I. MEMORIU JUSTIFICATIV

Aparatele electrice se găsesc în numeroase variante şi se constituie ca ansamble funcţionale ale părţilor studiate. Aparatele electrice se pot grupa după diferite criterii, cum ar fi:

- tensiunea nominală de izolare- felul curentului;- serviciul de funcţionare;- funcţia îndeplinită în instalaţie.

• În funcţie de valoarea limită de 1000 V a tensiunii nominale deosebim:- aparate de joasă tensiune;- aparate de inaltă tensiune.

• După felul curentului aparatele sunt:- aparate de curent continuu;- aparate de curent alternativ.

• În funcţie de serviciul de funcţionare, sunt de menţionat:- aparate cu funcţionare în serviciu de durată;- aparate în serviciu de scurtă durată;- aparate în serviciu intermitent.

Serviciul de funcţionare se caracterizează prin succesiunea şi durata regimurilor de funcţionare şi se defineşte în funcţie atingerea echilibrului termic al aparatului. Regimul de funcţionare este definit prin ansamblu de valori ale mărimilor care caracterizează funcţionarea aparatului (regimul de funcţionare în gol, regimul de sarcină etc.). După funcţia îndeplinită în instalaţiile electrice deosebim:

- aparate electrice de comandă acţionate manual;- aparate electrice pentru protecţie şi reglaj;- aparate electrice de comandă acţionate automat;- aparate electrice auxiliare pentru acţionări industriale şi automatizări.

1

II. TIPURI DE APARATE ELECTRICEDE COMANDĂ ACTIONATE AUTOMAT

II.1. CONTACTOARE ŞI RUPTOARE

Contactorul este un aparat de comutaţie cu acţionare mecanică, electromag-netic sau pnematică, cu o singură poziţie stabilă şi este capabil să stabilească, să suporte şi sa intrerupă curentul dintr-un circuit în condiţii normale de exploatare, inclusive in conditii de suprasarcina. Deosebirea esentială între contactor şi ruptor constă în starea normal a contactelor din circuitul principal: la contactor, starea contactelor din circuitul principal este normal-deschisă, iar la ruptor, starea contactelor din cicuitul principal este normal-închisă. Starea normal este starea contactelor când bobina de comandă nu este alimentată.

II.1.1 CONTACTOARE FĂRĂ RELEE

În figura 1 sunt arătate schema de principiu a unui contactor cu mişcare de rotaţie şi schemele electrice pentru un contactor tripolar şi un ruptor monopolar.

Fig. 1. Scheme de contactoare

2

a – schema constructivă de principiu a unui contactor cu mişcare de rotaţie;b – elementele circuitului principal şi ale circuitului de comandă;c – schema electrică a unui contactor tripolar cu contacte auxiliare (ND + NI);1 – contact fix; 2 – contact mobil; 3 – armătura electromagnetului;4 – legătura flexibilă; 5 – electromagnet;6 – înfăşurare;7 – cameră de stingere;8 – buton de comandă;9 – resort de deschidere;10 – placă de bază;11 – bornă de record;12 – contact de automenţinere;I – circuit principal;II – circuit de comandă.

În figura 2 sunt detaliate părţile component ale unui contactor cu mişcare de translaţie. Elementele component ale unui contactor se pot grupa ca elemente care se conectează în trei categorii de circuite:

- circuitul principal de curent (borne de record, contacte principale fixe şi mobile);

- circuitul de comandă (bobina electromagnetului de comandă, contactul auxiliary de automentinere, care se leagă în parallel cu butonul de comandă);

- circuite auxiliare (contacte auxiliare pentru blocare, semnalizare). Pentru stingerea arcului electric produs între contactele principale se prevăd camere de stingere. Unele aparate conţin bobină de suflaj, străbătută de curentul din circuitul principal, care realizează deplasarea şi alungirea rapidă a arcului. Când bobina 3 nu este sub tensiune, contactele sunt în stare normal. Contactele principale sunt normal-deschise, iar contactele auxiliare sunt normal-deschise sau normal-închise.

3

Bobinele pot fi alimentate in c.c. sau c.a.. La alimentarea bobinei, contactele îsi schimba starea. Astfel, când bobina 3 este alimentată, este atrasă armătura 6 cu care este solidară puntea 7 a contactelor mobile, care închid contactele fixe 4.

Fig. 2. Părţile component ale unui contactor cu mişcare de translaţie

1 – corp; 2 – armătură fixă; 3 – bobină; 4 – contact fix; 5 – echipaj mobil; 6 – armătură mobilă;7 – puntea contactoarelor mobile; 8 – cameră de stingere cu grătar metallic; 9 – resort pentru contacte; 10 – borne.

Mărimile caracteristice ale unui contactor sunt:- tensiunea nominal – la care se dimensionează izolaţia, distanţele de

străpungere şi de conturnare;- curentul nominal, In,pe care îl poate suporta circuitul principal al

contactorului, fără a depăşi încălzirea maxim admisă în regim normal de lucru;

- curentul de serviciui – curentul nominal al releului termic, dacă este asociat contactorului un releu termic;

- puterea maximă a motorului – dacă contactorul comandă un motor electric;- frecvenţa de acţionare – numărul de acţionări pe care contactorul le poate

executa într-o unitate de timp;- durata relativă de conectare – care este standardizată;- regimul de lucru sau clasa de lucru – determinată de durata relativă de

conectare şi de frecvenţa de conectare;- capacitatea de rupere nominal sau capacitatea de închidere nominală.

4

Tipuri constructive de contactoare se pot diferenţia:• după felul curentului din circuitul principal:- contactoare de curent continuu;- contactoare de curent alternativ.• după modul de deplasare a contactelor mobile:- contactoare cu mişcare de traslaţie;- contactoare cu mişcare de rotaţie;- contactoare cu mişcare combinată.• după modul de acţionare al contactelor mobile:- contactoare acţionate electromagnetic, contactoare acţionate pneumatic

(acţionarea mecanică este foarte rară şi pentru puteri de rupere foarte mici).• după numărul de contacte (poli) din circuitul principal: contactoare monopolare, bipolare, tripolare si tetrapolare.

Contactoarele se construiesc pentru tensiuni până la 440 V curent continuu si 380 sau 660 V pentru curent alternativ şi pentru intensităţi nominale cuprinse intre 6 si 600 A. • Contactoarele cu mişcare de rotaţie se comportă mai bine la utilizarea în curent continuu, au putere de rupere mare, rezistă la solicitări deosebite de mediu, la vibraţii şi la şocuri, pot întrerupe sarcini capacitive şi se pot realiza în diferite variante constructive. • Contactoarele cu mişcare de tranlaţie au un gabarit redus, durată mare de serviciu, cost mai redus, se pretează foarte bine la montare pe panouri compacte. • Contactoarele cu mişcare combinată au o rezistenţă mărită la uzura sub sarcină şi o vibraţie a contactelor foarte redusă. Contactoarele tripolare CT1 9-125 A cu mişcare de translaţie se realizează conform SR EN 60947-4-12/94 şi conform CEI 947-4-1-1994 şi au contactele auxiliare grupate întru-un bloc debroşabil. Contactele electrice sunt realizate din aliaj AgCdO sau AgNi.

5

II.1.2. CONTACTOARE CU RELEE

Contactoarele folosite în schemele de acţionări electrice se pot asocia cu relee. Pentru pornirea directă a motoarelor electrice se folosesc demaroare electromagnetice. Demarorul electromagnetic conţine un contactor asociat cu relee termice şi se realizează în construcţie închisă sau deschisă.

Fig. 3. Schemă de pornire directă prin demaror a unui motor asincrontrifazat, cu siguranţe montate în amonte

Contactorul îndeplineşte funcţia de aparat de conector, iar releele termice îndeplinesc funcţia de aparate de protecţie la suprasarcină (fig. 3). Pentru protecţia la scurtcircuit în amonte se montează siguranţe fuzibile sau un întreruptor automat. Contactoarele cu relee se execută cu unităţi distincte sau în construcţie monobloc. Cu ajutorul contactoarelor cu relee se pot realiza scheme de acţionare foarte diverse. În figura 4 este reprezentată schema pentru pornirea şi inversarea sensului de rotaţie la un motor asincron trifazat.

6

Fig. 4 Schemă cu contactoare pentru pornirea şi reversarea unui motor

asicron trifazat

Se observă că schema conţine contacte auxiliare de interblocaj: dacă motorul se roteşte într-un sens şi sunt închise, de pildă, contactele K1, nu se poate da comanda pornirii în celălalt sens, prin apăsare pe butonul S2, deoarece contactul auxiliar K1 din circuitul bobinei K3 este deschis. Motorul trebuie mai întai deconectat, prin apăsare pe butonul S2. În figura 5 este reprezentată schema de pornire stea-triunghi a unui motor electric utilizând contactoare asociate cu un releu de protectie multifuncţional, cu componente electronice.

7

LT6-P (după norme CEI): T1-T2 – sonde cu termistoare; 93-94 – alarmă;97-98 – semnalizare.

II.1.3. CONTACTOARE STATICE

Comutaţia dinamică, realizată prin închiderea şi deschiderea circuitelor pe cale mecanică ridică o serie de probleme legate de stingerea arcului electric care solicită puternic contactele de producerea vibraţiilor, de alegere a materialelor pentru părţile aflate in mişcare, de reducerea uzurii mecanice şi electrice şi altele. Contactoarele statice preiau toate funcţiunile contactoarelor clasice şi elimină aceste neajunsuri. Un contactor electromecanic conţine, în esenţă, un circuit de comandă cu bobina unui electromagnet şi un circuit comandat în care se află contactele electromagnetului. La punerea sub tensiune a bobinei este atrasă o armătură care, prin mişcarea sa deblochează contactele mobile şi închide circuitul comandat;

8

contactele rămân închise atât timp cât bobina electromagnetului se află sub tensiune. Contactoarele statice, realizează aceeaşi funcţiune prin conducţia comandată a elementelor semiconductoare, dar fără piese în mişcare. În comparaţie cu contactoarele clasice cu comutaţie dinamică, contactoarele cu comutaţie statică au următoarele avantaje:

- durată de funcţionare foarte mare;- frecvenţă de comutaţie ridicată ≤ 20KHz;- durată de comutaţie mică, de ordinul a 10-3 s;- funcţionarea fără vibraţii si fără zgomot;- nu se produce arc electric;- nu apar tensiuni de comutaţie;- puterea de comandă este redusă;- întreţinerea este redusă.

Ca dezavantaje menţionăm: preţul de cost ridicat, căderi de tensiune mai mari şi faptul că nu pot fi utilizate la tensiuni prea ridicate sunt sensibile la acţiunea curenţilor de defect şi a supratensiunilor. În aparatajul de comandă statică, cea mai lungă utilizare o au: dioda, tiristorul şi triacul. • Dioda se comportă ca un ventil necomandat din cauza conductibilităţii mari în sens direct şi practic, inexistente în sens invers. • Tiristorul se comportă ca un ventil semicomandat; semnalul pe electrodul de comandă determină momentul intrării în conducţie a tiristorului. • Triacul echivalează cu un ventil semicomandat, dar prezintă conductibili-tate ridicată în ambele sensuri, dacă este amorsat cu ajutorul electrodului de comandă.

Fig. 6. Schema de principiu a unui contactor static de curent continuu

9

Starea de conducţie a acestor elemente din circuit echivalează cu starea „contacte închise“; rolul bobinei de comandă de la contactoarele electromecanice este preluat de dispozitivele electronice care comandă intrarea în conducţie a elementelor semiconductoare şi deci închiderea circuitului. Principiul de funcţionare al unui contactor static de circuit continuu se poate urmări pe schema din (fig. 6). 1. Pentru starea de conducţie pe grila tiristorului T1 şi aplică un impuls de comandă şi aceasta intră în conducţie. Curentul parcurge sarcina Z, iar condensatorul se încarcă prin rezistenţa R cu polaritatea din figură (stânga). Contactorul funcţionează în poziţia închis. 2. Pentru poziţia „deschis“ se comandă intrarea în conducţie a tiristorului T2. Condensatorul C este conectat cu (–) pe anodul tiristorului T1 se anulează curentul în tiristorul T1, blocăndu-l. Condensatorul C se descarcă şi apoi se încarcă prin sarcina Z la tensiunea sursei cu polaritatea din dreapta. Tiristorul T2 conduce un circuit foarte mic datorită valorii mari a rezistenţei R. Această situaţie echivalează cu contactorul static în poziţia deschis. Pentru închiderea contactorului se comandă conducţia tiristorului T1; la bornele tiristorului T2 va fi conectat condensatorul C încărcat cu polaritatea marcată în dreapta pe figură. Tiristorul T2 se blochează, condensatorul se descarcă prin T1 şi se încarcă la polaritatea iniţială prin R. Datorită valorii mari a constantei de timp t=RC a circuitului, frecvenţa de conectare este redusă. Dacă sarcina Z are caracter inductiv pe durata comutaţiei la bornele tiristorului T1 apar supratensiuni. Protecţia se realizează prin dioda D. În funcţionare normală dioda este blocată, iar la întreruperea curentului prin sarcină dioda conduce şi diminuează tensiunea de comandă prin scurtcircuitarea sarcinii. În concluzie, T1 în conducţie închide circuitul T2 în conducţie deschide circuitul. Condensatorul C, blochează, pe rând, cele doua tiristoare.

10

Fig. 7. Blocuri funcţionale ale contactorului static de curent continuu

1 – bloc de comandă şi separare galvanică;2 – bloc de comandă a ieşirii;3 – bloc de ieşire;4 – bloc de protecţie la suprasarcină şi scurtcircuit. Contactoarele statice de curent continuu necesită o sursă separată de alimentare, blocuri de protecţie (fig. 7). Tensiunea de alimentare se aplică între bornele 1 şi 2, iar sarcina se conectează între bornele E şi 2. Când tensiunea de comandă se aplică pe bornele a şi b, sarcina va fi parcursă de curent. Tensiunile şi curenţii de comandă au valori mici (ex. V c=5V sau 24 Vcc, ic=25mA la 24Vcc; U0=24Vcc). Anduranţa este foarte mare (minim 30∙106 cicluri). Protecţia contactoarelor statice de curent continuu este realizată electronic. Tiristoarele au o capacitate termică extrem de redusă şi se impune folosirea unor scheme eficace şi ultrarapide pentru protecţia la suprasarcină şi scurtcircuite. Principiul de funcţionare a contactoarelor statice de curent alternativ se poate ilustra cu ajutorul schemelor din figura 8.

11

Fig. 8. Schemă de principiu pentru funcţionarea contactoruluistatic de curent alternativ

a – montaj antiparalel, cu două tiristoare; b – montaj cu triac;c – montaj în punte Graetz. La montajul antiparalel, fiecare dintre cele două tiristoare conduce într-o semiperioadă a tensiunii de alimentare. Durata conducţiei reprezintă timpul scurs între aplicarea semnalului de comandă pentru deschiderea tiristorului şi momentul trecerii naturale a tensiunii prin zero (fig. 9).

Fig. 9. Conducţia comandată a unui tiristor

u – tensiunea aplicată circuitului; i – curentul prin sarcină; t0 – timpul scurs între momentul trecerii tensiunii prin zero şi momentul deschiderii tiristorului (corespunde „unghiul de aprindere“); tc – durata conducţiei tiristorului. Pentru a se sesiza momentul când tiristorul în conducţie s-a blocat, contactorul este prevăzut cu un dispozitiv de detectare a momentului trecerii prin zero a tensiunii, moment cu care este sincronizată deschiderea celuilalt tiristor.

12

Sarcina poate fi inductivă sau rezistivă. În caz de avarie, pe circuitul de comandă nu trebuie să se transmită tensiunea de lucru şi de aceea se realizează separarea galvanică printr-un bloc optocuplor. În figura 8 c, diodele de putere D1, D3, D2, D4, conduc pe rând câte două, în funcţie de polaritatea tensiunii. Dacă tiristorul T este amorsat la fiecare semiperioadă, el este parcurs de curent continuu, iar sarcina Z este parcursă de curent alternativ. Blocurile funcţionale ale unui contactor static de curent alternativ sunt evidenţiate in figura 10.

Fig. 10. Blocuri funcţionale ale contactorului static de curent alternativ

1 – bloc de comandă şi separare galvanică;2 – bloc de comandă a ieşirii;3 – bloc de ieşire;4 – bloc de sincronizare pentru aprindereZ – sarcină; U~ - tensiunea de alimentare a sarcinii. Tensiunea de comandă se aplică între bornele a, b. În intervalul contactor închis prin sarcina Z circula curent. Pentru utilizarea în regim AC11, I=0,4A la 220V c.c., Uc=5V sau 24Vc.c.; fe=10Hz, Ie=25mA. La contactoarele de curent alternativ protecţia la scurtcircuit este realizată cu siguranţe ultrarapide.

13

II.2. ÎNTRERUPTOARE AUTOMATE

Întreruptoarele automate sunt aparate de conectare capabile să închidă, să suporte şi să întrerupă curenţi în condiţii normale prestabilite şi de asemenea, să închidă pe o durată specificată şi să întrerupă curenţi normali cum sunt curenţii de scurtcircuit. Întreruptoarele automate se utilizează pe scară largă:

- ca aparate de conectare pentru consumatori importanţi;- ca aparate normale de corectare acolo unde există riscul scăderii tensiunii

sau chiar dispariţia acesteia;- ca aparate normale de conectare unde sunt prezente vibraţii şi şocuri

mecanice semnificative;- pentru protecţia instalaţiilor de iluminat;- pentru protecţia normală şi selectivă a reţelelor de distribuţie a energiei

electrice, fiind incluse în componenţa tablourilor electrice din centrale, staţii şi posturi de transformare.

Întreruptoarele automate de joasă tensiune sunt, de regulă, de tip disjunctor, adică numai cu declanşare liberă, închiderea făcându-se prin acţionare directă sau prin comanda voită, de la distanţă. Indiferent de varianta constructivă, un întreruptor automat are următoarele părţi componente:

- circuitul principal de curent care conţine: contacte principale, contacte de rupere, bobină de suflaj magnetic, coarne de suflaj, borne de racord la circuitul exterior realizate din profile de cupru;

- camere de stingere a arcului electric;- piese izolante pentru susţinerea căilor de curent şi pentru separarea fazelor,

realizate prin presare, din răşini fenolice;- mecanism de acţionare şi zăvorâre;- aparate de protecţie: declanşatoare şi relee;- aparate şi elemente accesorii: transformatoare de curent, contacte auxiliare

etc.;- cutia aparatului, din răşini fenolice sau din tablă de oţel (la aparatele mari).

• Mecanismul de acţionare şi zăvorâre denumit uzual broască sau zăvor, specific construcţiei de întreruptoare are următoarele funcţiuni:

14

- să menţină întreruptorul în poziţia „închis“ un timp oricât de lung, fără consum suplimentar de energie, prin blocarea mecanică a contactelor mobile la sfârşitul cursei de închidere;

- să asigure declanşarea liberă, adică la existenţa unui ordin de declanşare, întreruptorul să nu poată fi nici închis, nici menţinut în poziţia închis;

- la închiderea manuală a întreruptorului să asigure o viteză minimă a contactului mobil;

- să adapteze caracteristica cuplului rezistent la caracteristica motorului. Deschiderea cotactelor mobile se face cu mare viteză sub acţiunea unor resorturi puternice. Realizarea funcţiilor menţionate se face cu ajutorul mecanismelor cu clichet, genunchi etc. Deoarece întreruptoarele realizează întreruperea unor curenţi mari de scurtcircuit, forţele electrodinamice care solicită contactele sunt foarte mari. La valori de 30-40 kA, forţele electrodinamice şi forţa de reacţiune în contacte au tendinţa de a le deschide şi de a provoca în cele din urmă sudarea acestora. La întreruptoarele normale, contactele fixe au forme speciale pentru a fi anulat acest incovenient (fig. 11).

Fig. 11. Formă specială a contactelor întreruptoarelor selective

1 – contacte fixe; 2 – puntea contactelor mobile; 3 – resoartele pentru forţa de apăsare în contacte; 4 – cale de curent.

• Camerele de stingere sunt solicitate la arc electric intens. Întreruptoarele de putere se echipează cu camere de stingere deschise, înguste, cu plăci metalice etc.

15

La curenţi intenşi, arcul electric este deviat şi alungit cu ajutorul unor bobine parcurse de curentul principal (bobine de suflaj). Spre deosebire de contactoarele care sunt echipate numai cu relee, întreruptoarele automate conţin atât relee cât şi declanşatoare şi realizează protecţia atât la suprasarcină cât şi la scurtcircuit. Declanşatorul este sensibil la o mărime electrică ce determină o acţiune mecanică de eliberare a unei forţe. Releul este sensibil la o mărime electrică ce determină închiderea sau deschiderea unui contact electric. La întrerupere, releele pot stabili curentul în bobina declanşatorului. Schema de principiu a unui întreruptor automat este dată în figura 12.

Fig. 12. Schema de principiu a unui întreruptor de putere

1 – releu termic; 2 – releu electromagnetic; 3 – bobină releu de tensiune minimă (DTm). Există o mare varietate de întreruptoare automate se pot totuşi grupa după caracterisitici comune, dintre care selectăm câteva: după natura curentului (de curent continuu, de curent alternativ, de curent continuu si alternativ), după numărul de poli (monopolare, bipolare, tripolare), după modul de acţionare la deschidere al aparatului (manuală, electrică, pneumatică), după modul de declanşare (declanşare liberă, declanşare condiţionată), după timpul total de deschidere la scurtcircuit (limitatoare – până la 10 ms; rapide – până la 20 ms; normale – până la 50 ms, selective – cu dispozitiv de declaşare temporizat).

16

• Întreruptoarele automate limitatoare se construiesc pentru curenţi de ordinul sutelor de amperi şi capacităţi de rupere până la 100 kA, curent prezumat. Sunt acţionate manual sau cu motor electric. • Întreruptoarele automate rapide de curent continuu se folosesc pentru protecţia redresoarelor cu elemente semiconductoare. • Întreruptoarele automate selective pot sesiza diferenţa între valorile curenţilor de pe conductorul de fază şi de nul, de exemplu, în cazul unei slăbiri a izolaţiei, când diferenţa indică scurgeri de curent la masă. Întreruperea rapidă a circuitului evită accidentele prin electrocutare şi producerea de incendii. • Întreruptoarele automate de joasă tensiune se execută cu întrerupere în aer, în construcţie deschisă şi închisă (compactă) pentru curenţii între 10 A şi 4000 A. • O categorie aparte o constituie întreruptoarele automate de instalaţii, de formă aplatizată, pretându-se la gruparea pe panouri sau de formă cilindrică cu filet E 27, acestea din urmă fiind denumite siguranţe automate (fig. 13) şi utilizate la tablourile din locuinţe.

Fig. 13. Întreruptor automat monopolar de instalaţii

1 – buton de închidere; 2 – buton de deschidere; 3 – carcasă; 4 – bimetal; 5 – contacte fixe; 6 – mecanism de zăvorâre; 7 – contact mobil; 8 – releu electromagnetic; 9 – cotact cu filet; 10 – contact de fund.

Caracteristicile de protecţie ale unui întreruptor automat monopolar de instalaţii sunt date in figura 14.

17

Fig. 14. Caracteristicile de protecţie ale unui întreruptor monopolar deinstalaţie de 25 A

1 – releu termic în stare rece;2 – releu termic în stare caldă;3 – declanşator electromagnetic. Caracterisiticile de protecţie ale întreruptorului din figura 13 prezintă o zonă de dispersie limitată de două curbe, la rece si la cald, atât în zona releelor termice cât şi în zona declanşatorului electromagnetic, datorită erorilor acestor aparate. Datorită acestei dispersii este greu să se aprecieze selectivitatea protecţiei între elementele de protecţie ale întreruptorului. La întreruptorul nromal, destinat protecţiei motoarele electrice şi liniilor electrice de joasă tensiune, releul termic realizează protecţia la suprasarcină în domeniul 1,1 < I < 10In. Declanşatorul electromagnetic protejează instalaţia la scurtcircuit pentru I > 10In. Utilizarea întreruptoarelor automate oferă avantaje semnificative:

18

- economice de energie;- posibilitatea de a obţine capacităţi de rupere mari;- insesibilitate la şocuri şi vibraţii;- posibilitatea de a dimensiona foarte judicios electromagneţii de acţionare,

având în vedere că se află sub tensiune numai atât timp cât se produce închiderea.

Întreruptoarele automate au totuşi o construcţie complicată şi permit frecvenţe de conectare mici reduse la câteva zeci de manevre pe zi. Construcţiile moderne de întreruptoare automate se caracterizează prin execuţie modulară, dimensiuni mai reduse, asociere cu aparate de protecţie realizate cu componente electronice, caracteristicile superioare (conform normelor CEI 947-1/5, EN 60947-1-2), coordonarea mai bună a caracteristicilor elementelor de protecţie, design plăcut şi atractiv, posibilitatea monitorizării prin computer a parametrilor din instalaţii. În figura 15 sunt prezentate module cu care se pot realiza ansamble compacte de întreruptoare pentru gamelez: 15 – 80 A; 100 – 250 A; 400 – 630 A; 800 – 1250 A. În figura 16 este prezentată porţiunea din panoul frontal al unui întreruptor, referitoare la subansamblul electronic pentru reglarea nivelelor de declanşare a întreruptorului. Analiza comenzilor pentru declanşare în funcţie de valorile prestabilite se face de către un microprocesor încorporat. Defectarea microprocesorului este semnalizată prin LED-uri montate pe panou. Valoarea curentului reglat al releului termic şi valorile curenţilor pe fază pot fi afişate printr-un bloc numeric ataşat. În schemele de acţionare şi de comandă este foarte importantă alegerea şi coordonarea caracteristicilor aparatelor de protecţie în funcţie de sarcina protejată. De exemplu, stabilirea protecţiei circuitului unui motor depinde de: tipul maşinii antrenate, siguranţa operaţiilor, frecvenţa de conectare, durata serviciului continuu impus de sarcină, standardele aplicate pentru a asigura protecţia şi menţinerea caracteristicilor pe toată durata de funcţionare.

19

Fig. 15. Elemente modulare pentru întreruptoare automate1 – ansamblu întreruptor; 2 – ansamblu declanşator; 3 – modul de protecţie; 4 – modul de protecţie pentru împamântare greşită; 5 – indicator pentru prezenţa tensiunii; 6 – ampermetru; 7 – releu de tensiune; 8 – releu auxiliar multifuncţional;

20

9 – manetă de acţionare normală; 10 – extinderea acţionării manuale; 11 – mecanism motor; 12 – modul suport pentru ansamblare; 13 – conectori pentru circuite auxiliare; 14 – accesorii pentru conectare; 15, 16 – elemente terminale.

Fig. 16. Bloc electronic de prestabilire a pragurilor de declanşare

a – panou frontal; b – bloc numeric de afişare; 1 – butoane pentru reglaj al pragului de declanşare la suprasarcină; 2 – buton pentru stabilirea timpului de declanşare; 3 – buton pentru reglarea pragului de declanşare la scurtcircuit; 6 – buton de testare pentru (%Ir), (>Ir), (>Im) (monofazat), LED-uri şi baterii. Figura 17 este un exemplu de alegere a aparatelor de protecţie pentru acţionarea unui motor electric.

Fig. 17. Funcţiile aparatelor de protecţie pentru un motor electric

1 – deconectare şi protecţie la scurtcircuit; 2 – comandă; 3 – protecţie la suprasarcină; 4 – protecţie internă şi specifică.

21

• Cu ajutorul întreruptorului se realizează pretecţia la scurtcircuit precum şi deconectarea manuală a motorului pentru operaţii de întreţinere. • Cu ajutorul contactorului se comandă pornirea-oprirea şi, după caz, pornirea şi variaţia vitezei. • Releele termice asigură protecţia la suprasarcină pentru I < 10In, pentru demaror şi conductele de legătură. • Protecţia specifică sau internă a motorului este destinată, în principipal, defectelor de izolaţie şi încălzirii înfăşurării.

22

ANEXA NUMARUL 1

Scheme de contactoare

a – schema constructivă de principiu a unui contactor cu mişcare de rotaţie;b – elementele circuitului principal şi ale circuitului de comandă;c – schema electrică a unui contactor tripolar cu contacte auxiliare (ND + NI);1 – contact fix; 2 – contact mobil; 3 – armătura electromagnetului;4 – legătura flexibilă; 5 – electromagnet;6 – înfăşurare;7 – cameră de stingere;8 – buton de comandă;9 – resort de deschidere;10 – placă de bază;11 – bornă de record;12 – contact de automenţinere;I – circuit principal;II – circuit de comandă.

23

ANEXA NUMARUL 2

Părţile component ale unui contactor cu mişcare de translaţie

1 – corp; 2 – armătură fixă; 3 – bobină; 4 – contact fix; 5 – echipaj mobil; 6 – armătură mobilă;7 – puntea contactoarelor mobile; 8 – cameră de stingere cu grătar metallic; 9 – resort pentru contacte; 10 – borne.

24

ANEXA NUMARUL 3

Întreruptor automat monopolar de instalaţii

1 – buton de închidere; 2 – buton de deschidere; 3 – carcasă; 4 – bimetal; 5 – contacte fixe; 6 – mecanism de zăvorâre; 7 – contact mobil; 8 – releu electromagnetic; 9 – cotact cu filet; 10 – contact de fund.

25

ANEXA NUMARUL 4

Caracteristicile de protecţie ale unui întreruptor monopolar deinstalaţie de 25 A

1 – releu termic în stare rece;2 – releu termic în stare caldă;3 – declanşator electromagnetic.

26

ANEXA NUMARUL 5

Elemente modulare pentru întreruptoare automate1 – ansamblu întreruptor; 2 – ansamblu declanşator; 3 – modul de protecţie; 4 – modul de protecţie pentru împamântare greşită; 5 – indicator pentru prezenţa tensiunii; 6 – ampermetru; 7 – releu de tensiune; 8 – releu auxiliar multifunc-ţional; 9 – manetă de acţionare normală; 10 – extinderea acţionării ma-nuale; 11 – mecanism motor; 12 – modul suport pentru ansam-blare; 13 – conectori pentru circuite auxiliare; 14 – accesorii pentru conectare; 15, 16 – elemente terminale.

27

III. NOŢIUNI DE TEHNICĂ A SECURITĂŢII ŞI SĂNĂTĂŢII ÎN MUNCĂ

Protecţia muncii este un sistem de măsurare şi mijloace socialeconomice, organizatorice, tehnice, profilactic-curative, care acţionează în baza actelor legislative şi normative şi care asigură securitatea angajatului, păstrarea sănătăţii şi a capacităţii de muncă a acestuia în procesul de muncă. Securitatea şi sănătatea în muncă ca instituţie de drept reprezintă un ansamblu de norme legale şi imperative, având ca obiect reglementarea relaţiilor sociale ce se formează în legătură cu organizarea, conducerea şi realizarea procesului de muncă, în scopul prevenirii accidentelor şi bolilor profesionale. Pentru a efectua în bune condiţii atât lucrările cu caracter experimental cât şi cele referitoare la analiza unor scheme electrice specifice instalaţiilor electrice pe care se impune pe de o parte cunoaşterea principalelor semne convenţionale utilizate în instalaţiile electrice şi pe de altă parte însuşirea cunoştinţelor teoretice generale referitoare la lucrarea studiată. Tehnica securităţii:

- întotdeauna a se păstra curăţenie la locul de lucru şi în sala de practică;- a se adresa la domnul maestru direct pentru explicarea în cazul lipsei de

informaţie sau apariţiei îndoielei la executarea lucrului;- a fi atent în timpul executării lucrului şi a nu se distrage cu convorbire sau

lucru străin;- a se folosi numai de instrumente specializate într-o stare bună de

funcţionare;- lucrările cu grad de pericol ridicat se execută numai după primirea

permisului şi ascultarea instrucţiunilor;- la executarea lucrărilor în zonele cu temperaturi ridicate obligatoriu este

obligatoriu folosirea unui paravan termoizolant sau alte obiecte de protecţie;- a nu se lăsa instrumentul la locul de lucru;- a se cunoaşte şi a se respecta normelor ridicării şi transportării greutăţilor.

28

CUPRINS

I. MEMORIU JUSTIFICATIV (pagina 1)II. TIPURI DE APARATE ELECTRICE DE COMANDĂ ACŢIONATE AUTOMAT (pagina 2)II.1. CONTACTOARE ŞI RUPTOARE (pagina 2)II.1.1. CONTACTOARE FĂRĂ RELEE (pagina 2)II.1.2. CONTACTOARE CU RELEE (pagina 6)II.1.3. CONTACTOARE STATICE (pagina 8)II.2. ÎNTRERUPTOARE AUTOMATE (pagina 14)ANEXA NUMĂRUL 1 (pagina 23)ANEXA NUMĂRUL 2 (pagina 24)ANEXA NUMĂRUL 3 (pagina 25)ANEXA NUMĂRUL 4 (pagina 26)ANEXA NUMĂRUL 5 (pagina 27)III. NOŢIUNI DE TEHNICĂ A SECURITĂŢII ŞI SĂNĂTĂŢII ÎN MUNCĂ (pagina 28)IV. BIBLIOGRAFIE (pagina 30)

29

IV. BIBLIOGRAFIE

Bâlâ, C. ş.a., Maşini electrice, EDP, Bucureşti, 1974.Bichir, N. ş.a., Maşini electrice, EDP, Bucureşti, 1979.Dinculescu, P. ş.a., Utilizări ale energiei electrice şi instalaţii electrice, EDP, Bucureşti, 1983.Dumitrache, I. ş.a., Tehnica reglării automate, EDP, Bucureşti, 1980.Dumitrache, St., ş.a., Aparate de măsurat şi automatizări în petrol şi petrochimie, EDP, Bucureşti, 1983.Fransua, Al. ş.a., Maşini şi sisteme de acţionare electrice – probleme fundamentale, ET, Bucureşti, 1978.Fransua, Al., Măgureanu, R., Maşini şi acţionări electrice – elemente de execuţie, ET, Bucureşti, 1986.Gavrilă, H., Electrotehnică şi echipamente electrice, vol. II, EDP, Bucureşti 1994.Hilohi, S. ş.a., Instalaţii şi echipamente electrice, EDP, Bucureşti, 1995.Ionescu, C. ş.a., Automatizări, EDP, Bucureşti, 1982.Kelemen, A., Acţionări electrice, EDP, Bucureşti, 1979.Marin, Al., Marin, V., Stan, S., Proiectarea asistată de calculator a sistemelor pneumatice – Teorie şi aplicaţii, Ed. Printech, Bucureşti, 1999.Mihoc, D. ş.a., Teoria şi elementele sistemelor de reglare automată, EDP, Bucureşti, 1980.Morega, M. ş.a., Maşini electrice, MATRIX-ROM, Bucureşti, 2000.Năvrăpescu, V. ş.a., Acţionări electrice de c.c. Ed. ICPE, Bucureşti, 1999.Niculiţă, L. ş.a., Controlul automat integrat în sistemele de prelucrări mecanice ET, Bucureşti, 1998.Oprean, A. ş.a., Echipamente hidraulice de acţionare, Ed. Bren, Bucureşti, 1998.Palade, D. ş.a., Controlul automat integrat în sistemele de prelucrări mecanice, ET, Bucureşti, 1998.Paladache, I., Automatizări industriale, iniţiere aplicaţii, ET, Bucureşti, 1978.Saal, C. ş.a., Acţionări electrice şi automatizări, EDP, Bucureşti, 1980.Seracin, E., Popovici, D, Tehnica acţionării electrice, ET, Bucureşti, 1985.Tunsoiu, Gh., Seracin, E., Saal, C., Acţionări electrice EDP, Bucureşti, 1982.

30