Современные системы автоматического управления электротехническими и урбанизированными установками

М. И. Стальная, 2017

В данном учебном пособии рассмотрены современные системы управления популярного урбанизированного оборудования. Также в пособии показаны характерные принципы организации работы этого оборудования и реальные схемные решения. Разумеется, на полноту освещения всего существующего урбанизированного оборудования данное пособие не претендует, да это и не имело бы смысла, так как развитие техники идет семимильными шагами, и поэтому осветить огромное разнообразие схемных решений в пределах учебного пособия было бы невозможно. Однако, показать основные принципы организации работы и типовые схемные решения управления, дать некоторые интересные исторические сведения и классификацию в пределах одного учебного пособия, возможно, что и было сделано. Учебное пособие предназначено для студентов направлений 13.03.02 и 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» всех форм обучения.

2. Холодильники

2.1. Исторические сведения и классификация холодильников

С давних пор жители Земли старались каким-то образом сделать запасы еды на неблагоприятные периоды жизни, поэтому с течением времени выработались пять основных принципов сохранения еды (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 — Принципы сохранения еды

Нас в первую очередь интересует сохранение еды методом охлаждения. Охладители бывают искусственные и естественные. К естественным охладителям можно отнести специальные тыквы-кайасы (в Африке) у которых удаляют сердцевину, а молоко и воду можно сохранять охлажденными в течение 1-2 суток при более высокой температуре окружающей среды. Аналогичного эффекта добиваются и жители среднего пояса земли, используя гончарные изделия — неглазурованные горшки, в которых жидкость вследствие испарения через поры гончарного изделия имеет более низкую температуру внутри горшка по сравнению с температурой окружающей среды. Экзотический метод охлаждения использовали наши предки, помещая лягушку внутри горшка с водой или молоком.

Кроме того, в средних широтах земного пояса обычно жители сохраняли продукты на зимнее время, используя естественное осенне-зимнее похолодание.

В средних и северных широтах для хранения продуктов в естественном состоянии и до настоящего времени используют различного типа погреба, которые выкапывают глубоко в земле, где температура держится более-менее низкой и постоянной. Такого же эффекта достигают и искусственно построенные изо льда в зимнее время арочные склады-холодильники, обложенные сверху землей, соломой и т. д.

В северных и приполярных широтах используют свойства вечной мерзлоты, где в специально оборудованных ямах содержатся продукты в замороженном виде.

В больших урбанизированных городах вышеописанные методы сохранения продуктов чаще всего непригодны. Поэтому для сохранения продуктов в городских условиях были изобретены и разработаны электрохолодильники, которые бывают:

однокамерные с морозильным отделением и без него;

двухкамерные — с отдельной морозильной камерой;

холодильники-морозильники и промышленные морозильные шкафы большой емкости.

2.2. Электрооборудование холодильников

В электрооборудование холодильников входят:

электродвигатели компрессоров;

силовая коммутационная аппаратура;

автотрансформатор (при необходимости);

реле — тепловые, температурные, промежуточные, защиты;

осветительные приборы;

электроника — микрочипы, логические элементы;

диоды, конденсаторы, светодиоды, резисторы и другая дополнительная периферийная аппаратура.

2.3. Электроприводы холодильников

Принцип работы электропривода у всех холодильников практически одинаков (с небольшими особенностями). Рассмотрим принцип работы на нескольких примерах.

Управление электродвигателем холодильника.

На рис. 2.2 показана силовая электросхема холодильника. В электроприводе используется двухобмоточный асинхронный электродвигатель с двумя обмотками w1 и w2. Ток, протекающий, по обмотке w1 сдвинут примерно на 90 электрических градусов относительно тока, протекающего по обмотке w2 за счет дополнительной индуктивности, вносимой катушкой пускового реле РП.

При включении в сеть начинает протекать ток по цепочке: зажим 1, 2 нормально замкнутый контакт РТ1 теплового реле, нагревательный элемент РТ (обычно в качестве нагревательного элемента используется биметаллическая пластинка) зажим 3, катушка реле РП, зажим 4, обмотка двигателя w1, зажим 5, зажим 6, регулятор температуры, зажим 7.

Рисунок 2.2 — Электрическая схема холодильника.

Протекание тока через катушку реле РП вызовет ее срабатывание и замыкание ее контакта РП1, при этом включается обмотка двигателя w2, в ней протекает ток по цепи: зажим 1, зажим 2, нормально-замкнутые контакты РТ1, тепловой элемент РТ, зажим 3, замыкающий контакт реле РП1, зажим 8, обмотка w2, зажим 5, зажим 6, регулятор температуры, зажим 7.

Теперь на обмотки w1 и w2, также сдвинутые в пространстве на 90°, подается сдвинутое во времени примерно на 90 эл. градусов напряжение. Создается круговое вращающее поле статора. Электродвигатель начинает работать. Тепловой элемент регулятора температуры начинает нагреваться и в соответствии с установкой винта регулятора температуры через некоторое время разомкнется контакт регулятора температуры. Двигатель отключается от сети. Автоматическое его включение произойдет тогда, когда нагревательный элемент регулятора температуры остынет, и вернется в исходное состояние и замкнет контакт регулятора температуры. Произойдет включение электродвигателя по вышеописанному принципу.

Конец ознакомительного фрагмента.