РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Принципиальная схема — это схема электрических соединений, выполненная в развёрнутом виде. Она явля­ется основной схемой проекта электрооборудования производственного механизма и даёт общее представление об электрооборудовании данного механизма, отражает работу системы автоматического управления меха-низ­мом, служит источником для составления схем соедине­ний и подключений, разработки конструктивных узлов и оформления перечня элементов. По принци-пиальной схеме осуществляется проверка правильности электри­ческих соединений при монтаже и наладке электрообо­рудования. От качества разработки принци-пиальной схе­мы зависит чёткость работы производственного механиз­ма, его произ-водительность и надёжность в эксплуатации.

Составление принципиальной электросхемы произ­водственного механизма проводится на основании тре­бований технического задания. В процессе состав-ления принципиальной схемы уточняются также типы, испол­нения и технические данные электродвигателей, электро­магнитов, конечных выключателей, контакто-ров, реле и т. п. Напомним, что на принципиальной схеме все эле­менты каждого электрического устройства, аппарата или прибора показываются отдельно и разме-щаются для удобства чтения схемы в различных местах её в зависимости от выпол-няемых функций. Все элементы одного и того же устройства, машины, аппарата и т. п. снабжают­ся одинаковым буквенно-цифровым обозначением, на­пример: КЛ1 - контактор линейный первый, РВ - реле времени и т. п. На схеме показываются все электриче­ские связи между входящими в неё элементами электрооборудования производственного механизма. На принципиальных схемах силовые цепи обычно размеща­ют слева и изображают их толстыми линиями, а цепи управления помещают справа и чертят тон-кими лини­ями.

Принципиальная схема проектируется с использо­ванием существующих типовых узлов и схем автоматического управления электропроводами (например, схем маг-нитных контроллеров и защитных панелей – для кранов, ехем узлов перехода от наладочного режима к автоматическому при помощи раздельных кнопок управления или переключателя режимов - для металлорежущих станков и т. д.).

Релейно-контактные схемы необходимо составлять с учётом минимальной заг-рузки контактов реле, контакто­ров, путевых выключателей и т. д., применяя для сниже­ния коммутируемой ими мощности усилительные уст­ройства: электромагнитные, полу-проводниковые усили­тели и др. Для повышения надёжности работы схемы, нужно выбрать наиболее простой вариант, имеющий на­именьшее количество органов управ-ления, аппаратов и контактов. Для этой цели следует, например, применять общие ап-параты защиты для электродвигателей, не работающих одновременно, а также осу-ществлять управление вспомогательными приводами от аппаратов главного привода, если они работают одновременно.

Цепи управления в сложных схемах следует присоединять к сети через транс-форматор, понижающий нашряжение до 110В. Это исключает электрическую связь силовых цепей с цепями управления и устраняет возможность ложных срабатыва-ний релейно-контактных аппаратов при замыканиях на землю в цепях их кату­шек. Относительно простые схемы электрического управления допускается присоединять не-посредственно к питающей сети. Подача напряжения на силовые цепи и цепи уп-равления должна производиться посредством водного пакетного выключателя или ав-томатического выключателя. При применении на металлорежущих станках или дру-гих машинах только двигателей постоянного тока в схеме управления следует ис-пользовать также аппаратуру постоянного тока.

Различные контакты одного и того же электромаг­нитного аппарата (контактора, реле, командоконтроллера, путевого выключателя и др.) рекомендуется по возможности подключать к одному полюсу или фазе сети. Это обеспечивает более надёжную работу ап­паратов, (отсутствует вероятность пробоя и замыкания по поверхности изоляции между контактами). Из этого правила следует, что один вывод катушки всех элект­роаппаратов по возможности нужно подключать к одно­му полюсу цепи управления.

Кроме этого, должны быть предусмотрены средства электриче­ской защиты и блокировки. Электрические машины и аппараты защищаются от возможных к. з. и недопусти­мых перегрузок. В схемах управления электропривода­ми станков, молотов, прессов, мостовых кранов обяза­тельна нулевая защита для устранения возможности са­мозапуска электродвигателей при снятии и последующей подаче напряжения питания. Электрическая схема должна быть построена так, чтобы при перегораний пре­дохра-нителей, обрыве цепей катушек, приваривании контактов не возникало аварийных режи-мов работы электропривода. Кроме того, схемы управления должны иметь блокиро-вочные связи для предотвращения ава­рийных режимов при ошибочных действиях оператора, а также для обеспечения заданной последовательности операций. В сложных схемах управления необходимо предусмотреть сигнализацию и электроизмерительные приборы, позволяющие оператору (станочнику, кранов­щику) наблюдать за режимом работы электроприво­дов. Сигнальные лампы обычно включаются на пони­женное напряжение: 6, 12, 24 или 48В.

Для удобства эксплуатации и правильного монтажа электрооборудования зажимы всех элементов электропппаратов, электрических машин (главные контакты, вспомо-гательные контакты, катушки, обмотки и др.) и провода на схемах. Согласно ГОСТ 2.709-72 силовые цепи переменного тока маркируются буква­ми, обозначающими фазы, и последовательными числами, Так, принято линейные провода трёхфазной сети обозначать буквами А, В, С нулевой провод – буквой N. После первого аппарата (например, вводного выключателя) эти провода обозначаются буквами с цифрами (А1, В1, С1), после второго аппарата - буквами с циф­рами А2, В2, С2 и т. д. Выводы обмотки статора трёхфазного асинхронного двигателя иприсоединяемые к ним провода обозначают индексами с цифрами, которые соответствуют номерам при-соединяемых к ним проводов.

Для зажимов машин постоянного тока применяют следующие обозначения; Я1, Я2 - для якоря, Ш1, Ш2 - для параллельной обмотки возбуждения и т.д.

Участки (зажимы элементов схемы и соединяющие их провода) цепей пос-тоянного тока положительной по­лярности маркируется нечетными числами, а отрица­тельной полярности - чётными числами. Цепи управле­ния переменного тока маркируются аналогично, т. е. все зажимы и провода, присоединяемые к одной фазе, мар­кируются нечетными числами, а к другой фазе - чётны­ми. Общие точки соединений нескольких элементов на схеме имеют один и тот же номер. После прохождения цепи через катушку, контакт, сигнальную лампу, резис­тор и т. п. номер изменяется¹. Для выделения отдельных видов цепей индексация произ-водится так, чтобы цепи управления имели номера от 1 до 99, цепи сигнализа­ции - от 101 до 191 и т. д.

Для иллюстрации основных правил маркировки элементов аппаратов на рис. 21-1 представлена принципи­альная электрическая схема универсального токарно-винторезного станка 16К20, широко применяемого на промышленных предприя-тиях. На станке установлены три асинхронных короткозамкнутых двигателя: двига­тель Д1 на 7,5 кВт для привода шпинделя и рабочей подачи суппорта; двигатель Д2 на 0,65 кВт для быстрых перемещений суппорта и двигатель насоса охлаждения ДЗ на 0,12 кВт.

Напряжение на схему подаётся вводным автоматаческим выключателем ВАВ, который имеет электромаг­нитный расцепитель для защиты двигателя Д1 от токов к.з. и расцепитель минимального напряжения. Для защиты двигателей Д2 и ДЗ применен автоматический выключать ВА1. Автоматические выключатели ВА2 и ВАЗ, рассчитанные на малые доки, предохраняют соот­ветственно цепи электрического местного освещения (светильник СМО) и управления (контактные аппа­раты). Для защиты двигателей от перегрева применены тепловые реле; РТГ, РТБ и РТО.

Привод главного движения может быть пущен в ход, когда закрыт кожух сменных шестерен коробки скоро­стей. При этом будет замкнут контакт конечного выклю­чателя ВКБО. После нажатия на кнопку КнП включа­ется и становится на самопитание контактор КГ, Двига­тель Д1 начинает вращаться. Одновременно включается двигатель насоса охлаждения ДЗ, если он не отключен выключателем ПУ2.

¹ Допускается отклонение от этих правил, когда зажимы эле­ментов маркируются очередным порядковым номером по мере их отсчета при построчном чтении (обходе) схемы.

Шпиндель станка включают и отключают рукояткой управления фрикционом (см. рис. 21-3). При её пово­роте в среднее положение шпиндель отключается, одновремено

нажимается конечный выключатель ВКОХ, замыкающий контакт которого включает моторное реле времени РВ. Если пауза в работе станка превышает 3 - 8 мин, то контакт реле РВ размыкается и контактор КГ теряет питание. Главный двигатель отключается от сети и останавливается, что ограничивает его работу вхоло­стую с низким коэффициентом мощности и уменьшает потери энергии. Если пауза мала, то реле РВ не успева­ет сработать и отключение двигателя Д1 не произой­дет.

Включение двигателя быстрых перемещении суппор­та станка производится пово-ротом рукоятки на фартуке станка, которая воздействует на переключатель ВКБП, контакт которого замыкается, включая контактор КБ двигателя Д2.

Схемой управления предусмотрены блокировки, обеспечивающие безопасное обс-луживание электрооборудо­вания станка. При открываний дверцы электрошкафа нажимается переключатель ВКБШ, и его размыкающим контактом разрывается цепь питания катушки незави­симого расцепителя автоматического выключателя ВАВ, который отключается и снимает напряжение со схемы станка. Если наладчику необходимо опробовать дейст­вие установленной в шкафу аппаратуры, то, повернув рукоятку переключателя ПУ1 в положение Н (налад­ка), можно включить катушку автоматического выключателя ВАВ при закрытом замыкающем контакте 5-5 переключателя ВКБIII.

В случае понижения напряжения сети до ненормаль­но низких значений автома-тический выключатель ВАВ отключается. При открывании дверцы электрошкафа нажимается также конечный выключатель ВКИ и вклю­чается индикатор напряжения, представляющий собой отдельный унифицированный узел, тиратрон с холодным катодом Л которого используется в качестве мигающей сигнальной лампы, указывающей наличие напряжения в схеме управления станком.