Aparate Auxiliare Pentru Actionari Industriale Si Automatizari
Transcript of Aparate Auxiliare Pentru Actionari Industriale Si Automatizari
`
Argument
Am ales aceasta tema deoarece pune in avidenta cunostintele obtinute in anii de
scoala atat la orele de curs cat si la orele de instruire practica .
In cazul folosirii contactoarelor comandate de la distanta, este nevoie de
anumite elemente de comanda ,care sa indeplineasca rolul de a inchide sau a
deschide circuitul bobinei contactorului. Dintre aparatele de comanda a
contactoarelor, cele mai folosite sunt : butoanele de comanda, cheile de comanda,
intrerupatoarele de sfarsit de cursa (limitatoare) si microintrerupatoarele.
In acela-si timp, in cazul comenzii la distanta, prin contactoare, a motoarelor
electrice sau a altor consumatori, apare necesitatea semnalizarii la locul de
comanda, a situatiei din circuitul comandat. Aceasta semnalizare se executa cu
ajutorul lampilor de semnalizare si a casetelor de semnalizare.
In cele ce urmeaza, se prezinta cateva dintre aceste aparate de comanda si
semnalizare folosite in ilustratiile electrice industriale.
- 5 -
`
1. Butoane de comanda
Butoanele de comanda servesc, in special, pentru comanda voita de la distanta a contactoarelor,
fiind folosite, in deosebi, pe masini-unelte, ascensoare, masini de ridicat, pupitre de comanda etc.
Rolul butonului de comanda este de a inchide sau de a intrerupe un circuit electric (de
exemplu, butonul care comanda pornirea unui motor incide electric circuitul de alimentare a
bobinei in timp ce butonul care comanda oprirea motorului, deschide acest circuit).
Acelasi buton de comanda poate fi insa prevazut cu mai multe contacte astfel incat , printr-o
singura apasare, se comanda mai multe circuite, pe unele inchizandu-le ( fig.1 ).
Fig. 1. Butoane de comanda :
a- simplu ( 2NI + ?ND ) ; b- dublu ( 4NI + 4ND )
1.1 Caracteristici tehnice
Butoanele de comanda sunt acionate numai manual. Ele au o singura pozitie stabilita la care
revin in data ce butonul nu mai este actionat ; de aceea, prin butoanele de comanda se dau numai
comenzi de scurta durata.
Curentii nominali sunt, de obicei, 6A ( rar 10A ) in curent alternativ si 1,5-2A in curent
continuu ( se folosesc aceleasi butoane de comanda atat in curent continuu, cat si in curent
alternativ, cu deosebirea ca in curent continuu valorile curentilor care pot fi intrerupti sunt mai
mici).
Tensiunile nominale sunt 220 si 380 V in curent alternativ si 220 V in curent continuu.
- 6 -
`
Frecventa de conectare admisa pentru butoanele de comanda nu depaseste 600 de conectari pe
ora, iar numarul total de conectari pe care il poate efectua un astfel de buton depaseste un million.
1.2 Tipuri constructive
Butoanele de comanda se impart n doua grupe mari :
- butoane pentru montare pe panou ( fig.2 );
- butoane in cutii inchise ( fig.3 ).
• Din punctul de vedere al functiei indeplinite exista o foarte mare varietate constructiva:
butoane normale ( fig.2, e ), butoane ciuperca ( fig.2, b )
Fig. 2. Butoane pentru montare pe panou :
a- cu lampa ; b- ciuperca ; c- cu cheie ; d- selector ; e- normal ; f- manipulator.
- 7 -
`
cu capul mai mare folosite ca butoane de oprire si de avarie, butoane cu cheie ( fig.2, c ), care se
pot incuia pe pozitia inchisa impiedicand actionarea de catre cel care nu poseda cheie, butoane cu
lampa ( fig.2, a ) care lumineaza cand dau comanda, butoane cu retinere care raman pe pozitia
inchisa din care pot ieis prin tragere sau rotire, si multe altele.
O categorie importanta o constituie butoanele secundare care pot realiza diferite scheme in
functie de pozitia micului maner rotativ cu care sunt prevazute ( fig.2, d ).
Fig. 3. Butoane in cutii inchise
Acest lucru il pot realiza si butoanele manipulatoare, prevazute cu o maneta a carei pozitie
( sus, jos, stanga, dreapta ) determina realizarea anumitor scheme de obicei destinate actionarii
unui organ al masinii chear in sensul indicat de maneta manipulatoare ( fig.2, f ).
Butoanele in cutii inchise se clasifica in primul rand prin numarul de butoane incluse in cutie,
in al doilea rand prin gardul de protectie asigurat de cutie.
1.3 Masuri de protectie impotriva actonarii gresite a butoanelor
Actionarea unui buton de comanda reprezinta o actiune importanta, de raspundere deoarece ea
se traduce de obicei prin punerea sub tensiune a unui circuit si, foarte adesea prin punerea in
functiune a unei masini.
- 8 -
`
Atentie ! Actionarea eronata a unui buton de comanda poate deci provoca accidente grave sau
pagube materiale.
Pentru acest motiv, se iau masuri speciale de protectie, care :
sa impiedice actionarea gresita sau accidentala a unui buton de punere sub tensiune a unui
circuit ( buton de pornire ) ;
sa favorizeze identificarea si actionarea rapida a butoanelor de scoatere de sub tensiune a
circuitelor ( buton de oprire ).
Printre aceste masuri de protectie, mai importante sunt : marcarea prin culori sau prin litere si
realizarea unor constructii de forme adecvate.
• Marcarea prin culori ( folosirea unui cod de culori ) . De obicei, butoanele de comanda
sunt colorate dupa un anumit cod. De exemplu :
rosu indica butonul de pornire respectiv de punere sub tensiune a circuitului ;
• verde indica butonul de oprire , respectiv de scoatere de sub tensiune a circuitului.
• Marcarea prin litere.Mai ferecvent se utilizeaza marcarea prin litere si anume :
• litera L indica butonul de inchidere a circuitului,deci pornire motoruluisau punerea sub
tesiune a unui circuit ;
• litera o indica butonul de deschidere a circuitului comandat,deci oprirea motorului sau
scoaterea de sub tensiune a unui circuit.
Numerosii producatori folosesc concomitent marcarea prin culori si prin litere.
• Masurile constructive sunt destinate sa impiedice actionarea neintentionata a butoanelor
de pornire(inele d protectie)si sa favorizeze gasirea usoara si actionarea cu orice parte a corpului a
butoanelor de oprire (butoane ciuperca).
2. Chei de comanda
Cheile de comanda ( fig.4 ) sunt variate ale comtatoarelor cu came cu curent nominal
mic,servind ca aparate de conectare numai pentru circuitele de comanda,similar.Se deosebesc insa
de acestea atat constructiv,cat si prin faptul ca au doua sau mai multe pozitii stabilite(cu
- 9 -
`
retinere),pot avea si pozitii pasagere (cu revenire).Unele variante sunt prevazute si cu lampa de
semnalizare ( fig.4, b ) , sau cu cheie ( fig.4, c ).
3. Lampi si acasete de semnalizare
Lampi de semnalizare ( fig.5 ) servesc pentru semnalizarea luminoasa pe panouri si pupitre de
comanda,a pozitiei aparatelor mai importante de conectare sau pentru a indica anumite situati
normale sau anormale in instalatia supravegheata.
Casetele de semnalizare sunt tot lampi de semnalizare avand cutia de dimensiuni mai mari si o
placa frontala din sticla o paca pe care se pot aplica anumite inscriptii in scopul de a se usura
supraveghearea regimului de functionare .
4. Intrerupatoarele de sfarsit de cursa (limitatoare de cursa)
Limitatoarele de cursa sunt aparate de conectare care intrerup sau stabilesc circuite sau sub
actiunea unui element mecanic a instalatiei ,aflat in miscare.
Astfel,in instalatiile cu piese in misccare,actionateelectric,cum sant:masinile-unelte,podurile
rulate.ascensoarele,instalatiile de ridicat,masinile de ambalat etc.,apare in mod frecvent necesitatea
fie de a se intrerupe automat actionarea intregii instalatii,cand cursa organelor in miscare a depasit
zona de deplasare permisa, fie de a se comanda o anumita succesiune de operatii, in functie de
pozitia unei piese in miscare.
De exemplu :
la podurile rulante este necesar sa se opreasca automat actionarea podului, in cazul in care, din
cauza unui defect sau din neatentia manipulantului, podul se aproprie prea mult de marginea caii
de rulare, riscand sa loveasca anumite obiecte aflate in aceasta zona ;
la ascensorare este, de asemenea, necesar sa se opreasca automat motorul de antrenare a
cabinei, atunci cand, datorita unui defect de instalatie cabina auto depasind usa ultimului etaj sau
coboara sub nivelul primei usi ;
- 10 -
`
la masinile-unelte de tipul rabotezelor este necesar sa se comande automat la capatul fiecarei
curse, inversarea sensului de mers al mesei port-cutit.
a) c)
Fig. 4. Chei de comanda :
a- constructie normala ; b- cu lampa de semnalizare si transformator de alimentare a
lampii ; c- cu cheie de blocare.
Fig.5. Lampi de semnalizare :
a- elemente componente (1-elementul de baza cu bornele de racord la retea si dulia lampii ; 2-
inele de etansare ; 3- panoul in care se fixeaza lampa ; 4- decupaj pentru pozitionare ; 5 -eticheta
cu functie de rondela de centraj ; 6 - bosaje de pozitionare ; 7- inel de etansare si lamp de
semjnalizare ; 8- difuzor cu linie de strangere) ; b -aceeasi lampa asamblata ; c -diferite alte
solutii constructive.
- 11 -
`
In multe utilizari, comanda automata a opririi motorului de antrenare respectiv inversarea
sensului de rotatie a acestuia sau declansarea intr-o anumita succesiune a unui lant de operatii,
actionate electric, se realizeaza cu limitatoare de cursa.
Caracteristici tehnice
Spre deosebire de butoane si de chei de comanda, care pot fi actionate numai manual,
imitatoarele de cursa sunt prin excelenta aparate care realizeaza comenzi automate sub actiunea
unui element mecanic din instalatie.
Deplasarea acestor elemente este de multe ori foarte lenta ; daca deplasarea contactelor mobile
ar fi legata direct de organul de comanda, contactele s-ar uza rapid. De aceea, toate limitatoarele de
cursa directe ( cu curenti mari ) au dispozitive de actionare brusca a contactelor, iar cele indirecte
exista in ambele variante : cu contact de translatie ( fig.7, a ) si cu contact saritor ( fig.7, b ).
• Limitatoarele de cursa directe intrerup chear curentul de limentare a motorului ( fig. 6 ).
Ele se executa ca aparate de intrerupere in aer sau in ulei, pentru curenti nomonali cuprinsi
intre-e 25 si 100 A ( rar 200 A ) si tensiune nominala de 500 V.
Limitatoarele in ulei sunt folosite numai in medii cu mult praf, vapori crosivi sau gaze
explozive.
• Limitatoarele de cursa indirecte intrerup curentul de alimentare a bobonei unui
conductor, care la randul sau realizeaza intreruperea alimentarii cu energia motorului ( fig.7 ).
Limitatoarele de cursa indirecte se executa numai cu aparatele de intrerupere in aer,fiind
dimensionate pentru 6 sau cel mult 10 A,la 380 si 500 V.
Ele se construiesc pentru frecvente mari de conectare ( 600-1000 de conectari pe ora),dar au o
putere de rupere mica.
O mare varietate de elemente cinematice asigura satisfacerea numeroaselor necesitati ale
constructiei masinilor unelte ( fig. 7 ).
5. Microintrerupatoare
Dezvoltarea din ce in ce mai larga a utilizarii contactoarelor, legata de extinderea mecanizarilor
si omenzilor la distanta, a facut sa creasca foarte mult necesarul de aparate de comanda, indeosebi
- 12 -
`
a celor ctionate mecanic (prin intermediul unor came sau a altor elemente in miscare) care sa
determine inchiderea si deschiderea in mod automat a contactoarelor,in functie de programul de
comanda,actionare sau protectie prevazut.
Caracteristici tehnice
Microintrerupatoarele sint caracterizate prin :
• intrerupere brusca, indiferent de viteza de deplasare a organului de actiponare ;
• functionare foarte precisa (comutarea contactelor dintr-o pozitie in alta se fce la o
anumita pozitie foarte bine definita,a elementului de actionare) ;
Fig. 6. Limitator de cursa direct de 60 A, 500 V.
Constructie tripolara in aer , tip tambur, actionat prin lant si
roata dintata
- 13 -
`
Fig. 7. Limitatoare de cursa :
a- cu translatie ; b – cu contact saritor ; Elemente cinematice :1 – tija scurta ; 2 – tija lunga ; 3 –
tija cu rola ; 4 – parghie cu rola ; 5 – parghie in unghi cu rola ; 6 – parghie mobila ; 7 –
parghie mobila de lungime variabila ; 8 – vergea ; 9 – resort.
• efort mic (de la citeva grame-forta la citeva sute de grame-forta) si cursa redusa
(fractiune de milimetru) a elementului de actionare, pentru a determina schimbarea pozitiei
contactelor ;
• dimensiuni reduse ;
• frecventa mare de conectare (de ordinul a catorva mii de conectari pe ora ) si durata de
serviciu foarte mare (de ordinul a un million de manevre) ;
• curenti nominali de ordinul a 6-10 a in curentul alternativ si a 0,5-2 A in curent
continuu (in curent continuu se folosesc aceleasi microintrerupatoare ca si in curent alternativ ,dar
pentru parametri nominali mult mai redusi ).
- 14 -
`
6. Inrerupatoare-trestie
Un tip nou de aparate de comutare care isi gasesc utilizarea din ce in ce mai mare in domeniul
curentilor de mica intensitate ,il constituie asa-numitele relee (intrerupatoare)trestie.
6.1.Constructie si functuionare
Aceste relee sunt formate din doua lamele subtiri de material magnetic (aliaj de fier cu nichel)
inchise etans intr-un tub subtire de sticla .
In mod normal,lamele sunt dispuse la o distnta foarte mica intre ele ,distanta care asigura totusi
distanta necesara.Daca insa se apropie de acest tub un magnet sau se introduce tubul in campul
electromagnetic al unei bobine parcurse de curent continuu, lamele se magnetizeaza si se
lipesc,stabilnd in acest punct un contact electric.La disparitia campului magntic exterior ,lamele
revin,prin arcuire proprie ,in pozitia initiala ,intrerupand astfel circitul .
Pentru obtinera unui bun contact electri, lamele se acopera, in zona de contact, cu un metal are
poate fi, dupa caz, aur, argnt, rodiu etc.
Tubul este umplut cu un gaz inert, pentru a proteja suprafetele de contact impotriva
coroziunilor si oxidarilor si pentru a mentine o rezistenta de contact cat mai coborata si constanta .
6.2. Caracteristici tehnice
● Avantajele cele mai importante pe care le prezinta releel-trestie sint urmatoarele :
- viteza foarte mare de actionare (1-2 ms timpul de inchidere si 0,5 ms timpul de
deschidere ) ;
- rezistenta foarte mare de izolare intre contactele deschise ( de ordinul 1010 Ω )
- 15 -
`
- rezistenta de contact mica si constanta ;
Fig.13. Relee trestie (Reed)
A – cu functie de intrerupator (a1 – in pozitie deschis ; a2 - in pozitie inchis) ; b – cu functie de
comutator ; 1 – borna d legatura la circuitul exterior ; 2 – tub de sticla ; 3 – lamele din material
magnetic ; 4 – atmosfera de gaz inert ; 5 – magnet de comanda .
- consum de energie foarte mic pentru actionare ;
- functionarea intr-o plaja larga de temperaturi ( -40…+200º C );
- separarea completa a contactelor fata de mediul exterior, de unde rezulta o mare
fiabilitate a functionarii corecte a contactelor;
- dimensiuni reduse; in functie de timpul constructiv, lungimea tubului de sticla varieaza
intre 20 si 50 mm, iar diametrul acestuia, intre 5 si 5,5 mm;
- durata mare de serviciu.
● Dezavantajele acestui tip de aparate se refera in deosebi la :
- puterea de rupere destul de mica ( de obicei, curentii sub 1 A la tensiuni sub 30 V )
- faptul ca nu se poate actiona decat cu curentul continuu,
- sensibilitatea foarte mare la suprasarcini.
- 16 -
`
6.3. Tipuri constructive
In mod obijnuit releu-trestie se realizeaza ca intrerupator cu contactul normal deschis (fig.13,a)
Exista insa si variante constructive cu functie de comutator, adica avand un contact normal inchis
si un contact normal deschis ( fig.13, b ).
Campul magnetic exterior poate fi produs de un magnet permanent sau de o bobinaparcursa de
un curent de comanda. In acest caz, in interiorul aceleiasi bobine se pot introduce pana la opt relee
comandate simultan.
Important . alegerea tipului de releu, a variantei constructive, inclusiv a materialului folosit
pentru contacte, trebuie facuta in stricta corelare cu conditiile de utilizare.
6.4. Domenii de utilizare
Datorita caracteristicilor lor tehnice, releele trestie sunt folosite in prezent in mod covarsitor
circuite electronice ( tehnica de calcul, telefonie si domenii inrudite ). Ele patrund insa treptat si in
domeniul curentilor tari, in deosebi in componenta unor relee de constructie speciale si ca
inlocuitori ai microintrerupatoarelor acolo unde mediul este corosiv si curentii care trebuie
intrerupti au valori mici. In aceste conditii se foloseste avantajul acestui tip de relee de a putea fi
comandate chear numai prin apropierea unui corp cu proprietatii feromagenetice.
- 17 -
`
7. Relee intermediare
In unele situatii, in care butoanele de comanda, microintrerupatoarele sau aparatele electrice
care supravegheaza buna functionare a unei instalatii ( termoelemente , manometre si
termometre cu contact etc. nu au contacte ) suficient de puternice pentru a comanda direct
inchiderea sau deschiderea unui contactor sau a unui intrerupator automat actionat prin
electromagnet, se utilizeaza relee intermediare. In aceste situatii, releele intermediare au doar rolul
de amplifica puterea de comanada.
In alte situatii este nevoie ca un aparat de comanda ( de exemplu un releu termic cubimetal), se
transmite simultan comenzi in mai multe circuite distincte ; si in astfel de situatii se folosesc, de
asemenea , relee intermediare, care pot inchide sau deschide concomitent 6-10 circuite.
Releele intermediare sunt aparate de contactare foarte asemanatoare contactoarelor, atat ca
solutie constructiva, cat si ca pricipiu de functionare dar sunt dimensionate pentru curenti nominali
mici ( 2-10 A ). Sunt formate dintr-un electromagnet, asemanator celor folosite la contactoare, si 6-
10 perechi de contacte, actionate de armatura mobila a electromagnetului.
Contactele pot fi modificate, dupa nevoile de exploatare, in contactele normal inchise sau
contactele normal deschise.
Releele intermediare se executa ca aparate de intrerupere in aer. Rolul lor este de a primi
comenzile de mica putere de la aparatele care supravegheaza functionarea unei instalatii si a le
transforma in comenzi de curenti dar capabile sa determine, inchiderea unui intrerupator automat,
actionat prin electromagnet.
- 18 -
`
CUPRINS
Argument …………………………………………………..…..3
1.Butoane de comanda…………………………………………………...5
1.1.Caracteristici tehnice…………………………………………....6
1.2Tipuri constructive…………………………………………….....6
1.3Masuri de protectie impotriva actonarii gresite a
butoanelor…………………………………………………………...8
2. Chei de comanda………………………………………………………...10
3. Lampi si casete de semnalizare………………………………………… 10
4. Intrerupatoare de sfarsit de cursa ( limitatoare de cursa )……………..11
5. Microintrerupatoare………………………………………………..……14
5.1 Caracteristici tehnice…………………………………………….14
5.2 Tipuri constructive ………………………………………………15
5.3 Domeniu de utilzare…………………………………….17
6. Intrerupatoare-trestie……………………………………………………..18
6.1.Constructie si functuionare………………………………………18
6.2. Caracteristici tehnice…………………………………………… 18
6.3. Tipuri constructive……………………………..………………...20
6.4. Domenii de utilizare…………………………..………………….20
7. Relee intermediare…………………………………..…………………….21
Cuprins ………………………………………………………………………22
Bibliografie ………………………………………………………………….23
- 19 -
`
Bibliografie :
Masini ,Aparate , Actionari si AutomatizariProfesor ,doctor ,inginer : Nastase Bichir
Manualul electricianului de Contructi si instalati industriale
profesor , inginer Traian Canescu si Sanda Canescu Actionari electrice
Profesor , inginer, Arpad Kelemen
- 20 -