Современные системы автоматического управления электротехническими и урбанизированными установками

Современные системы автоматического управления электротехническими и урбанизированными установками
Сергей Юрьевич Еремочкин

Мая Ивановна Стальная

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

Учебное пособие предназначено для студентов направлений 13.03.02 и 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» всех форм обучения.

М. И. Стальная, С. Ю. Еремочкин

Современные системы автоматического управления электротехническими и урбанизированными

© М. И. Стальная, С. Ю. Еремочкин, 2017

© ООО «МЦ ЭОР», 2017

* * *

Введение

В настоящее время в связи с увеличением благосостояния общества растет урбанизация бытового оборудования, а также происходит развитие производства бытового оборудования, и превращение этого производства в крупную отрасль народного хозяйства.

Номенклатура бытовых машин и электроприборов, выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью ежегодно увеличивается. Изменяется и усложняется их конструкция и функциональные возможности. Постоянное обновление парка бытовых электроприборов, усложнение их конструкций и большое разнообразие по назначению вызывает необходимость знания истории создания этих приборов, а также изучения основных принципов работы бытового оборудования. Это, несомненно, пригодится и при разработке новых более совершенных, удобных и многофункциональных их форм.

В предлагаемом учебном пособии приводится классификация и некоторые технические характеристики наиболее распространенных бытовых машин и приборов, их электрические схемы, а также системы управления и электрооборудование малых урбанических форм. Рассказывается об историческом развитии бытовых устройств, урбанизации и принципах работы бытовой техники, в частности принципах работы электрооборудования: бытовых стиральных машин; холодильников; электроприборов для нагрева и обработки продуктов, микроволновых печей; электровоздухоочистителей, электропылесосов, электрополотеров; устройств микроклимата – кондиционеров, теплогенераторов, обогревателей воздуха, термостабилизаторов, аэраторов воздуха; средств защиты от несанкционированного проникновения; передвижной телефонной связи;

В электронном издании приведены некоторые сведения о принципах построения динамичной рекламы, практические рекомендации при монтаже микросхем в бытовой технике.

1. Стиральные машины

1.1. Исторические сведения и классификация стиральных машин

С древнейших времен люди пытались облегчить процесс стирки, изобретая при этом различные устройства и механизмы. В начале была ручная стирка, затем изобретен способ стирки с помощью валиков, далее изобрели стиральную доску с волнообразной поверхностью. Но прорыв в стирке произошел с появлением стиральной машины, изобретенной в США в восьмидесятых годах девятнадцатого века.

Стиральная машина в Википедии:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Стиральная_машина

Рисунок 1.1 – Стиральные машины, от стиральной доски до наших дней.

Развитие стиральных машин (СМ) происходило следующим образом.

В начале были активаторные СМ, предназначенные только для стирки. Позже к ним стали придумывать различные устройства полоскания и отжима. Далее появились полуавтоматические стиральные машины, которые стали совмещать стирку, полоскание и отжим, что сократило затраты времени и труда. Начали появляться полуавтоматические стиральные машины барабанного типа, с подогревом воды до нужной температуры. Со временем появились автоматические стиральные машины, которые все операции после закладки белья и перед его выемкой выполняют сами. Эти машины стирают, полощут белье, производят отжим белья, а также регулируют подачу воды и порошка, нагревают до определенной температуры воду, осуществляют подачу различных добавок и т. п. Автоматические стиральные машины на современном этапе выполняются как СМ барабанного типа. В настоящее время появляются различные стиральные приборы, использующие для стирки не механические движения, а ультразвуковые колебания.

Отечественной промышленностью выпускаются стиральные машины различных конструкций, которые подразделяются на следующие типы (рис. 1.2):

СМ – стиральные машины без отжима;

СМП – стиральные машины полуавтоматические, у которых управление отдельными процессами обработки тканей выполняется оператором;

СМА – стиральные машины автоматические, у которых управление процессом обработки тканей выполняется в соответствии с заданной программой;

УСМ – ультразвуковая стиральная машина.

В зависимости от конструктивных особенностей СМ классифицируются по номинальной загрузке сухого белья (1; 1,5; 2; 3; 4 кг); по количеству баков (однобаковые, Д – двухбаковые); по способу загрузки белья (с верхней загрузкой белья, Ф – с фронтальной загрузкой); по способу активации (с лопастным диском, Б – барабанные); по способу управления (с электромеханическим управлением, Э – с электронным управлением).

Условное обозначение стиральной машины должно содержать обозначение типоразмера и наименование модели. Например, условное обозначение стиральной бытовой машины типа СМА модели «Вятка-автомат» на 12 программ с фронтальной загрузкой 4 кг сухой хлопчатобумажной ткани и с барабанным способом активации: СМА-4ФБ «Вятка-автомат-12», ГОСТ 8051-83.

Рисунок 1.2 – Классификация СМ

По типу защиты от поражения электрическим током машины изготавливаются 1 и 2 классов, по степени защиты от влаги – брызгозащитного исполнения. Установочные, присоединительные и эксплуатационные параметры машины должны позволять устанавливать их в ванных комнатах типовых жилых домов.

Машины всех типов должны иметь реле времени или устройство, задающее время работы рабочего вращающего элемента.

Все типы машин, кроме СМА, должны иметь уровнемер или указатель уровня заполнения бака номинальным количеством жидкости (до загрузки машины бельем) для каждого режима стирки.

Корректированный уровень звуковой мощности машин не должен превышать следующих значений:

для машин типа СМ – 72 дБ;

для машин типа СМР – 74 дБ;

для машин типов СМП, СМА – 78 дБ;

для машин типа УСМ – менее 10 дБ.

1.2. Оценка качества стиральных машин

При оценке качества стиральных машин опережающими являются потребительские свойства. Наиболее важные потребительные свойства стиральных машин подразделяются на функциональные, эргономические, эстетические, а также требования по безопасности и надежности (рис. 1.3).

Рисунок 1.3 – Оценка качества стиральных машин

К функциональным свойствам машин для стирки и отжима белья относятся: отстирываемость белья, износ белья в машине при стирке и отжиме, способность отжимания и выполаскивания белья, производительность.

Важнейшими эргономическими свойствами являются удобство пользования, экологические и гигиенические свойства. Удобство пользования машиной заключается в удобстве загрузки белья, заполнения бака раствором, управления машиной, выемки белья, удаления стирального раствора и хранения самой машины.

Экологические свойства – низкий уровень производимого звука и отсутствие радиопомех.

К гигиеническим свойствам относят невозможность загрязнения белья о детали машины, а также возможность использования различных гигиенических добавок при стирке.

Эстетические свойства характеризуются рациональностью формы, целостностью композиции, совершенством производственного исполнения, цветом машины.

Надежность, или средний ресурс машины, должен быть не менее 1200 ч., отделка сборочных единиц машины должна служить повышению их надежности: требуется, чтобы детали стиральной машины были устойчивы к действию стирального раствора, резина отжимных валиков была твердой и не имела пузырей, раковин и т. п.; лакокрасочные покрытия должны быть прочно сцеплены с металлом, не шелушиться, не отслаиваться, покрытие стекловидной эмалью – быть блестящим, ровным, без обнаружения трещин и сколов.

1.3. Электрооборудование стиральных машин

В качестве электрического привода в стиральных машинах типа СМР используются в основном однофазные асинхронные электродвигатели ДАО, ДАОА и др. В цепи электродвигателей ДАО устанавливают обычно пускозащитные реле РТК-С и пусковое реле – реле времени РВ-6, или тепловое реле РТ–10 и пускатель ПНВС-10, предохраняющий обмотки двигатели от повреждения при перегреве или коротком замыкании. Для запуска и нормальной работы электродвигателя в его цепи устанавливают конденсатор. Для защиты обмоток двигателя от повреждения при перегрузке в его цепи питания устанавливается тепловое реле РТ-10. В качестве пускового устройства может быть использовано реле времени РВ-6. В стиральных машинах, рассчитанных на два режима стирки, устанавливают электродвигатели различных типов.

В двухбаковых полуавтоматических стиральных машинах обычно устанавливаются два электродвигателя; для привода активатора применяют асинхронные однофазные электродвигатели.