Магнитный пускатель с дистанционным управлением

Устройство для дистанционного управления магнитным пускателем

К.пасс 21 с, 58. X 58418

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при СНК CCC P

Устройство для дистанционного управления магнитным пускателем.

jл лпн °, Заявлено 22 сентября 1938 года в НКЭП за № 19004.;- W 1„,Т-«,,),, Опубликовано 30 ноября 1940 года.

> 6N » «-Предмет предлагаемого изобретечия составляет особая форма выполнения уже известного устройства для дистанционного управления магнитным пускателем из двух пунктов по двухпроводной оперативной цепи и ри помощи кнопок „пуск» и „стоп».

Согласно изобретени1о, в оперативную цепь параллельно с кнопками ,пуск» и последовательно с кнопками .,стоп» включены электрические лампы накаливания с той целью, чтобы катушка магнитного пускателя находилась под током и имела постоянное превышение температуры над температурой окружающей среды как при замкнутом, так и разомкнутом положении пускателя, а сами лампы по степени накала могли сигнализировать о положении главных контактов пускателя и о состоянии изоляции катушки последего.

Изобретение поясняется схемой уст ° ройства, изображенной на прилагаемом чертеже и содержащей следующие обозначения: МП вЂ” магнитный пускатель, КТ вЂ” контакт термического реле, П вЂ” кнопки „пуск», С— кнопки „стоп» и СЛ вЂ” сигнально-оперативные лампы, назначение которых уже указано выше.

То обстоятельство, что катушка пускателя все время находится под током одной и той же величины, устраняет возможность пробоя, а также повышает надежность работы устройства особенно при установке пускателя в сырых или неотапливаемых помещениях.

Вследствие значительного изменения индуктивного сопротивления катушки пускателя (в включенном и выключенном положениях) накал ламп изменяется следующим образом:

a) при выключенном пускателе и исправной катушке — 40 — 50 от нормального накала; б) при включенном пускателе и исправной катушке — 10 — 20N от нормального накала; в) при неисправной катушке (замкнутой накоротко или пробитой) — 70—

80у, от нормального накала.

При обрыве в цепи управления лампы гаснут, при обрыве же нити в самих лампах (или сгорании нити) магнитный пускатель выклточается.

Таким образом, по степени накала ламп или вообще по их состоянию можно судить о наличии неисправностей в устройстве.

Устройство для дистанционного управления магнитным пускателем из двух пунктов при помощи кнопок

„пуск» и „стоп» по двухпроводной оперативной цепи, отличающееся тем, что в оперативную цепь параллельно с кнопками „пуск» и последовательно с кнопками „стоп» включены электрические лампы накаливания с той целью, чтобы катушка магнитного пускателя находилась под током и имела постоянное превышение температуры над температурой окружающей среды как при замкнутом, так и при разомкнутом положении пускателя, а сами лампы по степени накала могли бы сигнализировать о положении главных контактов пускателя и о состоянии изоляции катушки последнего.

Отв. редактор П. В. Никитин

Тип.,Сов. печ.», М 1486. Зак. Ю 9208 — 575

Дистанционное управление электроприводами — Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов

Дистанционное управление электроприводами применяется в первую очередь там, где нужно объединить территориально разобщенные объекты в единый производственный комплекс с централизованным управлением. Это обычно связывают с особенностями современных сельскохозяйственных предприятий:
строгая регламентация режимов отдельных технологических процессов по параметрам режима и времени исполнения;
большая рассредоточенность средств механизации и оборудования на территории и в помещениях комплексов;
недопустимость длительного простоя технических средств жизнеобеспечения из-за неисправности;
строгие зооветеринарные ограничения на перемещение обслуживающего персонала.
В сложных системах централизованного управления применяются различные устройства, приборы и аппараты, в том числе и электронно-вычислительные машины, при помощи которых автоматически избираются оптимальные режимы производственных механизмов. Такие системы получили название автоматизированных систем управления технологическими процессами, или сокращенно АСУТП.
В устройствах с местным управлением (рис. 13.14,а) органы управления и объекты управления соединяются проводниками, по которым протекает ток, необходимый для работы электродвигателя. При этом требуется прокладка силовой линии между органом управления (выключатель) и объектом управления, что целесообразно для сравнительно небольших расстояний.
Для устройств с дистанционным управлением характерно наличие отдельной линии связи между каждым органом управления и каждым объектом управления взамен силовой линии при местном управлении. С этой целью, например, для включения и отключения электродвигателя на объекте при дистанционном управлении вблизи объекта Об (рис. 13.14,6) устанавливается магнитный пускатель К, силовые контакты которого замыкают цепь объекта, а цепь управления катушкой магнитного пускателя соединяется с органом управления отдельной линией связи. Сигналы от объектов управления подводятся к пункту управления также отдельными проводными линиями.

Рис. 13.14. Местное и дистанционное управление электроприводами:
а — местное управление; б — дистанционное управление магнитным пускателем.
Рис. 13.15. Дистанционное управление с механической фиксацией.

Недостатком схемы (рис. 13.14,6) является, во-первых, ограниченная дальность действия, так как обмотка магнитного пускателя включена непосредственно в линию связи; во-вторых, высокое напряжение линии связи, что обусловливает использование более дорогих марок кабеля; в-третьих, даже при кратковременном исчезновении напряжения на пункте управления (ПУ) происходит отключение всех управляемых объектов.
Этот недостаток устранен в схеме дистанционного управления магнитным пускателем, изображенной на рисунке 13.15.
В линию связи между ДП и контролируемым пунктом (КП) включаются катушки электромагнитного реле с механической блокировкой. При замыкании кнопки S1 получает питание включающая катушка реле К1. При отпускании кнопки S1 пускатель К2 остается во включенном положении благодаря защелке реле. Для отключения пускателя служит кнопка S2.


Рис. 13.16. Групповой выбор при дистанционном управлении.
Рис. 13.17. Схема дистанционного управления магнитным пускателем с использованием качественных признаков тока.

В этом случае каждая посылка приказа управления или передача извещения о состоянии управляемого объекта осуществляется по самостоятельному проводу. Общее число проводов, необходимое для передачи всего объема информации п=т+т’, где т — общее число команд и извещений; т’ — число обратных проводов. Довольно часто все обратные провода соединяют в один, то есть принимают т ‘= 1 или используют для этой цели нулевой провод силовой сети.
Групповой метод. Непосредственные способы выбора объектов управления характерны тем, что для каждого передаваемого сигнала или объекта управления на ДП устанавливают командные аппараты (кнопки, выключатели, клавиши и т. д.). Отличительной особенностью группового метода является то, что исполнительная цепь данного объекта выбирается в несколько приемов.
Например, первой командой выбирается группа объектов, второй — сам объект. Число ступеней выбора может быть различным.
На рисунке 13.16 показан двухступенчатый выбор одного из четырех объектов, размещенных в двух аналогичных помещениях.
Для этой цели на ДП устанавливают два ключа S1 и 2 для выбора помещения и четыре кнопочных выключателя S3. S6 для проведения операций «включить» и «отключить» по каждому из двух объектов независимо.
Например, для включения объекта 1, размещенного на КП1, выбирают одну из групп (первую), в каждом из которых два объекта. Для этого замыкают ключ SB2, а затем кнопку SB3, что обеспечит выбор объекта и исполнения операции (включить). Для выполнения операции «отключить» необходимо нажать кнопку SB4. Проведение операций сопровождается световой сигнализацией посредством ламп HL1 и HL2, которые также являются групповыми.
Число проводов линии связи между КП (помещениями), если она имеет цепочную структуру, определяется из следующего выражения:
m = n + q,
где q — число передаваемых сигналов; п — количество КП.
Качественный метод может быть использован для избирания объектов управления с целью сокращения проводов линии связи. Данный метод характеризуется передачей по одному и тому же проводу сигналов (импульсов тока), различающихся качественными признаками.
Рассмотрим схему управления и сигнализации для одного объекта, например магнитного пускателя (рис. 13.17). В этой схеме использованы два качественных признака — амплитудный и полярный. При включенном магнитном пускателе благодаря полярному признаку избирания образуется цепь: заземленный полюс источника питания, блок-контакт магнитного пускателя К2, отключающаяся обмотка реле К.1, диод V3, линия связи, сигнальная лампа Н, диод V2, другой полюс источника питания. Сила тока, проходящего через эту цепь, благодаря амплитудному признаку достаточна для зажигания лампы, но недостаточна для срабатывания отключающей катушки реле К1.
При нажатии кнопки S2 «откл.» лампа шунтируется, цепь замыкается только через отключающую обмотку KC-II, в которой ток возрастает и реле отключает магнитный пускатель К2.
Так как в данной схеме происходит однополупериодное выпрямление тока, то диоды V3 и V4, кроме того, устраняют вибрацию реле.
Таким образом, управление и сигнализация для одного объекта выполняются по одному прямому проводу. В схеме же рисунка 13.15 для осуществления тех же функций три прямых провода.
Применение качественного метода при групповом способе избирания также значительно сокращает количество проводов в линии связи, однако сопряжено с усложнением аппаратуры как на ДП, так и на КП.
Системы телемеханики отличаются от вышеприведенных устройств дистанционного управления тем, что все сигналы управления, сигнализации, а во многих случаях и сигналы телеизмерения передаются чаще всего по одной паре проводов линии связи благодаря распределительному принципу избирания. У них сложная структура, они дорого стоят, требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала, и их применение оправдывается в том случае, когда расстояние между ДП и КП превышает несколько километров.

Программное управление.

Системы централизованного программного управления приводами без вмешательства диспетчера выполняют операции по заранее заданным условиям.
Примерами установок, работающих по сигналам программных устройств, размещаемых на ДП, могут служить, например, кормораздатчики и транспортеры для уборки помещений.
На рисунке 13.18 показана принципиальная схема системы централизованного программного управления транспортными механизмами для нескольких помещений. Она включает в себя программное устройство (контакты Q1. Q4), переключатели программы Sl. Sn (по числу помещений п), распределитель (контакты Е1. Еп) и исполнительные устройства (К1 . Кп), установленные около транспортеров.
В качестве программного устройства используются реле времени типа 2РВМ с суточным циклом. Для четырех программ таким образом на ДП требуются два реле времени.
Предположим, что переключатель S1 установлен в положение «1». Тогда при замкнутом контакте Q1 в момент подачи распределителем напряжения на шинку 1 замкнется цепь: «плюс» источника питания, контакт Е1 распределителя, диод VI, переключатель S1, контакт Q1, резистор R1, управляющий электрод, катод тиристора VT1, «минус» источника питания. Тиристор VT1 открывается, благодаря чему замкнется цепь включающей катушки К1 — I, управляющей электромагнитным пускателем транспортера (на схеме не показано).

Рис. 13.18. Принципиальная электрическая схема программного дистанционного управления электроприводами.

После размыкания контакта Q1 в момент поступления положительного сигнала на шинку 1 включается тиристор VT2, так как с его цепи возбуждения снимается шунт — диод V(2п+1), анод — катод тиристора VT1, благодаря чему получит питание отключающая катушка реле К1-2.
При переводе переключателя в положение «2» число включений транспортера в сутки будет определяться уже числом срабатываний контакта Q2.
Централизованное программное управление технологическими процессами в некоторых случаях позволяет уменьшить капитальные вложения на устройства местной автоматики и улучшить надежность всей системы в целом за счет многократного использования аппаратуры ДП.
Для организации рабочего места диспетчера и размещения аппаратуры управления и контроля, а также для хранения рабочей документации промышленность изготовляет диспетчерские столы типа КЗСП.
Столы образуются из тумб и столешниц с горизонтальной поверхностью. Конструкция столов предусматривает установку над столешницей одного или двух корпусов для размещения приборов контроля и других устройств.
Тумбы предназначены для размещения в них выводных устройств, клеммников и слаботочной аппаратуры.
Верхняя панель тумбы предназначена для размещения командной аппаратуры и приборов связи. На панели приборного корпуса размещают обобщенную мнемоническую схему КП и лампы-клавиши групповой сигнализации, размещение которых приближают к топографическому расположению КП.

Смотрите так же:  Установка розеток на дин-рейку

Схема управления магнитным пускателем с двух и трех мест

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

После публикации статьи про схему подключения магнитного пускателя мне очень часто стали приходить вопросы о том, как осуществить управление двигателем с двух или трех мест.

И не удивительно, ведь такая необходимость может возникнуть довольно часто, например, при управлении двигателем из двух разных помещений или в одном большом помещении, но с противоположных сторон или на разных уровнях высот, и т.п.

Вот я и решил написать об этом отдельную статью, чтобы вновь обратившимся с подобным вопросом каждый раз не объяснять, что и куда необходимо подключить, а просто давать ссылочку на эту статью, где все подробно разъяснено.

Итак, у нас имеется трехфазный электродвигатель, управляемый через контактор с помощью одного кнопочного поста. Как собрать подобную схему я очень подробно и досконально объяснял в статье про схему подключения магнитного пускателя — переходите по ссылочке и знакомьтесь.

Вот схема подключения магнитного пускателя через один кнопочный пост для приведенного выше примера:

Вот монтажный вариант этой схемы.

Будьте внимательны! Если у Вас линейное (межфазное) напряжение трехфазной цепи составляет не 220 (В), как в моем примере, а 380 (В), то схема будет выглядеть аналогично, только катушка пускателя должна быть на 380 (В), иначе она сгорит.

Также цепи управления можно подключить не с двух фаз, а с одной, т.е. использовать какую-нибудь одну фазу и ноль. В таком случае катушка контактора должна иметь номинал 220 (В).

Схема управления двигателем с двух мест

Я немного изменил предыдущую схему, установив для силовых цепей и цепей управления отдельные автоматические выключатели.

Для моего примера с маломощным двигателем это не было критической ошибкой, но если у Вас двигатель гораздо бОльшей мощности, то такой вариант будет не рациональным и в некоторых случаях даже не осуществимым, т.к. сечение проводов для цепей управления в таком случае должно быть равно сечению проводов силовых цепей.

Предположим, что силовые цепи и цепи управления подключены к одному автомату с номинальным током 32 (А). В таком случае они должны быть одного сечения, т.е. не менее 6 кв.мм по меди. А какой смысл для цепей управления использовать такое сечение?! Токи потребления там совсем мизерные (катушка, сигнальные лампы и т.п.).

А если двигатель будет защищен автоматом с номинальным током 100 (А)? Представьте тогда, какие сечения проводов необходимо будет применить для цепей управления. Да они просто напросто не влезут под клеммы катушек, кнопок, ламп и прочих устройств низковольтной автоматики.

Поэтому, гораздо правильнее будет — это установить отдельный автомат для цепей управления, например, 10 (А) и применить для монтажа цепей управления провода сечением не менее 1,5 кв.мм.

Теперь нам нужно в эту схему добавить еще один кнопочный пост управления. Возьму для примера пост ПКЕ 212-2У3 с двумя кнопками.

Как видите, в этом посту все кнопки имеют черный цвет. Я все же рекомендую для управления применять кнопочные посты, в которых одна из кнопок выделена красным цветом. Ей и присваивать обозначение «Стоп». Вот пример такого же поста ПКЕ 212-2У3, только с красной и черной кнопками. Согласитесь, что выглядит гораздо нагляднее.

Вся суть изменения схемы сводится к тому, что кнопки «Стоп» обоих кнопочных постов нам необходимо подключить последовательно, а кнопки «Пуск» («Вперед») параллельно.

Назовем кнопки у поста №1 «Пуск-1» и «Стоп-1», а у поста №2 — «Пуск-2» и «Стоп-2».

Теперь с клеммы (3) нормально-закрытого контакта кнопки «Стоп-1» (пост №1) делаем перемычку на клемму (4) нормально-закрытого контакта кнопки «Стоп-2» (пост №2).

Затем с клеммы (3) нормально-закрытого контакта кнопки «Стоп-2» (пост №2) делаем две перемычки. Одну перемычку на клемму (2) нормально-открытого контакта кнопки «Пуск-1» (пост №1).

А вторую перемычку на клемму (2) нормально-открытого контакта кнопки «Пуск-2» (пост №2).

И теперь осталось сделать еще одну перемычку с клеммы (1) нормально-открытого контакта кнопки «Пуск-2» (пост №2) на клемму (1) нормально-открытого контакта кнопки «Пуск-1» (пост №1). Таким образом мы подключили кнопки «Пуск-1» и «Пуск-2» параллельно друг другу.

Вот собранная схема и ее монтажный вариант.

Теперь управлять катушкой контактора, а также самим двигателем можно с любого ближайшего для Вас поста. Например, включить двигатель можно с поста №1, а отключить с поста №2, и наоборот.

О том, как собрать схему управления двигателем с двух мест и принцип ее работы предлагаю посмотреть в моем видеоролике:

Ошибки, которые могут возникнуть при подключении

Если перепутать, и подключить кнопки «Стоп» не последовательно друг с другом, а параллельно, то запустить двигатель можно будет с любого поста, а вот остановить его уже на вряд ли, т.к. в этом случае необходимо будет нажимать сразу обе кнопки «Стоп».

И наоборот, если кнопки «Стоп» собрать правильно (последовательно), а кнопки «Пуск» последовательно, то двигатель запустить не получится, т.к. в этом случае для запуска нужно будет нажимать одновременно две кнопки «Пуск».

Схема управления двигателем с трех мест

Если же Вам необходимо управлять двигателем с трех мест, то в схему добавится еще один кнопочный пост. А далее все аналогично: все три кнопки «Стоп» необходимо подключить последовательно, а все три кнопки «Пуск» параллельно друг другу.

Монтажный вариант схемы.

Если же Вам необходимо осуществлять реверсивный пуск асинхронного двигателя с нескольких мест, то смысл остается прежним, только в схему добавится, помимо кнопок «Стоп» и «Пуск» («Вперед»), еще одна кнопка «Назад», которую необходимо будет подключить параллельно кнопке «Назад» другого поста управления.

Рекомендую: на постах управления, помимо кнопок, выполнять световую индикацию наличия напряжения цепей управления («Сеть») и состояние двигателя («Движение вперед» и «Движение назад»), например, с помощью тех же светодиодных ламп СКЛ, про преимущества и недостатки которых я не так давно Вам подробно рассказывал. Примерно вот так это будет выглядеть. Согласитесь, что смотрится наглядно и интуитивно понятно, особенно когда двигатель и контактор находятся далеко от постов управления.

Как Вы уже догадались, количество кнопочных постов не ограничивается двумя или тремя, и управление двигателем можно осуществлять и с бОльшего числа мест — это все зависит от конкретных требований и условий рабочего места.

Кстати, вместо двигателя можно подключить любую нагрузку, например, освещение, но об этом я расскажу Вам в следующих своих статьях.

Взрывобезопасный магнитный пускатель

Владельцы патента RU 2436219:

Изобретение относится к средствам безопасного применения электроэнергии в угольных шахтах, а также во взрывоопасных помещениях, атмосфера которых может содержать горючие газы и пары, обладающие в смеси с воздухом взрывчатыми свойствами, например, взрывобезопасный магнитный пускатель, содержащий корпус, в котором размещены разъединитель, датчик тока, чувствительный элемент контроля утечки, катушка управления контактором, блок питания, блок индикации, устройство сопряжения с внешними системами контроля, блок дистанционного управления, содержащий усилитель, к выходу которого подключена катушка управления контактором, а вход — к выходу контроля асимметрии, подключенного к линии дистанционного управления, в конце которой подключен пульт управления. Технический результат — упрощение, увеличение надежности и безопасности эксплуатации, расширение функциональных возможностей, достигается тем, что пускатель дополнительно снабжен центральным блоком управления на базе микроконтроллера, к которому подключены датчики и блоки, а блок дистанционного управления дополнительно содержит устройство контроля фазы, выход которого соединен с центральным блоком управления. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам безопасного применения электроэнергии в угольных шахтах, а также во взрывоопасных помещениях, атмосфера которых может содержать горючие газы и пары, обладающие в смеси с воздухом взрывчатыми свойствами.

Устройство предназначено для дистанционного управления машинами и механизмами, для предотвращения включения при нарушениях в цепи дистанционного управления, при недопустимом снижении величины сопротивления изоляции в цепи нагрузки, для отключения нагрузки при длительной перегрузке, при коротком замыкании, или при потери фазы в силовой цепи, при выходе из строя любой комбинации элементов блоков, участвующих в системе дистанционного управления пускателем, с системой диагностики, позволяющей выдавать информацию о величине контролируемых параметров в дежурном режиме, при нормальной работе, о предаварийном состоянии, об аварийном отключении, с фиксацией причины несанкционированного отключения.

Известен взрывобезопасный магнитный пускатель, содержащий корпус, в отделении разъединителя которого размещены разъединитель и чувствительные элементы для токового контроля, а в отделении аппаратуры размещены чувствительный элемент контроля утечки, катушка управления контактором, блок дистанционного управления, блок питания, управляющий узел, с подключенным к нему блоком индикации (см. Авторское свидетельство СССР №1470978, кл. E21F 9/00, 07.04.89. Бюл. №13).

Однако, это техническое решение не нашло широкого применения потому, что в нем предполагалось использовать существующие блоки БДУ, ПМЗ, ТЗП, БКИ со всеми их недостатками (самовключение и (или) невозможность отключения в и т.д.) при значительном усложнении традиционной схемы управления за счет введения дополнительной (частотной) системы трансляции информации о состоянии выходов блоков контроля и управления (вместо контактных выходов).

Известны взрывобезопасные магнитные пускатели, содержащие блок дистанционного управления БДУ, подключенные к датчикам тока блок максимальной токовой защиты ПМЗ и блок токовой защиты от перегрузки ТЗП (в некоторых типах пускателей ПМЗ и ТЗП выполнены в одном корпусе и названы БТЗ), блок защиты от утечек БКИ (см. авторское свидетельство СССР №1174566, кл. Е21F 9/00, 1985 г.) Все указанные блоки разработаны и начали использоваться еще в середине 80-х годов и по настоящее время ими комплектуются подавляющее большинство шахтных взрывобезопасных магнитных пускателей. Например, ОАО «Кузбассэлектромотор» до последнего времени выпускал пускатели ПВИ-250БТ, ПВР-250, ПВР-125 и др., Торезский электромеханический завод (Украина) — пускатели ПВИ-М (см. инструкция по эксплуатации ПИФА.645513.004ИЭ).

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и достигаемому результату является взрывобезопасный магнитный пускатель, содержащий корпус, в котором размещены разъединитель, датчики тока, чувствительный элемент контроля утечки, катушка управления контактором, блок питания, блок индикации, устройство сопряжения с внешними системами контроля, блок дистанционного управления, содержащий усилитель, к выходу которого подключена катушка управления контактором, а вход — к выходу устройства контроля асимметрии, которое подключено к искробезопасному источнику переменного напряжения и к линии дистанционного управления, в конце которой подключен пульт управления (см. «Пускатель электромагнитный взрывобезопасный ПЭВ-1», руководство по эксплуатации ТЛСК.645317.002РЭ, ДКПП 31.20.31 Макеевского завода шахтной автоматики).

Недостатками указанного технического решения являются:

— выход из строя даже одного элемента в блоке дистанционного управления БДУ (а, тем более, комбинации из двух и более элементов), или замыкание цепи выходного контакта БДУ, может привести к самовключению и (или) к невозможности отключения нагрузки с пульта дистанционного управления;

— отсутствует информация о состоянии контролируемых параметров как в дежурном режиме, так и в рабочем состоянии (состояние линии дистанционного управления, сопротивление утечки в нагрузке, уставка тока, фактическая пофазная величина тока нагрузки и др.);

— не предусмотрен пофазный контроль напряжений в трехфазной сети пускателя, что затрудняет определение места потери фазы.

Смотрите так же:  Косвенное измерения сопротивления

Известен датчик напряжений в трехфазной сети, содержащий микроконтроллер, источник питания, выход и три входа, подключенные к аналоговым входам микроконтроллера с помощью резисторных делителей (см. Н.И.Заец, Радиолюбительские конструкции на PIC микроконтроллерах, книга 2, издат. «СОЛОН-Пресс», Москва, 2005, Стр.96, рис.30.

Однако применение указанного датчика во взрывобезопасном магнитном пускателе сопряжено с большими проблемами из-за ограниченного объема взрывобезопасного корпуса и относительно больших расстояний от места расположения аппаратной части до зоны предполагаемого контроля.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, — упрощение, увеличение надежности и безопасности эксплуатации, расширение функциональных возможностей.

Для решения поставленной задачи в известном взрывобезопасном пускателе, содержащем корпус, в котором размещены разъединитель, датчики тока, чувствительный элемент контроля утечки, катушка управления контактором, блок питания, блок индикации, устройство сопряжения с внешними системами контроля, блок дистанционного управления, содержащий усилитель, к выходу которого подключена катушка управления контактором, а вход — к выходу устройства контроля асимметрии, которое подключено к искробезопасному источнику переменного напряжения и к линии дистанционного управления, в конце которой подключен пульт управления, дополнительно предусмотрен центральный блок управления на базе микроконтроллера, к которому подключены датчики тока, чувствительный элемент контроля утечки, блок индикации, устройство сопряжения с внешними системами контроля, блок дистанционного управления, который дополнительно содержит устройство контроля фазы, выход которого соединен с центральным блоком управления, к которому подключены также второй выход усилителя, второй вход и второй выход устройства контроля асимметрии, что обеспечивает блоку дистанционного управления свойства защитного отказа.

Вблизи разъединителя дополнительно установлен датчик напряжений трехфазной сети, содержащий стабилизированный источник питания, другой микроконтроллер, три резисторных делителя напряжения, первую группу входов, к которым подключены первые выводы резисторных делителей, а вторые выводы этих делителей соединены вместе и подключены к минусу стабилизированного источника питания, и вторую группу входов, к которым подключены первые выводы других резисторных делителей напряжения, вторые выводы которых также соединены вместе и подключены к минусу стабилизированного источника питания, причем каждые два резистора всех резисторных делителей напряжения соединены непосредственно между собой; а их общие точки подключены к аналоговым входам другого микроконтроллера, каждый вход первой группы соединен с помощью других резисторов с отдельным цифровым входом другого микроконтроллера, выход которого с помощью блока гальванической развязки и линии связи соединен с центральным блоком управления, причем первая группа входов датчика подключена к сети до разъединителя, а вторая группа входов подключена после разъединителя, стабилизированный источник питания соединен с выходом трехфазного диодного моста, подключенного к первой группе входов через ограничительные элементы.

Датчики тока могут быть подключены ко второй группе входов датчика напряжений трехфазной сети, а первая группа входов этого датчика подключена после разъединителя.

Вблизи силовых цепей контактора может быть установлен другой датчик напряжений трехфазной сети, аналогичный описанному ранее, выход которого также соединен с центральным блоком управления с помощью аналогичной линии связи, первая группа входов датчика подключена к сети перед контактором, а вторая группа входов — после контактора.

К центральному блоку управления (микроконтроллеру) могут быть дополнительно подключены датчик температуры, блок коммутационных элементов (кнопки или переключатели, или кнопки и переключатели), а устройство сопряжения с внешними системами контроля представляет из себя группу элементов, в том числе и гальванических развязок, для связи с системой диспетчеризации, с другими аппаратами защиты, управления, автоматизации и сигнализации.

К блоку питания через плавкий предохранитель (или автоматический выключатель) подключены первый и второй провод цепи питания устройства контроля фазы, содержащего оптопару, выход которой и является выходом устройства контроля фазы, и цепь питания усилителя блока дистанционного управления, который включает в себя подключенную между первым и вторым проводом цепочку из последовательно соединенных электронного ключа и безобрывного диода, которые соединены вместе анодами — для тиристора, или одноименными выводами для фототиристора, катушка управления подключена параллельно безобрывному диоду, а управляющий электрод тиристора соединен с его катодом с помощью цепочки из последовательно соединенных конденсатора, резистора и выхода второй оптопары, передающей сигнал на усилитель с выхода устройства контроля асимметрии, общая точка резистора и выхода второй оптопары соединена с другим проводом цепи питания с помощью последовательно соединенных второго резистора и диода, а устройство контроля асимметрии содержит вторую цепочку из последовательно соединенных выхода ключевого элемента, вход которого подключен к центральному блоку управления, входа второй оптопары, выход которой соединен с входом усилителя, и третьего резистора, причем, эта цепочка подключена параллельно второму конденсатору, входящему в состав третьей цепочки из последовательно соединенных этого конденсатора и четвертого резистора, которая подключена к первому и второму выводам стабилизированного искробезопасного источника переменного напряжения, параллельно которому может быть подключен пятый резистор, конструктивно выполненный в безобрывном варианте, первый провод линии управления подключен к первому выводу стабилизированного искробезопасного источника переменного напряжения через шестой резистор, а второй провод линии управления подключен непосредственно ко второму выводу этого источника.

В усилителе блока дистанционного управления параллельно безобрывному диоду может быть подключена входная цепь датчика контроля команды на включение, выход которого соединен с центральным блоком управления.

В устройство контроля асимметрии может быть введен датчик напряжения, подключенный параллельно линии управления, выход которого соединен с центральным блоком управления.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного взрывобезопасного магнитного пускателя, отсутствуют. Следовательно, заявляемые изобретения соответствуют критерию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Не выявлена также известность влияния предлагаемых существенных признаков на достижение указанного технического результата. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

На фиг.1 изображена структурная схема взрывобезопасного магнитного пускателя.

На фиг.2 изображена принципиальная схема датчика напряжений трехфазной сети.

На фиг.3 изображена принципиальная схема устройства для дистанционного управления.

Взрывобезопасный магнитный пускатель содержит корпус, в котором размещены разъединитель 1, датчики тока 2, чувствительный элемент контроля утечки 3, катушка управления контактором 4, блок питания 5, блок индикации 6, устройства сопряжения с внешними системами контроля 7, блок дистанционного управления 8, содержащий усилитель 9, к выходу 10 которого подключена катушка управления контактором 4, а вход 11 — к выходу устройства контроля асимметрии 12, которое подключено к искробезопасному источнику переменного напряжения 13 и к линии дистанционного управления 14, в конце которой подключен пульт управления 15, центральный блок управления 16 на базе микроконтроллера, к которому подключены датчики тока 2, чувствительный элемент контроля утечки 3, блок индикации 6, устройства сопряжения с внешними системами контроля 7, блок дистанционного управления 8, который содержит устройство контроля фазы 17, выход 18 которого соединен с центральным блоком управления 16, к которому подключены также второй выход 19 усилителя 9, второй вход 20 и второй выход 21 устройства контроля асимметрии 12. Вблизи разъединителя 1 может быть установлен датчик напряжений трехфазной сети 25 (см. фиг.1, фиг.2), содержащий стабилизированный источник питания 26, другой микроконтроллер 27, три резисторных делителя напряжения 28 и 29, 30 и 31, 32 и 33, первую группу входов 34, 35, 36, к которым подключены первые выводы резисторных делителей, а вторые выводы этих делителей соединены вместе и подключены к минусу 37 стабилизированного источника питания 26, и вторую группу входов 38, 39, 40, к которым подключены первые выводы других резисторных делителей напряжения 41 и 42, 43 и 44, 45 и 46, вторые выводы которых также соединены вместе и подключены к минусу 37 стабилизированного источника питания 26, причем каждые два резистора всех резисторных делителей напряжения соединены непосредственно между собой; а их общие точки подключены к аналоговым входам 47, 48, 49 и 50, 51, 52 другого микроконтроллера 27, каждый вход первой группы 34, 35, 36 соединен дополнительно через другие резисторы 56, 57, 58 с отдельным цифровым входом 53, 54, 55 другого микроконтроллера 27, выход которого с помощью блока гальванической развязки 59 и линии связи 60 (выводы 61, 62) соединен с центральным блоком управления 16, причем первая группа входов датчика подключена к сети до разъединителя, а вторая группа входов подключена после разъединителя, стабилизированный источник питания 26 соединен с выходом трехфазного диодного моста 63, подключенного к первой группе входов 34, 35, 36 через ограничительные элементы 64, 65, 66. Возможен вариант, когда датчики тока 2 подключены ко второй группе входов 38, 39, 40 датчика напряжений трехфазной сети 25, а первая группа входов 34, 35, 36 этого датчика подключена после разъединителя 1. Этот вариант наиболее целесообразен при использовании не трансформаторных датчиков тока с выходным напряжением менее 1 В.

Возможен вариант, когда вблизи входных и выходных цепей контактора 69 установлен другой датчик напряжений трехфазной сети 67, аналогичный описанному ранее, выход которого также соединен с центральным блоком управления 16 с помощью аналогичной линии связи 68, первая группа входов датчика 67 подключены к сети перед контактором 69, а вторая группа входов — после контактора.

К главному блоку управления (микроконтроллеру) 16, могут быть подключены дополнительно датчик температуры 70, блок коммутационных элементов (кнопки или переключатели, или кнопки и переключатели) 71, а устройство сопряжения с внешними системами контроля 7 представляет из себя группу элементов, в том числе и гальванических развязок, для связи с системой диспетчеризации, с другими аппаратами защиты, управления, автоматизации и сигнализации.

К блоку питания 5 (выводы 72, 73) (см. фиг.1 и фиг.3) через плавкий предохранитель 22 (или автоматический выключатель) подключены первый 74 и второй 73 провод (после безобрывного диода 76 номер второго проводода-96) цепи питания устройства контроля фазы 17, содержащего оптопару 75, выход которой и является выходом 18 устройства контроля фазы 17, и цепь питания усилителя 9 блока дистанционного управления 8, который включает в себя подключенную между первым 74 и вторым 96 проводом цепочку из последовательно соединенных электронного ключа 77 и безобрывного диода 76, которые соединены вместе анодами для тиристора, или одноименными выводами для фототиристора, катушка управления 4 подключена параллельно безобрывному диоду 76, а управляющий электрод тиристора 77 соединен с его катодом с помощью цепочки из последовательно соединенных конденсатора 99, резистора 78 и выхода второй оптопары 79, передающей сигнал 11 на усилитель 9 с выхода устройства контроля асимметрии 12, общая точка резистора 78 и выхода второй оптопары 79 соединена с другим проводом 96 цепи питания с помощью последовательно соединенных второго резистора 80 и диода 81, а устройство контроля асимметрии 12 содержит вторую цепочку из последовательно соединенных выхода ключевого элемента 82, вход которого 20 подключен к центральному блоку управления 16, входа второй оптопары 79, выход которой 11 соединен с входом усилителя 9, и третьего резистора 83, причем эта цепочка подключена параллельно второму конденсатору 84, входящему в состав третьей цепочки из последовательно соединенных этого конденсатора и четвертого резистора 85, которая подключена к первому 86 и второму 87 выводам стабилизированного искробезопасного источника переменного напряжения 13, параллельно которому может быть подключен пятый резистор 89, конструктивно выполненный в безобрывном варианте, первый провод 90 линии управления подключен к первому выводу 86 стабилизированного искробезопасного источника переменного напряжения 13 через шестой резистор 91, а второй провод линии управления 92 подключен непосредственно ко второму выводу 87 этого источника.

Смотрите так же:  220 вольт златоуст

В усилителе 9 блока дистанционного управления 8 параллельно безобрывному диоду 76 может быть подключена входная цепь датчика контроля команды на включение 95, выход которого 19 соединен с центральным блоком управления 16.

В устройство контроля асимметрии 12 может быть введен датчик напряжения 97, подключенный параллельно линии управления 90, 92, выход которого 21 соединен с центральным блоком управления 16 (см. фиг.1 и фиг.3), который предназначен для выдачи на центральный блок управления информации о состоянии линии дистанционного управления. В качестве датчика напряжения 97 могут использоваться: простой резисторный делитель, датчики тока с малыми входными напряжениями и токами, резисторные и диодные оптопары с малыми входными токами и напряжениями и др.

В качестве блока индикации 6 могут применяться в зависимости от требуемого объема информации светодиоды, шкальные индикаторы на основе светоизлучающих диодов, цифробуквенные полупроводниковые индикаторы, полупроводниковые модули экрана. Возможно использование и жидкокристаллических дисплеев, желательно, с подсветкой экрана.

Блок гальванической развязки 59 может быть выполнен с использованием транзисторных, диодно-транзисторных оптопар, оптоэлектронных переключателей, оптоэлектронных коммутаторов и др.

Датчик напряжений трехфазной сети (см. фиг.1 и фиг.2) работает следующим образом. При наличии напряжений на входах 34, 35, 36, трехфазной сети микроконтроллер 27 через цифровые входы 53, 54, 55 фиксирует начало положительного полупериода на каждом входе 34, 35, 36, трехфазной сети, затем отсчитывается задержка около 5 миллисекунд (1/4 периода) для каждой фазы трехфазной сети отдельно, через аналоговые входы 47, 48, 49 и 50, 51, 52 измеряется амплитудное значение напряжений в каждой фазе отдельно для первой 34, 35, 36 и второй 38, 39, 40 группы входов кодируются значения каждой фазы отдельно и транслируются блоком гальванической развязки 59 через линию связи 60 (выводы 61, 62) на центральный блок управления 16 по каналу типа RS-232 или др. (см. А.В.Фрунзе, «Микроконтроллеры? Это же просто», том 1, 2002 г. стр.306).

Работа блока дистанционного управления 8 (см. фиг.1 и фиг.3) осуществляется следующим образом. В исходном состоянии, при наличии переменного напряжения питания на выводах 72, 73, блока питания 5, исправном предохранителе 22 и наличии стабилизированного искробезопасного переменного напряжения на выводах 86, 87 источника 13, внутреннее сопротивление выходной обмотки которого 100-200 Ом, при разомкнутых кнопках Пуск 100 и Стоп 101 пульта управления 15, в каждый отрицательный полупериод на проводе 96 по отношению к проводу 74 (см. фиг.3) на центральный блок управления 16 с выхода 18 устройства контроля фазы 17 выдаются импульсы, близкие по длительности с отрицательным полупериодом. Центральный блок управления 16 фиксирует фронт или спад данного импульса и формирует импульс длительностью несколько мкс в начале положительного полупериода на выводе 96, который поступает на вход 20 устройства контроля асимметрии 12 (вход оптопары 82). Однако, при разомкнутом контакте кнопки Пуск 100, переменное напряжение на выводах 86, 87 источника 13 прикладывается к датчику напряжения 97, который выдает информацию о состоянии линии управления, и к цепочке из резистора 85 с большой величиной сопротивления и конденсатора 84, на котором выделяется переменное напряжение, близкое к нулю (при относительно большой величине сопротивления резистора 85), что исключает трансляцию импульса на вход 11 усилителя 9, выход оптопары 79 постоянно закрыт, конденсатор 99 заряжен положительным потенциалом на выводе, соединенном с управляющим входом электронного ключа 77 по цепи: провод 74, управляющий переход (в обратном направлении) электронного ключа 77, конденсатор 99, резистор 78, резистор с большой величиной сопротивления 80, диод 81, провод 96. Заряд конденсатора 99 происходит в отрицательную полярность, а использовать этот заряд возможно только в положительный полупериод на проводе 96, но импульсы в начале положительного полупериода отсутствуют из-за отсутствия напряжения на конденсаторе 84 устройства контроля асимметрии 12. При закрытом электронном ключе 77 отсутствует напряжение на входе датчика контроля команды на включение 95, а следовательно, и на его выходе 19. При замыкании кнопки Стоп 101 состояние устройства контроля асимметрии 12 не изменяется, а следовательно, не изменяется и состояние всего блока дистанционного управления 8.

Если же дополнительно замкнуть кнопку Пуск 100, то в результате прохождения тока по цепи: вывод 86 источника 13, резистор 91, замкнутые контакты Пуск 100 и Стоп 101, диод 103, заземляющий провод 92, второй вывод 87 источника 13 снижается амплитуда напряжения положительной полярности при неизменной амплитуде отрицательной полярности, т.е создается асимметрия переменного напряжения, что приводит к накоплению отрицательного потенциала на выводе конденсатора 84 и выдачи на вход 11 усилителя 9 коротких (порядка нескольких мкс) импульсов в начале положительного полупериода, электронный ключ 77 открывается в начале положительного полупериода, что приводит к прохождению тока через катушку управления контактором 4 по цепи: вывод 73 источника 5, провод 96, катушка управления контактором 4, провод 98, электронный ключ 77, провод 74, предохранитель 22, вывод 72 источника 5. В отрицательный полупериод ток проходит через катушку 4 за счет ЭДС самоиндукции через безобрывный диод 76, контактор 76 включается. На время открытого состояния электронного ключа 77 на выход 19 датчика контроля команды на включение 95 выдается импульс, по длительности близкий к длительности положительного полупериода, который используется центральным блоком управления 16 для переключения режима работы катушки управления контактором 4 с форсированного на рабочий (для выдачи управляющего импульса 20 не в начале, а в середине положительного полупериода), или для использования в системе диагностики, или для того и другого. При размыкании кнопки Пуск 100 асимметрия в линии управления поддерживается через замкнутый блок-контакт 105, резистор 102, замкнутый контакт кнопки Стоп 101 и диод 103. При размыкании кнопки Стоп 101 асимметрия в линии управления нарушается, конденсатор 84 разряжается, оптопара 79 не подает импульсы управления на электронный ключ 77, катушка 4 отключает контактор 69.

Схема блока дистанционного управления 8 (см. фиг.3) выполнена с защитным отказом, т.е. таким образом, что выход из строя любого количества элементов, в любой комбинации не может привести к самовключению (к появлению тока в катушке управления контактором 4) или к невозможности отключения при разрыве контакта кнопки Стоп 101, обрыве или коротком замыкании проводов цепи дистанционного управления. Все повреждения приводят только к отключению и к невозможности повторного включения. Так отсутствие напряжения от источника 13, или (и) обрыв резисторов 91, 85, или (и) обрыв или к.з. в конденсаторе 84, или (и) обрыв или к.з. элементов оптопар 82, 79 приводят к отсутствию управляющих импульсов на входе электронного ключа 77, даже при исправном диоде 103, замкнутых кнопках 100 и 101, исправных источнике 13 и проводах линии управления. Даже при исправной работе устройства контроля асимметрии 12, при замкнутых кнопках 100 и 101 и наличии импульсов на выходе оптопары 79 управляющие импульсы на входе электронного ключа 77 будут отсутствовать при обрыве или к.з. в конденсаторе 99, обрыве резистора 78 или 80, обрыве или к.з. диода 81.

При пробое же электронного ключа 77 через безобрывный диод 76 кратковременно пройдет ток, многократно превышающий ток уставки предохранителя (или автоматического выключателя) 22, который отключит блок дистанционного управления 8 от блока питания 5.

Работа взрывобезопасного магнитного пускателя, в общем случае, осуществляется следующим образом. Функциональные возможности центрального блока управления 16 определяются загруженной в микроконтроллер программой и ограничены только необходимостью, целесообразностью и фантазией разработчика.

Ниже приведено, в основном, описание работы одного из проверенных макетных вариантов взрывобезопасного магнитного пускателя, у которого блок индикации представляет из себя один двухразрядный цифровой индикатор и, расположенный под ним, один четырехразрядный цифровой индикатор.

Двухразрядный цифровой индикатор (например, красного цвета) предназначен для индикации номера (или сокращенного обозначения) контролируемого параметра, например:

PU — напряжение питания усилителя БДУ;

PL — напряжение питания линии дистанционного управления;

SL — сопротивление линии дистанционного управления. Ом;

UL — утечка в линии дистанционного управления, Ом;

SI — сопротивление изоляции в отходящем силовом кабеле и нагрузке, кОм;

°С — температура окружающей среды;

НА — неисправна аппаратура;

HS(НС) — неисправна система включения контактора (катушка управления контактором 4 или его механическая часть);

UT — уставка номинального тока, А;

T1 — фактический ток нагрузки от первого датчика тока. А;

Т2 — ———— от второго датчика тока, А;

Т3 — ———— от третьего датчика тока, А;

ОТ — количество срабатываний токовой защиты при коротких замыканиях;

HP — суммарное время включенного состояния пускателя;

АО — фактическая величина напряжения фазы А до разъединителя;

A1 — ————— фазы А после разъединителя;

А2 — ————— фазы А до контактора;

A3 — ————— фазы А после контактора;

Расположенный под двухразрядным четырехразрядный цифровой индикатор другого цвета свечения (например, — зеленого), предназначенный для индикации количественной составляющей контролируемого параметра (напряжение сети в вольтах, ток уставки номинального тока, фактический ток по каждой фазе в амперах, сопротивление изоляции в цепи нагрузки в кОм, сопротивление линии дистанционного управления в Ом, сопротивление утечки в этой линии в Ом и т.д.).

Если перечисленные выше параметры не имеют отклонений от нормы, то необходимость в получении сведений о их количественной составляющей, для большинства из них, отсутствует, поэтому для обязательной индикации в исходном состоянии и после включения предусматриваются только несколько наиболее значимых параметров. Например, в исходном состоянии на блок индикации выводятся по очереди в течение 3-5 сек каждый, следующие параметры:

Похожие статьи:

  • Мосты переменного тока для измерения индуктивности и емкости Мост переменного тока для измерения индуктивности Номер патента: 866486 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 251279 (21) 2863645/18-21с присоединением заявки Нов(51)М, КлО 01 Я 17/10 […]
  • Крепление провода сип на изоляторах Вязки спиральные для крепления изолированных проводов Вязки спиральные (ТУ 3349-033-27560230-99) предназначены для крепления изолированных проводов типа СИП-3 (ТУ 16.К71-272-98) на изоляторах. Вязки изготавливаются для одиночного и […]
  • Выключатель с пультом 220 вольт Мини выключатель на 220 Вольт с реле 10 Ампер с пультом управления - Рабочее напряжение: 220V AC (Ввод: 220В, вывод: 220В); - Максимальный ток: 10A; - Количество каналов: 1 канал; - Рабочая частота: 315MHZ; - Чувствительность […]
  • Два бесконечно длинных прямых провода скрещены Два бесконечно длинных прямых провода скрещены Электромагнетизм § 21. Магнитное поле постоянного тока Условия задач и ссылки на решения по теме: 1 Два параллельных бесконечно длинных провода, по которым текут в одном направлении токи 60 […]
  • Электродвигатель 220 вольт б у Продам электродвигатель 4АА63В4 асинхронный трехфазный в Черемхово Заметка к объявлению Продам электродвигатель 4аа63в4 асинхронный трехфазный на 220/380 в, 250 ватт, 370 об/мин, также есть электродвигатель кd180 на 220 вольт, 180 ватт, […]
  • Как часто надо менять высоковольтные провода Как часто надо менять высоковольтные провода Как часто надо менять свечи и провода? У меня ВАЗ 21144, машине два года, пробег 70000 С необходимой частотой меняю масло, регулирую клапана, меняю ремни и колодки, фильтры.Недавно был на СТО у […]