contactoare si ruptoare
DESCRIPTION
Contactoare si ruptoareTRANSCRIPT
TEMA PROIECTULUI
CONTACTOARE SI
RUPTOARE.
SISTEME DE CALCUL.
Contactoare si ruptoare
2
CUPRINS
I.ARGUMENT
II.CONTACTOARE SI RUPTOARE(Generalitati)
2.1Tipuri constructive si mărimi caracteristice
2.2Contactoare cu relee
2.3Contactoare electromagnetice
2.4Contactoare de curent continuu si alternativ
III.ȊNTRERUPATOARE AUTOMATE DE JOASĂ TENSIUNE
3.1Tipuri si caracterisici consructive
IV.PORNIREA MOTORULUI ASINCRON CU ROTORUL BOBINAT
V.INSTALAŢII ELECTRICE PENTRU PORNIREA MOTOARELOR
5.1Releul
VI .SISTEME DE CALCUL
VII.VERIFICAREA CONTACTOARELOR DUPA TRANSPORT
7.1 VERIFICAREA CONTACTOARELOR DUPA MONTARE
VI.MONTAREA CONTACTOARELOR ȊN INSTALATIILE ELECTRICE
IX.ȊNTRETINEREA SI REPARAREA CONTACTOARELOR
ȊNTREŢINEREA CONTACTOARELOR AUXILIARE
X.ȊNCERCAREA ŞI VERIFICAREA CONTACTOARELOR REPARATE
XI.BIBLIOGRAFIE
Contactoare si ruptoare
3
I.ARGUMENT
Termenul “mecatronică” (MECAnică + elecTRONICĂ) a fost conceput în 1969 de un inginer al
firmei japoneze Yaskawa Electric şi protejat până în 1982 ca marcă a acestei firme. Se referea
iniţial la complectarea structurilor mecanice din construcţia aparatelor cu componente
electronice. În prezent termenul defineşte o ştiinţă inginerească interdisciplinară, care,
bazându-se pe îmbinarea armonioasă a elementelor din construcţia de maşini, electrotehnică şi
informatică, îşi propune să îmbunătăţească performanţele şi funcţionalitatea sistemelor tehnice.
Proiectul de fata isi propune sa prezinte principiile de control si principalele sisteme aplicate in
cadrul automobilelor. Cunoasterea lor reprezinta o cerinta esentiala pentru intelegerea
functionarii motoarelor actuale. Chiar daca notiunea de control nu trebuie neaparat legata de
motoarele de ultima generatie, cu siguranta ea a capatat o semnificatie aparte in cazul
acestora.
Dezvoltarea sistemelor de control a fost impulsionata in primul rind de severitatea normelor
privind emisiile poluante si de cerinta unor performante satisfacatoare in conditiile respectarii
acestor norme.
Primul pas a fost realizat prin introducerea masiva a sistemelor electronice de control in
motoarele cu aprindere prin scanteie dotate cu sistem catalitic pentru tratarea gazelor de
ardere. Functionarea cu randament maxim a unui astfel de sistem impunea mentinerea stricta
a coeficientului de dozaj intr-o fereastra foarte ingusta in jurul valorii unitare. Acest obiectiv a
fost realizat prin introducerea sistemelor de injectie de benzina controlate electronic. Treptat
sistemele au fost dezvoltate, astfel pe linga controlul calitatii amestecului aer-combustibil a fost
integrat si controlul avansului la scanteie.
Motoarele diesel au fost si ele supuse unor puternice schimbari in privinta sistemelor de
control, chiar daca cu o usoara intirziere fata de motoarele pe benzina. Motivele care au stat la
baza acestei evolutii sint legate de utilizarea motorului diesel cu injectie directa la funtionarea
pe autoturisme. Acest motor prezinta un mare avantaj: economicitatea. In acelasi timp motorul
este zgomotos si prezinta un nivel ridicat al emisiei de NOx.
Contactoare si ruptoare
4
Mecatronica este rezultatul evoluției firesti în dezvoltarea tehnologicǎ. Tehnologia electronicǎ a
stimulat aceasta evoluție. Dezvoltarea microelectronicii a permis integrarea electromecanică. În
urmatoarea etapǎ, prin integrarea microprocesoarelor în structurile electromecanice, acestea
devin inteligente ṣi, astfel s-a ajuns la mecatronicǎ
Fluxul catre integrarea mecatronica
Tehnologia mecatronica aduce in centrul atentiei problema informatiei care, este componenta
datatoare de ton in raport cu materialul si energia.
Contactoare si ruptoare
5
II.Contactoare si ruptoare
(Generalitati)
Contactorul este un aparat de comutatie cu actionare mecanica, electromagnetica
sau pneumatica,
cu o singura pozitie slabita, capabila de a stabili, suporta si intrerupe curentii in conditii
normale de
exploatare ale unui circuit.
Contactorul se compune din:
- circuit principal de curent care contine borne de racord la circuitul exterior, contacte
fixe si contacte mobile
- circuit de comanda format din bobina electromagnetica de actionare, contactele de
autoretinere si butonul de comanda
- circuitul auxiliar (contacte de blocare, semnalizare)
- dispozitivele de stingere a arcului electric (camera de stingere, bobina de suflaj)
Contactorul mai cuprinde si elemente izolante, elemente metalice (altele decat cele
conductoare), elemente de fixare, carcasa si la contactoarele in ulei cuva de ulei cu
capac
Ruptoarele sunt asemanatoare contactoarelor cu deosebirea ca pozitia de repaus este un
circuit principal inchis,electromagnetul intervine pentru a deschide circuitul.
In constructia unui contactor mai intra elemente izolante, elemente metalice , cuva
de ulei cu capac, elemente de fixare, carcasa.
Fig.1 Schema de principiu a unui contactor cu miscare de rotatie :
Contactoare si ruptoare
6
a-schema constructiva ;b-schema electrica ;1-contact fix ; 2-contact mobil ; 3-armatura
electromagnetului ; 4-legatura flexibila ; 5-electromagnet ; 6-infasurare ; 7-camera de
stingere ; 8-buton de comanda ; 9-resort de dechidere ; 10-placa de baza ; 11-borna de
racord ; I-circuit principal ;
2.1 Tipuri constructive si marimi caracteristice
Dupa felul curentului ce strabate circuitul principal sunt: contactoare si ruptoare de
curent alternativ sau de curent continuu.
In mod normal, contactoarele sunt concepute pentru tensiuni de pana la 440 V in
curent continuu si 280 sau 660 V in curent alternativ si intensitati nominale de 6-600 A.
Dupa modul de actionare a contactelor mobile, contactoarele si ruptoarele
pot fi:
cu actionare prin electromagneti de curent continuu sau de curent alternativ,
indiferent de felul curentului care trece prin circuitul principal. Acesta este modelul cel
mai folosit deoarece prezinta o serie de avantaje (posibilitati largi de comanda de la
distanta, comanda usoara si rapida prin butoane si relee, putere de rupere suficient de
mare)
cu aer comprimat in deosebi la cele de curent continuu pentru curenti mari
(tractiune electrica) unde este necesara separarea rapida a contactelor
cu actiune mecanica, prin arbori cu came metoda este utilizata rar si numai la
intensitati mici deoarece puterea de rupere este mica, viteza de separare a contactelor
find redusa
. Marimile caracteristice ale unui contactor sunt:
Tensiunea nominala U – tensiunea la care se dimensioneaza izolatia aparatului,
distantele de strapungere si conturare.
Curentul nominal I – curentul pe care il poate suporta circuitul principal al
contactorului fara a depasi in regim normal de lucru incalzirea admisa
Frecventa de actionare – numarul maxim de actionari pe care contactorul le poate
executa intr-o unitate de timp
Durata relativa de conectare – care este standardizata si frecventa de conectare,
ambele determina clase de lucru sau regimuri de lucru pentru contactoare.
Dupa numarul de poli se deosebesc contactoare si ruptoare monopolare, bipolare,
tripolare (cele mai folosite) si tetrapolare.
Contactoare si ruptoare
7
Dupa modul de deplasare a contactelor mobile sunt:
contactoare cu miscare de rotatie cu o singura intrerupere de faza
contactoare cu miscare de translatie cu 2 intreruperi de faza
Contactoarele cu miscare de rotatie sunt mai robuste la solicitari prin vibratii, au o
putere de rupere mare, comportandu-se mai bine in curent cintinuu, si se pot realiza cu
usurinta in mai multe variante constructive, cu numar variabil de poli sau de contacte
auxiliare.
Contactoarele cu miscare de rotatie au un gabarit mai redus,ceea ce favorizeaza
realizarea de panouri compacte, au o durata de servici mare si un cost redus. Ele
prezinta o solutie practic generalizata la contactoarele de curent alternativ pana la 400
A
O varianta a acestui tip constructiv o prezinta contactoarele cu miscare combinata,
la care directia de deplasare a contactelor mobile este perpendiculara pe directia de
deplasare a armaturi mobile a electromagnetului. Aceasta constructie, folosita pentru
contactoarele de peste 100 A, prezinta avantaju ca reduce vibratiile contactoarelor,
asigura o rezistenta mai mare la uzura sub sarcina.
2.2 Contactoare cu relee
Contactorul serveste la inchiderea si deschiderea circuitului de alimentare a motorului,
la comanda data de un operator.
Blocul de relee termice protejeaza motorul si instalatia impotriva suprasarcinilor,
comandand deschiderea automata a contactorului.Releele electromagnetice asigura
protectia contra scurtcircuitelor, ele comandand automat in cazul unui scurtcircuit
deschiderea contactorului. Deoarece contactorul nu are o capacitate suficienta de
rupere la scurtcircuit, este indicat sa se prevada in circuit o protectie suplimentara cu
sigurante.
Dupa cum s-a aratat in paragrafele anterioare, contactoarele se utilizeaza in
instalatiile electrice impreuna cu diferite alte accesorii, ca: blocuri de relee, butoane,
sigurante, dispozitive de semnalizare, in functie de cerintele schemei. Aceste
combinatii de aparate se pot ansambla pe placi comune introduce in tablouri de
Contactoare si ruptoare
8
comanda sau cutii capsulate ori pot fi grupate pe categorii de aparate in interiorul
panourilor.Cea mai uzuala combinatie este contactorul cu relee termice, denumit si
demaror magnetic, realizat uzual atat in executie deschisa,cat si inchisa.Pentru
protectia impotrica curentilor de scurtcircuit,in amontele contactorului cu relee termice
trebuie montat un intrerupator automat sau sigurante fuzibile adecvate.
Schema de conexiuni a unui contactor cu relee termice:
F1,F3-sigurante;K1-contactor(contactoare principale);F2-relee termice(contacte de
relee termice);S1-buton de oprire;S-buton de pornire.
2.3 Contactoare electromagnetice intalnite frecvent in
instalatii electrice
Generalitati
Contactoarele electromagnetice sunt utilizate in schemele electrice de actionare; de
aceea a face fata necesitatilor impuse de exploatare, exista in prezent o foarte mare
varietate de constructii. O examinare comparativa a tuturor acestor constructii, produse
de diferite firme din diferite tari, se poate face avand la baza urmatoarele criterii:
- existenta unei serii unitare complete pentru gama de curenti pana la 200A
- regimul de lucru
- performantele ridicate in ceea ce priveste capacitatea de rupere, de durata de viata
mecanica si electrica
- dimensiunile de minime la acelasi curent
Contactoare si ruptoare
9
- simplitatea constructiei, montarea si demontarea rapida a diferitelor elemente
componente in timpul exploatarii
In instalatiile electrice din tara se intalnesc frecvent pentru regimuri normale de
functionare, in afara contactoarelor de productie indigena, contactoarele produse de
firme straine.
2.4 Contactoare de curent continuu
Contactoarele de curent continuu se executa monopolar. Executia bipolara prezinta
dezavantajul ca, la ruperea unor curenti intensi, se poate amorsa un arc intre cei 2 poli.
Acesta impune distante mai mai intre poli, ceea ce mareste gabaritul aparatului. Desi
un contactor bipolar ocupa mai putin loc decat 2 contactoare monopolare, se prefera
prima solutie, fiind mai sigura.
Caracteristic pentru contactoarele si ruptoarele de curent continuu este cursa mica a
armaturii mobile a electromagnetului de tip clapeta. Raportul dintre bratul de parghie al
contactului si al armaturii mobile este de 2:1 .
Contactorul de curent continuu de tip MC 100
Pe placa de baza din material izolant este fixat jugul electromagnetului, pe care se afla
miezul, bobina si armatura mobila. Tot pe placa de baza se monteaza contactul fix si
dispozitivul pentru stingerea arcului electric. Acest dispozitiv este format din bobina de
suflaj, polii de suflaj magnetic si camera de stingere confectionata din azbociment.
Caracteristicile tehnice ale contactoarelor de curent continuu de tip MC sunt prevazute
cu contacte auxiliare si rezistenta economizoare.
Contactele auziliare re regleaza astfel, incat pentru fiecare contactor, un contact
auxiliar inchide mai devreme si introduce in serie cu bobina o rezistenta economizoare
petru pozitia inchis.
Exista un tio de contactoare care este prevazut cu un numar mare de 9 sau 10
contacte auxiliare.
Contactoare de curent alternativ
Contactoarele de curent alternativ au o constructie diferita de contactoarele de
curent continuu.
Ele se impart in 2 categorii:
Contactoare la care contactul mobil are o miscare de rotatie
Contactoare si ruptoare
10
Contactoare la care contactul mobil are o miscare de translatie
Contactorul cu rotatie este compus dintr-un supor metalic pe care sunt fixate
contactele fixe, miezul fix al electromagnetului, contactele auxiliare si suporturile lagar
ale echipajului mobil. Aceasta constructie este foarte avantajoasa, deoarece permite
realizarea contactoarelor cu un numar dorit de poli prin simpla alaturare a numarului
necesar de sisteme de contact, lungind in mod corespunzator suportul si tija-suport a
contactelor mobile. Pentru stingerea arcului electric, fiecare pol este prevazut cu o
camera de stingere cu gratare ionice. Cursa la deschiderea armaturii mobile este
limitata de un opritor. Contactele fixe si mobile sunt prevazute cu coarnele pentru
preluarea arcului la deschidere.
Caracteristicile tehnice ale contactelor auxiliare sunt :
Tensiunea nominala 185 Vcc
Curent nominal 1 A
Capacitatea de rupere 1,2 A la 210 cc
Ele.se.impart.in.2categorii:
a)Contactoare la care contactul mobil are o miscare de rotatie
b)Contactoare la care contactul mobil are o miscare de translatie
Contactorul cu rotatie este compus dintr-un supor metalic pe care sunt fixate contactele
fixe, miezul fix al electromagnetului, contactele auxiliare si suporturile lagar ale
echipajului mobil. Aceasta constructie este foarte avantajoasa, deoarece permite
realizarea contactoarelor cu un numar dorit de poli prin simpla alaturare a numarului
necesar de sisteme de contact, lungind in mod corespunzator suportul si tija-suport a
contactelor mobile. Pentru stingerea arcului electric, fiecare pol este prevazut cu o
camera de stingere cu gratare ionice. Cursa la deschiderea armaturii mobile este
limitata de un opritor. Contactele fixe si mobile sunt prevazute cu coarnele pentru
preluarea arcului la deschidere . Intreaga serie se poate utiliza pentru frecventa de
concentrare de 120 con/h si durata de actionare 100%
Combinatii de contactoare
Comutatoare automate stea triunghi sunt formate din trei contactoare, retea, stea si
triunghi, un blac de relee termice de protectie si un releu de timp cu care se poate regla
timpul de la pornire pana la trecerea de la conexiunea stea la conexiunea triunghi.
Contactoare si ruptoare
11
Contactoru cu relee termice este cea mai fregvent folosita combinatie, denumita
si demaror magnetic, realizat uzual atat in executi deschise cat si inchise.
In amontele contactorului cu relee termice se monteaza un intrerupator automat
sau sigurante fuzibile adegvate pentru protectia impotriva curentilor de scurtcircuit.
Se foloseste de asemenea inversoare de sens automate cu doua contactoare
interblocate intre ele electric si mecanic (cand unul este inchis celalalt nu se poate
deschide).
Demaroarele magnetice rezolva in cele mai bune conditii comanda si protectia
motoarelor electrice in caz de supraincalzire periculoasa.
Fizic, constructia contactoarelor este separata de cea a releelor, acestea din urma
ralizandu-se ca unitati distincte, numite blocuri. Cotactoarele asociate cu relee se
folosesc numai acolo unde fregventa de conectare nu depaseste 40-60 conexiuni pe
ora.
Contactoarele cu relee termice nu sunt indicate pentru protectia motoarelor cu
porniri grele, cu frecvente mari de conectare, sau a motoarelor cu 2 turatii.
III. Intreruptoare automate de joasa tensiune
Caracteristici tehnice ale contactoarelor de curent alternativ cu miscare de rotatie
Denumirea Tipul contactorului
Caracteristici C.T. 25 C.T.
63
C.T. 100 C.T. 200
Tensiunea nominala, V 500 500 500 500
Curentul nominal, A 25 63 100 200
Capacitatea de rupere, A
Lau=1,1.Un si cos= 0,(4)
200 504 800 1600
Capacitatea de inchidere 200 504 800 1600
Capacitatea de rupere a
contactoarelor auxiliare, A
1 A la 550 V si cos = 0,4
0,5 la L\R = 0,005 si 440 Vcc
Rezistentele la uzura
mecanica, conectari
1200000
Contactoare si ruptoare
12
Rezistenta la uzura electrica 1200000
Frecventa de conectare
Con/h
600
Durata de conectare 40 si 100
Numarul de contacte
auxiliare
2 ND + 2 NI
Contactoarele cu translatie seria AC3 formeaza o serie unitare de la 10-200 A si
functioneaza pe principiul transmiterii directe a miscarii de translatie a armaturii mobile
a electromagnetului la sistemul de contacte.
Aparatele se compun dintr-un postament, electromagnet de tip „dublu e”, suportul
contactelor fixe, subansamblul echipaj mobil, camere de stingere cu gratar deionic, bloc
contacte auxiliare cu exceptia aparatului de 10 A , 2 A la care contactele auxiliare au
aceleasi dimensiuni si pozitie pe aparat ca si contactele principale.
Contactorul AC3 de 10 A este format dintr-o carcasa din material termoreactiv care
sustine magnetul fix si bobina. Pe suportul contactelor fixe , presat din acelasi material
sunt montate contactele fixe principale si auxiliare si bornele. Magnetul mobil este fixat
de echipajul ce poarta puntile de contact. Camera de stingere presata din masa
termoreactiva de tip melamina separa faxele prin paravane. La celelalte contactoare
din serie, constructia este asemanatoare. Magnetul fix de tip „e” cu intrefier fals pe
miezul central este fixat pe un postament dintr-un material termoreactiv la aparatele de
25, 40 si 63 A si un silumin la cele de 100 si 200 A prin intermediul unor lamele elastice
si placi de cauciuc.
Bobina este fixata direct pe postament, fapt ce impiedica transmiterea socurilor de
inchidere la bobina. Suportul contactelor fixe, echipajul mobil si postamentul sunt
presate din fenoplast sau supraplast. Camerele de stingere sunt prevazute cu placute
deionice montate pe peretii din fibra si fixate in capac printr-o lamela elastica. Capacul
este presat dintr-un material rezistent la actiunea arcului electric. Pentru intreaga serie ,
spirele in scurtcircuit sunt fixate la magnetul fix prin deformarea suprafetei polare si prin
lipire, iar pastilele de contact din AgCd sintetizat sunt lipite de suporturi. Cele 2 blocuri
de contacte auxiliare poseda contacte normal deschise ( ND ) sau normal inchise ( NI )
cu urmatoarele caracteristici :
Contactoare si ruptoare
13
Curent nominal 6 A
Tensiunea nominala 500 Vca, 200 Vcc
Curent maxim de inchidere 50 la 380V si cos =0,5A la 220V si L\R=15ms
Durata de viata electrica 1 milion manevre
Durata de viata mecanica 10 milioane manevre pentru contactorul de 10A si 5
milioane pentru restul seriei
Aceasta serie de contactoare are performante superioare seriei de contactoare
cu rotatie dupa cum se vede si in tabel. In afara de aceasta serie de contactoare cu
translatie are o constructie simpla, usor demontabila, contactele sunt usor vizibile si
interschimbabile. La aceste contactoare, insa schimbarea bobinei este mai dificila, iar
gabaritele mari, socul la inchidere este foarte puternic.
Principiul de functionare
Spre deosebire de contactoare, intrerupatoarele automatese caracterizeaza prin
faptu ca, odata inchise contactele principale, ele sunt mentinute in pozitia „inchis” cu
ajutorul unui zavor mecanic numit „broasca” ; aceasta blocheaza contactele mobile la
sfarsitul cursei de inchidere si le mentine in aceasta pozitie un timp oricat de lung, fara
vreun consum suplimentar de energie.
Oricare ar fi varianta constructiva, un intrerupator automat este construit din
urmatoarele elemente componente:
-circuitul principal de curent, format din: contacte principale, contacte de rupere (
bobina de suflaj magnetic), coarne de suflaj si borne de racord la circuitul exterior,
realizate din profile de cupru.
-camerele de stingere a arcului electric, executate din materiale rezistente la actiunea
arcului electric.
-piese izolante pentru sustinerea cailor de curent si separarea fazelor, realizate de
obicei prin presare din rasini fenolice.
-mecanismul de actionare si zavorare, realizat din table si profile de otel tratate in mod
special pentru a face fata uzurilor si solicitarilor.
-cutia aparatului, executata din tablade otel la aparatele marisi rasini fenolice la
aparatele mici si intrerupatoarele tip „compact”.
-elementele de protectie : declansatoare termice , declansatoare electromagnetice
instantanee sau temporizate, iar la intrerupatoarele automate folosite pentru protectia
motoarelor si declansatoare de tensiune minima.
Contactoare si ruptoare
14
-elemente accesorii: bobine de declansare, transformatoare de curent, contacte
auxiliare.
Mecanismul de actionare si zavorare are urmatoarele functiuni:
-sa mentina intrerupatorul in pozitia inchis
-sa asigure declansarea intrerupatorului cu ajutorul unei energii , respectiv a unei forte
reduse; in acest scop, cu ajutorul unui sistem de parghii se asigura demultiplicarea
necesara a fortei.
-sa asigure declansarea libera, adica la existenta unui ordin de declansare
intrerupatorul sa nu poata fi nici inchis, nici mentinut in pozitie inchis.
-sa adapteze caracteristica cuplului rezistent la caracteristica motor.
-sa asigure la inchiderea manuala a intrerupatorului o viteza mixima a contactului mobil
Mecanism cu genunchi : a-intreruptor inchis ; b-intreruptor deschis ; 1-contact fix ; 2-
contact mobil ; 3-resort ; 4- resort care prin destindere provoaca declansarea ; 5-parghii
pentru declansarea manuala.
Intrerupatorul este definit ca fiind un aparat mecanic de conectare capabil sa inchida,
sa suporte si sa intrerupa curenti in conditii normale prestabilite si , de asemenea, sa
inchida pe o durata specificata si sa intrerupa curenti anormali, cum sunt curentii de
scurtcircuit.
Contactoare si ruptoare
15
Realizarea functiilor mentionate se obtine cu ajutorul clichetilor, mecanismelor cu
genunghi sau combinatii intre acestea.
Intreruptoarele pot utiliza pentru actionare surse de energie manuala, energia unui
electromagnet sau motor electric, energia unui dispozitiv pneumatic.
Cele mai fregvent utilizate camere de stingere sunt cele cu placi metalice.
Intreruptorul este definit ca fiind un apart mecanic de conectare capabil sa inchida,
sa suporte si sa intrerupa curenti in conditii normale si de asemenea sa inchida pe o
perioada specifica si sa intrerupa curenti anormali, cum sunt curenti de scurtcircuit.
Intrerupatoarele automate se folosesc mai ales in urmatoarele situatii:
-ca intrerupatoare principale pentru protectia liniilor si a instalatiilor electrice.
-ca aparate de conectare si protectie a unor consumatori importanti.
-ca aparate normale de conectare, acolo unde acestea suporta vibratii si socuri
mecanice importante.
Principiul mentinerii in „pozitia” a intrerupatoarelor automate prin intermediul unui
mecanism cu zavor prezinta urmatoarele avantaje:
-posibilitatea obtinerii unor capacitati de rupere mari.
-insensibilitate la variatiile de tensiune ale retelei.
-economie de energie.
-posibilitatea de a se dimensiona electromagnetul mai economic.
-rezistenta mult mai mare la solicitari prin vibratii si socuri mecanice.
- folosirea zavorarii mecanice
are insa si dezavantaje, cele mai importante fiind:
-frecventa de conectare permisa este foarte mica
-aparatul are o constructie complicata, fiind in consecinta si relativ scump.
3.1 Tipuri si caracteristici constructive
Data fiind varietatea mare a domeniilor de utilizare, se intalneste si o mare varietate a
tipurilor constructive de intreruptoare automate. Se pot distinge totusi cateva categorii
principale de astfel de aparate.
Intrerupatoarele automate de instalatii sunt dotate cu declansatoare termice si
electromagnetice pentru protectia impotriva suprasarcinilor si scurtcircuitelor.Fata de
sigurantele fuzibile, ele prezinta numeroase avantaje :
Contactoare si ruptoare
16
-posibilitatea de restabilire imediata a curentului fara a se pierde timpul necesar gasirii
si montarii unui element de inlocuire nou in locul celui ars.
-nu mai este necesar un stoc de elemente de rezerva si indeosebi se evita pericolul pe
care il prezinta pentru securitatea locuintelor si a instalatiilor, inlocuirea fuzibuilelor arse
prin fuzibile improvizate din fire groase de cupru.
-se poate obtine si o protectie eficace impotriva suprasarcinilor, lucru practic irealizabil
cu sigurantele fuzibile rapide.
-se poate regla la fata locului curentul de declansare a automatului in functie de
curentul real de serviciu al instalatiei , ceea ce imbunatateste mult eficacitatea si
operativitatea protectiei.
Intrerupatoarele automate tripolare comandate prin buton se executa pentru
intensitati nominale pana la 40A
Intrerupatoare automate in constructie deschisa se construiesc pentru curenti
nominali medii si mari, sunt comandate atat manual, cat si cu electromagneti sau
servomotoare si sunt folosite indeosebi pentru protectia circuitelor principale ale
alimentarilor cu energie din industrie.
Intrerupatorare automate compacte, in carcasa de masa plastica fenolica, se
construiesc pentru curenti nominali de ordinul sutelor de amperi; ele sunt folosite
pentru protectia circuitelor electrice din instalatiile industriale unde se impun dimensiuni
reduse ale panourilor.
Intrerupatoare automate limitatoare se construiesc pentru instalatii de ordinul
sutelor de amperi si capacitati de rupere pana la 100 kA virtuali. Ele limiteaza valoarea
curentului de scurtcircuit aparut in instalatie, reducand mult solicitarile termice si
electrodinamice la care este supusa instalatia. De aici vine si numele de „intrerupatoare
limitatoare”.Pot fi actionate manual sau cu servomotor.
Tipuri mai deosebite de aparate sunt:
- intreruptoarele automate rapide de curent continuu, dotate cu relee sensibile la panta
curentului de scurtcircuit, in vederea asigurarii unei protecti cat mai eficiente
redresorelor
- intreruptoare automate pentru ptotectia impotriva curentilor de defect, care sesizeaza
diferenta intre valorile curentilor de pe conductorul de faza si nul, diferenta care
dovedeste aparitia unei scurgeri de curent la masa (curent de defect) si deci a unei
slabiri a izolatiei. Producand intreruperea imediata a curentului atunci cand nivelul de
Contactoare si ruptoare
17
diferenta a depasit un anumit nivel, ele protejaza foarte bine impotriva electorocutati si
incendiilor
Intreruptoarele automate difera de asemenea prin modul de actionare si prin gradul
de echipare precum si prin dispozitive accesorii, cum ar fi: contacte de semnalizare,
dispozitive de actionare de la distanta, declansatoare de tensiune minima, dispozitive
de temporarizare a declansarii prin relee etc.
Instalatia de pornire a acestui motor se poate face in doua moduri:
- cu intreruptor tripolar
- cu contactor
Intreruptorul este folosit la pornirea motoarelor de putere redusa, prin a carui
infasurare circula un curent corespunzator cu valoarea maxima a curentului, admisa de
intreruptor .
Intreruptoarele utilizate sunt: pachet, parghie sau cu came, nu poate fi utilizat
intreruptorul tripolar la pornirea motoarelor de putere mare deoarece la cuplare se
formeaza arc electric intre contactele intreruptorului si acesta nu e prevazut cu camera
de stingere a arcului electric.
Pornirea cu contactor, in acest caz pe langa instalatia electrica, care alimenteaza
in mod direct motorul, mai este folosita inca o instalatie ce formeaza circuitul electric de
comanda.
Contactorul ca aparat de conectare este folosit atat in circuitul de forta cat si in cel
de comanda.
Functionare: se alimenteaza schema de forta de la sistemul trifazat, prin
sigurantele fuzibile sau alte aparate de protecti de la acestea circuitul se continua cu
contactele principala ale bobinelor releului termic si apoi se fac legaturile la motor.
Tensiunea poate fi de 220 sau 380 V in functie de tipul bobinei, in cazul in care
circuitul de comanda se alimenteaza la 220 V , atunci schema de comanda are
urmatorul treaseu: butonul de pornire, bobina contactorului, contactele de releu termic,
butonul de oprire si nul. In paralel cu butonul de pornire se leaga contactul de
automentinere, care la apasarea acestul buton se inchide si alimenteaza bobina
contactorului pana la apasarea butonului de oprire.
Se actioneaza butonul de pornire si se inchide circuitul electric dintre faza si nul, in
acest moment bobina contactorului este alimentata si se formeaza un camp
electromagnetic care va deplasa tija cu contactele contactoului, aceasta va inchide
contactele principale si contactul de automentinere. Butonul revine la pozitia initiala, dar
Contactoare si ruptoare
18
schema electrica de pornire va mentine alimentarea motorului datorita contactului de
automentinere.
Oprirea motorului se face prin actionarea butonului de oprire acesta va intrerupe
circuitul de comanda care inplicit opreste alimentarea bobinei, aceasta nu va mai
generea campul electromagnetic, tija revine la loc aducand toate contactele la pozitia
initiala.
Atat pornirea cat si oprirea motorului se poate face si manual, fara apasarea
butoanelor, prin actionarea tijei contactorului.
IV. Pornire a motorului asincron cu rotorul bobinat.La aceste motoare si
infasurarea rotorului este scoasa la cutia cu borne, daca motorul este de putere mica
pornirea se face pe cale directa cu ajutorul unui intreruptor electric automat tripolar
asemanator schemei de pornire a motorului asincron trifazat.
Pornirea motoarelor asincron cu rotorul bobinat si putere mai mare de 17 KW se
poate face in 2 moduri:
- cu comutator stea triunghi
- cu releu de timp
Pornirea cu comutator stea triunghi, se folosesc comutatoare pachet stea triunghi,
acestea au rolul de a micsora curentul de pornire in infasurarea statorului de 3 ori,
datorita acestui lucru pornirea statorului se face in conexiune stea. In timpul alimentari
in conexiunea stea turatia rotorului este mai mica decat turatia nominala si trece apoi
manual din conexiunea stea in conexiunea triunghi. Motorul va fi alimentat la tensiunea
nominala de 380 V, timp in care turatia devine egala cu turatia nominala. Acest tip de
pornire se foloseste la toate motoarele cu turatie mare , cu scopul protejari motorului
impotriva cresteri intensitati curentului electric, cu mult peste valoarea nominala
efectiva care ar duce la arderea motorului.
Pornirea stea triunghi cu releu de timp, este mai eficenta deoarece trecerea de la
conexiunea stea la cea triunghi se face automat.
Se compune din 3 contactoare, 2 butoane, un releu termic, un releu de timp si
sigurante fuzibile sau alte aparate de protectie.
Contactoare si ruptoare
19
Schema de forta are rolul de a alimenta motorul in conexiunea stea si in
conexiunea triunghi, astfel prin intermediul unui contactor se poate alimenta pe cale
directa motorul, pe al 2 lea se face conexiunea stea si pe al 3 lea se face conexiunea
triunghi. Din sheama de comanda fac parte aproape toate contactele auxiliare ale celor
3 contactoare, contactele releului de timp, contactele releului termic si cele 2 butoane.
Caracteristicile intrerupatoarelor automate si contactoarelor in functie de care se face
alegerea pentru utilizarea intr-o anumita instalatii sunt :
. -felul curentului ( continuu sau alternativ ) .
-tensiunea nominala de utilizare U si frecventa ;
-serviciul nominal ( de 8 ori, serviciul de durata)
- serviciul intermitent;
-curentul nominal tehnic U , care poate fi suportat in circuitul principal, fara ca
incalzirea sa depaseasca limitele adminisibile.Acest curent trebuie sa fie mai mare
decat curentul nominal al motorului.
Curentul de utilizare I este curentul din circuitul principal care intervine in determinarea
conditiilor de utilizare a contactorului sau ruptorului.
Categoria de utilizare este determinata de natura sarcinii de curent si este
standardizata conform tabelului de mai jos.
Categoriile de utilizare sunt numerotate in ordinea crescanda a conditiilor mai
grele de lucru. De exemplu, in timp ce categoria AC1 are curentul egal cu curentul de
utilizare, categoria AC4 are curentul de rupere de 6 ori mai mare decat curentul de
utilizare.
Capacitatea nominala de rupere ( kA
Felul
curentului
Categoria Utilizari
AC1 Sarcini neinductive sau slab inductive
CURENT AC2 Pornirea motoarelor cu inele de contact, franare in
plin mers
ALTERNATIV AC3 Pornirea motoarelor cu rotorul in scurtcircuit, oprirea
motoarelor in plin mers
AC4 Pornirea motoarelor cu rotorul in scurtcircuit, mers
cu socuri, inversarea sensului de rotatie
Contactoare si ruptoare
20
CURENT DC1 Sarcini inductive sau slab inductive
DC2 Pornirea motoarelor derivatie, oprirea motoarelor
derivatie in plin mers
CONTINUU DC3 Pornirea motoarelor derivatie, mers cu socuri,
inversarea sensului de rotatie.
DC4 Pornirea motoarelor serie, oprirea motoarelor serie
in plin mers
DC5 Pornirea motoarelor serie, mers cu socuri,
schimbarea sensului de rotatie
Contactoare si ruptoare
21
V. Instalatii electrice pentru pornirea motoarelor
Instalatii electrice pentru alimentarea motoarelor.
Instalatiile electrice folosite pentru alimentarea motoarelor cuprind:
Aparate pentru comanda automata - contactoare si ruptoare
- contactoare cu relee
- intreruptoare automate
Aparate pentru protectie: - relee
- sigurante fuzibile
5.1 Releul
Releul este un aparat care comuta, sub actiunea marimii de intrare, unul sau mai multe
elemente de comutatie de mica putere în scopul comenzii altor elemente. Releele de
protectie pot realiza contacte electrice ducând la întreruperea instalaţiei cu energie
electrică, deci la protecţia acesteia.
Cele mai simple relee se compun dintr-un element de intrare I, denumit uneori si
element sensibil, un element comparator K si un element de executie E cu una sau mai
multe iesiri.
1.1.Clasificarea releelor
Releele folosite în sistemele electrice funcţionează după aceleasi principii ca şi
aparatele de măsurat; de aceea ele pot fi clasificate, în general, după aceleaşi criterii.
a) După principiul de funcţionare, releele pot fii: electromagnetice (magnetoelectrice, de
inducţie, magnetice,electrodinamice, termice) şi electronice.
b) După felul parametrului la care acţionează, releele pot fii: de curent, de tensiune, de
putere, de temperatură, etc.
c) După valoarea marimii de intrare la care acţionează, releele pot fii: maximale, a căror
acţionare are loc când valoarea mărimii de intrare devine egală sau depăşeşte o
anumită valoare maximă, dinainte stabilită; minimale, care acţionează în momentul
când valoarea mărimii de intrare devine egală sau mai mică decât o anumită valoare
minimă, dinainte stabilită şi relee diferenţiale, a căror acţionare are loc când diferenţa
Contactoare si ruptoare
22
valorilor a două marimi aplicate la intrare devine, în valoare absolută, mai mare decât o
valoare dinainte stabilită.
d) O clasificare specifică a releelor se obţine dacă se ia în consideraţie modul
conectării în circuitul elementului protejat, deosebindu-se: relee primare şi relee
secundare.
e) Ţinând seama de modul de acţionare asupra înterupătoarelor, releele pot fii: cu
acţiune directă sau directe şi cu acţiune indirectă sau indirecte.
f) În funcţie de durata de acţionare: relee ultra rapide ( t < 0.0 s), relee rapide (t <0.05
s), relee normale (t -0.05-0.15 s ), relee lente (t -0.15-1 s), de temporizare (t >1 s)
g) În fucţie de mărimea de intrare: releu de tensiune, releu de curent, releu de putere,
releu de fregvenţă, releu de timp.
h) Cele mai utilizate relee: relee termice, relee electromagnetice, relee electronice,
relee mecanice, relee ferodinamice, declanşatoare.
i) După natura elementului de execuţie: relee cu contacte şi relee fără contacte
(statice).
TIPURI DE RELEE
Relee electromecanice
Sfera de aplicabilitate a acestor relee a început să se reducă substantial, ca urmare a
progreselor realizate în domeniul releelor statice.
Cele mai simple relee electromecanice constau dintr-un dispozitiv care produce forţa
sau cuplul activ, un element care produce cuplul rezistent şi unul sau mai multe
elemente de execuţie (contacte electrice). După natura dispozitivului pentru producerea
forţei sau a cuplului activ, deosebim: relee electromagnetice, magnetoelectrice, de
inductie, electrodinamice, termice, cu contact reed. În continuare se prezintă câteva
dintre cele mai utilizate.
Releele electromagnetice sunt aparate de protecţie care asigură protecţia la curenţi
de scurtcircuit sau la scăderea tensiunii cu acţiune instantanee sau temporizată.
Contactoare si ruptoare
23
Releele electromagnetice pot funcţiona atât în curent continu cât ăi în curent
alternativ.
Ele pot fi relee electromagnetice de curent şi relee electromagnetice de
tensiune.
Releeele electromagnetice mai pot fii:
Releul electromagnetic de curent maxim (RC) este constituit dintr-un electromagnet ,pe
care sunt dispuse bobinele de curent şi dintr-un sistem mobil format din armătura de
fier, fixată pe un ax prevăzut cu un resort spiral, care asigură cuplul antagonisz.
Releul electromagnetic de timp (RT) este constituit dintr-un electromagnet şi un miez
de fier, solidar cu şurubul fără sfârşit.
Releul electromagnetic de semnalizare (RdS) are drept scop să semnalizeze dacă
protecţia unui anumit circuit a acţionat.
Releul electromagnetic intermediar (RI) este folosit pentru a se evita trecerea curenţilor
mari prin contactele sensibile ale releelor obişnuite(cum sunt curenţii bobinelor de
aclanşare a întrerupătoarelor) .
Releele electromagnetice sunt constituite din electromagneţi la care atunci când
curentul prin bobină depăşeşte o anumită valoare este atrasă armătura mobilă aceasta
acţionând asupra unor contacte electrice, deci funcţionarea releelor electromagnetice
se bazează pe forţa de atracţie a elecromagnetului.
Releele termice
La baza funcţionării releelor termice stă modificarea proprietăţilor fizice ale corpurilor
datorită încălzirii. Cel mai simplu releu termic constă dintr-un tub de sticlă închis,
prevazut cu doi electrozi, în interiorul tubului găsindu-se mercur. Închiderea contactului
are loc ca urmare a dilataţiei mercurului, în momentul în care nivelul mercurului aduce
în contact electric cei doi electrozi.
Cele mai răspândite relee termice sunt releele cu bimetal. După modul în care se
realizează încălzirea bimetalului se deosebesc relee cu încălzire directă, indirectă şi
mixtă. La cele cu încălzire directă curentul electric trece prin bimetal, iar la cele cu
încălzire indirectă bimetalul este încălzit de la un rezistor, prin care trece curentul
electric. Releele termice sunt utilizate, în special, la protecţia motoarelor electrice
împotriva supracurentilor de durată.
Contactoare si ruptoare
24
VI. Sisteme de calcul
Definiţie
Un sistem de calcul este un ansamblu de componente hardware (dispozitive) şi
componente software (sistem de operare şi programe specializate) ce oferă servicii
utilizatorului pentru coordonarea şi controlul executării operaţiilor prin intermediul
programelor.
Orice sistem de calcul (computer system) pentru a realiza funcţiile sale de bază
trebuie să execute următoarele operaţii:
- introducere date (citire) - I
- memorare date şi instrucţiuni (reprezentare) - M
- prelucrare date si instrucţiuni (procesare) - P
- ieşire date (scriere) - O
Funcţionarea unui sistem de calcul are loc după următoarea schemă de principiu:
Din punct de vedere hardware(tehnologic) partea cea mai importantă a unui
sistem de calcul (SC) este unitatea centrală de prelucrare (UC) (Central Processing
Unit) constituită din memorie (M) şi microprocesor (P), acestea fiind produse ale
microelectronicii. Pentru realizarea serviciilor sale un SC este înzestrat cu dispozitive
de intrare/ieşire(I/O), unele fiind doar de intrare, altele fiind doar de ieşire, iar altele fiind
şi de intrare şi de ieşire. Dispozitivele ce au funcţii şi de intrare şi de ieşire sunt:
unitatea de hard disk (HD) - dispozitiv de memorare cu acces rapid la
informaţii, încorporat în SC, şi care conţine programele SO şi programe
specializate (PS) în concordanţă cu preferinţele utilizatorului;
Contactoare si ruptoare
25
unitatea de floppy disk (FD) - dispozitiv de memorare cu acces lent la
informaţii şi care permite utilizarea unei dischete ( de regulă, de
dimensiune 3,5 inc.), disc magnetic de memorare ce poate să stocheze
şi să păstreze pe timp nelimitat informaţii sub formă de programe şi date
de volum nelimitat;
monitorul - dispozitiv de afişare (display) alfanumerică şi grafică alb/negru
şi color şi care este o interfaţă grafică în dialogul om-calculator.
Dispozitivele de intrare (citire) (I) ce pot există în configuraţia unui SC sunt:
o tastatura (keyboard) - dispozitiv cu taste numerice şi alfanumerice pentru
introducerea de comenzi şi date ce vor fi prelucrate de programele SO şi
PS;
o CD-ROM - dispozitiv de memorare de mare capacitate cu acces rapid la
informaţii şi care stochează - în vederea citirii - programe şi fişiere de
volum foarte mare;
o mouse - dispozitiv mobil care prin intermediul unui cursor grafic
reprezentat pe monitor poate să indice selectarea unor simboluri grafice
sau butoane logice ce vor avea ca efect executarea unor operaţii
specifice programelor SO şi PS;
o scanner - dispozitiv pentru preluarea (memorarea) de imagini de pe
suport hârtie, memorarea realizându-se în fişiere sub formă de hărţi
(bitmap) de puncte (pixeli);
o digitizor - dispozitiv pentru preluarea (memorarea) de coordonate ale unor
puncte ce reprezintă hărţi, scheme, planuri, etc. în vederea prelucrării lor
de către diverse programe care să genereze imagini ce urmează apoi a fi
procesate;
o camera TV - dispozitiv pentru preluarea pe suport film a unor imagini
reale şi care urmează a fi prelucrate.
Contactoare si ruptoare
26
Dispozitivele de ieşire (scriere)(O) ce pot exista în configuraţia unui SC sunt:
o imprimanta grafică - dispozitiv ce utilizează suport hârtie sau folie
de plastic pentru realizarea de reprezentări grafice;
o plotter - dispozitiv tip masă de desen sau planşetă pentru
realizarea de desene;
o film - dispozitiv pentru preluarea de imagini din memoria unui
calculator;
o boxe audio - dispozitive pentru redarea sunetelor (dispozitive
multimedia).
Unitatea centrală de prelucrare (UC)
Arhitectură şi funcţionare
Funcţii : - operaţii de de prelucrare a informaţiilor şi controlul comunicaţiilor
;
- operaţii de citire/scriere de informaţii din/în memoria principală;
- operaţii de coordonare şi control pentru dispozitivele I/O.
Componente: - componenta de memorare (memoria internă - M); realizează
memorarea
datelor (D), instrucţiunilor ( programelor - P), rezultatelor
intermediare
(de lucru-L), rezultatelor finale (R);
- componenta de execuţie ( unitatea aritmetico-logică - Ual); realizează
calcule aritmetice şi logice cunoscute din matematică;
- componenta de comandă - control ( Ucc) ; realizează prelucrarea
ordonată a instrucţiunilor programelor şi coordonează funcţionarea
celorlalte componente, inclusiv a dispozitivelor I/O.
Contactoare si ruptoare
27
Performanţă: Orice sistem de calcul are puterea de procesare funcţie de memoria
internă şi de microprocesorul (P) cu care este înzestrat, acesta fiind constituit din
unitatea de comandă-control (Ucc) şi unitatea de execuţie(Ual).
Modul de funcţionare : calculatoarele actuale sunt construite pe baza modelului unui
calculator de tip John von Neumann, şi anume, un calculator are ca sarcină principală
execuţia programelor utilizatorilor; pentru a fi executat pe calculator, un program
trebuie să se afle într-o anumită stare, numită executabilă stare obţinuta din
instrucţiunile sursă (enunţuri conform sintaxei şi semanticei unui limbaj de programare)
ale programului stocate în memoria externă de tip hard disk (HD), floppy disk (FD) sau
compact disk (CD); instrucţiunile sunt executate secvenţial, adică pas cu pas, şi
folosind memoria internă prin intermediul aşa-numitelor variabile definite conform
structurilor de date oferite de limbajul de programare, au ca efect realizarea de operaţii
conform unei logici. Aceasta logică a fost implementată în instrucţiuni în conformitate
cu raţionamentul pentru rezolvarea unei anumite probleme;
Prin intermediul compilatorului limbajului de programare, instrucţiunile sursă ale
programului sunt analizate sintactic şi semantic şi sunt transformate în aşa-numita
formă obiect a programului, care mai departe va fi convertită în forma executabilă,
formă ce este memorată în memoria internă, atunci când se doreşte lansarea în
execuţie a programului.
Lansarea în execuţie a unui program se face prin intermediul sistemului de
operare şi prin realizarea funcţiilor UC, astfel:
Contactoare si ruptoare
28
o forma executabilă a instrucţiunilor este stocată în memoria internă M;
o conform cerinţelor programului, prin intermediul dispozitivelor de
intrare(I), datele de intrare sunt stocate în memoria internă la comanda
Ucc;
o prin comanda Ucc, instrucţiunile stocate în memorie sunt prelucrate şi
se dă comanda Ual pentru a prelua datele stocate în M în vederea
realizării de calcule aritmetice şi logice;
o prin operaţiile executate de Ual se obţin rezultate intermediare ce sunt
temporar stocate în M pentru ca ulterior să fie utilizate în scopul
obţinerii rezultatelor finale ce vor fi socate in M ;
o prin comanda Ucc, rezultatele finale stocate în M vor fi transmite
dispozitivelor de ieşire (O).
Contactoare si ruptoare
29
Microprocesorul (P)
La baza funcţionării unui calculator(SC) se află microprocesorul(P), inventat în anul
1971 de către ing. M.F. HOFF de la firma INTEL, care a produs o adevărată revoluţie
în domeniul calculatoarelor şi al informaticii, având un impact deosebit în toate
domeniile ştiinţifice, economice şi sociale. Microprocesorul (P) a fost inventat ca
urmare a rezultatelor obţinute în trei domenii speciale apărute şi dezvoltate în secolul
XX:
sisteme cibernetice;
programare;
circuite integrate.
Din acest motiv, microprocesorul poate fi considerat un calculator în miniatură
constituit din:
unitatea de comandă - control (Ucc);
unitatea de execuţie (operaţii aritmetice şi logice-Ual);
memorie proprie formată din 14 registre(MP).
Activitatea primelor componente (Ucc, Ual) are loc prin utilizarea celor 14
registre: 2 pentru comandă-control, 4 pentru date (informaţii) şi 8 pentru adrese.
Un registru este un element esenţial în procesul de prelucrare a informaţiilor
provenite din activitatea de execuţie a programelor aflate în memoria internă a
calculatorului. Acesta reprezintă o unitate de adresare a memoriei interne în cadrul
procesului de adresare a conţinutului memoriei interne, proces prin intermediul căruia
are loc accesarea informaţiilor stocate în memorie. Unitatea de adresare se numeşte
cuvânt de memorie. Performanţele microprocesorului sunt funcţie de:
o organizarea şi reprezentarea informaţiilor;
o organizarea şi capacitatea memoriei interne;
o tehnica de adresare a memoriei interne;
o metodele de execuţie a operaţiilor în procesarea informaţiilor;
o viteza de lucru (frecvenţa de lucru) în execuţia operaţiilor.
Contactoare si ruptoare
30
Formal, memoria internă este considerată o structură liniară (mi)i.>0, mi fiind 0 sau
1 cu semnificaţia stins, respectiv aprins şi reprezintă o poziţie binară, numită bit (binary
digit). Prin urmare, o succesiune de biţi poate fi utilizată pentru stocarea de informaţii
convertite în poziţii binare. Unitatea de măsură pentru memorie este byte-ul (octet-ul)
şi reprezintă o succesiune de 8 poziţii binare, de exemplu 0 1 0 1 0 1 1 1
1b = 8 biţi sau 1o = 8 biţi. Multiplii byte-ului sunt:
1 Kb = 1024 b = 210 b ; 1 Mb = 1024 Kb =220 b ; 1 Gb = 1024 Mb = 230 b.
Din punct de vedere logic, memoria internă a unui calculator este organizată în
blocuri de memorie, 1 bloc = 64 Kb, aceste blocuri având destinaţii precise în stocarea
informaţiilor pentru buna funcţionare a calculatorului sub un sistem de operare adecvat.
Un rol important în utilizarea memoriei interne şi in procesul de prelucrare a
informaţiilor are conceptul de cuvânt de memorie (word), acesta fiind de fapt o unitate
de măsură (unitate de adresare) în sistemul de coordonate (adrese) ataşat unei
memorii interne având o anumită organizare logică, de exemplu în blocuri.
În evoluţia sistemelor de calcul, capacitatea cuvântului de memorie a fost variabilă
şi a determinat creşterea performanţelor acestora, în acest sens este cunoscută
clasificarea microprocesoarelor în generaţii funcţie de capacitatea cuvântului de
memorie utilizat:
1 cuv. = 4 biţi;
1 cuv. = 8 biţi = 1 b;
1 cuv. = 16 biţi = 2 b;
1 cuv. = 32 biţi = 4 b.
În acest sens, până în prezent sunt cunoscute următoarele generaţii de
microprocesoare:
gen. 1 - P tip 4004, 8008, 1w = 4 biţi ( după anul 1971 );
gen. 2 - P tip XT 8080, 1w = 8 biţi ( după anul 1974 );
gen. 3 - P tip AT 8088, 8086, 80186,80286, 1w = 16 biţi ( după anul 1978;
in 1981 apare PC ; in 1982 apar 80186, 80286);
gen. 4 - P tip AT 80386, 1w = 32 biţi ( anul 1985 );
gen. 4,5 - P tip 80486, 80586(Pentium), 80860, RISC-I860, etc.,1w = 32
biţi(după anul 1989; 80486 înglobează şi coprocesorul matematic 80387;1993-
586 ).
Contactoare si ruptoare
31
Performanţa microprocesorului este dată şi de viteza de lucru (frecvenţa de
lucru-impulsuri la intervale foarte mici de timp), măsurată în MHz şi care determină
realizarea unei viteze de execuţie de câteva milioane de instrucţiuni /secundă. Dacă
primele microprocesoare aveau frecvenţa de lucru P 8088 P
80186 P 80286 P 80386) , astăzi microprocesoarele actuale
lucrează cu o frecvenţă de ordinul 400/500 MHz sau 700/900 MHz, aceasta datorându-
se faptului că modernizarea lor este tot timpul în atenţia proiectanţilor şi fabricanţilor de
microprocesoare, dar şi pentru că acestea încorporează aşa-numitul coprocesor
matematic ce măreşte viteza de lucru la execuţia operaţiilor aritmetice cu numere
reale.
Performanţa microprocesorului este determinată şi de spaţiul de memorie
internă pe care il poate adresa. Dacă primele microprocesoare erau construite să
adreseze un spaţiu de memorie de 256Kb, 640Kb, sau 1Mb, astăzi există
microprocesoare ce sunt proiectate sa adreseze un spaţiu de memorie de 32Mb,
64Mb.
Concluzie. Performanţa microprocesoarelor este determinată de:
capacitatea cuvântului de memorie utilizat;
viteza de lucru (frecvenţa de lucru);
spaţiul de memorie internă adresabil.
Din punct de vedere al comunicaţiilor informaţiilor în funcţionarea unui sistem de
calcul, se disting 3 tipuri de informaţii (magistrale-trasee de cupru ce generează
informaţii binare şi prin care se realizează P cu celelalte componente
ale SC) :
informaţii ce reprezintă valori (date; pe 16 biţi);
informaţii ce reprezintă adrese (coduri; pe 20 biţi);
informaţii ce reprezintă control (comenzi).
Microprocesorul îşi exercită funcţiile, şi anume prelucrează programele aflate în
memoria internă, prin utilizarea, coordonarea şi controlul:
memoriei interne;
dispozitivelor rapide (HD, FD, CD);
dispozitivelor auxiliare ( diverse dispozitive I/O).
Contactoare si ruptoare
32
Unitatea de comandă-control (Ucc) este utilizată de microprocesor pentru a programa
execuţia secvenţială în timp a tuturor manevrelor necesare în vederea executării unei
instructiuni (comenzi) aflată temporar în memoria internă. În acest scop, Ucc :
- generează semnalele de comandă pentru întregul sistem de calcul;
- dirijează fluxul de date;
- corelează viteza de lucru a unităţii centrale cu timpul de acces al memoriei ;
- reglează acţiunile sale funcţie de un semnal de ceas a cărei frecvenţă este de
ordinul MHz-ilor.
Semnalele prin care microprocesorul realizează comenzi de execuţie spre
memorie sau spre alte componente ale sistemului se numesc semnale de comandă, iar
semnalele prin care microprocesorul primeşte informaţii despre diferite componente ale
sistemului se numesc semnale de stare. Comunicarea dintre microprocesor şi celelalte
componente ale sistemului se face prin intermediul magistralelor externe. Efectuarea
unor transferuri interne de date se realizează prin magistrala internă de date. La
magistralele de date şi de comenzi pot fi cuplate circuite de I/O ce realizează legătura
cu dispozitivele I/O.
Memoria microprocesorului(MP) formată dintr-un număr de registre are rolul de a
păstra temporar date, adrese de memorie şi informaţii de stare şi control. Aceste
registre sunt impărţite în următoarele categorii:
o registre generale - în număr de 8 şi clasificate în registre de date (
notate AX, BX, CX, DX), registre de pointer ( SP, BP), registre de
index ( SI, DI);
Contactoare si ruptoare
33
o registre de segment(adresare) - în număr de 4 şi notate prin
CS(adresa de bază a segmentului de memorie care conţine codul
programului), SS(segmentul de stivă curent), DS(segmentul de date
curent - datele şi variabilele programului), ES (extrasegmentul
curent);
o registrul pointer-ului de instrucţiune (IP- Instruction Program sau PC-
Program Counter)- conţine adresa de memorie a următoarei
instrucţiuni ce trebuie executată;
o registrul indicatorilor de stare şi control - conţine informaţii referitoare
la natura rezultatului unei operaţii aritmetice(13 indicatori pentru
80386 şi 20 indicatori pentru microprocesorul 80486);
Observaţie: Microprocesorul 80386 utilizează în plus încă două registre de
segment FS şi GS.
Pentru a executa o instrucţiune, în sistemul de calcul au loc următoarele
evenimente:
- depune pe magistrala de date valoarea din registrul IP;
- depune pe magistrala de comenzi comanda de citire din memorie;
- memoria internă preia de pe magistrala de date valoarea care a fost stocată din
IP;
- este căutată adresa dată de aceasta valoare şi se preia conţinutul ce va fi stocat
pe magistrala de date;
- depune pe magistrala de comenzi comanda de terminare a citirii din memorie;
- citeşte de pe magistrala de date valoarea stocată anterior şi execută
instrucţiunea codificată prin această valoare;
- valoarea din registrul IP este incrementată cu o unitate.
Fizic, microprocesorul este construit din circuite integrate (module) numite
cip-uri (chips în engleză) care înglobează Ucc, Ual, MP şi se află pe aşa-
numita placă de bază în interiorul unităţii de sistem ( system unit). Pe placa
de bază se mai află:
o cipuri de memorie; circuite VLSI(Very Large Scale
Integration)
Contactoare si ruptoare
34
o coprocesor matematic;
o cip pentru generatorul de ceas;
o cip pentru sunet;
o cip pentru accesul direct la memorie;
o cipuri pentru controlul dispozitivelor I/O.
Cele mai importante firme din lume producătoare de microprocesoare sunt:
Intel, Motorola, AMD, Cyrix/IBM, PowerPC, Digital Alpha, Sun Sparc,MIPS,ARM
Memoria internă (M)
Memoria unui sistem de calcul este de mai multe tipuri:
Din punct de vedere fizic, memoria aflată pe placa de bază a unui calculator este
constituită din câteva cipuri de capacitate 4Mb, 8Mb, 16Mb, 32Mb sau maxim 64Mb ce
reprezintă memoria principala a sistemului de calcul, ce include o memorie de bază de
Contactoare si ruptoare
35
640Kb de tip RAM. Oricare ar fi tipul de memorie, aceasta este considerată constituită
din celule de memorie (bytes), celula fiind cea mai mică parte a memoriei ce poate fi
adresată direct şi care reprezintă unitatea de masură a memoriei, 1 celulă = 1 byte = 1
octet= 8 biţi.
Celulele de memorie sunt folosite pentru stocarea diferitelor tipuri de informaţii
(numerice, alfabetice, grafice, sunete, etc.). Evident, în funcţie de natura informaţiei ,
pentru un tip de informaţie, se utilizează una sau mai multe celule de memorie. De
exemplu, pentru reprezentarea în memorie a numerelor reale se utilizează 4, 6, 8 sau
10 celule (bytes), în cazul limbajului de programare Borland Pascal, determinând
utilizarea mai multor domenii de valori reale: Single, Real, Double şi Comp, Extended,
domenii ce se deosebesc prin precizia de calcul pe care o oferă în acest mod.
Prin urmare, limbajele de programare oferă metode şi tehnici diferite pentru
reprezentarea informaţiilor, determinând precizii de calcul diferite, utilizatorul fiind acela
care va decide, în funcţie de precizia de calcul dorită, limbajul de programare ce trebuie
folosit sau programul de calcul ce trebuie apelat. Iniţial, în standardul Pascal era
cuprins doar domeniul Real, celelalte au fost cuprinse în convenţia IEEE (Institute for
Electrical and Electronics Engineers).
MONTAREA CONTACTOARELOR IN INSTALATIILE ELECTRICE
Dupa cum s-a aratat in paragrafele anterioare, contactoarele se utilizeaza in
instalatiile electrice impreuna cu diferite alte accesorii, ca: blocuri de relee, butoane,
sigurante, dispozitive de semnalizare, in functie de cerintele schemei. Aceste
combinatii de aparate se pot ansambla pe placi comune introduce in tablouri de
comanda sau cutii capsulate ori pot fi grupate pe categorii de aparate in interiorul
panourilor.
VII. VERIFICAREA CONTACTOARELOR DUPA TRANSPORT
Contactoarele sunt ansamblate in cutii de carton sau lazi pentru a suporta in conditii
bune solicitarile mecanice la care sunt supuse in timpul transportului.
In momentul sosirii lor la locul de destinatie, trebuie sa se verifice daca aparatele
nu au fost deteriorate in timpul transportului. In acest scop trebuie sa se verifice daca
partile mobilw nu s-au deformat sau deplasat daca piesele izolante si camerele de
stingere nu s-au spart.
Contactoare si ruptoare
36
Depozitarea contactoarelor in cazul in care contactoarele nu se monteaza
imediat in industria electrica. Ele se depoziteaza in ambalajul original in incaperi uscate
si curate unde pot fi supuse la actiunea prafului, vaporilor de apa sau agentilor corozivi
si a temperaturilor ridicate.
Aparatele cu ambalajele lor nu se aseaza in stive prea mari deoarece in cazul
unor eventuale daramari se produc spargeri sau fisuri ale pieselor izolante si camerelor
d stingere.
Se va avea in vedere ca piesele de rezerva (contacte, bobine) care se livreaza
odata cu contactorul, sa nu se piarda si sa se eticheteze pentru a sti pentru ce aparat
se utilizeaza.
MONTAREA CONTACTOARELOR
Inainte de montarea unui contactor se verifica daca valorile lui nominale corespund
valorilor nominale ale instalatiei. In acest scop se verifica daca tensiunea bobinei
electromagnetului de actionare este egala cu tensiunea nominala a circuitelor de
comanda ale instalatiei, daca valoarea curentului nominal al contactorului este mai
mare sau egala cu valoarea curentului care trece prin circuitul principal, de asemenea
se verifica faca tensiunea nominala a contactorului este egala cu a instalatiei.
Recomandarile care se pot da cu privire la montarea contactoarelor in instalatii au
caracter general, de aceea se completeaza cu indicatii date in instructiuni si cataloage,
de catre firmele constructoare, pentru fiecare tip de contactor.
Contactoarele se monteaza in pozitie verticala cu bornele R, S, T la partea
superioara. In imediata lor apropiere nu trebuie sa existe sursa de caldura, care ar
provoca o incalzire a mediului mai ridicat decat in rest. Fixarea contactoarelor pe
panouri este realizata cu suruburi si piulite. Strangerea piulitelor trebuie sa fie suficienta
pentru a elimina jocurile si posibilitatea de deplasare a contactorului in timpul
manevrelor. Deoarece socurile la anclansre sunt puternice, dimensiunile cadrului
cadrului sau panoului pe care se monteaza trebuie sa fie corespunzator alese pentru a
face fata solicitarilor mecanice la care sunt supuse. Daca reglajul contactoarelor
auxiliare ca si blocurile de relee, butoanele etc, situate in apropierea contactorului sunt
sensibile la vibratiile transmise cadrului, la anclasarea contactorului, trebuie luate
Contactoare si ruptoare
37
masuri pentru diminuarea acestor vibratii. In acest scop, se pot utiliza panouri care
cuprind numai contactoare restul aparatului fiind instalat pe alte panouri, complet
separate de primele. Se poate utiliza si fixarea contactoarelor pe panouri prin
intermediul unor legaturi elastice ( piese elastice, resortoare ).
La montarea contactoarelor trebuie sa se tina seama de lungimea pe care este
aruncat afara arcul electric in exteriorul camerei de stingere la deconectarea circuitului.
De aceea, firmele constructoare dau valori distantelor de la camerele de stingere la
peretii sau capacele metalice precum si distantele dintre cele doua contactoare
asemanatoare montate alaturat pentru a evita accidentele. Aceste valori depinde de
curentul nominal al contactorului, capacitatea de rupere, constructia camerei de
stingere etc si trebuie respectate in timpul montajului. Aceste spatii prevazute sunt
suficiente si pentru a permite scoaterea camerelor de stingere.
La aparatele cu cuva cu ulei, se va prevedea spatial necesar pentru colaborarea cuvei.
Blocaje mecanice intre contactoare
Se utilizeaza in situatiile in care 2 contactoare intr-o schema de actionare nu trebuie sa
inchida simultan. La contactoarele cu miscare de rotatie, aceste blocaje se realizeaza
in diferite variante constructive. Contactoarele cu translatie trebuie sa aiba o constructie
speciala pentru a permite utilizarea blocajelor mecanice, astfel ca, in general, nu se
folosesc in schemele de blocaje, acesta constituind un mare dezavantaj al lor.
7.1VERIFICAREA CONTACTOARELOR DUPA MONTARE
Dupa ce contactoarele si celelalte aparate au fost montate pe panouri pentru
asigurarea unei functionari corecte se verifica:
a) Executarea legaturilor electrice dintre diversele aparate
b) Strangerea corecta a suruburilor
c) Cursa si forta de apasare pe contactele principale si auxiliare ale contacto rului,
pentru a observa daca aparatele nu s-au dereglat in timpul montajului
d) Existenta camerelor de stingere si fixarea lor corecta In continuare se aplica
tensiime la bornele bobinei electromagnetului de actionare, contactele principale
nefiind parcurse de curent si se executa cateva manevre in gol, pentru a se observa
cum inchid contactul si electromagnetul.
Contactoare si ruptoare
38
Se fac apoi cateva manevre sub sarcina, dupa care se verifica posibilitatea executarii
tuturor comenzilor prevazute in schema si se regleaza releele.
VIII. MONTAREA CONTACTOARELOR IN INSTALATIILE ELECTRICE
Dupa cum s-a aratat in paragrafele anterioare, contactoarele se utilizeaza in
instalatiile electrice impreuna cu diferite alte accesorii, ca: blocuri de relee, butoane,
sigurante, dispozitive de semnalizare, in functie de cerintele schemei. Aceste
combinatii de aparate se pot ansambla pe placi comune introduce in tablouri de
comanda sau cutii capsulate ori pot fi grupate pe categorii de aparate in interiorul
panourilor
IX INTRETINEREA SI REPARAREA CONTACTOARELOR
In cazul unei alegeri si instalari corespunzatoare, buna functionare a contactoarelor
este conditionata de intretinerea corecta si eventuala reparare a acestore.
Contactoarele electromagnetice sunt caracterizate printro intretinere simpla si
repararea relativ usor de executat.
Intretinerea corecta a contactoarelor asigura o functionare corespunzatoare a
contactorului, cum si micsorarea uzurii sale electrice.
Periodic se executa o examinare atenta a instalatiei, insistandu-se asupra starii
suprafetei contactelor. Cu aceasta ocazie se verifica inchiderea si deschiderea
contactelor principale si auxiliare.
Daca este cazul, contactele oxidate sau cu urme de metal topit care apar in timpul
intreruperii arcului electric, se curata cu ajutorul unei pile fine. Utilizarea hartiei emeri
este interzisa. Dupa curatare contactele se ung cu vaselina pentru contacte.
Contactele trebuie, de asemenea, curatate dupa intreruperea unui scurtcircuit.
Dupa curatare, se va face o verificare a cursei in contact si a fortei de apasare pe
contact, care trebuie sa corespunda valorilor pentru contactoare de productie indigena.
9.1 INTRETINEREA CONTACTOARELOR AUXILIARE
Se face in mod asemanator cu a contactelor principale. Contactele auxiliare pot fi:
normal deschis, normal inchis, sau cu comutare. Constructia contactelor auxiliare
trebuie sa permita inchiderea sau deschiderea contactelor, in intervale de timp variabile
fata de momentul primirii comenzii de la contactor. Astfel contactul auxiliar de
autoretinere, care asigura mentinera contactorului inchis, dupa care s-a actionat asupra
Contactoare si ruptoare
39
butonului de pornire, care comanda alimentarea bobinei electro-magnetului trebuie
reglat cu o sursa in contact foarte mica.
Demontarea contactelor auxiliare se face usor, tinandu-se seama de particular itatile de
constructie ale fiecaruia.Astfel contactul mobil de la contactul auxiliar se demonteaza
prin simpla apasare in sensul sagetii. Montarea se face prin apasarea in sens opus.
X. INCERCAREA SI VERIFICARE CONTACTOARELOR REPARATE
Inainte de punerea in exploatare a unui contactor reparat, acesta trebuie sa fie reglat si
incercat. Operatiile care se executa in aceasta situatie au drept scop:
a) Reglarea mecanica care trebuie sa asigure o functionare corecta din punct de
vedere mecanic
b) Reglarea electrica, care trebuie sa asigure functionarea contactorului conform
normelor si standardelor in vigoare
Succesiunea operatiilor ce trebuie executate in cadrul reglajului este urmatoarea:
. a) Determinarea valorii tensiunii sau curentului absorbit de bobina la care este atrasa
armature mobile a electromagnetului
b) Determinarea valorii tensiunii sau curentului absorbit de bobina la care
electromagnetul retine si la care miezul mobil este eliberat
c) Inlaturarea vibratiei electromagnetilor de curent alternativ Pentru a executa reglajul
electric al contactoarelor sunt necesare surse de curent continuu sau alternativ in
functie de felul electromagnetului de actionare.
Contactoare si ruptoare
40
XI.Bibliografie
•Bichir N.-Masini,aparate,actionari si automatizari;manua
pentru clasele a XI-a si a XII-a licee industrial si scoli
profesionale,Ed.Didactica si pedagogica.Bucuresti
•Doina Dick, Nicoleta Fediuc: Mecatronica, manual pentru
clasa aXI-a, Editura Delta Publishing House 2004
•Vistrian Maties, Dan Mândru, Olimpiu Tătar, Radu Bălan,
Calin Rusu: Tehnologie şi educaţie mecatronică, Editura
Todesco, Cluj Napoca 2001
•Vistrian Maties, s.c. Mirescu, Dan Mândru, Olimpiu Tătar,
Radu Bălan, Calin Rusu: Tehnologie şi educaţie mecatronică -
auxiliar curricular Editura Economică, Bucureşti 2002
•Martin Williams, Graham spencer, David Hoey - Fit for TPM
- Revista Mecatronica