Controladors de potència: finalitat, dispositiu, característiques tècniques
El controlador és un dispositiu de control dissenyat per engegar, aturar, regular la velocitat de gir i invertir motors elèctrics. Els controladors de contacte s'inclouen directament a la cadena de subministrament de motors elèctrics amb una tensió no superior a 600 V.
Segons la ubicació de les peces de contacte, es distingeixen controladors amb contactes lliscants i tipus de lleva. Els controladors per a contactes lliscants, al seu torn, es divideixen en tambor i pla (aquests últims s'utilitzen poques vegades).
L'eix del controlador es pot girar manualment o mitjançant un mecanisme d'accionament o un motor elèctric independent. Els contactes fixos (dits) es troben a la carcassa de l'aparell al voltant de l'eix amb contactes i estan aïllats d'aquest. Els controladors només es produeixen en una versió segura. Els mecanismes de molla de palanca s'utilitzen per fixar les posicions de canvi.
El programa de commutació preestablert del controlador es realitza mitjançant la disposició corresponent dels contactes mòbils (segments).Per millorar les condicions de commutació, els controladors de CC es subministren amb un farcit magnètic. El nombre de posicions de commutació sol ser d'1 a 8 (de vegades fins a 12-20), el valor del corrent commutat no supera els 200 A.
Els controladors poden funcionar en mode intermitent amb un cicle de treball relatiu (25-60%) o en mode continu. Els controladors de tambor de freqüència de commutació permesos no superen els 300, i els controladors de lleves - fins a 600 interruptors per hora. Els controladors s'han convertit en els més comuns en l'accionament elèctric de màquines i mecanismes d'elevació i transport.
Els controladors de potència són dispositius complets per assegurar l'encesa dels circuits de bobinat dels motors elèctrics segons un programa predeterminat incorporat en el disseny del controlador. La simplicitat del disseny, el funcionament sense problemes i les dimensions reduïdes són els principals avantatges dels reguladors de potència.
Amb la selecció correcta i l'ús dels reguladors de potència d'acord amb les seves capacitats de commutació, els controladors són dispositius complets fiables i fàcils d'utilitzar per controlar els accionaments elèctrics de la grua, ja que en aquests dispositius s'exclouen completament les infraccions del programa establert i la inclusió. i l'apagada de l'operador dependent garanteix la disponibilitat del dispositiu al 100%. Tanmateix, els desavantatges d'aquests dispositius complets inclouen una baixa resistència al desgast i la capacitat de commutació, així com la manca d'arrencada i parada automatitzada.
Controladors de tambor
La figura 1 mostra un pin del controlador de tambor. Un suport de segment 2 amb un contacte mòbil en forma de segment està muntat a l'eix 1. El suport de segment està aïllat de l'eix mitjançant l'aïllament 4.El contacte fix 5 es troba en un bus aïllat 6. Quan l'eix 1 gira, el segment 3 es mou cap al contacte fix 5, tancant així el circuit. La pressió de contacte necessària la proporciona la molla 7. Al llarg de l'eix es troben un gran nombre d'elements de contacte. Alguns d'aquests elements de contacte estan muntats en un eix. Els segments de càrrega dels elements de contacte adjacents es poden interconnectar en les diferents combinacions necessàries. Una determinada seqüència de tancament de diferents elements de contacte és proporcionada per diferents longituds dels seus segments.
Fig. 1.Element de contacte del controlador del tambor.
Controladors de lleves
En els controladors de lleves, l'obertura i el tancament dels contactes s'ofereixen per lleves muntades sobre un tambor, que es fan girar per mitjà d'una maneta de volant o pedal i poden canviar de 2 a 24 circuits elèctrics. Els controladors de lleves es divideixen segons el nombre de circuits inclosos, el tipus d'accionament, els esquemes de tancament de contactes.
En un controlador de lleves de CA (Fig. 2), el contacte mòbil mòbil 1 és capaç de girar al voltant del centre O2 situat al braç de contacte 2. El braç de contacte 2 gira al voltant del centre O1. El contacte 1 es tanca amb un contacte fix 3 i es connecta al contacte de sortida mitjançant una connexió flexible 4. Els contactes de tancament 1,3 i la pressió de contacte necessària són creats per una molla 5 que actua sobre la palanca de contacte a través de la vareta 6. Quan els contactes s'obren, una lleva 7 actua a través d'un corró 5 sobre el braç de la palanca de contacte. Això comprimeix la molla 5 i els contactes 1, 3 s'obren. El moment d'encesa i apagat dels contactes depèn del perfil de la politja de lleves 9, que acciona els elements de contacte.El baix desgast dels contactes permet augmentar el nombre d'enceses per hora fins a 600 amb un cicle de treball del 60%.
El controlador inclou dos conjunts d'elements de contacte /i //, situats a banda i banda de la rentadora de lleves 9, que us permeten reduir bruscament la longitud axial del dispositiu. Tant els controladors de tambor com de lleves tenen un mecanisme de bloqueig de la posició de l'eix.
Els controladors de CA, per tal de facilitar l'extinció de l'arc, poden no tenir dispositius d'extinció d'arc. Només s'hi instal·len envans d'amiant-ciment resistents a l'arc 10. Els controladors de corrent continu tenen un dispositiu d'extinció d'arcs similar al que s'utilitza en els contactors.
El controlador en qüestió s'apaga quan s'actua sobre el mànec i aquesta acció es transmet a través de la politja de lleves; s'encén per la força de la molla 5 amb la posició corresponent del mànec. Per tant, els contactes es poden separar encara que estiguin soldats. El desavantatge del disseny és el gran moment a l'eix a causa de les molles de tancament amb un nombre important d'elements de contacte. Cal tenir en compte que també són possibles altres solucions de disseny per a la unitat de contacte del controlador. Fig. 2. Controlador de lleves.
Controladors plans
Per regular sense problemes el camp d'excitació de grans generadors i per iniciar i regular la velocitat de gir de grans motors, és necessari disposar d'un gran nombre d'etapes. L'ús de controladors de lleves aquí no és pràctic, ja que un gran nombre d'etapes condueix a un fort augment de les dimensions de l'aparell. El nombre d'operacions per hora durant l'ajust i la posada en marxa és petit (10-12). Per tant, no hi ha requisits especials per al controlador en termes de durabilitat.En aquest cas, els controladors plans s'utilitzen àmpliament.
La figura 3 mostra una visió general d'un controlador de control d'excitació pla. Els contactes fixos 1, en forma de prisma, es fixen en una placa aïllant 2, que és la base del controlador. La disposició dels contactes fixos al llarg de la línia permet un gran nombre de passos. Amb la mateixa longitud del controlador, el nombre de passos es pot augmentar utilitzant una fila paral·lela de contactes desplaçada de la primera fila. Quan es mou mig pas, el nombre de passos es duplica.
El contacte mòbil es fa en forma de raspall de coure. El raspall es troba a la travessa 3 i n'està aïllat. La pressió és generada per una molla helicoïdal. La transferència de corrent des del raspall de contacte 4 al terminal de sortida es realitza mitjançant un raspall captador de corrent i puntes captadores de corrent 5. El controlador de la fig. 3 pot canviar simultàniament en tres circuits independents.La travessa es mou mitjançant dos cargols 6, accionats per un motor auxiliar 7. Durant l'ajust, la travessa es mou manualment per la maneta 8. En les posicions finals, la travessa actua sobre els interruptors de final de carrera. 9, que paren el motor.
Per poder aturar amb precisió els contactes a la posició desitjada, la velocitat de moviment dels contactes es pren petita: (5-7) 10-3 m / s, i el motor s'ha d'aturar. El controlador pla també pot tenir un accionament manual.
Fig. 3. Controlador pla.
Avantatges i inconvenients dels diferents tipus de controladors
Controladors de tambor
A causa de la baixa resistència al desgast dels contactes, el nombre permès d'encesa del controlador per hora supera els 240.En aquest cas, la potència del motor d'arrencada s'ha de reduir al 60% de la nominal, per això s'utilitzen controladors d'arrencada poc freqüent.
Controladors de lleves
El controlador utilitza un contacte de línia mòbil. A causa de l'enrotllament dels contactes, l'arc que s'encén en obrir no afecta la superfície de contacte implicada en la conducció del corrent en estat totalment encès.
El baix desgast de contacte permet augmentar el nombre d'encesaments per hora fins a 600 amb un cicle de treball del 60%.
El disseny del controlador té la característica següent: s'apaga a causa de la convexitat de la lleva i s'encén a causa de la força de la molla. Gràcies a això, els contactes es poden separar encara que estiguin soldats.
El desavantatge d'aquest sistema és el gran moment a l'eix creat per les molles de tancament amb un nombre important d'elements de contacte. També són possibles altres dissenys d'accionament de contacte. En un d'ells, els contactes es tanquen sota l'acció de la lleva i s'obren sota l'acció de la molla, en l'altre, tant la inclusió com la desconnexió són realitzades per la lleva. No obstant això, rarament s'utilitzen.
Controladors plans
Els controladors planars s'utilitzen àmpliament per modular el camp d'excitació de grans generadors i per iniciar i controlar la velocitat de grans motors. Com que és necessari tenir un gran nombre d'etapes, l'ús de controladors de lleves aquí no és pràctic, ja que un gran nombre d'etapes comporta un fort augment de les dimensions de l'aparell.
Quan s'obre entre el contacte mòbil i el fix, apareix una tensió igual a la caiguda de tensió a través dels passos.Per evitar l'arc, la caiguda de tensió admissible a través dels passos es fa de 10 V (a un corrent de 200 A) a 20 V (a un corrent de 100 A). El nombre admissible de voltes per hora ve determinat pel desgast dels contactes i normalment no supera els 10-12. Si la tensió dels passos és de 40-50 V, s'utilitza un contactor especial que supera els contactes adjacents durant el moviment del raspall.
En el cas que sigui necessari encendre el circuit a corrents de 100 A i més amb una freqüència de commutació de 600 i més per hora, s'utilitza un sistema format per un contactor i un controlador.
L'ús de reguladors de potència en un accionament de grua elèctrica
Els controladors de la sèrie següent s'utilitzen per controlar motors elèctrics de mecanismes de grua: KKT-60A de corrent altern i controladors de consola DVP15 i UP35/I. Els controladors d'aquesta sèrie es produeixen en carcasses protegides amb cobertes i grau de protecció de l'entorn exterior 1P44 .
La resistència mecànica dels reguladors de potència és (3,2 -5) x 10 milions de cicles VO. La durabilitat de la commutació depèn de la força del corrent commutat. Amb el corrent nominal és d'uns 0,5 x 10 milions de cicles de VO i amb un corrent del 50% de la nominal, podeu obtenir una resistència al desgast d'1 x 10 milions de cicles de VO.
Els controladors KKT-60A tenen un corrent nominal de 63 A amb un cicle de treball del 40%, però la seva capacitat de commutació és molt baixa, la qual cosa limita l'ús d'aquests controladors en condicions de commutació difícils. La tensió nominal dels controladors de CA és de 38 G V. , la freqüència és de 50 Hz .