АКС и блокировочной кнопки стоп ручного управления БКС. [14]

Автоматические выключатели, электромагнитные реле, контакторы, магнитные пускатели; устройство, назначение и принцип действия.

Автоматический выключатель (автомат) служит для нечастых включений и отключений электрических цепей и защиты электроустановок от перегрузки и коротких замыканий, а также недопустимого снижения напряжения. По сравнению с плавкими предохранителями автоматический выключатель обеспечивает более эффективную защиту, особенно в трёхфазных цепях, так как в случае, например, короткого замыкания производится отключение всех фаз сети. Предохранители в этом случае, как правило, отключают одну или две фазы, что создаёт неполнофазный режим, который также является аварийным.

Автоматический выключатель (рис. 1) состоит из следующих элементов: корпуса, дугогасительных камер, механизма управления, коммутирующего устройства, расцепителей.

Рис. 1. Автоматический выключатель, серия ВА 04-36 (устройство выключателя): 1- основание, 2- камера дугогасительная, 3, 4-пластины искрогасительные, 5-крышка, 6-пластины. 7-звено, 8-звено, 9-рукоятка, 10-рычаг опорный, 11-защелка, 12- рейка отключающая, 13- пластина термобиметаллическая, 14-расцепитель элетромагнитный, проводник гибкий, 16-токопровод, 17- контактодержатель, 18-контакты подвижные

Для включения автоматического выключателя, находящегося в расцепленном положении (положение «Отключено автоматически»), механизм должен быть взведен путем перемещения рукоятки 9 выключателя в направлении знака «О» до упора. При этом происходит зацепление рычага 10 с защелкой 11, а защелки – с отключающей рейкой 12. Последующее включение осуществляется перемещением рукоятки 9 в направление знака «1» до упора. Провал контактов и контактное сжатие при включении обеспечивается за счет смещения подвижных контактов 18 относительно контактодержателя 17.

Автоматическое отключение автомата происходит при повороте отключающей рейки 12 любым расцепителем независимо от положения рукоятки 9 выключателя. При этом рукоятка занимает промежуточное положение между знаками «О» и «1», указывая, что выключатель отключен автоматически. Дугогасительные камеры 2 установлены в каждом полюсе выключателя и представляют собой деионные решетки, состоящие из ряда стальных пластин 6.

Искрогасители, содержащие искрогасительные пластины 3 и 4, закреплены в крышке 5 выключателя перед отверстиями для выхода газов в каждом полюсе автоматического выключателя. Если в защищаемой цепи, хотя бы одного полюса ток достигает величины равной или превышающей значение уставки по току, срабатывает соответствующий расцепитель и выключатель отключает защищаемую цепь независимо от того, удерживается ли рукоятка во включенном положении или нет. Электромагнитный максимальный расцепитель тока 14 устанавливается в каждом полюсе выключателя. Расцепитель выполняет функцию мгновенной защиты от короткого замыкания.

Дугогасительные устройства необходимы в электрических аппаратах, коммутирующих большие токи, так как возникающая при разрыве тока электрическая дуга вызывает подгорание контактов. В автоматических выключателях применяются дугогасительные камеры с деионным гашением дуги. При деионном гашении дуги (рис. 2.) над контактами 1, помещенными внутри дугогасительной камеры 2, располагается решетка из стальных пластин 3. При размыкании контактов образовавшаяся между ними дуга потоком воздуха выдувается вверх, попадает в зону металлической решетки и быстро гасится.

Рис. 2. Устройство дугогасительной камеры автоматического выключателя: 1- контакты, 2- корпус дугогасительной камеры, 3 — пластины.

Схема и основные элементы автоматического выключателя представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Устройство автоматического выключателя: 1 — максимальный расцепитель, минимальный расцепитель, независимый расцепитель, 4 — механическая связь с расцепителем, 5- рукоятка ручного включения, 6- электромагнитный привод, 7,8- рычаги механизма свободного расцепления, 9- отключающая пружина, 10- дугогасительная камера, 11- неподвижный контакт, 12- подвижный контакт, 13- защищаемая цепь, 14- гибкая связь, 15- контактный рычагу, 16- тепловой расцепитель, 17- добавочное сопротивление, 18- нагреватель.

Механизм управления предназначен для обеспечения ручного включения и выключения аппарата при помощи кнопок или рукоятки.

Коммутирующее устройство автоматического выключателя состоит из подвижных и неподвижных контактов (силовых и вспомогательных). Пара контактов (подвижный и неподвижный) образуют полюс автоматического выключателя, количество полюсов бывает от 1 до 4. Каждый полюс комплектуется отдельной дугогасительной камерой.

Читать еще:  Однофазные автоматические выключатели для дома

Механизм, который отключает автоматический выключатель при аварийных режимах, называется расцепителем. Различают следующие виды расцепителей:

— электромагнитный максимального тока (для защиты электроустановок от токов короткого замыкания),

— тепловой (для защиты от перегрузок),

— комбинированный, имеющий электромагнитный и тепловой элементы,

— минимального напряжения (для защиты от недопустимого снижения напряжения),

— независимый (для дистанционного управления автоматическим выключателем),

— специальный (для реализации сложных алгоритмов защиты).

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя представляет собой небольшую катушку с обмоткой из медного изолированного провода и сердечником. Обмотка включается в цепь последовательно с контактами, то есть по ней проходит ток нагрузки.

В случае возникновения короткого замыкания ток в цепи резко возрастает, в результате создаваемое катушкой магнитное поле вызывает перемещение сердечника (втягивание в катушку или выталкивание из неё). Сердечник при перемещении действует на отключающий механизм, который вызывает размыкание силовых контактов автоматического выключателя. Существуют автоматические выключатели с полупроводниковыми расцепителями, реагирующими на максимальный ток.

Тепловой расцепитель автоматического выкючателя представляет собой биметаллическую пластину, изготовленную из двух металлов с различными коэффициентами линейного расширения, жестко соединенных между собой. Пластина не является сплавом металлов, их соединение производится обычно прессованием. Биметаллическая пластина включается в электрическую цепь последовательно с нагрузкой и нагревается электрическим током.

В результате нагрева происходит изгибание пластины в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае возникновения перегрузки, то есть при небольшом (в несколько раз) увеличении тока в цепи по сравнению с номинальным, биметаллическая пластина, изгибаясь, вызывает отключение автоматического выключателя.

Время срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя зависит не только от величины тока, но и от температуры окружающей среды, поэтому в ряде конструкций предусмотрена температурная компенсация, которая обеспечивает корректировку времени срабатывания в соответствии с температурой воздуха.

Независимый расцепитель минимального напряжения по конструкции аналогичны электромагнитному и отличаются от него условиями срабатывания. В частности, независимый расцепитель обеспечивает отключение автомата при подаче напряжения на расцепитель независимо от наличия аварийных режимов.

Указанные расцепители являются дополнительными и могут отсутствовать в конструкции автоматического выключателя. Имеются также выключатели без каких-либо расцепителей, в этом случае они называются выключателями-разъединителями.

Реле́ — электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрических цепей (скачкообразного изменения выходных величин) при заданных изменениях электрических или не электрических входных величин.

Релейные элементы (реле) находят широкое применение в схемах управления и автоматики, так как с их помощью можно управлять большими мощностями на выходе при малых по мощности входных сигналах; выполнять логические операции; создавать многофункциональные релейные устройства; осуществлять коммутацию электрических цепей; фиксировать отклонения контролируемого параметра от заданного уровня; выполнять функции запоминающего элемента и т. д.

Первое реле было изобретено американцем Дж. Генри в 1831 г. и базировалась на электромагнитном принципе действия, следует отметить что первое реле было не коммутационным, а первое коммутационное реле изобретено американцем С. Бризом Морзе в 1837 г. которое в последствии он использовал в телеграфном аппарате. Слово реле возникло от английского relay, что означало смену уставших почтовых лошадей на станциях или передачу эстафеты (relay) уставшим спортсменом.

Реле классифицируются по различным признакам: по виду входных физических величин, на которые они реагируют; по функциям, которые они выполняют в системах управления; по конструкции и т. д. По виду физических величин различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические реле и т.д. При этом следует отметить, что реле может реагировать не только на значение конкретной величины, но и на разность значений (дифференциальные реле), на изменение знака величины (поляризованные реле) или на скорость изменения входной величины.

Реле обычно состоит из трех основных функциональных элементов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного.

Воспринимающий (первичный) элемент воспринимает контролируемую величину и преобразует её в другую физическую величину.

Промежуточный элемент сравнивает значение этой величины с заданным значением и при его превышении передает первичное воздействие на исполнительный элемент.

Исполнительный элемент осуществляет передачу воздействия от реле в управляемые цепи. Все эти элементы могут быть явно выраженными или объединёнными друг с другом.

Воспринимающий элемент в зависимости от назначения реле и рода физической величины, на которую он реагирует, может иметь различные исполнения, как по принципу действия, так и по устройству. Например, в реле максимального тока или реле напряжения воспринимающий элемент выполнен в виде электромагнита, в реле давления – в виде мембраны или сильфона, в реле уровня – в вице поплавка и т.д.

По устройству исполнительного элемента реле подразделяются на контактные и бесконтактные.

Контактные реле воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов, замкнутое или разомкнутое состояние которых позволяет обеспечить или полное замыкание или полный механический разрыв выходной цепи.

Бесконтактные реле воздействуют на управляемую цепь путём резкого (скачкообразного) изменения параметров выходных электрических цепей (сопротивления, индуктивности, емкости) или изменения уровня напряжения (тока).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector