真空电磁起动器（精选7篇）
真空电磁起动器 篇1
本起动器为一多功能起动器, 它除了具备过载、短路、断相、短闭和漏电闭锁等基本保护功能外还增加了逆相、电机过热、排气高温、环境高、低温、油细、油滤等保护功能。起动回路为本质安全型。本起动器采用了液晶汉字显示模块作为显示单元, 可对开关的各种运行状况及保护状态进行详尽的显示, 同时又增加了一块由LED发光块组成的显示板, 以对开关的各种运行状况及保护状态进行直观的显示;本起动器的所有电气相关参数均可在智能保护器上进行设置或修改。
1 功能简介
常规保护功能有过载、短路、断相和漏电闭锁保护, 与普通起动器相同, 这里不再介绍, 重点介绍特殊功能。
(1) 逆相保护、缺相保护保护功能:当相序接反时由智能保护器实现逆相保护, 断开起动回路, 不能开机, 同时显示屏显示逆相保护。调整相序后再通电直至相序正确时方可使用。当三相电源缺相时, 保护器亦能实现缺相保护。三相电压的取样由30VA的三相变压器将660V或1140V电压变换为40V~70V提供。逆相保护在开机前检测, 开机后不再检测。 (2) 将空压机的油细、油滤、电机高温、排气高温等保护接点接入本起动器的相应接点, 当上述保护动作时, 即可由本起动器实现上述保护并断电停机, 同时显示屏显示相应的保护状态。注意油细、油滤保护延时6s动作。电机高温、排气高温保护延时2s动作。 (3) 起动器的起动回路为本质安全电路, 具备远、近控制功能。远控时还具备控制电缆短路保护功能。 (4) 液晶汉字显示屏和附加的LED发光块显示板可对开关的所有状态用汉字进行显示。还可对各项参数时间进行设定。进入相应画面后, 即可用设置键对相应参数进行设置。 (5) 本起动器的前门上由左至右共有六个按钮, 依次为:起动 (近控) 、复位、功能、上升、下降和漏电试验。起动器右侧有一个与隔离换向开关手把闭锁的停止按钮。使用复位、功能、上升、下降四个按键即可实现各项参数的设置。 (6) 起动器的主回路出线引入装置为4个, 可引入电缆外径为φ42mm~φ51mm;主回路出线中型引入装置1个, 可引入电缆外径为φ20mm~φ25mm, 用于风机出线;控制线引入装置为5个, 引入电缆外径为φ1 2 m m~φ3 3 m m。
2 电路原理
(1) 该起动器主回路为常规电路, 无特殊之处, 二个九芯接线柱为控制功能接线端子。
(2) 合上起动器隔离开关手把送电, 单片机智能保护器通电工作, 系统首先检测三相电源的相序及缺相否, 相序不正确或缺相时, 智能保护器实现逆相保护, 不允许开机, 调整相序或用隔离换向开关换相。开机后不再检测相序。
(3) 智能保护器对负荷侧绝缘状况进行检测, 如果检测到发生漏电或接地故障时, 起动器实现漏电闭锁保护, 起动器不能起动, 液晶显示屏显示漏电保护状态, 相应的漏电闭锁故障灯亮。当负荷绝缘恢复到正常值后起动器自动退出漏电闭锁状态, 起动器允许起动。开机后不再检测绝缘。
本智能保护器对负荷侧绝缘电阻的闭锁值根据电源电压的高低自动调整, 无需进行人工转换。660V时为22K、1140V时为40K。
(4) 智能保护器对环境温度进行检测, 当检测到环境温度高于或低于用户设置的高、低温动作值时, 系统实现温度保护, 起动器不能起动。
(5) 智能保护器对油细、油滤、排气高温和电机高温四路进行检测, 当任一路处于保护状态时, 系统即实现相应的保护, 起动器不能起动。开机后出现上述故障时, 系统亦实现相应的保护, 起动器停机。
(6) 本起动器的起动回路为本安先导电路, 其本安工作电源由BK3本安电源变压器输出AC24V本安电源提供。只有当上述保护功能均处于正常状态时, 本安起动回路才能接通电源实现起动。
(7) 起动时, 按下前门上的起动按钮 (远控时则使用远控起动按钮) , 本安先导回路通电起动, 1ZJ吸合, 1ZJ1接通2ZJ继电器电源, 2ZJ吸合, 2ZJ2、2ZJ3首先切断漏电检测回路, 2ZJ1接通真空接触器CJZ线圈的电源, 起动器吸合接通负荷电源, 其辅助触点CJZ4闭合实现自保, CJZ2、CJZ3断开漏电检测电路, 液晶显示屏显示开机状态画面, 运行灯亮。
(8) 停机时, 按下起动器的停止按钮, 先导回路电源断电, 1ZJ释放, 2ZJ随之释放, 真空接触器CJZ断开, 实现停机, 漏电检测回路接通。
(9) 起动器开机后, 智能保护器对负载进行过载、短路、断相及相电流不平衡状态进行保护, 系统连续地对上述状态进行检测, 当出现过载、短路、断相及相电流不平衡时, 智能保护器进行相应的保护停机, 并在显示屏显示相应保护, 保护特性完全按照国家标准设计。
需注意的是智能保护器对过载、短路、断相及相电流不平衡保护的实现是以用户设置的主回路电流值和风机电流值为依据计算的, 所以用户对上述两个电流值的设置务必要准确。
除短路保护外, 其余所有保护动作后, 均可在3min内自动复位。
3 参数的设置
本单片机智能保护器应用户的要求, 可设置参数相当多, 使用前必须对这些参数进行设置, 否则可能不能正常工作。
4 使用、及注意事项
(1) 使用前必须首先根据现场的电源电压设定好起动器的工作电压。
电源电压的设置需要人工设置的只有一处:即控制变压器的电源端, 由一个660V←→1140V切换开关来选择合适的电源电压, 注意出厂时均位于1140V位置。然后进入软件电源电压等级设置, 以确定电压参数, 其余均已实现智能化, 无需人工干预。 (2) 起动器通电后, 首先要检查液晶显示屏的显示状态, 如各项保护功能正常时应显示停机画面;如三相电源的相序不正确时, 将显示逆相保护, 起动器不能起动, 应改变三相电源的相序。 (3) 根据负载空压机电动机的额定电流, 设定好主回路的工作电流值, 以确保在出现故障时能及时执行保护。主回路电流的设定范围为20A~200A。 (4) 对小风机的额定工作电流进行设置, 可根据风机的额定电流值来设置风机的电流值, 风机电流的设定范围为0.1A~9.9A。 (5) 起动器显示正常时, 可先将远、近控开关置于近控位置, 然后用前门上的起动按钮对起动器试运行, 并观察熟悉显示屏的各个画面。起动器出厂时均置于近控位置, 以便用户检测。 (6) 起动器前门上设有一个漏电试验按钮, 在停机状态时可模拟漏电试验, 以检测起动器的漏电闭锁功能。开机后请不要再进行试验。 (7) 本起动器还设有强制运行功能, 用户进入专用模式后, 在强制启动设置项设定为采用强制启动, 然后确认后退出, 即可实现在故障情况下带病强制开机运行。此时保护功能不投入。
此功能带有一定的风险性, 在强制运行过程中, 用户一定要随时注意设备的运行状态, 发现问题立即停机, 以免发生危险, 运行结束后务必要关闭强制启动功能
本起动器对开关的各种运行状态及故障状态均有相应的汉字提示, 用户亦可根据显示的信息对起动器进行维修与检查。
真空电磁起动器 篇2
1 太原煤科院EBZ160掘进机介绍
1.1 太原煤科院EBZl60掘进机的特点
太原煤科院EBZl60掘进机是一种中型掘进机, 整机具有以下特点:1) 截割部可伸缩, 伸缩行程为550mm;2) 具有内、外喷雾, 外喷雾前置, 合理设计喷嘴位置, 强化外喷雾效果;3) 铲板底部大倾角, 整机地隙大, 爬坡能力强;4) 中间运输机平直结构, 与铲板搭接顺畅, 龙门高、运输通畅;5) 本体、后支承箱体形式焊接结构, 刚性好, 可靠性高;6) 液压系统采用恒功率、压力切断、负载敏感控制;7) 电气系统采用新型综保, 模块化设计, 具有液晶汉字动态显示功能;8) 重心低, 机器稳定性好。
1.2 主要用途及适用范围
该机主要用于煤岩硬度≤f7.5的煤巷、半煤岩巷以及软岩的巷道、隧道快速掘进, 能够实现连续切割、装载、运输作业。最大定位截割断面24m2, 最大截割硬度≤75Mpa, 纵向工作坡度±16°。
2 太原煤科院EBZ160掘进机电磁启动器的原理
隔爆型磁力启动器是将隔离开关、接触器、熔断器、过热过流继电器、按钮等元件都装在隔爆外壳内, 用来保护和控制电动机。矿用隔爆磁力启动器的型号较多, 但结构和使用方法基本一致。启动器主要由装在撬形底架上的方形隔爆外壳, 包括可拆卸的控制板装配、前门及电器件装配等部分组成。外壳的前门为平面止口式, 当前门右侧中部的机械闭锁解锁后, 可以抬启启动器左侧固定于铰链上的手把, 转动前门即可关闭 (转动前门时, 注意操作手把的抬起高度, 避免操作手把上部凸轮与铰链顶撞) 。
1) 启动前, 将换向开关打至正向或反向位置, 变压器T有电, 综合保护ADB电源指示灯亮, 其漏电检测端开始对主回路进行绝缘监测, 如绝缘电阻大于规定值, 则其常开接点闭合, 可以启动。否则, ADB实行漏电闭锁, 启动器无法启动。2) 启动过程:a.近控:将先导插件XDZ中的钮子开关SA4拨到“近控”位置, 转换开关SA2打到“单台”位置, 然后将转换开关SA1旋向“启动”位置, 则继电器KAl吸合, 继电器KA2吸合, 断开漏电检测回路, 同时接触器KM吸合并使KAl自锁, 主回路接通, 完成启动过程。将转换开关SAl旋向“停止”位置, 则接触器KM等断电释放, 漏电检测回路接通, 准备再启动。b.远控:将钮子开关SA4拨到“远控”位置, 其余操作及原理与上同, 可实现远方控制。3) 程序控制:指联台使用, 即第1台控制第2台或N台。并将第一台的转换开关SA4打到“联台主机”位置, 其余各台均打到“联台从机”位置, 同时, 最后一台要将6#、7#端子短接。第一台启动后, 经1~10s (可调) 延时, 第二台开始启动。如在1~10S (可调) 内第二台启动失败, 则第一台自动停止, 实现前后联动控制, 多台运行依次类推。4) 在启动和运行过程中, 当线路发生过流、过载、断相故障时, ADB动作, 断开控制回路电源, 从而切断主电路, 达到保护之目的。经复位后 (按钮SB) , 启动器可重新启动。当过电流太大, 超过接触器的分断能力时, ADB将闭锁本启动器的保护单元, 而由上一级保护装置切断过电流, 达到保护作用。根据接触器的极限分断能力, ADB的短路闭锁值设定在4500A±5%。
3 太原煤科院EBZ160掘进机电磁启动器的真空改造
矿用隔爆兼本安型真空电磁启动器由方形外壳和抽屉式电器芯架组成。外壳分为主腔和接线腔两部分。主腔前面为平面卡块式平移快开门, 主腔内装有接触器、换向开关、继电器、变压器、先导组件及启动、停止和试验按钮等。接线腔盖板和壳体连接为螺栓紧固, 启动器采用橡胶密封圈式电缆引入装置。交流真空电磁启动器由隔离换向开关、交流真空接触器、电流互感器以及控制保护装置等组成。控制保护器是启动器的核心部分, 控制电动机的启停并完成各种保护。
3.1 启停控制
真空电磁启动器对电动机的启停控制有本地控制、远程控制和工作面的集中控制。本地控制即通过启动器上的近控按钮实现电动机的控制, 在调试启动器以及输送机时使用;远程控制电路为本质安全型电路, 可实现煤矿井下电动机的远距离控制;启动器设有本质安全型的联控接口以实现综采工作面多种电气设备的集中控制。
3.2 闭锁控制
启动器设计有闭锁功能, 可以实现外部设备对启动器的控制。当电动机停止时, 外部关联设备闭锁, 启动器不能启动电动机;当电动机运行时, 外部关联设备闭锁, 启动器控制电动机停止运行;只有外部关联设备解除闭锁, 启动器才能正常控制。
3.3 速度切换有手动和自动两种方式
手动控制即在双速工作状态下, 电动机由低速运行转换为高速运行是人工手动进行操作;自动控制即在双速工作状态下, 根据电流原则电动机从低速运行状态自动转换为高速运行状态。
启动器为长方体结构, 整个箱体分为进线腔、主控腔和出线腔三个独立的腔室。箱体为隔爆结构, 控制保护器装在主控腔的圆形前门上。该启动器为矿用隔爆兼本质安全型真空电磁启动器, 四回路组合, 可作为双速双回路控制也可单独控制四个单回路。采用计算机微处理器技术, 根据实际工况计算机软件编程完成各种功能, 将控制、保护和显示融为一体, 从而使电气结构大大简化, 控制和保护功能增强, 状态显示采用液晶汉字系统, 方便了使用。交流真空电磁启动器设计为双速、可逆启动时可用来控制掘进机, 实现掘进机自动控制:低速启动———负荷电流下降到额定电流的1.1倍时高速运行———同步开关 (距终端10.5m) ———低速运行———终端开关———停机并延时自动返向运行。
4结论
控制保护器接收外部按钮控制信号后发出指令控制相应的接触器动作, 从而实现对电动机的启停、速度切换控制, 电动机的电流信号经电流互感器变换后经过整定送到控制保护器, 控制保护器经过运算、判断, 进而对电动机实施保护。
参考文献
[1]苏健, 甄瑞洁.浅谈矿用隔爆型真空磁力启动器在煤矿中的应用[J].山东煤炭科技, 2013.
[2]戈文行, 张卫国.基于PLC的矿用隔爆兼本安真空启动器控制系统设计[J].煤矿机械, 2012.
[3]武卫红.真空磁力启动器BQD23-315开关的应用[J].河南科技, 2012.
真空电磁起动器 篇3
然而, 由于电气设备在生产中常因各种问题而引起故障, 大大影响了煤炭安全生产。
因此, 进行电气设备故障原因分析、查找故障模式及采取有效的处理措施来提高其运行可靠性和安全性, 是当前提高煤炭安全生产的重要途径之一。
本人根据多年实践经验, 对煤矿常用的QBZ-200矿用隔爆型电磁起动器的基本性能、主要元件作简单介绍, 对该设备常见故障现象、原因、查找处理以流程图的形式进行了总结, 以供使用人员在进行故障处理时, 可以有“章”可循, 使故障处理更科学、更安全、更快速。
1 QBZ-200矿用隔爆型电磁起动器的用途及性能
QBZ-200矿用隔爆型电磁起动器适用于具有爆炸危险气体 (甲烷混合物) 和煤尘的煤矿井下, 在交流50Hz, 电压为660V或1140V的供电系统中, 作就地或远距离控制额定电流在200A以下的矿用隔爆型三相鼠笼式异步电动机的起动或停止, 并可在被控电动机停止时换向。
目前, 常应用于煤矿井下皮带运输机、刮板运输机、转载机、局部通风机、水泵等设备的控制。
起动器具有过载、断相、短路、漏电闭锁、失压、过电压等保护, 具有保护齐全、动作平稳可靠、分断能力强、寿命高等性能特点。
2 主要元件
QS-换向隔离开关;
JDB-电机综合保护器 (实现过载, 短路, 断相, 漏电闭锁保护) ;
TC-控制变压器666V (1140V) /36V;
FU-熔断器5A螺旋式;
KA-中间继电器36V;
KM-真空接触器;
VC-整流桥;
R-C-阻容吸收过压保护;
SB1-起动按钮;
SB2-停止按钮。
3 常见故障处理流程
在进行故障判断处理时一定要遵循故障判断思路正确、查找处理步骤正确、仪表工具使用正确、符合《煤矿安全规程》相关安全要求等。
故障判断及处理的一般步骤为:
1) 判断故障现象;
2) 分析故障原因;
3) 用仪表 (万用表、摇表) 查找故障;
4) 排除故障;
5) 送电试车。
该设备有不起车、不自保、自起车、断相等常见故障, 其故障处理流程如下图所示。
4 结束语
真空电磁起动器 篇4
多回路电磁起动器主要是用于采煤、掘进工作面, 对工作面的各负荷进行集中控制与保护的电气设备。根据现场设备保护和控制的需要, 基于微电子和现场总线技术, 设计具有一定通信功能和逻辑判断能力的多回路电磁起动器, 实现对多台电机的监控、保护及状态管理等功能。
1 CAN通信结构及特点
CAN即控制器局域网, 遵循现场总线协议。CAN总线通信结构由PLC、CAN通信网络节点和CAN转发器节点等部分构成, 其数据通信主要特点:
(1) CAN总线为多主方式通信, 总线网络上任何一个节点均可在任意时刻主动地、不分主从地向其它节点发送信息。
(2) CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息出现冲突时, 优先级较低的网络节点会主动退出发送, 而最高优先级的网络节点可不受影响地继续传输数据, 节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在总线网络负载很重的情况下, 也不会出现总线网络瘫痪情况。
(3) 与传统的站地址编码不同, CAN通信系统对数据块进行编码, 使得网络内的节点个数不受限制。
(4) CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤, 选择灵活。
(5) CAN的直接通信距离最远可达10km (速率在5kbps以下) ;通信速率最高可达在1Mbps (此时通信距离最长为40m) 。
(6) 采用短帧结构发送数据, 每帧信息都采用了CRC帧校验及其他检错技术, 数据传输高效、准确, 实时性好。
(7) CAN节点有错误严重的情况下, 有自动关闭功能, 以使总线上其他节点的操作不受影响。
(8) CAN总线具有较高的性价比。它结构简单, 器件容易购置, 每个节的价格较低, 而且开发技术容易掌握, 能充分利用现有的单片机开发工具。
根据CAN通信的结构特点, 提出了多回路电磁起动器的通信结构, 结构示意图如图1所示。
上位机PLC和下位机保护卡之间组成典型的分布式通信系统, 以主从方式进行通信, 系统中仅需要1个上位机PLC, 既可以与各下位机保护卡分别进行点对点的双向通信, 也可以同时和所有从机进行一点对多点的单向通信, 即PLC向所有从机传输数据或命令。
2 通信硬件设计
2.1 PLC的CAN通信
PLC选用的是贝加莱CPU模块型号为7CP476-020.9, 其自身有1个CAN接口, 完全支持国际CAN V2.0B技术规范。能发送和接收标准数据和扩展数据帧以及远程帧数字字节。
2.2 保护卡通信设计
CAN总线通信系统, CAN节点的设计是很重要的一个环节。保护卡的CAN总线通信模块由MICROCHIP公司ds PIC30f6014a数字信号处理器内部提供的CAN模块和新的CTM系列隔离CAN收发器模块组成。
电路设计中采用的CAN收发器模块CTM1050, 它是一款带隔离功能的高速CAN收发器芯片, 该芯片内部集成了所必需的CAN隔离器件及CAN收、发器件, 可以很好地实现CAN总线上各节点电气、电源之间的完全隔离和独立, 提高了CAN总线通信中各个节点的稳定性和安全性。CTM1050的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平并且具有DC 2500V的隔离功能及ESD保护作用。
磁力启动器中保护卡CAN总线通信节点硬件单元原理图如图2所示。
在以往的设计中需要光耦、DC/DC隔离、CAN收发器等其他元器件才能实现带隔离的CAN收发电路, 本文使用CTM1050接口芯片直接与CAN协议控制器相连就可以实现带隔离的CAN收发电路, 其接口简单, 方便。
3 通信规约
CAN总线的接口帧格式有标准帧和扩展帧两种。本多回路真空电磁起动器CAN总线通信协议中接口帧格式工作于增强模式, 以扩展帧方式传递报文。标识码29位, 报文长度0~8字节可选。总线传输速率为20kbps。
在总线系统参数配置中, 重点考虑29位标识符的分配, 因为标识符是唯一区分多回路真空电磁起动器内不同保护卡位置和命令类型的识别码。本通信系统中, 标识符各位具体分配如表1所示。
(1) 保留地址:由于CAN总线为多主工作模式, CAN节点从本质上无主从之分。而在本多回路电磁起动器采用主从通信, 为区分上行响应帧和下行命令帧, 加入保留地址加以区别。当CID1=0x02时, 表示为下行命令帧;当CID1=0x36时, 表示为上行响应帧。
(2) 开关地址:表示各保护卡或绝缘检测卡地址, 为1字节。本多回路真空电磁起动器中, 地址范围从0~15。
(3) 命令码:命令类型的具体描述, 包括有获取遥测+遥信量命令、起停控制命令、试验控制命令、设置参数命令、获取故障信息命令和绝缘检测命令等。
(4) 命令码的组合信息:PLC下发命令帧中对应的具体命令操作。
地址 (ADR) 作为唯一区别不同下位机CAN节点的标志, 需要经过过滤器。另一部分需要过滤的是命令码 (CMD) , CMD中有1个字节是确定的数据, 因此可以通过过滤提高获取命令帧的检错性能。
4 磁力启动中的通信的抗干扰功能
由于PLC和保护板内单片机均工作于多回路真空电磁起动器隔爆腔体内, 距离较近, 所以电磁起动器内部CAN总线通信系统的设计不需考虑通信距离的要求, 但是电动机起停所造成的电磁波会严重干扰CAN总线通信系统正常工作, 本文从硬件和软件两方面采取抗干扰措施以保证通信可靠性。
在硬件设计方面:
(1) 要先经过光电耦合器才能与单片机系统通信;
(2) 采用带屏蔽层的双绞线进行信号传输, 并匹配终端电阻。两种硬件电路的抗干扰设计措施有效地提高了CAN总线通信系统的可靠性, 并能够保证单片机系统的工作稳定性。
在软件方面:
(1) 设计了合理的字节和数据校验方式, 采取了可靠的数据传送和接收方式, 有效地保证了数据传输的准确性;
(2) 选择合适的通信速率。
为了完全适应CAN总线通信协议及通信响应速度问题, 磁力启动选用的PLC采用字符中断控制方式, 来接收和发送字节数据, 接收每个字节数据都会产生中断, 可以保证在较高波特率时不会丢失字节数据。由于仅使用两根线进行数据传输, 所以不能用硬件握手信号作为检测手段。为了防止产生误码, 本系统采用软件验证握手协议以保证通信的可靠性。PLC和单片机之间采用主一从通信方式, 即PLC作为主站发起通信, 单片机作为从站响应通信。
由以上分析可知, 采取有效的抗干扰措施可以保证采用CAN通信方式来实现PLC与单片机之间的通信功能的正常实现。
5 结语
本文介绍了CAN通信的结构特点, 分析了多回路真空电磁起动器的通信结构, 研究了CAN总线通信的硬件设计及抗干扰措施, 实现了PLC与单片机正常的通信功能。
参考文献
[1]贝加莱工业自动化[Z].Automation Studio基础.
[2]何衍庆, 戴自祥, 俞金寿.可编程序控制器原理及应用技巧[M].北京:化学工业出版社, 2003.
起动机电磁开关的结构改进 篇5
电磁开关在起动机中有两方面的作用, 一是接通主电路使起动机旋转;二是通过拔叉 (或推杆) 把小齿轮推出与发动机飞轮齿圈啮合。电磁开关技术要求:吸力大, 行程大, 触点能可靠通、断大电流, 体积小, 重量轻[2]。在起动机的使用过程中, 电磁开关纯触点粘连问题所引起的质量故障约占50%, 严重影响起动机的工作可靠性。因此, 除了解决好电磁开关的触点系统及磁系统的相关问题外, 对于电磁开关的结构改进同样非常重要。
1 电磁开关的组成及传统结构形式的利弊分析
起动机电磁开关主要由触点部分和电磁吸铁部分组成。触点部分主要由开关盒、接点螺钉 (静触点) 、动触盘 (动触点) 、顶杆 (推杆) 、弹簧等组成;电磁吸铁部分主要由开关壳、电磁线圈、挡铁 (静铁芯) 、铁芯 (动铁芯) 、回位弹簧等组成, 根据电磁开关的顶杆与铁芯的链接方式不同, 起动机电磁开关传统的结构形式有两种:分离式 (图1) 及整体式 (图2) 。
由图1可以看出, 由于分离式电磁开关的顶杆与铁芯相互不连接, 因此铁芯与挡铁之间气隙大小与动、静触点间隙无关, 所以触点间隙可以较小 (一般3~4 mm) , 从而使开关长度缩短, 结构上比较紧凑, 但是动、静触点的分离主要靠触点分离弹簧的反力作用实现, 由于此弹簧较小, 使得触点断开的力量也较小, 因此容易出现触点粘连断不开的现象, 这是此种结构的最大缺点。
1.静接点螺钉2.动触盘3.挡铁4.顶杆5.电磁线圈6.铁芯7.回接弹簧8.分离弹簧
1.静接点螺钉2.动触盘3.挡铁4.顶杆5.电磁线圈6.铁芯7.回接弹簧
由图2可以看出, 整体式电磁开关的顶杆与铁芯是联成一体的, 因此铁芯的气隙与触点间隙相同, 从而使得此类结构的开关整体较长。动、静触点的分离主要靠回位弹簧的反力作用, 由于此弹簧较大, 力量较大, 相对有利于触点断开。但是此类结构的最大缺点是, 一旦啮合结构的某个环节出现回位不顺的时候, 会造成主电路继续通电而起动机被反带的严重后果, 触点粘连的同时造成整机报废。
2 改进后电磁开关的结构及优点
改进后电磁开关的铁芯与连杆、顶杆柔性连接在一起, 开关线圈通电后铁芯先动作移动一段距离后再推动顶杆往静触点方向运动, 使动、静触点完全接合, 从而接通主电路使电机正常工作。
当开关线圈断电后, 电磁开关的线圈不产生磁吸力, 铁芯在大回位弹簧的反力作用下离开挡铁, 此时动触点在分离弹簧的反力作用下, 使动、静触点分离 (称为一级动作) , 当铁芯复位到一定距离后, 大回位弹簧的反力同时施加在顶杆上, 产生足够大的拉力使动、静触点脱开 (称为二级动作) 。
改进后结构的最大优点是:有效整合了传统结构的优、缺点, 实现了结构紧凑, 体积小, 触点能可靠通、断电的特点, 消除了因触点粘连而引起的故障。
3 应用效果
改进后的起动机电磁开关, 在笔者公司得到了广泛应用, 产品涵盖了供给重庆康明斯 (美国合资) 发动机有限公司及上海柴油机股份有限公司的系列产品, 经主机厂多年的装机考核及用户使用表明, 到目前为止, 因纯触点粘连而引起的质量故障为零。它以优良的品质, 可靠的工作性能得到主机厂以及同行业的广泛赞誉, 为企业赢得了市场, 创造了可观的经济效益。对于同类产品及类似产品的设计、改进具有一定的参考价值。
1.静接点螺钉2.动触盘3.挡铁4.顶杆5.电磁线圈6.铁芯7.回接弹簧8.分离弹簧
参考文献
[1]冯联杰, 王能裕.拖拉机汽车学—发动机构造和电器设备[M].北京:农业出版社, 1981.
MP系列电磁盘式制动器 篇6
1 结构特点及工作原理
MP制动器为常闭式制动器, 主要由衬垫托架、电磁铁等组成。是一种机械驱动装置的机械制动。安全可靠、电磁噪音小, 结构紧凑, 安装方便, 制动可靠等优点。接通电源后衔铁带动摩擦衬垫迅速可靠被轭铁吸合 (压缩弹簧) , 制动器打开主机正常工作;断电后在弹簧力作用下衔铁上的衬垫和托架上的衬垫紧紧夹住制动盘。
2 制动器的安装与调试
首先检查制动盘的厚、直径是否是所指定的那一个;手动螺栓的空间不小于35毫米;校准制动器和制动盘上的衬垫中心线, 将制动器放置在安装底座上, 以便使制动衬垫与制动盘平行定位, 外边沿距盘缘3MM;轻轻的上紧4个安装螺栓后, 松开轭铁上的手动松闸螺栓, 制动器被设定, 然后紧固制动器安装螺栓。若MP盘式制动器处于松闸状态, 要进行设定, 否则, 用一个扳手顺时针转动松闸螺栓, 直到不能转动为止, 以便制动器打开。其次, 通过冲程调整螺栓使杠杆处于垂直状态, 上紧螺母。其电磁铁间隙是用一个橡胶带罩着, 要测量需首先松开制动器, 方法是上紧手动松闸螺栓, 再用手将桥按压顶着制动盘, 看看0.7～0.8MM后的间隙能否进入盘和在对面一侧的另一个衬垫之间。若间隙过大或过小, 要将补偿机构的盖子去掉, 松动锁定螺母并转动间隙调整螺栓, 以便获得电磁铁间隙额定值。间隙调整后, 上紧锁定螺母。
3 使用与维修
要定期检查制动器的工作状况;检查各铰接处是否磨损, 制动器的构件运动是否正常, 调整螺母是否紧固;电磁铁的工作是否正常, 引入线的绝缘是否良好;制动轮温度的保持, 制动轮 (盘) 上平整否, 若有0.5mm深裂痕应重新修磨;要保持摩擦片或盘表面的状态清洁, 保证额定力矩值;当摩擦副没有充分跑合, 力矩可能低于额定值, 可适当运转恢复正常。制动衬垫磨损至4mm厚时应及时更换。
摘要：分析了电磁盘式制动器的工作原理, 介绍了电磁盘式制动器结构和特点, 认识了其安装、调试及使用维修。
关键词：电磁盘式,驱动装置的机械制动
参考文献
[1]起重机设计规范.编写组编.国家标准GB3811-83《起重机设计规范》[M].北京:国家标准局出版社, 1983.
[2]《起重机机械名词术语》编写组编.国家标准GB6974-86《起重机机械名词术语》[M].北京:国家标准局出版社, 1986.
真空接触器电磁系统的改进 篇7
1 真空接触器的电磁操作机构
真空接触器的操作机构大多为直流电磁-弹簧机构。电磁-弹簧机构示意图如图1所示。其工作原理是:吸合时直流线圈通电,产生的磁通经过铁芯、铁芯与衔铁间的气隙、衔铁、轭铁形成闭合回路,气隙间的电磁引力吸动衔铁,带动转臂绕轴O转动,从而使真空开关管触头闭合,同时压缩分闸弹簧使之储能;释放时切断线圈电源,转臂在分闸弹簧作用下反方向转动,拉开真空开关管触头。
吸合开始时电磁引力既要克服分闸弹簧的反力,又要以必要的加速度给运动系统加速,电磁铁需要较大的磁通以产生足够的电磁引力,而此时衔铁与铁芯间的气隙大,磁路的磁阻也最大,因此,线圈需要通以很大的电流才能产生足够的磁通,此时线圈处于瞬时过电流状态。吸合完成后,气隙极小,运动系统只需静态的维持力,电磁引力只要能克服分闸弹簧和触头弹簧的反力即可,此时线圈只需要通以较小的电流。因此,线圈多采用两种不同阻抗的绕组,用辅助接点进行切换,吸合时用低阻抗、大电流绕阻产生较大电磁力,吸合完成后将高阻抗绕组串入回路,以限制电流。
电磁操作机构电气原理如图2所示。这种电磁系统结构简单,加工简便,是目前真空接触器最为常见的操作形式。但在生产和使用中也存在着吸合与保持力搭配不合理、对电源冲击大、线圈成本较高等问题。本文通过对几个品种的研究比对,对系统进了改进和优化。
2 磁路的改进
如前所述,真空接触器的吸合是由电磁铁衔铁与铁芯间产生电磁引力来驱动的。由电磁学原理可知,这个引力与衔铁铁芯间距离(气隙)的二次方成反比,即:F∝1/δ2。
另一方面,假定全部电磁引力作用于衔铁与铁芯相对应的一点,则该点到转臂轴心的距离L即是电磁转矩的力臂,转动力矩为:T=F×L×cosα。
真空接触器的结构尺寸确定后,转臂需要转动的角度α是一定的,而δ=L×sinα,所以,电磁铁开始吸动时的转距:T∝1/δ2∝1/L2。即铁芯距离轴心越近,电磁转矩越大,换言之,当铁芯位置靠近轴心时,可以用较小的电磁安匝获得较大的吸动转矩。当吸合完成后,气隙是接近于0的固定值,此时吸持转矩:T∝L。即铁芯位置远离轴心时,有利于获得较大的吸持转矩,这样就形成矛盾,采用原来的铁芯形式就只能选择一个折中的位置来兼顾。
因此,本文对磁路进行了改进,磁路改进示意图如图3所示。用两块轭铁板取代铁芯,两个线圈合并成一个,吸合时,由于轭铁近轴心A端与衔铁之间的气隙较小,磁场更多地集中在这一端,从而获得较大的吸动转矩;吸合完成后,衔铁在远离轴心的B端与轭铁拍合,而在A端则留有一小段气隙,此时磁场较多地集中于B端,使电磁力获得较长的力臂,有利于接触器的吸持。经过这样的改进,在接触器性能基本不变的情况下,线圈吸合时的电流下降了约20%,铜材用量减少了15%左右。
3 电路的改进
图2所示的电路是目前真空接触器最常用的控制电路。它采用两个线圈,每个线圈又有两个绕组,吸合绕组线径较大、匝数较少,因而阻抗较低;吸持绕组线径较小、匝数较多,因而阻抗较高,其安匝比约为3:1~6:1。吸合时只有吸合绕组通电,此时绕组中电流较大。吸合完成后,常闭辅助接点断开,吸持绕组串入,限制绕组中的电流,以较小的安匝维持接触器的吸持。显然,在最需要电磁力的吸合阶段,只有吸合绕组工作,线圈没有得到充分利用。针对于此,对电路作了简单改进,改变了绕组接线方式并相应调整了绕组参数,如图4所示。
吸合阶段绕组全部参与工作,吸合绕组与吸持绕组并联,吸合后由辅助接点将吸合绕组切断或在其回路中串入限流元件,这样就提高了线圈的利用率,从而能够节省铜材。
能够提高线圈利用率的另一种方法是,两个绕组在吸合阶段并联工作,吸合后切换为串联工作,可简称为并-串联方式,如图5所示。这种电路的缺点是需要两个辅助接点进行切换。
上述电路中,绕组在吸合阶段都要通过较大的电流,实际上此时线圈处于瞬时过载状态,如果由于机构卡阻、电源电压过低不能吸合或辅助开关故障等原因造成辅助接点不能及时进行电路切换,线圈将很快过热烧毁,造成设备运行事故。因此应采用另外的接点,在接触器得电后经过预定的吸合延时,自动进行电路切换,或不能切换时自动切断电源,对线圈进行保护。这样虽然要增加一些制造成本,但可以使接触器的可靠性得到很大提高。
如图6所示为电子控制电路框图。上述电路由晶闸管可控整流和电子控制电路组成,除了能够实现上述的自动切换外,还具有以下的优点:(1)增加了控制端口,可用小容量接点控制接触器吸合与释放,从而省去前级中间继电器,这对大规格的接触器来说更有意义;(2)对电源电压进行检测,确保电源电压在75%以上时可靠吸合,电源电压低于设定值时可靠释放,避免了由于电压波动造成的接触器“慢吸”和“偷跳”现象;(3)采取稳流措施,在保证接触器可靠吸持的前提下,限制线圈中的电流,避免由于电压升高造成线圈温升提高。
以上改进主要着眼于降低成本,并保证原来的设计性能。至于整体性能的进一步的提高,则除了要提高真空开关管质量外,还需要引入电子控制、永磁机构、选相操作等先进技术,而这些技术的应用,需结合接触器整体结构的改进进行统一设计。
摘要：介绍了真空接触器的电磁系统的基本结构,分析了真空接触器电磁系统的工作原理及各种状态时的电、磁量值变化情况,提出了相应的改进措施。通过对真空接触器的磁路及控制电路的改进,降低了产品的生产制造成本,保证了真空接触器产品质量的可靠性。