Бесконтактных аппаратов

В области совершенствования схем и аппаратуры автоматизации в последнее время наметился переход от контактных к бесконтактным системам. Освоение отечественной промышленностью различного рода бесконтактных элементов, высококачественных полупроводниковых приборов, магнитных логических элементов позволяет разработать новые бесконтактные системы автоматического управления.

Кроме технических требований, общих для бесконтактных элементов УРЗ, к элементам выдержки времени (ЭВ) предъявляются следующие специфические требования:

§ 9.2. Основные принципы выполнения бесконтактных элементов выдержки времени

§ 9.2. Основные принципы выполнения бесконтактных элементов выдержки

Средства автоматизации в устройствах управления производственными процессами по заданной программе могут состоять из релейно-контакторных аппаратов и бесконтактных элементов, обладающих значительно меньшим временем срабатывания и значительно большим сроком службы, чем контакторы и реле.

создание бесконтактных элементов и систем телеуправления — телесигнализации для сосредоточенных объектов (В. Н. Тутевич, В. Н. Жо-жикашвили, К. Г. Митюшкин, И. В. Прангишвили и др.);

Для этого на оси манометра или другого прибора устанавливается потенциометр с малым моментом вращения. Такие первичные преобразователи выпускаются промышленностью серийно. Для ВСТ не требуются местные источники питания на контролируемом пункте, его передатчик построен на основе бесконтактных элементов. Он состоит ( 13.5) из экспоненциального преобразователя, электронного реле ЭР на двух транзисторах и генератора с фиксированной звуковой частотой ЗГ, который одновременно является вторым каскадом электронного реле. Передатчик питается через проводную ЛС с ПУ импульсами прямоугольной формы ( 13.6). Длительность импульсов 1,7 с, а интервал между ними 0,3 с. Импульсы одновременно синхронизируют работу передатчика и приемника. Экспоненциальный преобразователь представляет собой электрический мост, в одну ветвь которого (см. 13.5)

Релейные магнитные усилители широко применяются в схемах автоматики также в качестве логических элементов, осуществляющих программное управление электрическими цепями. Например, бесконтактные реле серии ЛТ разработаны специально для систем комплексной автоматизации прокатных станов и других объектов металлургической промышленности. В этом случае надежность, обусловленная отсутствием контактов, играет особо важную роль, так как в таких установках частота включения особенно велика. Срок же службы подобных бесконтактных элементов фактически не зависит от числа включений, а ограничивается только старением изоляции, вентилей и других элементов.

Наиболее распространенным видом логических элементов являются электромагнитные реле. Однако их применение в ряде случаев затруднено или даже вообще невозможно вследствие недостатков, присущих контактной аппаратуре. Основной причиной замены механических контактных аппаратов бесконтактными является их низкая допустимая частота включений и низкая долговечность. Бесконтактные элементы более надежны в работе, менее чувствительны к влиянию окружающей среды, не требуют регулировки в процессе работы, срок их службы практически неограничен. Но эти преимущества еще не означают, что бесконтактные логические элементы могут заменить реле во всех случаях. В отличие от реле эти элементы не могут коммутировать электрические цепи с силовой нагрузкой, а также работать в цепях с плавно изменяющимися сигналами,, если их значение ниже сигналов срабытывания этих элемектов. Схемы на бесконтактных элементах содержат обычно в несколько раз больше элементов, чем аналогичные релейные, поэтому в ряде случаев применение бесконтактных элементов может только неоправданно усложнить схему. Это относится прежде всего к схемам с простой функциональной частью, где число контактов в схеме управления невелико, а количество входных сигналов ненамного превышает числе выходных. Обычно стоимость схем с логическими элементами выше вследствие большего их количества в схемах по сравнению с контактными аппаратами, использования сложных источников питания схем и специального контрольно-испытательного оборудования. Применение бесконтактных логических элементов целесообразно в схемах, когда количество входных сигналов в схеме в несколько раз превышает количество выходных.

В настоящее время проводятся работы с целью использования в логической части устройств релейной защиты бесконтактных элементов.

Излагаются основы теории электрических аппаратов высокого и низкого напряжения и бесконтактных элементов автоматики, анализируются конструкции современных распределительных устройств и систем автоматизированного электропривода. Второе издание вышло в 1971 г. Настоящее издание переработано и обновлено с учетом новейших достижений в данной области.

С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕСКОНТАКТНЫХ АППАРАТОВ

Схема управления электроприводом постоянного тока с магнитными усилителями. Магнитные усилители широко применяют в схемах управления, учитывая кроме ранее отмеченных преимуществ бесконтактных аппаратов их относительно невысокую стоимость.

§ 11.3. Аппаратура для управления электроприводами . . 293 § 11.4. Релейно-контактное управление электроприводами . 300 § 11.5. Управление электроприводами с применением бесконтактных аппаратов........... 308

Бесконтактным электрическим аппаратом называют устройство, предназначенное для включения и отключения (коммутации) электрических цепей без физического разрыва самой цепи. Принцип действия бесконтактных аппаратов основан на изменении тока в электрической цепи при воздействии на нее управляющего сигнала. Основой для построения бесконтактных аппаратов служат различные нелинейные элементы: ферромагнитные сердечники с обмотками и полупроводниковые приборы (транзисторы, интегральные микросхемы, тиристоры, оптоэлектронные приборы) и др. Непрерывное совершенствование полупроводниковых приборов, появление новых разновидностей и их массовое производство открывают широкие возможности для совершенствования бесконтактных электрических аппаратов.

Совмещение достоинств контактных и бесконтактных аппаратов привело к широкому распространению аппаратов, сочетающих измерительную часть на полупроводниковых приборах с электромеханической исполнительной частью. Такие аппараты иногда называют гибридными. Ниже приведены примеры расчета схем на дискретных полупроводниковых приборах и интегральных микросхемах, которые применяются в гибридных электрических аппаратах, выпускаемых промышленностью.

10.7. Применение бесконтактных аппаратов и логических элементов в схемах управления электроприводами

Логические функции могут быть записаны в виде алгебраических формул ( 10.24), над которыми по определенным правилам можно производить преобразования. На этом основан один из способов проектирования логических схем управления. Другим методом проектирования схем на бесконтактных логических элементах является перевод предварительно составленной релейно-контактной схемы в бесконтактный аналог путем замены сочетаний контакторов и катушек реле эквивалентными логическими элементами ( 10.24). Второй путь проще, если схема не очень сложна. Первый — обеспечивает прямое решение задачи посредством использования правил алгебры логики, дающих рациональные схемные решения с наименьшим числом бесконтактных аппаратов.

10.7. Применение бесконтактных аппаратов и логических элементов в схемах управления электроприводами . . . 421

подъемное™ устанавливаются два двигателя. При выборе схем управления ими необходимо руководствоваться требованиями технологического процесса, который обеспечивает кран. А в том случае, когда эти требования можно удовлетворить различными схемами, определяющими должны быть схемы с более высокими технико-экономическими показателями. В большинстве случаев по первоначальным затратам и надежности наилучшими электроприводами являются электроприводы переменного тока с короткозамкнутым двигателем. Поэтому, если такие приводы удовлетворяют требованиям технологического процесса, то им: и следует отдавать предпочтение. Управление электроприводами крановых механизмов осуществляется с пульта, а собственными приводами каждого механизма—с помощью контактных или бесконтактных аппаратов.

подъемное™ устанавливаются два двигателя. При выборе схем управления ими необходимо руководствоваться требованиями технологического процесса, который обеспечивает кран. А в том случае, когда эти требования можно удовлетворить различными схемами, определяющими должны быть схемы с более высокими технико-экономическими показателями. В большинстве случаев по первоначальным затратам и надежности наилучшими электроприводами являются электроприводы переменного тока с короткозамкнутым двигателем. Поэтому, если такие приводы удовлетворяют требованиям технологического процесса, то им: и следует отдавать предпочтение. Управление электроприводами крановых механизмов осуществляется с пульта, а собственными приводами каждого механизма—с помощью контактных или бесконтактных аппаратов.

Электрические аппараты являются одним u:t основных средств электрификации и автоматизации народного хозяйства. Решения XXVII съезда КПСС определил-! широкую программу развития этих средств. В соответствии с этими решениями отечественная промышленность должна совершенствовать перспективные виды электрических аппаратов, в особенности бесконтактных аппаратов и аппаратов высокого напряжения. Разработки аппаратов ведутся на основе теоретического и экспериментального исследования их параметров и характеристик. В данной книге излагаются основные теоретические положения теории электрических аппаратов.