Содержание материала

Часть вторая.
АППАРАТЫ УПРАВЛЕНИЯ
Глава седьмая
контроллеры, командоаппараты и реостаты

7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Контроллером называется электрический аппарат с ручным управлением, предназначенный для изменения схемы подключения электродвигателя к электропитанию. По конструктивному исполнению контроллеры делятся на барабанные, кулачковые и плоские.
Командоаппаратом называется устройство, предназначенное для переключений в цепях управления силовых электрических аппаратов (контакторов). Иногда они применяются для непосредственного пуска электродвигателей малой мощности, включения электромагнитов и другого электрооборудования. Командоаппараты могут иметь ручной привод (кнопки, ключи управления, командоконтроллеры) или приводиться в действие контролируемым механизмом (путевые выключатели).
Реостат является совокупностью резисторов и контроллера, позволяющей изменять вводимое в цепь сопротивление.

7.2. КОНТРОЛЛЕРЫ

а) Барабанные контроллеры. На рис. 7.1 показан контактный элемент барабанного контроллера. На валу 1 укреплен сегментодержатель 2 с подвижным контактом в виде сегмента 3 Сегментодержатель изолирован от вала изоляцией 4 Неподвижный контакт 5 расположен на изолированной рейке 6. При вращении / сегмент 3 набегает на неподвижный контакт 5, чем осуществляется замыкание цепи. Необходимое контактное нажатие обеспечивается пружиной 7. На одном валу устанавливается ряд таких контактных элементов. Сегментодержатели соседних контактных элементов можно соединять между собой в различных необходимых комбинациях. Определенная последовательности замыкания различных контактных элементов обеспечивается различной длиной их сегментов. Схема соединений сегментодержателей для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рис. 7.1, б. Неподвижные контакты контроллера обозначены с1, л1, сз, лз, жирными горизонтальными линиями обозначены подвижные контакты-сегменты, косыми линиями — перемычки между сегментами. В положении «Вперед» обмотка статора подключается к напряжению сети, а резисторы в цепях обмотки ротора включены полностью. По мере вращения барабана эти резисторы выводятся из цепи обмотки ротора.

Контактный элемент барабанного контроллера
Рис. 7.1. Контактный элемент барабанного контроллера (а): схема соединения для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором (б)
схема соединения для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором
Вследствие малой износостойкости контактов допустимое число включений контроллера в час не превышает 240. При этом мощность запускаемого двигателя приходится снижать до 60 % номинальной, из-за чего такие контроллеры применяются при редких включениях.
б) Кулачковые контроллеры. В кулачковом контроллере переменного тока (рис. 7 2) перекатывающийся подвижный контакт 1 имеет возможность вращаться относительно центра   расположенного на контактном рычаге 2. Контактный рычаг 2 поворачивается относительно центра Oi. Контакт / замыкается с неподвижным контактом 3 и соединяется с выходным контактом с помощью гибкой связи 4. Замыкание контактов 1, 3 и необходимое контактное нажатие создаются пружиной 5, воздействующей на контактный рычаг через шток 6. При размыкании контактов кулачок 7 действует через ролик 8 на контактный рычаг. При этом сжимается пружина 5 и контакты. /, 3 размыкаются. Момент включения и отключения контактов зависит от профиля кулачковой шайбы 9, приводящей в действие контактные элементы. Малый износ контактов позволяет увеличить число включений в час до 600 при ПВ-60 %. В контроллер входят два комплекта контактных элементов / и 11, расположенных по обе стороны кулачковой шайбы 9, что позволяет резко сократить осевую длину устройства. Как в барабанном, так и в кулачковом контроллере имеется механизм для фиксации положения вала. Контроллеры переменного тока в виду облегченного гашения дуги могут не иметь дугогасительных устройств. В них устанавливаются только дугостойкие асбестоцементные перегородки 10. Контроллеры постоянного тока имеют дугогасительное устройство, аналогичное применяемому в контакторах.
Выключение рассмотренного контроллера происходит при воздействии на рукоятку и передаче этого воздействия через кулачковую шайбу, включение происходит с помощью силы пружины 5 при соответствующем положении рукоятки. Поэтому контакты удается развести даже в случае их сваривания. Недостаток конструкции заключается в большом моменте на валу за счет включающих пружин при значительном числе контактных элементов. Надо отметить, что возможны и другие конструктивные решения привода контактов контроллера.

Кулачковый контроллер
Рис. 7.2. Кулачковый контроллер
Схема соединений кулачкового контроллера
Рис. 7.3. Схема соединений кулачкового контроллера для пуска асинхронного двигателя  с фазным ротором

На рис. 7.3 показана схема для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью кулачкового контроллера. Контакты обозначены римскими цифрами, позиции вала аппарата — арабскими. При пуске «Вперед» работают контактные элементы, расположенные справа. Например, в третьей позиции замкнуты контакты /—IV. При этом статор подключен к сети, а в цепи ротора выведены первые ступени пусковых резисторов в двух фазах. В положении 5 все контакты замкнуты и ротор двигателя закорочен.
в) Плоские контроллеры. При большом числе контактов габариты и масса кулачковых и барабанных контроллеров резко возрастают. В этом случае, если число операций в час при регулировании и пуске невелико (10—12), применяются плоские контроллеры. В плоском контроллере на плите из изоляционного материала располагаются неподвижные контакты, по которым скользит подвижный контакт мостикового типа, одновременно соприкасающийся с токосъемной шиной. Такой контроллер показан на рис. 7.19, где по неподвижным цилиндрическим контактам 0 — 13 и шинам 14, 15 скользит подвижный контакт 16 мостикового типа.