|
|
|
APARATELE ELECTRICE DE COMANDA ACTIONATE MANUALa
Aparatele electrice de comanda de joasa tensiune actionate manuale se pot imparti in:
-aparate de conectare:intreruptoare si cu parghi, intreruptoare si comutatoare pachet si cu came, separatoare;intreruptoare de sarcina, intreruptoare cu sigurante
-aparate pentru actionarea masinilor electrice:comutatoare stea-triunghi, inversoare de sens, autotrasformatoare de pornire, comutatoarede numar de poli:reostate de pornire si de reglare, rheostat de excitatie
-aparate pentru instalatii interioare si pentru recordarea receptoarelor mobile la retea;intreruptoare, comutatoare, prize, fise, conectoare si altele.
Aparate de conectare
Aparatele de conectare actionate manual, modifica stareaunui circuit, in conditii normale de functionare prin:inchidere, deschidere, comutare.
Dintre caracteristicile commune ale acestor aparate, mentionam:
-nu sunt prevazute cu elemente de protectie sau reglare
-nu sun destinate sa intrerupa curenti mai mari decat cei nominali
-au frecventa mica de conectare.
Figura 30:
1.Intreruptoare cu parghie
Intreruptoarele cu parghie au constructia cea mai simpla;sunt folosite in instalatii semiindustriale, in ateliere mici etc.Ele se monteaza in serie cu sigurante fuzibile, pentru protectia la scurtcircuit deoarece nu au camera de stingere si au capacitate de rupere redusa.
Intreruptoarele cu parghie pot fi monopolare sau tripolare.
Intreruptoarele cu parghie se realizeaza in doua variante constructive:
-cu placa de baza si capac de bachelita pentru curenti nominali de 25, 63 si 100 A si pe cadru metalic pentru montare pe panou, pentru curenti nominali mari.
Actionarea intreruptoarelor se realizeaza cu ajutorul unei manete isolate(fig.30), sau cu un sistem de parghii in cazul intreruptoarelor tripolare.
Intreruptoarele cu parghie realizeaza stingerea arcului electric prin efectul de suflaj in aer liber.Alungirea arcului este favorizata de miscarea ascendenta, naturala a aerului cald.
2.Intreruptoare si comutatoare pachet
Aparatele sunt formate prin suprapunerea pe acelasi ax a unui numar variabil de etaje isolate(pacheti), fiecare etaj continand o singura cale de curent.Fiecare cale de curent este formata din doua sau trei contacte fixe, intre care se face legatura electrica prin intermediul unor contacte mobile, realizate din lamele elastice care asigura presiunea de contact necesara.
In figura 31 este aratat un model sectionat de comutator pachet.
Fogira 31:
In figura 32 sunt aratate tupuri de contacte mobile folosite la intreruptoarele si comutatoarele pachet.
Deplasarea contactelor mobile se realizeaza brusc prin intermediul dispozitivului de sacadare.Maneta de actionare nu este solidara cu axul central, legatura intre ele se realizeaza prin dispozitivul de sacadare.
Dup ace s-a rotit maneta de actionare, cu un anumit unghi se intinde resortul dispozitivului de sacadare, se elibereaza axul cu contactele mobile si acestea sar brusca dintr-o pozitie in cealalta.
Cele doua discuri izolante formeaza camera de stingere a arcului electric.
Intreruptoarele pachet au caracteristice:
-tensiunea nominala
-felul curentului
-curentul nominal
-numarul cailor de curent
-schema de lagaturi
-tipul de constructie
Intreruptoarele pachet se realizeaza usual pentru curenti intre 10 si 200 A si tensiuni de 380-500V.Sunt utilizate pentru comanda actionarii notoarelor masinilor unelte pana la 3 kW.Curentii de rupere sunt mici in circuitele puternice inductive.
Figura 32:
3.Intreruptoare si comutatoare cu came
Aceste aparate sunt constituite dintr-un numar variabil de cai de curent identice, suprapuse, iar actionarea contactelor mobile se face rotind un ax central comun.Se fol mai ales drept comutatoare.Un comutator cu came se compune din:placi de etaj, maner, placi frontale si dispozitivul de scadere.Spre deosebire de comutatoarele pachet, la comutatoarele cu came, contactele fixe sunt asezate pe un cerc periferic, iar inchiderea si deschiderea circuitelor se realizeaza prin miscari de translatie ale contactelor mobile.
Figura33:
In figura 34 este prezentat schematic un intreruptor cu came
Figura 34:
In diagramele de comutari se marcheaza, , X" in dreptul contactelor care sunt inchise in pozitia respective a comutatorului.Cand se reprezinta camele, se marcheaza adancituri in dreptul pozitiilor respective ale comutatorului pentru cantactele de sus si in pozitia opusa pentru contactele de jos.
Figura 35:
4.Separatoare.Separatoarele sunt aparate care realizeaza conectarea si deconectarea circuitelor sub tensiune, dar fara sarcina si asigura distranta de izolare de circuitul intrerupt prin separarea vizibila a pieselor de contact.
Intreruperea circuitului se realizeaza prin deschiderea unui cutit, care constituie contactul mobil.Calea de curent este racordata prin borne la furci care constituie contactele fixe.
Constructia separatoarelor este similara cu constructia intreruptoarelor cu parghie si se realizeaza pentru curenti intre 200 si 4 000 A.
Cu ajutorul separatoarelor se despart vizibil, portiuni din instalatie, pentru protectia personalului care executa lucrari.In figura 36 sunt aratate constructii tipice de separatoare de joasa tensiune.
Figura 36:
a-monopolar cu actionarea manuala ; b-tripolar cu actionare mecanica
1-izolator suport ; 2-cutit (contact mobil) ; 3-furca (contact fix) ; 4-borna de racord;
Pentru curenti mari actionarea separatoarelor se face cu dispozitive speciale (ex. pneumatice).
5. Intreruptoare de sarcina.Intreruptiarele de sarcina sunt preferate de cele mai multe ori in locul intrerupatoarelor cu parghie, deoarece au o durata de serviciu mai mare, iar capacitatea de rupere are valori superioare.
Solutia constructiva pentru intreruptoarele de sarcina este asemanatoare cu cea a intreruptoarelor automate (fara relee) care se vor studia in cadrul aparatelor de comanda cu actionare automata.
6. Intrerupatoarele cu sigurante. Intrerupatoarele cu singurante combina doua functiuni intr-o unitate constructiva.Exista si variante constructive in care sigurantele sunt independente de intrerupator.
7. Prize si fise industiale. Consumatorii mobili (ex. masinile de gaurit, grupurile de sudare, polizoarele etc.) primesc energie electrica prin intermediul prizelor, in care se introduc fise care au contactele conectate la conducta flexibila de alimentare a consumatorului.
Atat in priza cat si la fisa elementele se pot grupa fuctional astfel:
- calea de curent;
- piesa din material izolator , care asigura si fixarea mecanica pentru elementele caii de curent;
- carcase cu rol de protectie.
Piesele de contact la priza sunt teci cilindrice sau furci, amplasarea si dimensiunile stifturi sau lamele din alama.
Amplasarea gaurilor de acces la teci sau la furci, amplasarea si dimensiunile stifturilor sunt astfel realizate incat nu este posibila introducerea fisei in priza decat in pozitia corecta.
Prizele si fisele industriale sunt tripolare, ele sunt echipate in plus cu un contact de nul si cu un contact de legare la pamant, poate exista un singur contact , cu ambele functiuni.
Stiftul care corespunde conductorului neutru stabileste primul contactul electric, deoarece este mai lung.
Piesa izolata se realizeaza din portelan sau din material plastic termorezistent.
Carcasa se realizeaza din poliamide, poliesteri cu fibre de sticla sau alte materiale rezistente mecani, fonta sau aliaje de aluminiu.Carcasa prizei este prevazuta cu surub de legare la pamant si cu capac cu arc.Carcasa fisei are o bratara de fixare rigida a conductei de legatura.Carcasele prizelor industriale asigura protectie: IP32, IP43, IP44, IP50 si altele, in functie de conditiile de exploatare.
Prizele si fisele industriale nu se pot folosi decat pentru tensiunea nominala pentru care au fost realizate.
Prizele si fisele nu au capacitate de rupere.Este strict interzisa intreruperea circuitului electric prin scoaterea fisei de priza!Prizele pot fi asociate cu aparatele de protectie.La prizele peste 63 A (fig. 37) un intrerupator incorporat blocheaza scoaterea fisei din priza atat timp cat circuitul nu este intrerupt.Intreruperea se poate realiza independent sau in momentul scoaterii fisei din priza.
Figura 37:
a-ansamblu montat; b-priza cu intreruptor de protectie si de blocaj
2.In figura 38 a sunt reprezentate etaje cu legaturi ale unui aparat de conectare.
Figura38:
a- etaje cu legaturi ale unui aparat de conectare; b- schema de conectare, diagrama, marcajul si pozitia de comutatie a unui comutator voltmetric.
L1, L2, L3 - legaturi pentru consumator; S1, S2, S3 - legaturi pentru sursa;
1 + 13 - contacte fixe; 14 - contacte mobile.
Rotiti contactele mobile de trei ori , succesiv cu cate 90o . Desenati de fiecare data schema electrica realizata.Precizati denumirea aparatului si a schemelor de legaturi realizate.
3.In figura 38 b sunt reprezentate schema de conectare, marcajul, pozitia de comunicatie si diagrama de comutatie incompleta a unui comutator volmetrc.
Marcati "x" in dreptul contactelor care se inchid pentru fiecare pozitie de comutatie si precizati ce tensiuni se masoara (de linie sau de faza).
4.Precizati ce consecinte poate avea deschiderea unui separator sub sarcina pentru : a.-personalul de deservire; b.-elementele separatorului; c.-alti consumatori de instalatie.
2.3.2. Aparate pentru actionarea misinilor electrice
Cele mai raspandite masini electrice sunt motoarele asincrone trifazate.
Pentru comanda manuala a masinilor de puteri mici se utilizeaza, in marea majoritate a cazurilor, comutatoare cu came, cu ajutorul carora se pot realiza schema de pornire prin conectarea stea-triunghi a infasurarilor statorice, schime pentru inversarea sensului de rotatie, schema pentru schimbarea numarului de poli.
Conectarea si deconectarea la retea a motoarelor asincrone se poate realiza cu intreruptoare cu parghie, intreruptoare pachet, intreruptoare cu came, intreruptoare cu tambur (foarte rar).
Pentru pornire si reglare se mai utilizeaza reostate.
Pentru regrarea curentului de excitatie la masinile de curent continu se utilizeaza reostate de excitatie.
1. Comutatoare stea-triunghi. La motoarele asinerone trifazate care au in functionare normala, infasurarile de faza conectate in triunghi, reducerea curentului de pornire care trece prin infasurari se poate face legandu-le in stea (fig. 39. a ) in
Figura 39:
a- infasurari legate in stea; b- infasurari legate in triunghi
momentul conectarii.Cand motorul a atins o turatie suficienta, tot cu ajutorul comutatorului se realizeaza legarea in triunghi a fazelor motorului.Fiecare faza este alimentata, in regim normal, cu tensiunea de linie a retelei (fig. 39 b ).
Pentru curentii mai mari de 100 A, pornirea stea-triunghi a motoarelor asincrone trifazate se realizeaza cu aparate de comanda automata.
2. Inversoare de sens.Pentru inversarea sensului de rtatie al motoarelor asincrone trifazate este suficient sa se schimbe intre ele, legaturile de alimentare a doua faze statorice (fig. 39. c )
3. Comutatoare de numar de poli. Fiecare faza a statorului motoarelor asincronice trifazate se executa fragmentat, cu posibilitatea modificarii conexiunilor.
Prin legaturi corespunzatoare, executate cu ajutorul comutatorului se modifica numarul de poli (fig. 40.) si turatia motorului.
Figura 40:
a - 2p = 4; b - 2p = 2.
Pentru motoare de puteri mai mari, constructia comutatoarelor de numar de poli este asemanatoare cu cea a controlerelor.
4. Autotransformatoare de pornire.Un autotransformator de pornire contine un transformator trifazat cu numai 2 faze bobinate si un comutator.Prin pornirea cu autotransformator se asigura motorului asincron trifazat o tensiune redusa de pornire. Alimentarea fazelor motorului pe la bornele U1, V1, W1 se face ca in figura 41.
Figura41:
Pornirea se face efectuand trei manevre cu comutatorul:
- pozitia I - se inchid contactele 1-1', 2-2', 3-3' si se leaga intre ele fazele autotransformatorului;
- pozitia II - se inchid contractele 4-4' , 5-5' , 6-6' si motorul porneste cu tensiune redusa;
- pozitia III - se inchid contractele 7-7' , 8-8' , 9-9' si motorul primeste de la retea intreaga tensiune de alimentare.
5. Reostate de pornire si de reglare. Micsorarea curentului de pornire la motoarele asincrone trofazate cu rotorul bobinal se face prin inscrierea unor rezistoare, pe fiecare faza, in momentul pornirii.
Se folosesc reostate de pornire, care cuprind in acelasi ansamblu atat rezistoarele realizate in trepte, cat si comutatorul de trepte.
Pentru pornirea motoarelor de puteri mai mari se folosesc baterii de rezistoare si un controler pentru comutare discreta, amplasat separat.Controlerul realizeaza scurtcircuitoarea treptelor, inversarea de sens si reglajul turatiei.
Pentru frecvente mari de conectare, se folosesc controlere indirecte.
Rezistorele din componenta reostatelor de pornire sunt metalice, in cele mai multe cazuri.
Rezistoarele metalice sunt executate de sarma sau din benzi de cromnichel , fecral, constantan.
Rezistoarele metalice amplasate in baterii separate se executa din elemente de fonta sau tabla silicioasa, stranse pe axe izolate si inseriate prin rondele metalice.
- Controlerele sunt aparate de conectare care pot servi la modificarea conexiunilor in circuitele electrice, intr-o ordine prestabilita, sau pot introduce rezistoare in circuitul rotoric al motoarelor mari pentru pornirea si reglajul turatiei acestora.
Controlerele se pot realiza cu toba sau cu came.
- Controlerele cu toba (fig. 42.) se realizeaza pentru comutarea directa a curentilor mari si sunt construite din urmatoarele elemente principale:
- ax central izolat, care poate fi rotit din exterior cu o maneta si pe care sunt montate contacte mobile din alama fixate pe sectoare circulare din fonta;
- bare izolate pe care sunt prinse contacte-deget fixe;
- sistem de sacadare care asigura oprirea manetei in pozitia dorita;
- capac si placa de baza;
- camera de stingere cu suflaj magnetic (numai pentru intreruperea curentilor mari).
- Controlerele cu came au montate cu axul mobil came cu profile diferite, executate din textolit si care alineca pe role metalice.Prin intermediul unor parghii camele actioneaza contactele mobile (fig. 42, a).
Figura 42:
a- ansamblu ; b- contacte
1- ax de actionare ;
2- tub izolant ;
3- contacte mobile ;
4- suport contacte mobile ;
5- contacte fixe ;
6- maner ;
7- sistem de sacadare.
- Controlerele indirecte (fig. 42, b ) sunt controlere cu came care stabilesc si intrerup curentii de comanda ai bobinelor contactoarelor care au contactele principale in circuitul rotoric al motorului comandat.
Figura 43:
a - functionarea de principiu; b- vedere generala;
1- contact fix;
2- contact mobil;
3- parghie;
4- cama;
5- restor;
Controlerele cu comutare indirecta se mai numesc si controlere de comanda sau controlere pentru circuite secundare.Cu ajutorul controlerelor indirecte se pot , de exemplu, scurtcircuita treptele rezistoarelor introduse in circuitul rotoric al motoarelor asincrone trifazate cu rotor bobinat.
