В настоящее время дистанционное управление развивается во всех сферах промышленности. В области электроэнергетики оно занимает не последнее место. Различные методы дистанционного управления широко применяются для осветительных установок, работы трансформаторных подстанций, различных компенсирующий устройств, электрических двигателей и так далее.
В данной статье рассматриваются устройства при помощи которых осуществляется дистанционное управление электрическими цепями при помощи коммутационных аппаратов. А также описывается методика выбора контакторов и магнитных пускателей.
Развитие современной техники невозможно без широкого использования электрических и электронных аппаратов.
Самое понятие электрический аппарат охватывает огромный спектр устройств.
Электрический аппарат — это устройство необходимое для осуществления операций запуска и отключения цепей электрического тока. Данное оборудование требуется для выполнения различных функций, таких как контроль, защита и управление различными установками, которые в свою очередь служащими для передачи электроэнергии, её преобразования и распределения.
По назначению электрические аппараты подразделяются на группы. Мы рассмотрим коммутационные устройства -рубильники, пакетные выключатели нагрузки, короткозамыкатели, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, автоматические выключатели, предохранители, которые служат для включения и отключения электрических цепей. [1]
Коммутационные аппараты можно разделить на:
‒ аппараты распределения (различные выключатели, переключатели, разъединители, короткозамыкатели, отделители и т. д.);
‒ аппараты управления (контакторы, пускатели, сильноточные реле).
Управление выключателями может осуществляться местно или дистанционно.
Местное — это управление выключателем при помощи аппаратов, которые расположены вблизи от него.
Под дистанционным понимают управление выключателями со щита управления, при подаче на схему управления определённых команд. Его особенностью является то, что управление выключателем может осуществляться на различном расстоянии от выключателя. Это достигается при помощи различных устройств релейной защиты и автоматики, которые связаны с цепями управления коммутационных аппаратов таких как контакторы, электромагнитные пускатели, высоковольтные выключатели. То есть устройства РЗА воздействуют на данные аппараты, включают их или отключают. За состоянием коммутационных аппаратов постоянно ведется контроль при помощи сигнальных приборов.
Самыми распространенными аппаратами, которые используются при дистанционном управлении являются контакторы и магнитные пускатели, опишем их основные принципы работы и строения, а также разберемся как выбрать контактор или магнитный пускателей для управления и защиты электрических двигателей.
Для начала определимся что же такое контактор?
Это электрический аппарат с дистанционным управлением, предназначенный для частых коммутаций силовых электрических цепей при нормальных токах нагрузки, также для редких отключений при токах перегрузки. [1]
Классификация контакторов разнообразна, но в основном все контакторы различаются:
‒ по роду тока коммутируемой цепи (контакторы постоянного и переменного тока)
‒ в зависимости от привода (электромагнитные и пневматические)
‒ по положению главных контактов (контакторы с нормально открытыми, закрытыми и смешанными контактами). [1]
Род коммутируемого тока определяет специфические конструктивные особенности контакторов. Поэтому контакторы переменного и постоянного тока обычно не взаимозаменяемы. Однако имеются и такие серии контакторов, которые могут коммутировать электрические цепи как постоянного, так и переменного тока. [1]
Контакторы постоянного тока изготавливают одно или двух с номинальными токами главных контактов от 4 до 2500 А. Основным данные контакторы применяют для управления двигателями постоянного тока. Особенностью работы контакторов переменного тока является питание катушки переменным током, что повышает ток срабатывании в несколько раз.
Более совершенными устройствами управления являются магнитные пускатели. Магнитный пускатель — электрический аппарат, предназначенный для пуска, реверса и отключения электродвигателей. Магнитный пускатель, — по существу, контактор переменного или постоянного тока для коммутации цепей двигателей (при переменном токе — асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором). [1]
Пускатели классифицируются: по роду тока главных контактов; виду схемы включения электродвигателя (нереверсивный или реверсивный); номинальному напряжению главной цепи; степени защиты; наличию кнопочного поста на корпусе; наличию дополнительных (сигнальных, блокировочных) контактов, роду тока и по напряжению втягивающей катушки. [1]
Так в соответствии с функциями пускателя в его состав может входить контактор, кнопки управления, тепловые реле защиты, сигнальные лампы. И все эти элементы размещаются в одном корпусе. В основном пускатели различают по рабочему напряжению, степени защиты, уровням коммутируемых токов. Существуют пускатели нереверсивные и реверсивные, со встроенными тепловыми реле и кнопками управления.
Достаточно часто в состав пускателя входит тепловое реле, которое защищает его от токовых перегрузок.
Принцип работы теплового реле заключается в подборе под определенный рабочий ток при превышении предела которого происходит нагрев и разрыв контактов, которые размыкают цепь и отключают пускатель. Но важно учитывать, что тепловое реле не защищает от короткого замыкания, а обеспечивает отключение электрического двигателя.
Также важно отметить, что магнитный пускатель используется в установках мощностью до 65 Вт, при большей мощности используют контакторы
Ранее мы описали разновидности коммутационных устройств, используемых для управления. Но правильный выбор этих устройств является важным этапом работы.
Опишем методику рационального выбора пускозащитных аппаратов для цепей управления приемников электрической энергии (таких как электрических печей, электромагнитных приводов, высоковольтных выключателей, электроосветительной аппаратуры, а также электродвигателей).
Так как существует огромное количество разнообразных схем управления, то исполнительные элементы так же достаточно разнообразны.
Одними из основных показателей, которые характеризуют качество исполнительных элементов являются надёжность, экономичность, длительный срок службы, малая масса и габаритные размеры, низкие эксплуатационные затраты, маленькая стоимость и высокая технологичность.
Мы рассмотрим контактные исполнительные элементы управления — это контакторы и магнитные пускатели. Которые выбираются по таким основным техническим параметрам, как:
- Назначение и область применения.
- Роду тока, количеству и исполнению главных и вспомогательных контактов.
- Номинальному напряжению и току главной цепи
- Категории применения (обусловлены различными режимами отключения электрических цепей контакторами).
- Режиму работы
- Климатическому исполнению и категории размещения
- Механической и коммутационной износостойкости
- Номинальному напряжению и потребляемой мощности включающих катушек.
Для аппаратов управления (контакторов и пускателей) важным параметром является категория применения аппарата. Категория применения определяет область применения электрического аппарата в зависимости от характера нагрузки и условий эксплуатации. В данных категориях указывают режим работы, то есть частоту коммутаций. [2]
Для каждой категории выделяют четыре показателя.
‒ Область применения аппарата (тип коммутируемой нагрузки). То есть аппарат в каждой категории работает с определенным типом нагрузки. Например, в категории АС-1 нагрузка является активной или слабо индуктивной. А работая в категории АС-4 аппарат включает пусковые токи асинхронного двигателя и отключает статорную обмотку медленно вращающегося или неподвижного двигателя. И так далее.
‒ Коммутируемый ток Io — коммутационная способность аппарата контактно дугогасительной системы.
‒ Напряжение U, определяемое в соотношении с номинальным рабочим напряжением.
‒ Характер коммутируемой нагрузки, определяемый коэффициентом мощности (для цепей переменного тока) и тау для цепей постоянного тока. [2]
Контакторы и пускатели часто разрабатывают для определенного типа объекта управления.
Последовательность выбора аппаратов:
-
Изначально выбирается двигатель, для которого будет производится выбор аппаратов. Необходимо узнать его основные технические параметры (Рном номинальная мощность,
коэффициент полезного действия, коэффициент мощности 
, Uн.лин, время пуска двигателя и так далее в зависимости от типа двигателя).
- Далее необходимо определитель номинальные параметры двигателя такие как:
Номинальный ток двигателя
Пусковой ток двигателя (его действующее значение):
Ударный пусковой ток (амплитудное значение)
- Выбор аппаратов по основным техническим параметрам.
То есть на данном этапе происходит выбор уже конкретного пускателя или контактора. И на основании его технических параметров (номинального тока, категории применения, степени защиты, числу вспомогательных контактов, климатическому исполнению) производится проверка его работоспособности в данных конкретных условиях с данным электродвигателей.
- Выбор аппаратов по технико-экономическим критериям. [2]
На данном этапе учитываются износостойкость выбранных аппаратов и другие экономические параметры.
Таким образом в данной работе дано определение электрическим аппаратам, приведена их классификация. Более подробно рассмотрены коммутационные аппараты. Даны определения понятиям местного и дистанционного управления, а также приведена методика выбора контакторов и магнитных пускателей.
Литература:
- Сипайлова Н. Ю. Электрические и электронные аппараты: учебное пособие, Томский политехнический университет. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. -235с.
- Розанов Ю. К. Электрические и электронные аппараты. 2-еизд., испр, и доп. — М.: Информэлектро, 2001. — 420 с.
