ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

«Проверка правильности включения и исправности электрических блокировок, включаемых в цепь управления магнитного пускателя»

Цель работы - ознакомить студентов с требованиями, предъявляемыми к работе электрических блокировок безопасности, включаемых в цепь управления магнитного пускателя, и научить проверять правильность включения их и исправность.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Блокировкой безопасности называется устройство, исключающее возможность проникновения человека в опасную зону или устраняющее опасный фактор на время пребывания человека в этой зоне.

Опасная зона - это пространство, в котором действует постоянно или возникает периодически факторы, опасные для жизни или здоровья человека. Особенно большое значение блокировочные устройства имеют там, где необходимо обеспечить ограждение опасной зоны, а также исключить возможность выполнения рабочими запрещенных работ при снятом или закрытом ограждении.

По принципу действия блокировки делятся на: механические, электрические, фотоэлектрические, радиационные, гидравлические, пневматические и комбинированные.

Механические блокировки выполняют в виде запорных устройств, которые связаны с элементами пуска машины непосредственно или через промежуточные части оборудования. Они не позволяют пустить машину при открытых ограждениях или открыть их на ходу машины.

Электрические блокировки действуют автоматически с применением конечных выключателей (КЗ), штепсельных разъемов и т.п., включенных в цепь управления магнитного пускателя (МП). Этими блокировочными устройствами оснащаются раздвижные, откидные и съемные ограждения, крышки, дверцы и т.п. Электрические блокировки наиболее широко применяются на оборудовании текстильной и легкой промышленности. Они устанавливаются на ленточных, ровничных прядильных машинах, красильно-формовочных агрегатах, центрифугах, конвейерах и других видах оборудования.

Действие фотоэлектрической блокировки основано на ограждении опасной зоны световыми лучами. Принцип работы блокировки заключается в следующем. Световой поток, попадая на фотоэлемент, преобразуется им в электрический ток, который усиливается в усилителе и производит включение электромагнитного реле, контакты которого замыкают цепь управления магнитного пускателя. В этом положении контактов оборудование работает нормально.

При случайном попадании руки рабочего в опасную зону световой поток перекрывается, и ток не образуется, контакты электромагнитного реле размыкают цепь магнитного пускателя, а последний выключает двигатель. До тех пор пока рука рабочего будет находиться в опасной зоне, пуск электродвигателя невозможен, так как цепь разомкнута.

Недостатком фотоэлектрической блокировки является повышенная чувствительность к запыленности окружающего воздуха и освещенности рабочего помещения.

Электронные блокировки представляют собой защитные устройства емкостного типа, действие которых основано на изменении величины электрической емкости при приближении какой-либо части тела к зоне возможного травмирования.

Принцип работы электронной блокировки заключается в следующем, штыревая антенна из алюминиевого прутка диаметром 12-14 мм устанавливается на двух опорных изоляторах против жала валов на расстоянии примерно 80 мм от них и соединяется экранированным проводом с приборным блоком, размещенным на станине машины. При малой емкости между антенной и землей высокочастотные колебания генератора запирают лампу каскада, ток в анодной цепи отсутствует, и цепь пускателя электродвигателя замыкается через замыкающие контакты исполнительного реле. Если рука рабочего приблизится к антенне, ограничивающей опасную зону, то емкость между антенной и землей увеличивается, и тогда высокочастотные колебания генератора прервутся. В анодной цепи появится ток, достаточный для срабатывания реле. В результате цепь пускателя электродвигателя разрывается, включается тормоз и машина останавливается.

Недостатком данной блокировки является невысокая надежность работы при колебаниях температуры и влажности воздуха.

Радиоактивные блокировки используют при действии радиоактивного или другого вида излучения. Оформляются они в виде кольца или браслета, в которое помещается радиоактивный элемент.

Принцип работы радиоактивной блокировки заключается в следующем. При приближении руки работающего в опасную зону излучения, улавливаемые счетчиками, воздействуя посредством специального устройства на электрическую цепь управления МП, разрывают ее, и электродвигатель выключается.

При эксплуатации блокировок большое внимание следует уделить правильности их включения в цепь управления магнитного пускателя, так как неправильное (ошибочное) включение ведет к тяжелым случаям травматизма рабочих, особенно после ремонта, модернизации узлов, машин и наладок.

В текстильной промышленности (на ленточных, лентосоединительных, ровничных, прядильных, сновальных и ряде других машин) широко распространены электрические блокировки оградительных устройств, для которых применяют конечные выключатели ВК, включаемые в цепь управления магнитного пускателя ПМЕ.

Магнитный пускатель представляет собой комплектный аппарат, служащий для дистанционного управления электродвигателем, в него входят: трех полюсный контактор, кнопки управления, тепловые реле и блок - контакты. Электромагнитный контактор состоит из электромагнита и контактной системы. Контакты в контакторах подразделяются на силовые и блокировочные.

Силовые, или главные контакты предназначены для замыкания или размыкания главных цепей, по которым протекает ток нагрузки (электродвигателей или других электроприемников). Блокировочные контакторы предназначены для коммутирования цепей управления и поэтому рассчитаны на небольшие номинальные токи (до 5 -10 А).

При помощи магнитного пускателя можно осуществить пуск и остановку двигателей, реверсирование и взаимную блокировку их в любом сочетании, исходя из требований технологического процесса, защиту двигателей и сети от перегрузок, так называемую нулевую защиту и сигнализацию, автоматическое управление электродвигателей привода, а также включение блокировок безопасности.

Конечный выключатель, включаемый в цепь управления магнитного пускателя, состоит из металлического корпуса, внутри которого находятся неподвижные или подвижные электрические контакты. Неподвижные контакты укреплены на изолирующем основании, а подвижные - на контактном мостике. На контактный мостик действует пружина, которая отнимает контактный мостик от нижних неподвижных контактов и прижимает его к верхним неподвижным контактам. Нижние контакты являются замыкающими, а верхние - размыкающими.

В корпусе конечного выключателя находится штифт, конец которого выступает наружу. Штифт передает давление от заблокированного ограждения (крышки, дверцы, съемного кожуха и т.п.) машины на контактный мостик.

Для включения блокировки безопасности применяют нижние (замыкающие) контакты, к которым присоединяются провода от магнитного пускателя.

При нажатии ограждения на штифт конечный выключатель замыкает замыкающие контакты и цепь управления магнитного пускателя замыкается, а при открытии ограждения происходит размыкание цепи управления магнитного пускателя, и электродвигатель останавливается.

Корпус конечного выключателя привинчен к станине машины в удобном месте под ограждением, которое в закрытом состоянии давит на штифт конечного выключателя, дверцы, крышки, оградительные решетки и т.д., оборудованные конечными включателями, считаются заблокированными.

Блокировками безопасности должны быть оборудованы крышки, дверцы, откидные кожухи машин в тех случаях, когда, открыв их на ходу машины, рабочий может коснуться рукой движущихся частей (например, при устранении забоев хлопка в машинах, удалении отходов, чистке, смазке механизмов).

К включению блокировок безопасности предъявляют значительно более жесткие требования по сравнению с включением технологических блокировок, служащих только для производственных целей. Если блокировка оградительного устройства будет неправильно включена, то возможен тяжелый случай травматизма рабочего, обслуживающего машину.

В практике работы текстильных фабрик встречаются случаи неправильного (ошибочного) включения электрических блокировок ограждений в цепь управления магнитного пускателя, например, после ремонта производительного оборудования, модернизации отдельных узлов машин, наладок. Поэтому после капитального ремонта комиссии, принимающие оборудование из ремонта, обязаны проверить исправность всех средств техники безопасности и, в частности, блокировок безопасности.

В свою очередь, мастера после каждого текущего ремонта, регулировки и наладки машины обязаны проверить правильность включения блокировок безопасности и их исправность.

В магнитных пускателях защита от перегрузки осуществляется тепловым реле (рис.1). При перегрузке двигателя происходит увеличение тока, потребляемого двигателем, вследствие чего нагревательные элементы 2 теплового реле сильно нагревают биметаллическую пластину 1, которая изгибается и через упор 7, рычаги 3 и 4 пружиной 5 разрывает один из размыкающих контактов 6, вследствие чего обесточивается катушка К и размыкаются главные контакты.

1 - электродвигатель машины; 2 - главные контакты МП; 3 - блок - контакты МП; 4 - втягивающая катушка МП 5 - цепь управления; 6 - цепь, шунтирующая пусковую кнопку; 7 - цепь пусковой кнопки; 8 - кнопка "Пуск"; 9 - кнопка "Стоп"; 10 - блокированная крышка оградительного устройства; 11 - конечный выключатель ВК (с нормально разомкнутыми контактами при открытой крышке ограждения).

Рис. 1. Схема включения блокировки оградительного устройства в цепь управления магнитного пускателя за кнопкой «Стоп»

Существенным преимуществом по сравнению с рубильниками и переключателями обладают магнитные пускатели, обеспечивающие так называемую нулевую защиту, которая заключается в следующем. Если во время работы электродвигателя по каким-либо причинам произошло прекращение подачи электроэнергии или значительное понижение напряжения питающей сети, тогда нарушится питание катушки К, вследствие чего разомкнутся как главные, так и блокировочные контакты, и двигатель остановится.

При возобновлении подачи электроэнергии двигатель не возобновит свою работу самостоятельно, так как цепь управления окажется разомкнутой (при остановке двигателя разомкнутый блокировочный контакт). Для того, чтобы двигатель начал работать, надо снова нажать на пусковую кнопку.

Если бы вместо магнитного пускателя использовался обычный пускатель или рубильник, то после прекращения подачи электроэнергии двигатель остановится, но рубильник останется включенным, что может остаться незамеченным обслуживающим персоналом. При возобновлении подачи электроэнергии двигатель неожиданно самопроизвольно начнет вращаться, что может привести к аварии и несчастному случаю.