Bộ điều khiển công suất: mục đích, thiết bị, đặc tính kỹ thuật

Bộ điều khiển là thiết bị điều khiển được thiết kế để khởi động, dừng, điều chỉnh tốc độ quay và đảo chiều động cơ điện. Bộ điều khiển tiếp xúc được bao gồm trực tiếp trong chuỗi cung ứng của động cơ điện có điện áp không quá 600 V.

Theo vị trí của các bộ phận tiếp xúc, bộ điều khiển có tiếp điểm trượt và loại cam được phân biệt. Ngược lại, bộ điều khiển cho các tiếp điểm trượt được chia thành trống và phẳng (loại sau hiếm khi được sử dụng).

Trục bộ điều khiển có thể quay bằng tay hoặc bằng cơ cấu truyền động hoặc động cơ điện riêng. Các tiếp điểm cố định (ngón tay) được đặt trong vỏ thiết bị xung quanh trục có các tiếp điểm và được cách ly với nó. Bộ điều khiển chỉ được sản xuất trong một phiên bản an toàn. Các cơ cấu lò xo đòn bẩy được sử dụng để cố định các vị trí chuyển số.

Chương trình chuyển đổi cài sẵn của bộ điều khiển được thực hiện bằng sự sắp xếp tương ứng của các tiếp điểm (đoạn) có thể di chuyển được.Để cải thiện điều kiện chuyển mạch, bộ điều khiển DC được cung cấp với đệm từ tính. Số lượng vị trí chuyển đổi thường là từ 1 đến 8 (đôi khi lên tới 12-20), giá trị của dòng chuyển đổi không vượt quá 200 A.

Bộ điều khiển có thể hoạt động ở chế độ không liên tục với chu kỳ nhiệm vụ tương đối (25-60%) hoặc ở chế độ liên tục. Tần số chuyển đổi cho phép của bộ điều khiển loại trống không vượt quá 300 và bộ điều khiển loại cam - tối đa 600 công tắc mỗi giờ. Các bộ điều khiển đã trở nên phổ biến nhất trong truyền động điện của các máy móc và cơ cấu nâng và vận chuyển.

Bộ điều khiển công suất là thiết bị hoàn chỉnh để đảm bảo đóng cắt mạch quấn của động cơ điện theo chương trình định sẵn được tích hợp trong thiết kế của bộ điều khiển. Thiết kế đơn giản, vận hành không gặp sự cố và kích thước nhỏ là những ưu điểm chính của bộ điều chỉnh công suất.

Với việc lựa chọn và sử dụng chính xác các bộ điều chỉnh công suất phù hợp với khả năng chuyển mạch của chúng, bộ điều khiển là thiết bị hoàn chỉnh đáng tin cậy và dễ sử dụng để điều khiển truyền động điện của cần trục, vì trong các thiết bị này, vi phạm chương trình đã đặt hoàn toàn bị loại trừ và bao gồm và tắt máy phụ thuộc vào nhà điều hành đảm bảo tính khả dụng của thiết bị 100%. Tuy nhiên, nhược điểm của các thiết bị hoàn chỉnh này bao gồm khả năng chống mài mòn và khả năng chuyển đổi thấp, cũng như thiếu khả năng khởi động và dừng tự động.

Bộ điều khiển trống

Hình 1 cho thấy chân của bộ điều khiển trống. Giá đỡ đoạn 2 có tiếp điểm di động ở dạng đoạn được gắn trên trục 1. Giá đỡ đoạn được cách ly với trục bằng cách điện 4.Tiếp điểm cố định 5 nằm trên thanh cái cách điện 6. Khi trục 1 quay, đoạn 3 di chuyển đến tiếp điểm cố định 5, do đó đóng mạch. Áp suất tiếp xúc cần thiết được cung cấp bởi lò xo 7. Một số lượng lớn các phần tử tiếp xúc được đặt dọc theo trục. Một số phần tử tiếp xúc như vậy được gắn trên một trục. Các phân đoạn chịu tải của các phần tử tiếp xúc liền kề có thể được kết nối với nhau theo các kết hợp cần thiết khác nhau. Một trình tự nhất định của việc đóng các phần tử tiếp xúc khác nhau được cung cấp bởi độ dài khác nhau của các phân đoạn của chúng.

Quả sung. 1. Phần tử tiếp xúc bộ điều khiển trống.

bộ điều khiển cam

Trong bộ điều khiển cam, việc mở và đóng các tiếp điểm được cung cấp bởi các cam gắn trên trống, được quay bằng tay quay hoặc bàn đạp và có thể chuyển đổi từ 2 đến 24 mạch điện. Bộ điều khiển cam được chia theo số lượng mạch bao gồm, loại truyền động, sơ đồ đóng tiếp điểm.

Trong bộ điều khiển cam AC (Hình 2), tiếp điểm di động di động 1 có thể xoay quanh tâm O2 nằm trên cần tiếp điểm 2. Cần tiếp điểm 2 quay quanh tâm O1. Tiếp điểm 1 được đóng với tiếp điểm cố định 3 và được nối với tiếp điểm đầu ra bằng cách sử dụng kết nối linh hoạt 4. Các tiếp điểm đóng 1,3 và lực ép tiếp điểm cần thiết được tạo ra bởi một lò xo 5 tác động lên cần tiếp điểm thông qua thanh 6. Khi các tiếp điểm mở ra, một cam 7 tác động qua con lăn 5 trên cần của cần tiếp xúc. Điều này nén lò xo 5 và mở các tiếp điểm 1, 3. Thời điểm bật và tắt các tiếp điểm phụ thuộc vào cấu hình của ròng rọc cam 9, dẫn động các phần tử tiếp điểm.Độ mài mòn tiếp xúc thấp giúp có thể tăng số lần bật công tắc mỗi giờ lên 600 ở chu kỳ làm việc 60%.

Bộ điều khiển bao gồm hai bộ phần tử tiếp xúc / và //, nằm ở cả hai bên của máy giặt cam 9, cho phép bạn giảm mạnh chiều dài trục của thiết bị. Cả bộ điều khiển tang trống và cam đều có cơ cấu khóa vị trí trục.

Bộ điều khiển AC, để tạo điều kiện dập tắt hồ quang, có thể không có thiết bị dập tắt hồ quang. Chúng chỉ lắp đặt các vách ngăn xi măng amiăng chống hồ quang 10. Bộ điều khiển DC có thiết bị dập hồ quang tương tự như thiết bị được sử dụng trong công tắc tơ.

Bộ điều khiển được đề cập bị tắt khi tay cầm được tác động và tác động này được truyền qua puli cam; nó được bật bằng lực của lò xo 5 với vị trí tương ứng của tay cầm. Do đó, các tiếp điểm có thể được tách ra ngay cả khi chúng được hàn. Nhược điểm của thiết kế là mô men lớn trên trục do lò xo đóng có số lượng đáng kể các phần tử tiếp xúc. Cần lưu ý rằng các giải pháp thiết kế khác cho bộ truyền động tiếp xúc của bộ điều khiển cũng có thể thực hiện được. Quả sung. 2. Bộ điều khiển cam.

bộ điều khiển phẳng

Để điều chỉnh trơn tru trường kích từ của các máy phát điện lớn và để khởi động và điều chỉnh tốc độ quay của các động cơ lớn, cần phải có một số lượng lớn các giai đoạn. Việc sử dụng bộ điều khiển cam ở đây là không thực tế, vì số lượng lớn các giai đoạn dẫn đến kích thước của thiết bị tăng mạnh. Số lượng hoạt động mỗi giờ trong quá trình điều chỉnh và khởi động là nhỏ (10-12). Do đó, không có yêu cầu đặc biệt nào đối với bộ điều khiển về độ bền.Trong trường hợp này, bộ điều khiển phẳng được sử dụng rộng rãi.

Hình 3 cho thấy một cái nhìn chung về bộ điều khiển điều khiển kích thích phẳng. Các tiếp điểm cố định 1, ở dạng lăng kính, được cố định trên tấm cách điện 2, đây là cơ sở của bộ điều khiển. Việc sắp xếp các tiếp điểm cố định dọc theo đường dây cho phép thực hiện một số lượng lớn các bước. Với cùng chiều dài bộ điều khiển, số bước có thể tăng lên bằng cách sử dụng một hàng song song của các tiếp điểm lệch khỏi hàng đầu tiên. Khi di chuyển nửa bước thì số bước tăng lên gấp đôi.

Tiếp điểm di động được chế tạo dưới dạng bàn chải đồng. Bàn chải nằm ở đường ngang 3 và được cách ly với nó. Áp suất được tạo ra bởi một lò xo cuộn. Việc truyền dòng điện từ chổi tiếp điểm 4 sang đầu ra được thực hiện bằng cách sử dụng chổi thu dòng và gai thu dòng 5. Bộ điều khiển trong hình. 3 có thể chuyển đổi đồng thời trong ba mạch độc lập. Thanh ngang được di chuyển bằng hai vít 6, được điều khiển bởi động cơ phụ 7. Trong quá trình điều chỉnh, thanh ngang được di chuyển bằng tay bằng tay cầm 8. Ở vị trí cuối, thanh ngang tác động lên các công tắc giới hạn 9, dừng động cơ.

Để có thể dừng chính xác các tiếp điểm ở vị trí mong muốn, tốc độ di chuyển của các tiếp điểm được lấy nhỏ: (5-7) 10-3 m / s và động cơ phải dừng lại. Bộ điều khiển phẳng cũng có thể có một ổ đĩa thủ công.

Quả sung. 3. Bộ điều khiển phẳng.

Ưu và nhược điểm của các loại điều khiển khác nhau

Bộ điều khiển trống

Do khả năng chống mài mòn thấp của các tiếp điểm, số lần khởi động bộ điều khiển cho phép mỗi giờ vượt quá 240.Trong trường hợp này, công suất của động cơ khởi động phải giảm xuống 60% so với danh nghĩa, đó là lý do tại sao các bộ điều khiển khởi động hiếm như vậy được sử dụng.

bộ điều khiển cam

Bộ điều khiển sử dụng một tiếp điểm dòng di động. Do sự lăn của các tiếp điểm, hồ quang bắt lửa khi mở không ảnh hưởng đến bề mặt tiếp xúc liên quan đến việc dẫn dòng điện ở trạng thái mở hoàn toàn.

Độ mài mòn tiếp xúc thấp cho phép tăng số lần khởi động mỗi giờ lên tới 600 với chu kỳ hoạt động là 60%.

Thiết kế của bộ điều khiển có đặc điểm sau: tắt do độ lồi của cam và bật do lực của lò xo. Nhờ đó, các tiếp điểm có thể được tách ra ngay cả khi chúng được hàn.

Nhược điểm của hệ thống này là mô men lớn trên trục được tạo ra bởi các lò xo đóng với một số lượng đáng kể các phần tử tiếp xúc. Các thiết kế truyền động tiếp xúc khác cũng có thể thực hiện được. Ở một trong số chúng, các tiếp điểm đóng dưới tác động của cam và mở ra dưới tác động của lò xo, mặt khác, cả việc đưa vào và ngắt kết nối đều do cam thực hiện. Tuy nhiên, chúng hiếm khi được sử dụng.

bộ điều khiển phẳng

Bộ điều khiển phẳng được sử dụng rộng rãi để điều chỉnh trường kích thích của máy phát điện lớn và để khởi động và kiểm soát tốc độ của động cơ lớn. Vì cần phải có một số lượng lớn các giai đoạn, nên việc sử dụng bộ điều khiển cam ở đây là không thực tế, vì một số lượng lớn các giai đoạn dẫn đến kích thước của thiết bị tăng mạnh.

Khi mở giữa tiếp điểm di động và cố định, một điện áp bằng với điện áp rơi trên các bước xuất hiện.Để ngăn hồ quang, điện áp rơi cho phép qua các bước được lấy từ 10 V (ở dòng điện 200 A) đến 20 V (ở dòng điện 100 A). Số vòng cho phép mỗi giờ được xác định bởi độ mòn của các tiếp điểm và thường không vượt quá 10-12. Nếu điện áp của các bước là 40-50 V, thì một công tắc tơ đặc biệt được sử dụng để vượt qua các tiếp điểm liền kề trong quá trình di chuyển của bàn chải.

Trong trường hợp cần bật mạch ở dòng điện từ 100 A trở lên với tần số chuyển mạch từ 600 trở lên mỗi giờ, một hệ thống bao gồm công tắc tơ và bộ điều khiển được sử dụng.

Việc sử dụng bộ điều chỉnh công suất trong truyền động cần trục điện

Bộ điều khiển của sê-ri sau được sử dụng để điều khiển động cơ điện của cơ cấu cần trục: KKT-60A của bộ điều khiển dòng điện xoay chiều và bảng điều khiển DVP15 và UP35 / I. Bộ điều khiển của sê-ri này được sản xuất trong vỏ được bảo vệ có nắp và mức độ bảo vệ khỏi môi trường bên ngoài 1P44 .

Độ bền cơ học của bộ điều chỉnh công suất là (3,2 -5) x 10 triệu chu kỳ VO. Độ bền của chuyển mạch phụ thuộc vào cường độ của dòng chuyển mạch. Ở dòng định mức, nó có khoảng 0,5 x 10 triệu chu kỳ VO và với dòng điện 50% định mức, bạn có thể nhận được khả năng chống mài mòn là 1 x 10 triệu chu kỳ VO.

Bộ điều khiển KKT-60A có dòng điện định mức là 63 A ở chu kỳ làm việc 40%, nhưng khả năng chuyển đổi của chúng rất thấp, điều này hạn chế việc sử dụng các bộ điều khiển này trong điều kiện chuyển đổi khó khăn. Điện áp định mức của bộ điều khiển AC là 38G V , tần số là 50 Hz .