Наверное, каждый видел обычные механические клапаны. Посмотрите на теплотрассу в любом дворе многоквартирного дома, и достаточно увидеть одновременно хотя бы два вентиля.
Даже без детального понимания его конструкции и без высшего образования легко понять, что если повернуть маховик, то клапан перемещается внутрь трубы, перекрывая поток воды. Именно благодаря этому такой механизм запорной арматуры трубопровода «движется» и называется «клапаном». Конструкция небольшого механического клапана показана на рисунке 1.
Использование таких «ручных» клапанов оправдано только в том случае, если клапан используется редко, время от времени и в небольших количествах. Например, отключение участка трубопровода в случае аварии. Ну где-то в подвале дома течет распределительная труба или стояк!
Когда клапан, как неотъемлемую часть технологического процесса, необходимо использовать часто (несколько раз в час, а то и чаще), а число клапанов достигает десятков и даже сотен, то применяют клапаны с электроприводом.
В проекте водоснабжения небольшого города не так уж много клапанов. Практически все они механизированы и могут управляться нажатием кнопки или через контроллер системы автоматики водоснабжения.
Рисунок 1. Конструкция механического клапана
обычно в электроприводе клапана используется традиционный трехфазный двигатель, мощность и тип которого определяются диаметром трубы, в которой установлен клапан (100...800 мм, а возможно и больше): Чем больше диаметр трубы, тем лучше почетное звание водопровода. Чем выше шанс.
Но однажды мне пришлось установить электрический клапан на водопроводную трубу диаметром 400 мм, чтобы заменить старый клапан, который уже был непригоден для использования. Вот здесь-то и случается неловкость, но обо всем по порядку.
Рисунок 2. Редуктор с двигателем.
Разумеется, сам клапан находится в колодце, на картинке показан только мотор в сборе с редуктором. Черная пластиковая коробка сверху мотора скрывает клеммники для подключения проводов. Предположим, что кроме винтов для соединений больше ничего нет: вкрутите три провода как обычно и дело сделано. Но вскрытие показало, что это не совсем так.
О «лести», высказанной в адрес отдела снабжения, я здесь упоминать не буду. Не будем много говорить и о работе тех электриков, которым не удалось подключить это чудо техники. Поэтому эту задачу передали группе КИПиА, и работа завершилась достаточно гладко.
Фотографии сделаны в рабочем состоянии, так что на некоторых из них хорошо видны руки и даже ботинки запечатленных участников трудового подвига. После этого лирического отступления можно продолжить рассказ о том, что вы видели и делали.
Рисунок 3. Клеммная коробка двигателя.
В коробке удобно размещаются конденсатор, клеммная колодка с перемычками и алюминиевая шильдика сбоку двигателя, на которой указано, что это асинхронный конденсаторный двигатель типа АИР 80С4 мощностью полтора киловатта и емкостью конденсатора. 45 мкФ и другая не менее важная информация.
На внутренней стороне крышки распределительной коробки криво приклеен лист бумаги со схемой подключения двигателя. По этой схеме измените направление вращения двигателя, переустановив перемычку.
Это соединение работает только в том случае, если направление вращения никогда не меняется: как только вы выберете желаемое направление вращения с помощью перемычки, оставьте его таким. В качестве наглядного примера можно вспомнить циркулярную пилу: она всегда вращается в одну сторону, что для этого хорошо.
Кто переставляет эти перемычки при управлении клапаном? Поэтому возникла необходимость разработать схему реверса на базе унифицированного реверсивного магнитного пускателя ПМЛ 2621-БММ, который уже имеется и используется с предыдущими клапанами.
В общей коробке размещены два магнитных пускателя, тепловое реле и три кнопки управления. Кроме того, одновременная работа двух стартеров может вызвать механическое препятствие. В целом, это довольно удобная конструкция.
На этом изображении в разобранном виде показан тот же самый пускатель, который будет переоборудован для управления конденсаторным двигателем. Соседние приводы предназначены для управления другими клапанами.
Реверсивный конденсаторный двигатель. Раздел электропитания
Принципиальную схему реверсивного пускателя нарисовал руководитель группы КИПиА товарищ Сухов С.Ю. На рис. 7 показана часть схемы, обеспечивающая питание.
Питание подается в схему через провода L и N, которые обозначают фазу и нейтраль соответственно. Питание на двигатель подается только при срабатывании одного из пускателей, а нулевой провод подает питание непосредственно на конденсатор С1, что полностью соответствует мерам электробезопасности. Для подключения двигателя необходимы четыре провода.
Разумеется, сетевое напряжение подается через автоматический выключатель. Дополнительно унифицированный магнитный пускатель содержит тепловое реле. Для упрощения чертежа эти элементы на рисунке не показаны.
Вверху схемы клеммная коробка двигателя показана прямоугольником. Все названия клемм и их расположение точно соответствуют тому, что видно внутри клеммной коробки. Показан даже неиспользуемый терминал V2. Магнитный пускатель помечен на схеме как «выключено» и «включено», чтобы вы не слишком перегружали память при использовании этой схемы в будущем.
Читайте также статью: Как поменять мышь на Windows 10
Работу схемы проще всего рассмотреть, если предположить, что двигатель питается от постоянного тока. Конечно, конденсаторный двигатель не будет работать от постоянного тока, но если предположить, что это мгновенное значение переменного тока, то представленное описание можно считать очень корректным. Точнее, на схеме показан момент действия положительного полупериода питающего напряжения на провод L.
На рисунке 8 показана работа двигателя в режиме «ОТКРЫТО».
открытый клапан
Проводники L и N заменены знаками + и -, поэтому нетрудно проследить направление тока, как показано стрелками на рисунке: ток течет от «плюса» к «отрицательному». На месте контакта пускателя «ОТКРЫТО» имеется красный пунктирный овал, указывающий на то, что стартер подключен, а точка контакта замкнута.
Напряжение источника питания подается с «плюсового» конца на клемму W2 через замкнутый контакт А пускателя К1, проходит через катушку L2, клемму W1, конденсатор С1 и возвращается на «минусовый» конец источника питания через терминал V1. Все, цепь замкнута и ток течет.
Следует обратить внимание на направление тока в катушке L2 и конденсаторе С1: это направление не должно меняться при включении «замкнутого» пускателя.
Через контакт В разомкнутого пускателя положительное напряжение достигает клеммы U1, а через катушку L1 и клемму U2 замкнутый контакт С пускателя возвращается на отрицательную клемму источника питания. При этом следует обратить внимание на направление тока в катушках L1 и L2. Можно сказать, что стрелки гонятся друг за другом, как если бы одна стрела гонялась за другой.
закрыть клапан
При включении пускателя К2 схема работает в «замкнутом» режиме. Это место показано на рисунке 9.
Как показано на рисунке 8, контакты разомкнутого пускателя обведены красными пунктирными кружками. Поэтому будем считать, что все контакты замкнуты.
Напряжение источника питания поступает на клемму W2 через замкнутый контакт А включающего пускателя, проходит через катушку L2, конденсатор С1 и возвращается к отрицательному полюсу источника питания через клемму V1. Точнее, это напряжение, получаемое при прохождении через него тока. Направление тока указано на схеме стрелками. Следует отметить, что направление тока в катушке L2 точно такое же, как на рисунке 8.
Теперь посмотрим, что происходит с катушкой L1. Напряжение питания, и мы, конечно, имеем в виду «положительное», подается на клемму U2 через замыкающий контакт С пускателя «ЗАКРЫТЬ», а ток проходит через катушку L1 и через клемму U1 и замыкающий контакт В пускателя «ЗАКРЫТЬ». ЗАКРЫТЬ» стартер. Стартер возвращается на «минус» источника питания. В этом случае направление тока в катушке L1 противоположно показанному на рисунке 8. Из этого можно сделать вывод, что для реверса конденсаторного двигателя необходимо изменить фазу достаточно одной из катушек, в данном случае это будет катушка L1.
Все предыдущее описание и два последних рисунка предполагают, что положительный полупериод напряжения питания действует на фазовую линию L. Рано или поздно на линии L появится отрицательный полупериод. Все будет точно так же, за исключением того, что «плюс» и «минус» на картинке нужно поменять местами, а направление всех стрелок поменять местами.
Как добиться «правильного» направления вращения
Направление вращения двигателя должно соответствовать нажатой кнопке управления: при нажатии кнопки «ЗАКРЫТЬ» клапан должен закрыться. В случае «неправильного» направления вращения клапан открывается обратно.
Видео: Реверсивная схема подключения магнитного пускателя
Чтобы исправить это недоразумение, необходимо изменить направление вращения, что можно осуществить, поменяв местами провода на клеммах U1 и U2. Для сравнения: При использовании трехфазного двигателя направление вращения можно изменить переключением любых двух проводов, как отмечено выше.
схема управления
С блоком питания вроде все понятно. Осталось только придумать, как всем этим управлять. На самом деле алгоритм управления клапаном очень прост: при нажатии кнопки «ЗАКРЫТЬ» начинается закрытие и продолжается до тех пор, пока не сработает концевой выключатель «ЗАКРЫТО» или не будет нажата кнопка «СТОП». То же самое происходит и при открытии клапана – он доходит до концевого выключателя и останавливается.
Схема управления стартером описана ниже. По сути, это обычный реверсивный магнитный пускатель, и конкурс профессионального мастерства приглашает юных электриков собрать его: правильно собрал – есть призы!
Но схема содержит несколько специфических элементов, в частности, концевой выключатель хода, на профессиональном сленге известный просто как концевой выключатель.
Следуя этой традиции, этот термин будет использоваться и дальше. Сама схема показана на рисунке 10. Принципиально эта схема такая же, как и при использовании трехфазного двигателя.
Рисунок 10. Схема управления задвижкой
Расчетное напряжение катушек магнитных пускателей К1 и К2 составляет 220В, поэтому питание цепи осуществляется по фазному и нейтральному проводам, имеющим маркировку L и N соответственно. Нетрудно заметить, что фазные провода подключаются к схеме следующим образом. Кнопка «Стоп». Преимущество такого подключения в том, что при настройке концевых выключателей пути нажатие и удержание кнопки обесточивает всю цепь.
При нажатии кнопки «ОТКРЫТЬ» пускатель К1 размыкается и контакты К1.1 переводятся в режим автономного питания. Нормально закрытый контакт К1.2 размыкается и препятствует размыканию пускателя К2 при нажатии кнопки «ЗАКРЫТЬ».
Клапан начинает открываться. Открыто непрерывно до тех пор, пока не сработает концевой выключатель SQ1 (открыто), расположенный в механизме клапана, или не будет нажата кнопка «Стоп». Концевой выключатель, расположенный в клапанном механизме, показан на рисунке пунктирным прямоугольником.
Работа схемы аналогична при нажатии кнопки «Закрыть»: пускатель К2 открывается и клапан продолжает движение до срабатывания концевого выключателя SQ2 (закрыто) или нажатия кнопки «Стоп». Контакт К2.2 предотвращает включение пускателя К1. Поэтому направление вращения электродвигателя клапана можно изменить только после остановки механизма.
Отпустить концевой выключатель
Расположен непосредственно в клапане (кроме концевого выключателя открытия). Существуют также защитные концевые выключатели SQ3 и SQ4 для закрытия и закрытия, также называемые концевыми выключателями разблокировки. Они срабатывают, когда усилия механизма превышают допустимые пределы: пружины внутри механизма сжимаются, что приводит к срабатыванию SQ3 или SQ4. Поэтому концевой выключатель называется «спусковой».
При выходе из строя концевого выключателя пути SQ1 или SQ2 чаще всего возникает аналогичная ситуация: выход из строя механизма микровыключателя, а то и просто выход из строя сварочного контакта. Это случается часто.
Работа концевого выключателя аналогична работе теплового реле: после срабатывания необходимо нажатие кнопки для восстановления работы всей цепи. Только в этом случае необходимо вручную выводить клапан из этого положения, у каждого клапана есть специальная ручка.
Тепловое реле также присутствует на схеме. Его нормально закрытый контакт на рисунке обозначен RT – тепловое реле.
Подключиться к контроллеру системы автоматизации
Эту схему управления можно легко подключить к контроллеру системы автоматики водоснабжения с помощью промежуточного реле типа РП-21 или аналогичного. Просто подключите нормально разомкнутый контакт соответствующего реле параллельно кнопкам «ОТКРЫТЬ» и «ЗАКРЫТЬ». Для остановки клапана необходимо разомкнуть нормально закрытый контакт промежуточного реле «ЗАКРЫТЬ» последовательно с кнопкой «СТОП».
Чтобы контроллер «знал» положение клапана, к концевым выключателям SQ1, SQ2 следует подключить оптопару.
- Светодиодный прожектор своими руками
- Как подключить кухонную вытяжку к электросети
- Как подключить генератор самостоятельно
Надеюсь, эта статья была вам полезна. См также другие статьи в разделах «Обмен опытом», «Об электриках и не только», категории «Промышленное электрооборудование
Подписывайтесь на наш Telegram-канал: Бытовая техника
Здесь можно оставлять комментарии, задавать вопросы и общаться:
Обсудить электротехнические темы
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Видео: Реверсивная схема магнитного пускателя. Пошаговая инструкция подключения электродвигателя.
Видео: Надо ли отключать пусковую обмотку двигателя? Давайте разберёмся. Три схемы включения.
Читайте также статью: Как массаж способствует похудению: техники массажа для похудения
Комментарии
Отправить комментарий