Модернизация на задвижването на клапана или реверсиране на кондензаторния двигател. Работни дни на групата за инструменти и автоматизация

Вероятно всеки видя обичайния механичен клапан. Достатъчно е във всеки двор на жилищна сграда да погледнете отоплителната мрежа, за да видите поне два клапана на портата наведнъж.

Дори и без да навлизате в голяма част от техния дизайн и да нямате висше техническо образование, е лесно да разберете, че ако завъртите ръчното колело, вътре в тръбата се затваря затвор, който блокира потока вода. Именно оттук такъв механизъм от тръбопроводи и клапани се движи и се нарича „клапан“. Устройството на малък механичен клапан е показано на фигура 1.

Използването на такива "ръчни" клапани е оправдано само в случаите, когато клапанът се използва много рядко, от случай до случай, и броят им е малък. Например, блокирайте участъка от тръбопровода в случай на авария. Е, някъде в мазето на къщата тече разпределителна тръба или щранг!

Когато клапанът е елемент от технологичния процес, често е необходимо да се използва (няколко пъти на час или дори по-често), а броят на клапаните е в десетките или дори стотиците, се използват електрически клапани.

Водопроводите в малък град просто имат толкова много клапани. Почти всички те са механизирани, контролирани с обикновено натискане на бутон или от контролер на система за автоматизация на водоснабдяването.

Фигура 1. Механично устройство на затвора

Като правило в задвижването на електрическия клапан се използва трифазен двигател, мощността и видът на който се определят от диаметъра на тръбата (100 ... 800 mm или може би повече), върху който е монтиран вентилът: колкото по-голям е диаметърът на тръбата, толкова по-големи са шансовете й да получи почетното звание на водопровод.

Но тогава един ден трябваше да монтирам електрифициран клапан върху водопровода с диаметър 400 мм, за да заменя стария, който стана неизползваем. И тук объркване се случи, но първо първо.

Фигура 2. Скоростна кутия с двигател.

Самият клапан, разбира се, е в кладенеца, фигурата показва само моторния комплект с скоростната кутия. Черна пластмасова кутия отгоре на двигателя се крие отдолу клемен блок за свързване на проводници, Предполагаше се, че няма нищо повече от винтовете, които да се свържат там: както обикновено, бяха завинтени три проводника и нещото беше свършено. Но аутопсия показа, че това не е напълно вярно.

Няма да споменава онези „ласкателни“ думи, които са били изразени в отдела за снабдяване. Нищо няма да се каже и за работата на електротехниците, които не успяха да свържат това чудо на технологията. В резултат на това беше поверена задачата Инструментална групакойто приключи делото доста успешно.

Снимките са направени в работно състояние, затова някои от тях показват ръце и дори обувки на участниците в описания трудов подвиг. След това лирично отклонение можем да продължим историята на случилото се да видим и направим.

Фигура 3. Клемна клетка на двигателя.

В кутията удобно лежи кондензатор, разположен е клемен блок с джъмпери, а алуминиева табелка от страната на двигателя гласи, че става въпрос за индукционен двигател тип AIRE 80С4 с мощност от един и половина киловата, с кондензатор 45 MKF и друга също толкова важна информация.

Фигура 4

От вътрешната страна на капака на клемната кутия, леко криво залепена, имаше лист хартия със схема на свързване на двигателя. Според тази схема посоката на въртене на двигателя се променя чрез повторно инсталиране на джъмпери.

Фигура 5

Подобна връзка е добра само ако посоката на въртене никога няма да се промени: след като сме избрали необходимата посока на въртене с джъмпери, я оставихме. Като илюстративен пример можете да си припомните поне циркулярен трион: той се върти в една посока през цялото време, благодаря за това.

И кой ще пренареди тези джъмпери, когато контролира клапана? Поради това беше необходимо да се разработи обратна верига на базата на унифицирания обратим магнитен стартер PML 2621-BMM, който вече беше наличен и се използва с предишния клапан.

В една обща кутия се комбинират два магнитни стартера, термореле и три контролни бутона. В допълнение към всичко това има механично заключване от работата на два стартера наведнъж. Като цяло, доста удобен дизайн.

Фигура 6

На тази фигура разглобеният стартер, който ще бъде преработен за управление на кондензаторния двигател, е показан в разглобен вид. Съседните стартери са проектирани за управление на други клапани.

Двигател с обратен кондензатор. Захранваща част

Схемата на реверсивния стартер е разработена от ръководителя на комплекса за инструменти и автоматизация Т. Сухов, S.Yu. Фигура 7 показва силовата част на веригата.

Фигура 7

Захранването се подава към веригата, като се продават L и N, което означава съответно фазови и неутрални проводници. Фазата се подава към двигателя само когато се задейства един от стартерите и неутралният проводник се подава директно към кондензатора С1, което е напълно в съответствие с мерките за електрическа безопасност. За свързване на двигателя бяха необходими четири проводника.

Основното напрежение се подава, разбира се, чрез прекъсвач. В допълнение, унифициран магнитен стартер съдържа термично реле. За опростяване на чертежа тези елементи не са показани на диаграмата.

Клемният блок на двигателя е показан в правоъгълника в горната част на веригата. Всички обозначения на терминала и тяхното местоположение са напълно съвместими с това, което може да се види вътре в клемната кутия. Показва се дори терминал V2, който не се използва. Магнитните стартери са обозначени на диаграмата като „ЗАТВОРЕНО” и „ОТВОРЕНО”, което позволява по-нататъшно използване на веригата без специално напрежение в паметта.

Работата на веригата е най-лесна за разглеждане, ако се приеме, че двигателят се захранва от постоянен ток. Разбира се, двигателят на постоянен кондензатор няма да работи, но ако приемем, че това е мигновена стойност на променлив ток, предложеното описание може да се счита за доста правилно. За да бъдем още по-точни, диаграмата показва момента във времето, когато положителен полупериод на мрежовото напрежение действа върху проводника L.

Фигура 8 показва работата на двигателя в режим "ОТВОРЕНО".

Фигура 8

Отвор на клапана

Проводниците L и N се заменят с + и -, следователно следването на посоката на текущия поток, което е показано на диаграмата със стрелки, не е трудно: токът преминава от "плюс" към "минус". Контактите на ОТВОРЕНО стартер са кръгли с червен пунктиран овал, което показва, че стартерът е включен и контактите са затворени.

Захранващото напрежение от плюс терминала през затворения контакт А на стартера К1 се подава към клемата W2, преминава през намотката L2, клема W1, кондензатор C1 и се връща към минуса на източника на захранване през клема V1. Всичко, веригата е затворена, токът върви.

Трябва да обърнете внимание на посоката на тока през бобината L2 и кондензатора С1: когато стартерът „ЗАКРИТ“ е включен, тази посока не трябва да се променя.

Чрез клема В на стартера "ОТВОРЕНО" се подава положително напрежение към клема U1, преминава през намотка L1 и през клема U2 и затворен контакт C на стартера се връща към отрицателния извод на източника на захранване. В този случай трябва да се обърне внимание на посоката на токовете в намотките L1 и L2. Можем да кажем, че стрелките се грижат една за друга, сякаш едната наваксва другата.

Затварящ клапан

Работата на веригата в режим "ЗАТВОРЕНО" се случва при включване на стартера K2.Тази позиция е показана на фигура 9.

Фигура 9

Както на фигура 8, контактите на включения стартер се кръжат в червена пунктирана линия. Затова приемаме, че всички контакти са затворени.

Чрез затворения контакт А на стартера „ЗАКРИТ“ захранващото напрежение се подава към клема W2, преминава през намотка L2, кондензатор C1 и през клема V1 се връща към отрицателния полюс на източника на захранване. За да бъдем по-точни, токът тече от напрежението. Посоката на тока и показана на диаграмата със стрелки. Трябва да се отбележи, че посоката на тока в намотката L2 е точно същата, както беше на фигура 8.

Сега да видим какво се случва с бобината L1. Захранващото напрежение, разбира се, означава „плюс“, през затворения контакт С на стартера „ЗАКРИВАНЕ“ влиза в клема U2, токът преминава през намотката L1, а през клема U1 и затворен контакт B на стартера „ЗАКРИТЕ“ се връща в „минус“ на източника мощност. В този случай посоката на тока в намотката L1 е противоположна на показаната на фигура 8. От това можем да заключим, че за обръщане на кондензаторния двигател е достатъчно да се промени фазирането на една от намотките, в този случай това ще бъде намотката L1.

Цялото предишно описание, както и последните две вериги, са направени при предположението, че положителен полупериод на мрежовото напрежение действа върху фазовия проводник L. Рано или късно по линия L ще има отрицателен полуцикъл. Всичко ще работи по абсолютно същия начин, само на снимките ще трябва да смените плюса и минуса, а посоката на всички стрелки ще бъде обърната.

Как да постигнем "правилната" посока на въртене

Посоката на въртене на двигателя трябва да съответства на натиснатите бутони за управление: ако натиснете бутона „ЗАКРИВАНЕ“, клапанът трябва да затвори. В случай на „грешна“ посока на въртене, клапанът се отваря обратно.

За да коригирате това недоразумение, е необходимо да промените посоката на въртене, което може да се постигне чрез превключване на проводниците на клемите U1 и U2. За сравнение: когато използвате трифазен двигател, посоката на въртене може да бъде променена чрез превключване на всякакви две проводници, тук тя е посочена по-горе.

Управляваща верига

С захранващия блок всичко изглежда ясно. Остава само да разберем как това ще се управлява. Всъщност алгоритъмът за управление на затворен клапан е съвсем прост: натиснаха бутона „ЗАКРИВАНЕ“ и затварянето започна, което продължава, докато не се отключи ограничителният клапан „ЗАКРИТО“ или се натисне бутона „STOP“. Същото се случва при отваряне на клапана, - стигна до крайния превключвател и спря.

Следва описание на веригата за управление на стартера. Всъщност това е обикновен обратим магнитен стартер, който младите електротехници са поканени да се съберат на състезания за професионални умения: правилно сглобени - вземете награда!

Но на тази схема има няколко специфични елемента, по-специално, крайни превключватели, които се обозначават просто като крайни превключватели в професионалния сленг.

Следвайки тази традиция, точно такъв термин ще бъде използван по-долу. Самата верига е показана на фигура 10. По принцип тя, схемата, остава същата като при използване на трифазен двигател.

Фигура 10. Управляваща верига на клапана

Намотките на магнитните стартери К1 и К2 са проектирани за напрежение 220V, така че веригата се захранва от фазовите и неутралните проводници, съответно обозначени като L и N. Лесно е да се види, че фазовият проводник е свързан към веригата чрез бутона STOP. Подобна връзка е добра вече в това, че при настройка на ограничителите за ограничаване на движението, задържането на бутона дезактивира цялата верига.

При натискане на бутона „ОТВОРЕНО“ стартерът K1 се включва и контактите K1.1 са настроени да се самозахранват. Отваря се нормално затворен контакт K1.2, който блокира включването на стартера K2 при натискане на бутона „ЗАКРИВАНЕ“.

Клапанът започва да се отваря.Отварянето продължава, докато не се активира крайният превключвател SQ1 (ОТВОРЕНО), разположен в механизма на клапана или бутона STOP не се натисне. Пределните превключватели, разположени в механизма на клапана, са показани в пунктирен правоъгълник на диаграмата.

Работата на веригата при натискане на бутона „ЗАКРИВАНЕ“ е подобна: стартерът K2 е включен и клапанът продължава да се движи, докато превключвателят SQ2 (CLOSED) се изключи или натисне бутона „STOP“. Контакт K2.2 блокира включването на стартер K1. Следователно промяната на посоката на въртене на двигателя на клапана е възможна само след спиране на механизма.

Освободете края

Директно във вентила с изключение на крайния превключвател ОТВОРЕНО. и ЗАКРИТЕ. има и защитни крайни превключватели SQ3, SQ4, наричани още освобождаване. Те работят, когато силата на механизма надвишава допустимата: пружина се компресира вътре в механизма, което води до работата на SQ3 или SQ4. Оттук идва и името на трейлъра „освобождаване“.

Подобна ситуация най-често възниква в случай на неизправност на ограничителя на движение SQ1 или SQ2: неизправност на механизма на микропревключвателя или дори просто заварени контакти. Това се случва доста често.

Работата на превключвателите за освобождаване на съединителя прилича на термично реле: след работа трябва да кликнете върху бутона, за да продължите работата на цялата верига. Само в този случай се изисква ръчно да извадите клапана от това положение, за което всеки клапан има специална дръжка.

На веригата има и термично реле. Обикновено затвореният му контакт е показан на диаграмата като RT - термично реле.

Връзка към контролера на системата за автоматизация

Лесно е да свържете подобна управляваща верига към контролера на системата за автоматизация на водоснабдяването, като използвате междинни релета тип RP-21 или други подобни. Достатъчно е да свържете нормално отворените контакти на съответните релета паралелно с бутоните „ОТВОРЕНИ”, „ЗАКРИТИ”. За да спрете клапана последователно с бутона STOP, трябва да включите нормално затворения контакт на междинното реле ЗАКЛЮЧЕНО.

За да може контролерът да "знае" за положението на клапана, оптопаровите съединения трябва да бъдат свързани към SQ1, завършва SQ2.

Борис Аладишкин