10 11

I Л

\КМ2

КМЗ\КМ4

Рис. 5.5. Диаграмма взаимодействия первого типа. К упражнению 5.5

ниями, а покой - горизонтальными. Например, рис. 5.5, 6 изображает работу механизма, совершающуюся следующим образом. При включении привода механизма его подвижная часть сначала движется (участок 7-5), затем останавливается (5-9), снова движется (9-70), и, наконец, останавливается - точка 10. Сработавший механизм остается в покое (10-11). В точке 77 начинается возврат в исходное положение. На участке 77-72 механизм движется, но теперь уже в противоположном

направлении, затем останавливается (72-75), снова движется {13-14) и приходит в исходное положение - точка 14.

Изменения значений технологических параметров, например температуры с течением времени, показаны на рис. 5.5, е. До точки 15 температура вх не изменяется (горизонтальная линия), затем начинает повышаться (наклонная линия), а после достижения значения 02 - точка 16 снижается (наклонная линия). Через некоторое время, соответствующее точке 77, устанавливается температура 03- Аналогично изображают изменения давлений, уровней, скоростей и т.п.

Обратите внимание. 1. Если известен масштаб времени, то по горизонтальной оси можно определить продолжительность интересующей нас части процесса. Рассмотрим пример. Пусть на рис. 5.5, в 1 см соответствует времени 10 мин, а проекции участков 15-16 и 1&17 на горизонтальную ось равны 2,5 и 1,3 см. Это значит, что температура повышается 2,5 х 10 = = 25 мин, а снижается 1,3 х Ю = 13 мин.

2. Абсолютные значения величин определить по диаграмме нельзя. Например, из рис. 5.5, в следует, что температура 6i ниже температуры 62, но выше температуры 63.

Диаграммы первого типа

Работа реле, контакторов, электромагнитов изображается трапециями. Высота всех трапеций одинакова и соответствует н о-минальному току аппарата. Так, на рис. 5.5, а кнопочным выю1ючате-лем SB1 (точка 1) замкнута цепь реле К1. Действие кнопочного выключателя на реле К1 обозначается стрелкой, которая идет от "линии выключателя" к "линии реле". За время 1-2 реле сработало, т.е. переключились его контакты, завершилось движение якоря и т.п. Цепь реле разомкнута в точке 4. За время 4-6 контакты снова переключились и пришли в первоначальное положение. Затемненная (желтая) часть трапеции показьшает наличие тока в катушке от основного источника питания.

Если в процессе работы аппарата ток в его катушке претерпевает изменение (например, вьшодится часть сопротивления цепи), то на диаграмме образуется "ступенька". Например, реле К1 и К2 (рис. 5.5 ,а) включаются одновременно, но после сраба-тьшания реле К1 его контакт в цепи реле К2 размыкается и вводит резистор R1; ток в катушке реле К2 за время 2-3 уменьшается.

Диаграммы первого типа просты, наглядны, при некоторых навыках безошибочно вьшолняются и почти полностью заменяют словесные описания схем. По диаграмме легко определить, что происходит в любой момент времени. Для этого достаточно в соответствующем месте диаграммы провести черту, перпендикулярную оси времени, и посмотреть, с чем она пересекается. Так, на рис. 5.5, а черта, соответствующая времени ti, показьшает: кнопочный выключатель SB1 нажат, ток в катушке реле К1 достиг установившегося значения, ток в катушке реле К2 уже снизился.

По диаграмме легко определить, сколько времени нужно задать тому или иному аппарату для достижения определенного результата. Так, для сраба-тьшания реле К1 нужно время 1-2 (отсчет по горизонтальной оси времени). Значит, выключатель SB1 должен быть нажат не менее этого времени. Для возврата реле К1 нужно время 4-6. Следовательно, нельзя повторно нажимать SB1 (с целью повторения тех же действий) ранее этого времени.

Подобного рода вопросы (сколько времени требуется, какие нужны интервалы, имеются ли запасы по времени и каковы они, в каком порядке чередуются переключения, равномерно ли нагружаются источники электропитания, т.е. не совпадают ли по времени пусковые токи нескольких двигателей, и. т. п.) часто возникают у тех, кто проектирует, налаживает и эксплуатирует устройства автоматики, телемеханики, электропривода, и их невозможно решить без диаграммы взаимодействия.

Выше было подчеркнуто, что затемненная часть трапеции показывает наличие тока в катушке от основного источника питания. Светлая часть - это замедление при возврате (см. гл. 7).

Закрепим полученные сведения, вьшолнив упражнение 5.5.

Упражнение 5.5

Ответить на вопросы. 1. Что происходит в схеме на рис. 5.5, с спустя времена t2 и f з, а также в промежутке между точками О и П 2. Быстрее или медленнее движется механизм (рис. 5.5, б) при срабатывании и возврате? 3. Что можно сказать о значениях температуры j и вцц

соответствующих литшям 1-1 и П-1Г на рис. 5.5, в? 4. На рис. 5.5, г слева дана в однолинейном изображении схема пуска электродвигателя М с фазным ротором (цепи управления не показаны) На ней: КМ1 контактор в цепи статора, КМ2-КМ4 - контакторы ускорения; их контакты в определенной последовательности закорачивают секции пускового резистора R1. Справа построена диаграмма взаимодействия. Обративишсь к ней, описать действие схемы и решить, что происходит во время, соответствующее лишш Ш III.

Ответы

1. Спустя время Гг выключатель SB1 отпущен, реле К1 отключено, но его якорь еще притянут. Реле К2 уже возвратилось в исходное положение. Спустя время все элементы пришли в исходное положение, т.е. в положение, в котором от находились в промежутке 0-1.

2. При срабатьшании подвижная часть механизма движется медленнее, чем при возврате. Этот вывод сделан на том основании, что участки 7-8 и 9-10 соответственно более пологи, чем участки 13-14 и 11-12.

3. dji выше 6i. но ниже бг ; И-П ниже 62, ко вьш1е 63; 61 выше 63. Чтобы сделать эти выводы, надо сравнить значения ординат. Например, из диаграммы ясно видно, что ордината 0-17 меньше ординаты 0-15 и т.п.

4. В точке 18 был включен контактор KMI. Он сработал (19) и включил контактор ускорения КМ2. При его срабатьгеании (20) бьша закорочена одна секция пускового резистора R1 . В результате сопротивление цепи ротора уменьшилось, что отчетливо видно, так как на строке Л/образовалась ступенька. Через заданное время в точке 21 включился и сработал (22) контактор ускорения КМЗ. Следовательно, бьша выведена

еще одна секция RT. образовалась еще одна ступенька. Затем (точка 23) включился контактор КМ4 (24), полностью закоротил R1 и, кроме того, отключил КМ2 и КМЗ. Этим пуск электродвигателя завершился.

Контактор КМ1 бьш отключен в точке 25, возвратился в исходное положение (26), отключил статор и КМ4, после возврата которого (27) в цепь ротора снова был полностью введен резистор R1, Иными словами, схема оказалась подготовленной к следующему пуску.

Теперь рассмотрим работу электродвигателя. Как следует из диаграммы, в строке М на участке 18-24 совершился разгон, участок 24-26 соответствует работе с установившейся скоростью, участок 26-28 - это выбег. Левее точки 18 и правее точки 28 двигатель не работал.

Времени, отмеченному линией Ill-Ill, соответствуют; включены КМ1, КМ2 и КМЗ. отключен КМ4, в цепь ротора введена одна, последняя, секция R1, разгон еще не завершился.

Диаграммы второго типа

Схемы, работающие в импульсных режимах, нельзя ни рассчитать, ни оценить с помощью диаграмм первого типа, так как последние не отражают ни "электромагнитного состояния" аппарагов, ни степени за-ряженности конденсаторов. А для устойчивой работы аппаратов необходимо сочетать длину импульсов, поступающих в электромагнит (конденсатор), с собственным временем не только срабатывания (заряда), но и намагничивания, длину пауз - с временем НС только возврата, но и размагничивания (полного разряда конденсатора).

В основу построения диаграмм второго типа положены следующие соображения. Если представить себе некоторый эквивалентный ток, учитывающий все явления, происходящие при включении и отключении (т. е. поступление тока в катушку, индуктируемые в процессе движения якоря вихревые токи в металлических массах и т. п.), то характер тока может быть представлен условной осциллограммой (рис. 5.6,а слева).