Styczniki - Notatki z wykładu 7-11 PDF

Preview

Summary

Styczniki - Notatki z wykładu 7-11...

Description

Opracowanie nr 1 1. Zasada działania Stycznikiem nazywamy łącznik mechanizmowy o sile zwrotnej, w którym styki ruchome utrzymywane są w położeniu wymuszonym pod działaniem siły zewnętrznej. W styczniku elektromagnesowym styki ruchome połączone są ze sobą zworą elektromagnesu. Zamknięcie obwodu elektromagnesu łącznikiem pomocniczym (rys.1.) powoduje zamknięcie zestyku głównego i utrzymywanie go w stanie zamkniętym tak długo, jak długo płynie prąd przez elektromagnes. Gdy przerwiemy prąd w obwodzie elektromagnesu styki ruchome wracają do położenia spoczynkowego. Taki stycznik nazywa się stycznikiem zwiernym — w położeniu wymuszonym styków zestyk łącznika jest zamknięty. W styczniku rozwiernym (dawniej używana nazwa przerwnik), przy położeniu swobodnym styków ruchomych zestyk jest zamknięty, a w położeniu wymuszonym otwarty. Elektromagnes może być zastąpiony innym źródłem siły przytrzymującej styki np. tłokiem cylindra wypełnionego sprężonym powietrzem (stycznik pneumatyczny). Przycisk może być uważany za stycznik mechaniczny. Prosty napęd łącznika, brak zużywających się mechanizmów, łatwa możliwość zdalnego sterowania spowodowały, że styczniki stały się powszechnie używanymi łącznikami manewrowymi zwłaszcza tam, gdzie wymagana jest od łącznika duża częstość łączeń i zdalne sterowanie. Pod względem zdolności łączenia styczniki zaliczają się do grupy rozłączników. Wyposażone w przekaźniki termobimetalowe mogą samoczynnie przerywać obwód przy przeciążeniu.

Rys.1. Styczniki elektromagnesowe: a/ zwierny, b/ rozwierny, c/ przestawny

Prądy zwarciowe w obwodach ze stycznikami powinny być przerywane przez odpowiednio dobrane bezpieczniki topikowe lub wyłączniki samoczynne. Jeśli cewka elektromagnesu zasilana Jest napięciem obwodu głównego, wówczas stycznik może spełniać rolę zabezpieczenia podnapięciowego, gdy napięcie w sieci zaniknie — obwód zostaje przerwany. Ze zworą elektromagnesu mogą być sprzęgnięte styki pomocnicze tworzące zestyki zwierne i rozwierne obwodów pomocniczych. Łączniki pomocnicze są wykorzystywane w układach sterowania do sygnalizacji lub Jako zestyki uzależniające. Na rys.2. przedstawiono bardzo często spotykany układ stycznika sterowanego dwoma przyciskami (załączającym i wyłączającym). Jest to tzw. układ z samopodtrzymaniem.

Rys.2. Schemat połączeń stycznika w układzie z samopodtrzymaniem dla sterowania silnika klatkowego przyciskiem podwójnym: a/schemat ideowy (wielo liniowy); b/ schemat ideowy rozwinięty (obwodowy, biegunowy); Oznaczenia: Sk — cewka elektromagnesu, Sk1 — zestyk głównego toru prądowego stycznika, Sk2 - zestyk pomocniczy zwiemy, PcW — przycisk wyłączający, PcZ - przycisk załączający

Po zwolnieniu przycisku załączającego cewkę, elektromagnes przytrzymuje nadal zworę ze stykami, gdyż cewka zasilana jest poprzez zestyk zwierny łącznika pomocniczego, W styczniku wyróżniamy następujące części: podstawę., elektromagnes z ruchomą zworą, styki głównego toru prądowego, komory gaszeniowe, styki torów pomocniczych (łączniki pomocnicze), wyposażenie dodatkowe (przekaźniki termobimetaiowe, przyciski).

Styczniki prądu przemiennego (rys.3.) dla mniejszych wartości prądu są wykonane jako dwuprzerwowe (z dwoma zestykami) w każdym biegunie. W stycznikach prądu stałego stosuje się najczęściej, komory magnetowydmuchowe z elektromagnesem wytwarzającym pole magnetyczne, włączonym szeregowo w tor prądowy łącznika.

Rys..3. Schematy budowy styczników elektromagnesowych

2. Klasyfikacja styczników Dla ułatwienia właściwego doboru styczników oprócz prądu i napięcia znamionowego zostały ustalone ich kategorie użytkowania (tabela.2.) oraz trwałość mechaniczna i klasy pracy (tabela. 1.). Ze względu na środowisko pracy styków rozróżniamy styczniki suche i olejowe, Ze względu na przystosowanie toru głównego do warunków pracy: styczniki prądu przemiennego i stałego. W zależności od przystosowania obudowy stycznika do warunków środowiska rozróżnia się 6 stopni ochrony od obcych ciał stałych i wody oraz 9 stopni od przypadkowych narażeń mechanicznych. Tabela 1.

Tabela 2.

3.Elektromagnesy Zwora elektromagnesy sprzęgnięta Jest z układem styków ruchomych. Przy załączaniu elektromagnes przyciągając zworę pokonuje siły naciągu sprężyn odpychających styki oraz siły ciężkości układu, ruchomego. Rdzeń dla elektromagnesów prądu przemiennego wykonuje się z blach o dużej przenikalności i małej stratności, najczęściej w kształcie litery E lub U. Dla uniknięcia przeklejania się zwory na skutek magnetyzmu szczątkowego obwód magnetyczny powinien posiadać szczelinę grubości 0,1 do 0,2 mm. Siła przyciągania przy prądzie przemiennym zmienia swą wartość od 0 do wartości maksymalnej na skutek tego zwora drga w takt zmian siły (z częstotliwością-2 f). Przeciwdziałamy' temu przez umieszczenie na rdzeniu pierścieni mosiężnych lub miedzianych obejmujących około 40% powierzchni przekroju rdzenia. Pierścienie powodują powstawanie strumienia przesuniętego w fazie w stosunku do strumienia głównego. Dzięki temu siła przyciągania zwory nigdy nie spada do wartości równej zeru. Elektromagnesy styczników wykonuje się jako jednofazowe. W przypadku elektromagnesów prądu stałego rdzeń może być wykonany jako lity. Pierścienie zwarte są zbędne, obwód magnetyczny powinien mieć jednak szczelinę. 3.1Zasilanie elektromagnesów Elektromagnesy stycznikowe są przystosowane do pracy przy napięciu (0,85-1,1) Un. Przy tych wartościach napięcia elektromagnes powinien płynnie przyciągać zworę i zapewnić właściwy docisk styków. Przy wartości napięcia większej od 0,75 U zwora powinna być utrzymywana w pozycji przyciągniętej. Natomiast powinno nastąpić odpadnięcie zwory przy wartości napięcia nie mniejszym niż 0,3 Un. Przy krótko trwałych obniżeniach się napięcia do wartości od 0,7 do 0,3 Un zachowanie się elektromagnesów jest różne (przytrzymywanie zwory, odpadanie, wibracje). Z tego względu nie zaleca się zasilać elektromagnesów z torów, w których występują duże spadki napięć (np. rozruch silników) Czas zamykania stycznika zmienia się w granicach 10— 15 ms dla małych styczników, natomiast dla dużych może osiągnąć wartości przekraczające nawet 50 ms. Wartość czasu zmienia się w granicach + 50% zależnie od wartości napięcia sterowniczego i kąta fazowego w chwili włączenia. Czas otwierania zmienia się w mniejszych granicach (10—30 ms).przy zestawianiu układów stycznikowych należy mieć na uwadze, że czasy zamykania i otwierania zestyków pomocniczych różnią się znacznie od odpowiednich czasów styków głównych. Czas impulsu sterowniczego powinien być odpowiednio długi. W układach z uzależnieniem należy uwzględnić czas niezbędny dla zgaszenia łuku. Napięcie zasilania obwodów sterowniczych ze względu bezpieczeństwa nie powinno przekraczać 250 V względem ziemi. Napięcia niższe niż 42V są niepożądane (duże przekroje przewodów lub duże spadki napięć). Zanieczyszczenia styków przy małych wartościach napięcia mogą powodować zawodne działanie układu. Zaleca się stosowanie w. układach z uziemionym punktem zerowym zasilania obwodu sterującego napięciem fazowym., Przy zasilaniu obwodu sterującego z dwóch faz może nastąpić przy zwarciu doziemnym w obwodzie sterowniczym wadliwe zadziałanie lub nie zadziałanie elektromagnesu. Należy zwrócić uwagę na rozpowszechniony błędny

pogląd, że stosując cewkę elektromagnesy zasilaną z dwóch faz chronimy silnik przed pracą jednofazową spowodowaną zanikiem napięcia (przepalenie bezpiecznika) w jednej z wykorzystanych do sterowania faz. Tory obwodów sterowniczych prądu przemiennego nie mogą być rozległe, gdyż ich pojemności mogą być przyczyną samotrzymania elektromagnesów. Elektromagnesy (cewki) wykonane na określone napięcie przemienne mogą być używane przy sterowaniu prądem stałym. Przy tej samej wartości napięcia stałego co i napięcie przemienne należy w szereg z cewką włączyć opornik....