Електрифікація деревообробної промисловості - Розташування електрообладнання та апаратів керування

1.3 Розташування електрообладнання та апаратів керування на підприємствах ДОП
Для керування машинами і механізмами, що застосовують в лісовій і деревообробній промисловості, використовуються апарати керування і пристрої захисту, які дозволяють здійснювати автоматичний і дистанційний пуск електродвигунів, змінювати їх швидкість, проводити зупинку, реверсування, гальмування їх та блокування з іншими механізмами. До основних апаратів відносяться: рубильники, перемикачі, пакетні і пакетно-кулачкові вимикачі і перемикачі, запобіжники, силові ящики, автоматичні вимикачі, контактори, магнітні пускачі, реле і ін.

Рубильники призначені для неавтоматичного ручного увімкнення і вимкнення ланцюгів постійного і змінного струму напругою до 500 В. Рубильник, який призначений для почергового підключення до двох різних ланцюгів називається перемикачем.
Рубильники і перемикачі мають одно- дво- і триполюсне виконання. Більшість рубильників і перемикачів мають центральний або боковий важільний привід. Деякі конструкції рубильників мають дугогасні контакти або моментні ножі. При вимкненні таких рубильників спочатку розриваються головні контакти, але дуга між ними не з’являється, так як струм проходить через дугогасні контакти або моментні ножі. Потім розриваються дугогасні контакти або моментні ножі.
Рубильники і перемикачі мають такі літерні позначення РПЦ (рубильник з приводом центральним); ППЦ (перемикач з приводом центральним); РПБ (рубильник з приводом боковим); ППБ (перемикач з приводом боковим).

Запобіжники призначені для автоматичного одноразового розриву електричного кола при короткому замиканні. Основним елементом запобіжника є плавка вставка, яка при проходженні струму, що значно перевищує задану величину, плавиться, здійснюючи при цьому розрив кола.
Використовують запобіжники з закритими розбірними патронами без наповнювача типу ПР-2 на напругу 220, 500 В і струми патронів 15-1000 А. В один і той же корпус запобіжника можуть бути вставлені плавки вставки па різні номінальні струми, але, самий запобіжник повинен мати номінальний струм рівний найбільшому з номінальних струмів плавких вставок, призначених для даної конструкції запобіжника.
Використовують також насипні запобіжники з наповнювачем з кварцового піску типу ПН-2, що мають закритий розбірний патрон. Ці запобіжники розраховані на струми 100-600 А і напругу до 500 В змінного і 440 В постійного струмів.
Крім цього використовують швидкісні запобіжники типу НПБ із наповнювачем у закритому патроні і розраховані на струми 40 600 А. Вони призначені для захисту напівпровідникових пристроїв.
В ДОП використовують також Інші типи і конструкції запобіжників, але недоліком є однократність їх дії, необхідність заміни після згорання плавкої вставки, і мало надійність. Тому найбільш розповсюдженими засобами захисту від коротких замикань є автоматичні вимикачі.

Автоматичні вимикачі (автомати) призначені для оперативних увімкнень і вимкнень електричних кіл в нормальному режимі та автоматичних вимкнень при коротких замиканнях, перевантаженнях, недопустимих зниженнях струму і напруги. В автоматичних вимикачах дугогасним середовищем є повітря, тому їх називають повітряними. Автоматичні вимикачі використовують одно- дво- І триполюсні. Автоматичні вимикачі поділяють на:

1. автоматичні вимикачі максимального струму, що вимикають електричне коло, що мас струм вище допустимого значення;
2. автоматичні вимикачі мінімального струму, що вимикають електричне коло при недопустимому зниженні струму;
3. автоматичні вимикачі мінімальної напруги, що вимикають електричне коло при зникненні напруги або зниженні її величини нижче допустимого значення.

За часом спрацювання автоматичні вимикачі поділяються на селективні і швидкодіючі.
Селективні автоматичні вимикачі забезпечують селективний (вибірковий) захист ділянок кола за рахунок встановлення певної витримки часу спрацювання.

Швидкодіючі автоматичні вимикачі вимикають коло зі струмом короткого замикання швидше, ніж він досягне ударного значення (струмообмежуючі автоматичні вимикачі).

Виготовляють автоматичні вимикачі на струми до 6000 А і напругу до 660 В змінного та до 440 В постійного струмів.
При всій різноманітності автоматичних вимикачів для всіх типів загальними є такі елементи: контакти з дугогасильною системою, розчеплювач, привід, механізм вільного розчеплення і допоміжні контакти, які можна використовувати в схемах керування.
Автоматичні вимикачі серії АЕ-2000 призначені для нечастих увімкнень і вимкнень кіл змінного струму напругою до 500 В і постійного струму напругою до 220 В. Модифікації автоматичних вимикачів, що випускає промисловість, подані в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 - Модифікації автоматичних вимикачів

Крім цього в цехах ДОП застосовують інші типи автоматичних вимикачів, що розраховані на великі струми. До них відносяться автоматичні вимикачі:

1. АВМ (автоматичний вимикач з магнітним дуттям) розрахований на струми 400-2000 А;
2. AM розрахований на струми 800-5000 А, який відрізняється від попереднього наявністю камери гасіння;

 -  Е (електронний) використовується в колах зі струмами 250-4000 А.
Для складних електроприводів з СД застосовують автомати гасіння поля АГП, які відносяться до особливої групи автоматів і призначені для швидкого знеструмлення обмотки збудження синхронної машини.

Пакетні вимикачі і перемикачі - це електричні апарати, полюси яких набирають з окремих пакетів, а перемикання здійснюють за допомогою ручки. Виготовляються на струми від 10 до 400 А. Найбільш розповсюдженими є наступні типи: ПП, ПВ, ПКВ, ПКП (пакетні і пакетно-кулачкові вимикачі та перемикачі). ПКВ і ПКП мають більш високу механічну і електричну зносостійкість і використовуються для керування електроприводами невеликих потужностей, а також для комутації схем керування і сигналізації. У випадку, коли потрібно здійснювати складні перемикання, одночасно в декількох електричних колах (коло керування, коло вимірювання та ін.) застосовують універсальні пакетні перемикачі типу УП і ПКУ (пакетно-кулачковий універсальний). Контактні пристрої перемикачів цього типу набирають з окремих секцій, згідно прийнятої діаграми увімкнень.

Силові ящики призначені для увімкнення, вимкнення та захисту трифазних електричних кіл напругою 380 В, а також асинхронних двигунів з короткозамкнутим ротором. Він являє собою металевий корпус, в якому розміщені, в залежності від типу, різні апарати. Існують силові ящики таких типів:
ЯБП і ЯБПВУ - мають блок "запобіжник-вимикач", із запобіжником типу ПН-2, розрахованим на номінальні струми 100-400 А;
ЯПП - має вбудований магнітний пускач з трьома запобіжниками, розрахований на номінальний струм 15 А;
ЯРП - має вбудований рубильник з боковою рукояткою і три запобіжника, розрахований на номінальний струм 20 А.
Силові ящики мають блокування, яке виключає можливість відкривання дверці ящика при увімкненому рубильнику.

Контактори і магнітні пускачі.

Контактори призначені для частих увімкнень і вимкнень електричних кіл при нормальному режимі роботи. Контактори випускають на струми 3-4000А і напругу до 750В постійного і до 660В змінного струмів. Вони дозволяють здійснити від 600 до 1500 увімкнень на годину. Деякі спеціальні типи контакторів дозволяють здійснювати до 14000 увімкнень на годину. Найбільш розповсюдженими є електромагнітні контактори, що містять електромагніт, систему головних контактів з дуго гасінням і систему блок-контактів.
В цехах ДОП контактори в основному використовують як пускові апарати для дистанційного керування електродвигунами. Контактори не захищають електричне коло від ненормальних режимів роботи.
Найбільш поширені такі типи контакторів: KT, КП, КТВ, КТП, КТУ. Для без дугової комутації використовують спеціальні контактори типу КБК з тиристорами, які шунтують контакти в момент комутації.

Магнітні пускачі - це трифазні апарати, які містять триполюсні контактори, вбудовані теплові реле і блок-контакти. Магнітний пускач призначений для дистанційного керування трифазним електродвигуном потужністю до 75 кВт і захисту їх від перевантаження. Магнітні пускачі виготовляють для прямого пуску і реверсування електродвигунів. Реверсивні магнітні пускачі мають два електромагніти, два комплекти рухомих силових контактів, та блок-контактів і теплових реле. Нормальна робота контакторів гарантована при зміні напруги в межах 80-110 % Uном. Окрім теплового реле магнітні пускачі можуть виготовлюватися з пристроями захисту від мінімальної напруги, який вимикає електродвигун при недопустимому зниженні напруги.
В електроустановках лісопромислових і деревообробних підприємств застосовують магнітні пускачі таких типів: ПА, ПМЕ, ПАЕ і ін. Для кіл керування електроприводами використовують різні типи реле: реле часу, реле напруги, проміжні реле, реле максимального і мінімального струмів, та світлову і звукову сигналізації (сигнальні лампи, дзвоники, сирени). 

До того ж в схемах керування застосовують шляхові вимикачі і перемикачі, кнопки, ключі керування і ін.
Найбільш поширеним електрообладнанням підприємств ДОП є різні типи верстатів, тому дуже важливим є правильне розташування на верстатах апаратів керування, захисту і сигналізації. Основну увагу слід звертати на зручне розташування командних органів керування верстатом. Разом із стандартними і переносними кнопочними станціями широке розповсюдження отримали різні пульти керування, їх встановлюють безпосередньо на станині верстата або закріплюють на стояку верстата. Всі апарати, що входять в склад електрообладнання відповідного механізму розташовуються, як правило, поблизу цього механізму з розрахунком простого і зручного керування всіма апаратами цього механізму.
Якщо на верстаті встановлені електродвигуни тільки постійного струму, то для кіл керування верстатом доцільно використання постійного оперативного струму. Коли верстат або інший механізм має електродвигуни постійного і змінного струму, то для живлення схем керування, як правило, використовують змінний оперативний струм. Електричні апарати для керування механізмами розташовують в спеціальних нішах, що вмонтовані в станину верстата або іншу його частину. У разі неможливості встановлення апаратів керування безпосередньо на верстаті, її розташовують в шафах керування або розподільчих шафах, які розміщують поблизу верстатів. Розташувати шаф керування на великій віддалі від механізмів не доцільне, так як ускладнюється монтаж схем керування.
Для верстатів невеликої потужності з нескладним електрообладнанням апарати керування поставляються заводом- виготовлювачем вмонтованими в корпус верстата. Кожух з апаратами кріпиться до стінок верстата за допомогою прокладок товщиною 10-15 мм. Магнітні пускачі встановлюють поблизу електродвигуна на боковій або задній стінці верстата. Кнопочні станції розміщують на зручному для оператора місці на висоті 1-1,7м від підлоги.
При монтажі електрообладнання і схем керування верстатами широко використовують клемники. Апарати керування, що розташовуються в нішах верстата або в шафах керування, повинні бути надійно захищені від бризок оливи, охолоджуючої води, пилу і ін. Для цього двері шаф І ніш ущільнюють прокладками із м’якої гуми, а для безпеки — двері закривають на замок. Дуже часто застосовують механічне або електричне блокування дверей, яке не дозволяє відкрити двері шафи доки електрообладнання верстату буде знаходитись під напругою.
Для захисту обслуговуючого персоналу від дії електричного струму електрообладнання всіх механізмів, що застосовують в цехах ДОП, повинно бути надійно заземлене. З’єднання проводиться сталевою смужкою, кінець якої лудять і за допомогою гвинта кріплять до станини верстата. Електрообладнання, що встановлено на верстатах, обов’язково повинне мати надійне з’єднання з контуром заземлення підприємства. Надійно заземленими повинні бути також корпуси, муфти, каркаси, труби і інше електрообладнання, яке знаходиться на верстатах, або встановлено окремо.

Контрольні запитання

1. Поняття електрифікації машин і механізмів лісової і деревообробної промисловості. В чому полягає розвиток електрифікації в цих галузях?
2. Які основні виконавчі механізми встановлюють на верстатах підприємств ДОП?
3. Які електричні двигуни використовують для електроприводу машин і механізмів ДОП? В чому полягають їх особливості?
4. Назвіть найбільш поширені типи електродвигунів, що застосовують в ДОП, і поясніть їх літерні та цифрові позначення.
5. Чому для більшості механізмів лісової і деревообробної промисловості доцільне застосування високочастотних електродвигунів?
6. Які переторговані частоти використовують в ДОП? Поясніть принципи їх дії.
7. Назвіть основні апарати, що використовують для керування механізмами в лісовій і деревообробній промисловості.
8. Призначення рубильників і запобіжників. В чому полягає різниця між рубильником і перемикачем?
9. Призначення автоматичних вимикачів. На які типи їх поділяють? Які типи автоматичних вимикачів застосовують в колах з великими струмами?
10. Призначення пакетних вимикачів, перемикачів та силових ящиків. Особливості їх конструкції.
11. Призначення контакторів і магнітних пускачів. Чим відрізняються магнітні пускачі від контакторів? Що передбачено в них для захисту від перевантажень?
12. Яким чином здійснюється розташування апаратів керування, захисту, а також електрообладнання па верстатах ДОП? Основні вимоги для цього.