Контроллер

Контроллер, прибор, выполняющий включения и переключения в электрич. цепях в известной желательной последовательности и требующий для этого производства самых простых маниций (поворот ручки, рычага и прочие). К. применяются преимущественно для пуска и управления электродвигателями, например в вагонах трамвая, электровозах и в электрических подъемных механизмах. К. отличается от пускового реостата тем, что в нормальных электродвигателях реостат служит только для перехода от выключенного состояния к полному включению, после чего при нормальной эксплуатации пусковой реостат не работает, между тем как К. остается длительно включенным. Общие требования, которым должен удовлетворять К.:1) пожарная безопасность и 2) безопасность обслуживания. Первое требование удовлетворяется устройством хорошего искрогашения, являющегося в свою очередь непременным условием правильной работы и целости прибора. Второе требование влечет необходимость ограждения всех частей, находящихся под напряжением, для устранения возможности прикосновения обслуживающего персонала, и устройства надежной защиты его от действия электрических искр или вольтовых дуг, возникающих при разрывах тока.

Основная идея устройства К. заключается в том, что в нем сосредоточиваются все контакты, нужные для выполнения желательных переключений, и они в должном порядке размыкаются или замыкаются специальным механизмом, реализуя требуемые соединения. По способу осуществления основной идеи контроллеры можно разделить след, обр.: 1) барабанные К., 2) контакторные К. и 3) К. с индивидуальными контакторами.

1) Барабанный К. в схематич. виде изображен на фигуре 1. На вращающемся изолированном валу А укреплены отрезки

медных колец С, сегменты, соединенные частично электрически между собою. Совокупность вала с сегментами носит название контроллерного барабана. Параллельно валу А неподвижно установлен изолированный стержень В и на нем укреплены контактн. пальцы К. При повороте вала А соответственные пальцы скользят, набегают или соскальзывают с сегментов (скользящий контакт), образуя между собой ту или иную комбинацию соединений. На фигуре 2 представлен поперечный разрез одной из конструкций барабанного К. (трамвайный К. DK-4, ГЭТ). На железном валу 1, покрытом изоляцией 2 (миканит, гильза из ба-келизированной бумаги и прочие), укреплены чугунные или бронзовые секторы 3, несущие на себе латунные сегменты

4 с наконечниками

5 из красной меди. Пальцы 6 также укреплены на изолированном железн. стержне и прижимаются к сегментам

Фигура з. пружиной 7. Часто вал 1 делают деревянный или бакелитовый и на него уже навинчивают секторы или прямо сегменты. Равным образом пальцы 6 иногда укрепляют на деревянном бруске. Однако в новейших конструкциях избегают применения дерева. На фигуре 3 приведены другие применяемые на практике конструкции пальцев, предназначенные для разрывов тока. Пальцы, никогда не разрывающие тока или разрываю-

щие малый ток и, следовательно, мало обгорающие, делают упрощенной конструкции, а сегменты — без сменных наконечников (фигура 2, 8 и 9—пальцы и валик для реверсивных переключений двигателей). Давление между пальцем и сегментом применяется обычно не свыше 1,7 килограмм/см, во избежание сильного износа и задирания их. Для искрогашения применяют либо общую искр огас и тельную катушку, создающую магнитное поле для всех кон-Фигура 4 а. тактов или группы их, или индивидуальные—для каждого контакта или каждой пары их. В первом случае катушка, благодаря форме своего сердечника или полюсных наконечников, а также соответственно своему расположению, создает магнитное поле, перпендикулярное поверхности контроллерного барабана. Поэтому образующаяся между контактами искра сдувается в направлении, параллельном оси барабана (фигура 4а). Во втором случае катушка создает поле, параллельное оси барабана, и искра сдувается в направлении, перпендикулярном к нему, на катушку. Последняя защищается латунной оболочкой а (фигура 46, цифры 2, 2, 3—последовательное положение сегмента и соответствующее положение искры). Искрогасительные катушки включаются в цепь обычно последовательно с разрываемым током.

Между контактами К. вдвигаются пластины из огнестойкого изоляционного материала (фигура 2, 10), обычно асбестонита. Эти пластины соединяются вместе и образуют искрогасительную гребен-к у, которая может откидываться, поворачиваясь вокруг оси (фигура 2, 22). Часто на искрогасительной гребенке устанавливаются искро-! гасительные катушки г (фигура 2, 12). Для установки контроллерного барабана строго в нужных положениях и для Фигура 4б. того, чтобы вал не сдви гался с мест от случайных причин, тряски и прочие, применяют специальные механизмы. Основной частью их является зубчатое колесо, называемое звездочкой, во впадины которого входит ролик рычага, укрепленного одним концом шарнирно на станине К. и прижимаемого к колесу пружиной (фигура 5, а и Ь). Контроллерный барабан монтируется в станине горизонтально или вертикально, в зависимости от назначения и способа управления К. Все части К. закрываются крышкой, легко снимаемой для осмотра. К., предназначенный для цепей переменного тока напряжением свыше 500 У, устраивают без магнитного искрогашения. В таком случае барабан с пальцами опускают в бак с маслом, которое и тушит искры. На фигуре 5

изображен К. переменного тока на 2 200 Y с масляным искрогашением для главных контактов (с — контакты первичной обмотки, d—бак с маслом).

2) Контакторный К. (фигура 6) состоит из механич. контакторов (смотрите), установленных в ряд, которые замыкаются в нужном порядке кулачковым валом. На фигуре 7 представлен разрез одной из конструкций такого К.

На изолированном валу 2 посажены стальные диски 2 с кулачками 3. Для дисков и кулачков применяют также фибру. При повороте вала 2 ролик контактора 4 сбегает или набегает на кулачок и замыкает (с помощью пружины 6) или размыкает контактор. Контактор обычно применяют скатывающегося типа (фигура 8, обозначения здесь соответствуют фигура 7). Для относительно небольших мощностей также применяют контактор молоточкообразного типа (фигура 7, 7), без обычного для скатывающегося типа некоторого скольжения контактов друг по другу. Искрогашение—индивидуальное. Искрогасительная катушка (фигура 7, 9) имеет два железных полюсных наконечника, также в виде пластин 8, между которыми находится контакт и вдвигается искрогасительная коробка (пунктир). У контактов индукция I магнитного поля достигает в среднем 100— I 150.гаусс. Нажатие контактов 1—1,5 килограмм/см².

Для установки кулачкового вала в требуемых положениях применяют те же самые механизмы, что и для барабанных К. Контакторный К. монтируется также вертикально или i горизонтально и закрывается кожухом. Иногда же, для стадионарн. установок, контакторный К. монтируется открыто на стенной панели. Преимущество контакторного К., по сравнению с барабанным, заключается в меньшем износе и меньшем обгорании контактов.

Привод барабанных и контакторных К. можно производить двумя основными способами: 1) непосредственно вручную и 2) при помощи того или иного двигательн. механизма. В первом случае, в зависимости от типа, назначения и расположения К., привод выполняется в виде: а) маховичка, б) ручки, или рукоятки,

в) горизонтального или вертикального ры

чага, г) блока с цепью или канатом, д) ножной педали (фигура 9, а, б, в, г, д). В нек-рых установках (например крановых) применяется универсальный привод, к-рый дает возможность при помощи одного рычага управлять одновременно двумя К. (фигура 9, е). Применение двигательных механизмов для привода К. диктуется или трудностью управления вручную при К. большой мощности или желательностью автоматизации переключений и управления на расстоянии. В качестве двигательных механизмов преимущественно применяются сервомоторы, электромагниты и электро-пневматические машины. Управление ими производится посредством вспомогательной цепи—так называемым цепи управления—при помощи или специальных выключателей кнопочного типа (кнопочное управление), или выключателей иного типа, или при помощи небольшого К. барабанного типа, называемого К. управления (сокращенное ^название от «К. цепи управления», применяется также термин «командный К.», а в иностранной литературе — «master controller»,

Фигура 9.

«Meisterwalze», «controleur de commande»). При наличии цепи управления К. главной цепи называется главным К.

3) К. с индивидуальными контакторами представляют собою группу из необходимого числа электромагнитных или электропневматическ. контакторов. По самой сути этот К. может быть только главным, т. к. управление им осуществляется лишь при помощи вспомогательной цепи и К. управления (или кнопочного управления). Контакторы монтируются или в ряд, на общей станине и закрываются крышкой, образуя контакторный ящик, или на стенной панели, или наконец в специальных кабинах. Этот тип К. находит применение гл. обр. для цепей большой мощности и высокого напряжения.

Рассмотренные основные типы К., в свою очередь, подразделяются на различные типы как по конструкции, так и по числу и роду выполняемых переключений. Часто К. составляют одно конструктивное целое с защитными реле, реле и приборами автоматич. привода, реостатами и прочие Из специальных типов К. следует отметить К. с графитным сопротивлением, применяемый для пуска двигателей. При повороте ручки такого К. сначала замыкаются главные контакты (контакторного или барабанного типа), а затем ручка, через соответственную передачу, начинает давить на столбик (или столбики) графитных дисков, заключенных в цилиндре. По мере увеличения давления сопротивление этого "столбика падает и в конечном положении ручки соответствен, контакт замыкает его накоротко. Этот К. дает возможность получения плавного пуска двигателей.

Схемы К. Для характеристики К. и его работы составляются следующие схемы: 1) схема К., то есть схема внутренних соединений его, 2) схема внешней цепи, для которой предназначен К. (часто схемы 1 и 2 вычер-

ФПГ. 6.

чиваются вместе); 3) упрощенная схема соединений, изображающая в простом и наглядном.виде соединение внешней цепи и К.;

вверх

ί432!~

Схема соединении контроллера с индивидуальными контакторами и ab

ц АВ

Lг- АВ

Схема .главной, цепи

Фигура 10.

4) схема соединений цепи управления; при сложной схеме кроме того для наглядности составляется упрощенная схема; 5) таблица замыканий, наглядно показывающая последовательность замыкания контактов в зависимости от положения вала К. (барабана, кулачкового вала, барабана К. управления),

Постоянным Бюро всесоюзных трамвайных съездов рекомендован также упрощенный однообразный способ начертания схем силовой проводки для трамвайных контроллеров, облегчающий для среднего и низшего тех-нич. персонала чтение контроллерных схем.

Лит.: Карпов В. А., Электрич. тяга, Москва, 1928; II р ес с С. А., Электрич.оборудование подъемных и транс-портп. устройств, т. 1, М.—Л., 1929; Зеефельиер E. Е., Электрическ. тяга,пер. с нем., М., 1926; СЭГ, Справочн. книга для электротехников, т. III Л., 1929; Dover А. Т., Electric Motors and Control Systems, b., 1918; J am e s H. D„ Controllers for Electric Motors, L„ 1927; Wilson W., Electric Control Gear a. Industrial Electrification, L., 1927; В г a g-s t a d 0., IConstruktionen und Schaltungen aus d. Gebiete elektrischer Bahnen, B., 1907; К u m m e r W., Ausriistung d. elektrischen Fahrzeuge, Berlin, 1925; D о v er A. T., Electric Train Control, L., 1923; Richey A. E., Electric Railway Handbook, 2 ed., N. Y., 1924; Hcilfron, tjber einige neue-re Fragen aus d. elektrischen Vollbahnwesen, «ΕΤΖ», 1910, H. 12; Iranyi, Zeitinterval-le beim Anlassen von Bahnmo-toren, ibidem, 1913, H. 47; W о 1 f, Die Schiitzenstcuerung im Strasscnbahnbetriebe, ibid., 1918, H. 37; D 0 г y, Die Stemming d. Wechselstromloko-motiven, «Elektrotechnik und Maschinenbau», W., 1923;«The ElectricRailwayJournal»,N.Y.; .Tournal», N. Y.; «The Electric L. H. Сидоров.

АВ-Аетоматич. выключатель Д-Двигатель трех-раз.токо. ПС-Пускоеые сопротивления КУ-Контроллер управления PH-Реле напряжения 0Х-0граничитель хода -РУ-Рубильник цепи управления

«The Street Railway Railway a. Tramway Journal»,