Электрические схемы и их начертание

 

Любое электротехническое устройство состоит из определенного количества составных элементов, объединенных в общую систему с четким, заранее установленным порядком взаимодействия. Графическое изображение элементов системы и связей между ними называется схемой электротехнического устройства.

Различают структурные, функциональные, принципиальные, схемы соединений (монтажные) и другие схемы.

На структурной схеме весь прибор или систему показывают в виде его укрупненных функциональных частей.

Функциональная схема дает более подробное представление о системе, чем структурная. По функциональной схеме разрабатывается принципиальная схема.

На принципиальной схеме дается детальное представление о принципе работы установки (системы). На этой схеме в виде условных графических и буквенных обозначений изображены все элементы приборов и устройств, составляющих установку и все связи между ними.

Схема соединений (монтажная) показывает соединения в аппарате, на панели, на станции управления и определяет провода и кабели, которыми ведется монтаж, а также показывает места, к которым присоединяются провода (клеммы, разъемы, проходные изоляторы и др.).

На принципиальных схемах аппараты и их элементы обозначаются буквами в соответствии с требованиями ГОСТ 2.710–81. КМ – контактор (магнитный пускатель), К – реле промежуточное, КН – реле указательное, КА – реле токовое, КК – реле электротепловое, КР – реле поляризованное, КТ – реле времени, K V – реле напряжения, РА – амперметр, PV –вольтметр, PW – ваттметр, QF – выключатель автоматический (в силовых цепях), QS – разъединитель, в цепях управления: SA – выключатель или переключатель, SB – выключатель кнопочный, SF – выключатель автоматический; выключатели, срабатывающие от различных воздействий: SL – от уровня, SP – от давления, SQ – от положения, SR – от частоты вращения, SK – от температуры; ТА – трансформатор тока, TV – трансформатор напряжения, VD – диод и стабилитрон, VT – транзистор, VS – тиристор, YA – электромагнит.

При одинаковом назначении нескольких аппаратов после букв ставится порядковая цифра КМ1, КМ2, КМ3; К1, К2, К3.

Контакты в элементных схемах изображаются в их нормальном положении, т.е. при отсутствии напряжения на катушках контакторов, магнитных пускателе, реле и т.д.

Порядок замыкания контактов универсальных переключателей, реле времени, конечных выключателе исполнительных механизмов, регуляторов температуры указывается в виде специальных диаграмм на чертежах со схемами.

Для примера начертания электрических схем релейно-контакторного управления рассмотрим принципиальную электрическую схему местного и дистанционного управления нереверсивным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором (рис. 2.21).

 

Рис. 2.21. Принципиальная электрическая схема местного

и дистанционного управления асинхронным двигателем

с короткозамкнутым ротором

 

Данная схема может быть применена для управления электроприводом вентилятора, насоса, компрессора, транспортера и др. Все элементы схемы имеют графическое и буквенное обозначение в соответствие с ГОСТ 2.710–81. Зажимы всех элементов в цепи управления имеют также цифровое обозначение 1, 3, 5 и т.д.

Схема состоит из силовой цепи и цепи управления. В силовую цепь включены: автоматический выключатель QF1, силовые контакты магнитного пускателя КМ1, нагревательные элементы электротеплового реле КК1 и электродвигатель М1. В этой цепи могут проходить большие токи до 100 А и более.

В цепь управления включаются катушки электромагнитных аппаратов, избиратели режимов управления электроприводом, сигнальная арматура, кнопки управления и аппараты защиты цепи. В этой цепи токи не превышают 1 А.

Принцип работы схемы. Перед началом пуска электродвигателя включают автоматический выключатель QF1 и устанавливают переключатель SA в положение 0. Схемой предусмотрено два вида управления – местное и дистанционное. При местном управлении переключатель SA устанавливают в положение М (местное). В этот момент замыкаются контакты (9-13) переключателя SA. Для включения электродвигателя М1 нажатием на кнопку управления SB3 (пуск)подается питание на катушку магнитного пускателя КМ1, который срабатывает и замыкает свои силовые контакты КМ1 в цепи электродвигателя М1. Электродвигатель включается в работу и передает вращение рабочей машине (насосу, вентилятору и т.д.). Одновременно замыкаются блок-контакты КМ1 (7-13) в цепи управления, которые шунтируют кнопку SB3. Теперь кнопку SB3 можно отпустить. Ток на катушку КМ1 будет поступать через замыкающий блок-контакт КМ1 (7-13). Если насос НЦ1 включился в работу, то замыкаются контакты датчика давления SP и загорается сигнальная лампа HL1, сигнализирующая о нормальной работе электропривода насоса. Для отключения электродвигателя М1 необходимо нажать на кнопку управления SB1 (стоп), контакты которой разрывают цепь питания катушки КМ1 и магнитный пускатель отключается. Все его контакты принимают первоначальное состояние.

При дистанционном управлении электроприводом насоса переключатель SA переводят в положение Д (дистанционное). В этот момент замыкаются контакты (11-13) переключателя SA. Процесс пуска и остановки электродвигателя М1 осуществляется аналогично управлению электродвигателем в режиме местного управления. Нажатием на кнопку управления SB4 осуществляют пуск электродвигателя, а кнопкой SB2 отключают электродвигатель от сети.

Максимальная защита электродвигателя осуществляется электромагнитным расцепителем автоматического выключателя QF1, а защита от перегрузки – электротепловым реле КК1 и тепловым расцепителем автоматического выключателя QF1. Защита от токов короткого замыкания цепи управления осуществляется плавким предохранителем FU.

 

2.3.2. Электрическая схема управления задвижкой

 

Для управления задвижками применяется реверсивный электропривод. Задвижки с электрическим приводом широко применяются в схемах управления паровых и водогрейных котлов. Их устанавливают на трубопроводах сетевой воды до и после котла, газопроводе и мазутопроводе к котлу, трубопроводах обвязки насоса питательной воды, на напорном трубопроводе сетевой воды.

Для примера рассмотрим схему управления электроприводом задвижки на напорном трубопроводе сетевой воды (рис. 2.22) [9]. В схеме применен реверсивный магнитный пускатель, состоящий из двух контакторов КМ1, КМ2 и электротеплового реле КК. Схемой предусматривается ручное и автоматическое управление электроприводом. В ручном режиме нажатием на кнопку управления SB1 подается напряжение на катушку КМ1 магнитного пускателя открытия задвижки. При достижении запорным органом полного открытия конечный выключатель SQ1 разрывает цепь питания катушки магнитного пускателя, и электропривод останавливается. Закрытие задвижки осуществляется дом нажатием на кнопку управления SB2.

Останов электропривода при закрытии задвижки осуществляется муфтой предельного момента SQ5. При достижении необходимой плотности при закрытии задвижки момент вращения, развиваемый электроприводом, становится больше номинального значения, и муфта предельного момента воздействует на конечный выключатель SQ5, который, срабатывая, кратковременно размыкает свой контакт. Цепь катушки КМ2 магнитного пускателя разрывается, и электропривод останавливается. Для прекращения действия ошибочно поданной команды, а также для

кратковременно остановки задвижки в промежуточном положении в схеме предусматривается установка кнопки управления SB3 (Стоп).

 

 

Рис. 2.22. Принципиальная электрическая схема управления

электроприводом задвижки на напорном трубопроводе се- тевой воды

 

При включении магнитным пускателем электропривода на открытие задвижки блок-контактом контактора КМ1 размыкается цепь катушки контактора КМ2, и наоборот, то есть в схеме предусмотрена электрическая блокировка, исключающая возможность одновременного включения обеих катушек реверсивного магнитного пускателя. Сигнальные лампы HL1, HL2 и HL3 сигнализируют соответственно полное открытие, полное закрытие запорного органа и срабатывание муфты предельного момента. Ключ SA, установленный в цепях сигнальных ламп HL1 и HL2, обеспечивает эксплуатацию щита автоматизации с нормально погашенными сигнальными лампами.

В автоматическом режиме открытие и закрытие задвижки осуществляется контактами К1 реле дистанционного управления К1 насоса сетевой воды(см. рис. 2.27). При пуске электродвигателя насоса задвижка открывается и после его отключения закрывается.