Командоаппараты и программируемые устройства циклового управления

Цикличность производственных процессов многих механизмов привела к появлению особого класса аппаратов управления, которые обеспечивают выполнение программы работы исполнительных устройств в заданной последовательности. Такие устройства называют командоаппаратами, или командоконтроллерами.

Командоаппарат представляет собой механическое устройство, периодически воздействующее на электрические чувствительные элементы, которые вырабатывают управляющие сигналы. Основной деталью такого устройства является вал или барабан, который получает движение от механизма станка или электродвигателя. В первом случае осуществляется управление в функции перемещения органов станка, а во втором — в функции времени.

Рис. 1. Регулируемый командоаппарат серии КА21.

Рис. 2. Кулачковый командоаппарат серии КА4000.

Распределительным элементом командоаппарата служит вал 7 с кулачками 1, представляющими собой диски с двумя подвижными секторами. Меняя взаимное положение секторов и поворачивая кулачок относительно вала, можно изменять длительность включенного положения микровыключателя и момент срабатывания.

Командоаппарат размещают в герметизированном корпусе и в некоторых случаях снабжают редуктором, изменяющим длительность цикла управления. На валу командоаппарата устанавливают от 3 до 12 кулачков и соответствующее количество микровыключателей.

Командоаппараты серии КЛ21 рассчитаны на коммутацию цепей переменного тока 380 В, 4 А и постоянного тока 220 В, 2,5 А. Коммутационная износостойкость составляет 1,6 млн. циклов, механическая износостойкость достигает 10 млн. циклов.

Контактная система командоаппарата мостикового типа состоит из неподвижных контактов 5, установленных на изоляционной рейке 4, и подвижной контакт-детали 6, соединенной с рычагом 7. При вращении барабана включающий кулачок 14 набегает на контактный ролик 11 и поворачивает рычаг 7, замыкая контактную систему и сжимая возвратную пружину 10. Одновременно с этим защелка 13 отключающего рычага 9 под действием пружины 12 заходит за выступ рычага 7, фиксируя контактную систему в замкнутом положении, после того как кулачок 14 повернется и прекратит контактировать с роликом 11.

Отключение контактной системы осуществляется вторым кулачком 3, который набегает на ролик 8, поворачивает отключающий рычаг 9 и освобождает рычаг 7, который под действием возвратной пружины 10 мгновенно размыкает контакты командоаппарата. Эта позволяет коммутировать силовые токовые цепи при медленном вращении барабана.

При более сложных циклах работы на одной шайбе можно устанавливать до трех включающих и трех отключающих кулачков. Командоаппараты этой серии имеют встроенный цилиндрический или червячный редуктор с передаточным числом от 1:1 до 1:36; иногда их снабжают электроприводом. Число коммутируемых цепей от 2 до 6. При большем числе цепей в командоаппарате устанавливают два барабана. Максимальная частота вращения барабана до 60 об/мин. Электрическая износостойкость командоаппарата 0,2 млн, циклов, механическая износостойкость 0,25 млн. циклов.

Шаговый искатель имеет несколько рядов ламелей и щеток, укрепленных на одной оси. Это позволяет увеличить число коммутируемых цепей.

Рис. 3. Устройство шагового искателя.

Подвижные элементы шагового искателя могут перемещаться только в одном направлении. Поэтому возврат щетки в начальное положение возможен только после того, как она сделает полный оборот. Если число тактов в цикле работы командоаппарата меньше числа ламелей, то возможно ускоренное перемещение щетки в начальное положение. Для этого используют специальный ряд ламелей 4, в котором все ламели, кроме нулевой, электрически соединены между собой. Цепь возврата показана на рис. 3 штриховой линией. Она образуется ламелямп 4, катушкой электромагнита и его вспомогательными размыкающими контактами 8.

При каждом срабатывании электромагнита контакты 8 размыкаются и цепь возврата рвется. Контакты 8 опять замыкаются, и т. д. В результате собачка 6 получает импульсное движение с частотой, определяемой собственной частотой электромеханической системы, и щетка быстро перемещается по ламелям 4. Когда щетка дойдет до нулевой ламели, цепь возврата размыкается и движение щетки прекращается. Контакты шаговых искателей рассчитаны на небольшие токи (до 0,2 А). Для коммутации силовых цепей применяют шаговые искатели с тиристорными ключами.

Бесконтактные командоаппараты сконструированы на том же принципе, что и контактные. Командоаппарат имеет центральный вал с дисками, на которых укреплены управляющие элементы (кулачки, экраны, оптические заслонки и т. п.). По периферии дисков на неподвижном корпусе устанавливают чувствительные элементы командоаппарата. В качестве последних используют индуктивные, фотоэлектрические, емкостные и другие преобразователи. Так, например, на базе контактного командоаппарата КА21 (см. рис. 1) выпускается бесконтактный командоаппарат типа КА51.

Бесконтактная коммутация осуществляется генераторными путевыми выключателями, сходными по конструкции с выключателями типа БВК, которые устанавливают вместо микропереключателей 5. Управление этими выключателями производится алюминиевыми секторами, закрепленными на валу 7 вместо кулачков 1.

Рис. 4. Схема бесконтактного командоаппарата на базе сельсина

На рис. 4, а приведена схема бесконтактного командоаппарата, выполненного на базе сельсина. Обмотку статора сельсина Wc включают в сеть. Напряжение, возникающее на обмотках ротора, выпрямляется диодами V1 и V2, сглаживается конденсаторами С1 и С2 и через резисторы R1 и R2 подается на нагрузку. Поворот ротора сельсина изменяет ЭДС в его обмотках, что приводит к изменению выпрямленного напряжения. При повороте ротора в противоположном направлении выпрямленное напряжение меняет знак.

Такие командоаппараты применяют в системах автоматизированного электропривода, где необходимо подать три команды: пуск в прямом и обратном направлении и остановка. Для более четкой фиксации электропривода при остановке создают зону нечувствительности командоаппарата. Для этого используют нелинейность вольт-амперной характеристики диодов V3 и V4, которая возникает при малых токах. График изменения выходного напряжения командоаппарата в функции угла поворота ротора а приведен на рис. 4, б.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

КОМАНДОАППАРАТ

Смотреть что такое «КОМАНДОАППАРАТ» в других словарях:

командоаппарат — командоаппарат … Орфографический словарь-справочник

командоаппарат — сущ., кол во синонимов: 1 • командаппарат (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

командоаппарат — Электрический одно или многоступенчатый аппарат для переключения в цепях управления силовых электрических устройств. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика

командоаппарат — электрический аппарат для различного рода переключений электрических цепей в системах управления объектами или технологическими процессами. Простейшие командоаппараты кнопки управления, концевые выключатели, контроллеры. В автоматических… … Энциклопедический словарь

КОМАНДОАППАРАТ — электрич. одно или многоступенчатый аппарат для переключений в цепях управления силовых электрич. устройств. В электроприводе в качестве К. часто применяется команда контроллер. См. также Кнопка управления, Кнопочный пускатель … Большой энциклопедический политехнический словарь

командоаппарат — командоаппар ат, а … Русский орфографический словарь

командоаппарат — (2 м); мн. командоаппара/ты, Р. командоаппара/тов … Орфографический словарь русского языка

командоаппарат — командоаппара/т, а … Слитно. Раздельно. Через дефис.

командоаппарат — команд/о/аппарат/ … Морфемно-орфографический словарь

программируемый командоаппарат — ciklinio programinio valdymo įtaisas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. sequencer; stepper module vok. Ablaufsteuerglied, n; Folgesteuergerät, n; Schrittkette, f; Steuerwerk, n; Taktstufen Baustein, m rus. программируемый… … Automatikos terminų žodynas

Источник

Коммутационные аппараты ручного управления и командоаппараты для управления электроприводом

Аппаратура управления электроприводом выполняет разнообразные функции: пуск и остановку двигателя, реверсирование, торможение и регулирование его частоты вращения. Часть операций по управлению электроприводом выполняет оператор с помощью аппаратов ручного управления, к которым относятся рубильники, переключатели, контроллеры, командоконтроллеры, кнопочные и универсальные переключатели.

Рубильники и переключатели бывают одно-, двух- и трехполюсными.

Такие же функции, что и рубильники выполняют пакетные выключатели.

Подробнее смотрите здесь:

Рубильники-разъединители (Р) и переключатели-разъединители (П) с центральной рукояткой выпускаются без дугогасительных устройств. Они предназначены для отключения ненагруженных электрических цепей и создания видимого разрыва, например при ремонтах и осмотрах электроприводов с автоматическим управлением.

Выбор рубильников и переключателей производится по номинальному току, напряжению и конструктивному выполнению.

В контроллере переменного тока коммутация естественная, без дугогасительных устройств. Коммутационные элементы контроллера постоянного тока аналогичны по конструкции, но каждый из них имеет дугогасительное устройство с магнитным дутьем.

Кулачковый контроллер ККТ60А

Коммутационные элементы кулачкового контроллера размещены на двух пластмассовых рейках 3. Главные контакты 1 выполнены из меди. Неподвижные контакты укреплены непосредственно на пластмассовых рейках, а подвижные установлены на рычагах 2 с шарнирно-пружинной связью между рычагом и контактом.

На валу контроллера, поворачиваемого рукояткой 6, смонтированы кулачковые шайбы 5, каждая из которых имеет определенный профиль для создания необходимой последовательности коммутации контактов. При набегании гребня кулачковой шайбы на ролик контактного рычага контакты размыкаются, при сходе ролика с гребня рычаг под действием возвратной пружины переводит контакты в замкнутое состояние. Электрическая связь с подвижными контактами осуществляется через гибкое соединение 4.

Выбор контроллера производится исходя из типа и мощности управляемого им двигателя. Основным параметром контроллера является номинальный ток главной цепи при ПВ=40 % и общей продолжительности цикла не более 4 мин.

Номинальной мощностью контроллера считается мощность управляемого им двигателя при номинальных напряжении и токе. Предельная мощность кулачкового контроллера зависит от режима работы механизма и определяется в основном износостойкостью коммутирующих контактных элементов (уменьшается с увеличением числа включений в час).

Для расширения верхнего предела мощности управляемых двигателей кулачковые контроллеры применяют вместе с контакторами, коммутационные свойства которых намного выше, чем контактов контроллера.

Кнопки (кнопочные переключатели) применяются при дистанционном управлении сравнительно редко пускаемыми двигателями для выполнения простых операций: включения и отключения одного-двух контакторов (пускателей) и отдельных вспомогательных цепей.

В кнопочный пост управления входит от одной до трех кнопок, которые имеют электрически не связанные между собой замыкающие и размыкающие контакты с двойным разрывом цепи.

Переключатели серий УП-5300, УП-5400 (в защищенном исполнении) имеют сравнительно мощные контакты (длительная нагрузка до 16 А) и выпускаются с количеством секций от 2 до 16. Каждая такая секция содержит два контакта, которые замыкаются или размыкаются выступами кулачковой шайбы, насаженной на общий валик, вращаемый рукояткой. Подбором стандартных шайб разной конфигурации обеспечивается определенная программа замыкания контактов.

Универсальные переключатели выпускаются с самовозвратом рукоятки в начальное положение и с ее фиксацией в каждом положении. Смотрите также: Переключатели управления

Ключи управления по назначению сходны с универсальными переключателями и позволяют реализовать более разнообразные программы переключений контактов, хотя мощность последних меньше (длительный ток 10 А).

Применяют два вида командоконтроллеров: контактные и бесконтактные. Контактный командоконтроллер представляет собой многопозиционный аппарат с заданной программой замыкания и размыкания контактов при повороте приводного вала вручную или через механический привод.

Основные разновидности их следующие: нажимные (кнопочные), рычажные и вращающиеся. Первые два вида применяют преимущественно в качестве концевых выключателей.

В нажимном выключателе привод в виде толкателя с полукруглой головкой переключает подвижный контакт с контактами. В рычажном выключателе контакты переключаются путем воздействия на рычаг с роликом. Вращающийся путевой выключатель выполнен подобно кулачковому командоконтроллеру. Его вал непосредственно или через редуктор соединен с валом механизма.

Существенным недостатком контактных механических выключателей являются возможность разрегулировки их при частых переключениях и недостаточная надежность, особенно при больших скоростях движения механизма, а также значительный шум и радиопомехи. В связи с этим в настоящее время широко применяются аппараты с бесконтактными элементами, индуктивными и емкостными датчиками.

Источник

Назначение и устройство командоаппаратов

Устройство для переключения в цепях управления силовых электрических аппаратов (контакторов) называют команодаппаратом. Иногда они могут применяться для включения электромагнитов, непосредственного пуска электродвигателей малой мощности и другого электрооборудования. Командоаппараты могут приводиться в действие управляемым механизмом (например, путевой выключатель) или вручную (ключи управления, кнопки, командоконтроллеры).

Кнопки управления

Одним из простейших командоаппаратов является кнопка управления. Кнопка используется в различных схемах остановки, пуска и реверса электродвигателей путем замыкания/размыкания цепей электромагнитных контакторов, коммутирующих главную цепь.

Кнопочный элемент является основной частью кнопки. Его разрез показан на рисунке ниже:

Чтобы повысить надежность контакты выполняют из серебра. В случае переменного тока дуга хорошо гаснет при 3 А и напряжении до 500 В благодаря наличию двух разрывов. На постоянном токе дела обстоят несколько хуже. Дуга гаснет при напряжении до 440 В, а ток при этом нем должен превышать 0,15 А. Так как кнопка включает электромагниты переменного тока, контакты в замкнутом положении должны надежно пропускать пусковой ток обмотки контактора, который может достигать 60 А. Также стоит отметить, что проектировать схемы управления желательно так, чтобы отключение цепи производилось не кнопкой, а более мощным аппаратом, включенным последовательно с кнопкой. В случае, когда необходимо производить переключение нескольких цепей управления с большой частотой включений в час по определенной программе, применяют командоконтроллеры.

Командоконтроллеры

В свое время широкое распространение получили кулачковые нерегулируемые командоконтроллеры.

На рисунке ниже показан командоконтроллер постоянного тока:

Принцип его работы аналогичен принципу работы силового кулачкового контроллера. Мостиковый контакт 1 при отключении создает два разрыва – это облегчает гашение дуги. Большое расстояние контактов кулачкового привода от центра О до рычага 2 благодаря большому раствору контактов позволяют увеличить ток отключения почти в 4 раза по сравнению с кнопочным элементом. С помощью рычажного фиксатора 4 фиксируется положение вала.

От профиля кулачка 3 будут зависеть моменты включения и отключения контактов. При вращении вала командоконтроллера происходит управление соответствующими контакторами которые, в свою очередь, управляют коммутационными процессами в силовой цепи электродвигателя.

При необходимости более точной регулировки момента срабатывания применяются регулируемые кулачковые командоконтроллеры. Принцип работы и устройство такого контроллера показан на рисунке ниже:

На стальном валу 1 закрепляется диск 3, изготовленный из изолирующего материала. По окружности диска имеются отверстия, с помощью которых крепятся кулачки 2 и 7. Когда кулачок 7 набегает на ролик 9, контактный рычаг 8 повернется против часовой стрелки и неподвижные контакты 4 и 5 замкнуться мостом 6. Во включенном положении контактный рычаг удерживается защелкой 12, которая, в свою очередь, удерживается пружиной 13 в пазу хвоста рычага 8 (рисунок выше б)).

Одновременно сжимается возвратная пружина 10. При последующем вращении диска кулачок 2 набегает на ролик 11 защелки 12 и выбивает последнюю. Размыкание контактов происходит под действием пружины 10 (рисунок выше г)).

Огромным плюсом такой механической конструкции является независимость скорости вращения вала и скорости размыкания контактов. Это дает возможность использовать командоконтроллер в качестве путевого выключателя при малой скорости вращения вала.

До трех включающих и выключающих кулачков позволяет установить регулируемый командоконтроллер. Число контролируемых цепей может варьироваться от 4 до 12. Возможность управления большим количеством цепей делает этот аппарат пригодным для использования в сложных системах автоматического управления электроприводами.

Специальный серводвигатель используется в качестве приводного для командоконтроллера, что позволяет осуществлять дистанционное управление данным командоаппаратом.

Конечные, путевые выключатели и микровыключатели

Назначение путевого выключателя заключается в замыкании / размыкании контактов слаботочной цепи в зависимости от положения рабочего органа аппарата или управляемой машины. Конечный выключатель это частный случай путевого выключателя, так как он служит для коммутации электрических цепей в крайних положениях органа рабочей машины.

В зависимости от способа привода контактов путевые выключатели подразделяют на шпиндельные, кнопочные и рычажные.

Контролируемый орган воздействует на шток кнопочного элемента в путевом кнопочном выключателе. Особенностью данного типа путевого выключателя является то, что замыкание и размыкание контактов происходит со скоростью, равной скорости движения контролируемого органа. При небольших значениях тока гашение дуги происходит за счет механического растяжения контактов, а при малом их растворе может и вовсе не погаснуть. Именно поэтому при скорости движения штока меньше 0,4 м/с обязательно применяются выключатели с быстродействующими контактами, которые обеспечивают минимально необходимую скорость размыкания в независимости от скорости рабочего органа.

Неподвижные контакты 1 и 2 крепятся в пластмассовом корпусе 7. На конце специальной пружины крепится подвижной контакт 3. Пружина состоит из двух частей – плоской 4 и фигурной 5. Пружина создает давление на верхний контакт 2 в указанном положении. При нажатии на головку пружина деформируется и происходит переброс контакта в крайнее нижнее положение. Переход контакта с верхнего в нижнее положение происходит довольно быстро (0,01 – 0,02 с), что обеспечивает надежное отключение цепи. Ход головки составляет десятые доли миллиметра. Микровыключатели серии ВКМ-В3Г могут отключать ток в 2,5 А при 380 В переменного напряжения, и при 220 В постоянного напряжения.

Рычажные переключатели применяются при больших токах или больших ходах.

Принцип действия одного из таких переключателей показан на рисунке выше б). На ролик 1 воздействует контролируемый рабочий орган. Ролик крепится на конце рычага 2. На другом конце рычага расположен подпружиненный ролик 12, который способен перемещаться вдоль оси рычага. Контакты 7 и 8 замкнуты в указанном на рисунке положении. Положение механизма надежно фиксируется защелкой 6. Рычаг 2 поворачивается при воздействии на рычаг 1 против часовой стрелки. Тарелку 11 поворачивает ролик 12 и связанные с ней контакты 8 и 9. При этом контакты 9 и 10 замыкаются, а 7 и 8 размыкаются.

Контакты замыкаются и размыкаются с большой скоростью, которая не зависит от скорости движения ролика 1. Это дает возможность при напряжении 220 В постоянного тока отключать токи до 6 А. После прекращения воздействия на ролик 1 пружиной 5 производится возврат выключателя в исходное положение.

В случае необходимости переключения большого количества цепей с большой точностью в качестве путевого выключателя может применяться регулируемый командоконтроллер. Его вал связан с управляющим валом либо непосредственно, либо через редуктор, согласующий скорости вращения кулачковой шайбы и управляющего вала.

Универсальные переключатели (УП)

Для схем управления электроприводом широко применяются универсальные переключатели (УП). Устройство секции такого переключателя показано на рисунке ниже:

У каждой секции есть два разрыва 1 и 2. Секция также дает возможность использовать и один разрыв. Тогда цепь подключается к подвижному контакту 3 и выводу подвижного контакта 4. Кулачок 6 поворачивается при вращении вала 5. Кулачок воздействует на контактный рычаг 7 подвижного контакта 8. В этот момент и происходит замыкание контактов.

В зависимости от напряжения источника и отключаемого тока используется один или два разрыва. В тяжелых случаях контакты двух соседних секций могут соединяться последовательно. При этом получается четыре разрыва, включенных последовательно.

Номинальный ток переключателя 20 А. Количество контролируемых цепей (секций) от 2 до 16.

Поскольку универсальные переключатели обладают хорошей отключающей способностью и большим количеством управляемых цепей они широко применялись для пуска и реверса электродвигателей мощностью до 5 кВт при напряжении питания до 500 В. Данные переключатели удобно применять для изменения направления вращения и скорости вращения асинхронных электрических машин.

При включении автоматов, имеющих электромагнитный привод, а также при включении высоковольтных выключателей, необходимо провести целый ряд коммутационных мероприятий, при которых сначала происходит подготовка схемы к включению (включаются лампы сигнализации, подаются звуковые сигналы и так далее), а уже затем происходит непосредственное включение или отключение аппарата. В таких случаях используют ключи управления. Контактная система данных ключей аналогична контактам пакетного выключателя.

В отличии от обычного переключателя, вал управления универсального переключателя имеет как фиксированные положения, так и не фиксированные, из которых он автоматически возвращается после того, как на него перестал действовать оператор. У переключателя есть два фиксированных положения рукоятки управления – вертикальное и горизонтальное и два нефиксированных (45 0 от горизонтального против часовой стрелки и 45 0 от вертикального по часовой стрелке).

Давайте рассмотрим диаграмму показанную на рисунке выше. В положении «О» (отключено) ручка стоит горизонтально. Цепи 1, 4, 5, 8, 14 замкнуты. Для включения ручка переводится в положение «предварительно-включить» (В₁). Цепи 2, 3 и 7, 9 при этом замыкаются. Чтобы включить аппарат рукоятку поворачивают еще на 45 0 по часовой стрелке (положение В₂). При этом замкнуться цепи 2, 6, 9, 11, 13. После включения аппарата и отпуска рукоятки оператором она автоматически возвращается в вертикальное положение – положение «включено» (цепи 2, 3, 7, 9, 13 замыкаются). В случае отключения рукоятка поворачивается сначала в горизонтальное положение (О₁ – «предварительно отключить»), затем рукоятка поворачивается еще на 45 0 против часовой стрелки, после чего устанавливается в положение О.

Источник