Классификация электрических аппаратов
Электрический аппарат – это устройство, управляющее электропотребителями и источниками питания, а также использующее электрическую энергию для управления неэлектрическими процессами
Режимы работы электротехнических устройств:
Номинальный режим работы - это такой режим, когда элемент электрической цепи работает при значениях тока, напряжениях, мощности указанных в техническом паспорте, что соответствует наивыгоднейшим условиям работы с точки зрения экономичности и надежности (долговечности).
Нормальный режим работы - режим, когда аппарат эксплуатируется при параметрах режима незначительно отличающихся от номинального.
Аварийный режим работы - это такой режим, когда параметры тока, напряжения, мощности превышают номинальный в два и более раз. В этом случае объект должен быть отключен.
Надежность – безотказная работа аппарата за все время его эксплуатации. Свойство аппарата выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания и ремонтов, хранения и транспортирования.
Токоведущие и контактные детали электрических аппаратов
Электрическое контактное соединение -- функциональный узел, с помощью которого соединяются две и более токоведущих детали для перехода тока из одной детали в другую.
Контакт -- место, где ток из одной детали переходит в другую
Контактные поверхности -- поверхности, на которых осуществляется электрический контакт
Разборный контакт (контактное соединение) -- это конструктивный узел, предназначенный только для проведения электрического тока, но не предназначенный для коммутации (болтовое соединение “шин”, присоединение проводника к зажиму).
Коммутирующие контакты - это конструктивный узел, предназначенный для коммутации электрической сети (выключатель, контактор рубильник).
Скользящие контакты - разновидность коммутирующего контакта, у которого одна деталь скользит относительно другой, но электрический контакт при этом не нарушается (контакты реостата, щеточный контакт, шарнирный контакт, проскальзывающий контакт).
Точечный контакт -- контакт в одной физической площадке: сфера-сфера, сфера-плос-конус, конус-плоскость.
Линейный контакт - условное контактирование происходит по линии (ролик-плоскость).
Поверхностный контакт -- условное контактирование по поверхности.
Переходное сопротивление – резкое увеличение активного сопротивления в месте перехода тока из одной детали в другую
Контактное нажатие – усилие воздействия одной контактной поверхности на другую
Начальное контактное нажатие - усилие воздействия одной контактной поверхности на другую при первом соприкосновении контактов
Конечное контактное нажатие - усилие воздействия одной контактной поверхности на другую при полностью включенных контактах
Провал контактов - это расстояние, на которое перемещается подвижная контактная система после касания контактов (расстояние на которое перемещается контактная система, если неподвижную контактную систему мысленно убрать). Провал контактов обеспечивает надежную их работу при износе. Х - провал контакта [мм] - это паспортная техническая величина, обеспечивающая усилие нажатия.
В процессе эксплуатации контакт изнашивается (трение, выгорание части контакта вследствие электрической дуги) и контактное нажатие снижается, а значит увеличивается сопротивление контакта и возрастает опасность сваривания. Поэтому провал контактов в процессе эксплуатации контролируется. Допустимо уменьшение провала контактов на 50% от начального значения приведенного в документации завода изготовителя.
Раствор контактов – наименьшее расстояние контактными поверхностями полностью разомкнутых контактов
Износ - это разрушение рабочей поверхности коммутирующего контакта в процессе работы, приводящее к изменению формы, размера, массы и к уменьшению провала контактов.
Вибрация контактов (дребезг) - это явление периодического отскока и последующего замыкания подвижной контактной системы засчет упругой деформации неподвижной контактной системы (на расстояние 0.01 - 0.1 мм). Процесс этот идет с затуханием (с затухающей амплитудой).
Термическая устойчивость контактов -- способность контактов выдерживать в течении определенного времени большие токи не оплавляясь и не свариваясь
Электродинамическая устойчивость контактов -- их способность контактов пропускать большие токи не размыкаться под действием электродинамических усилий не снижая значительно контактного нажатия
Гашение электрической дуги
Ионизация - процесс отделения от нейтрали частиц одного или нескольких электронов и образование в следствии этого электронов и положительно заряженных частиц (ионов).
Термическая ионизация - это процесс ионизации под воздействием высоких температур.
Термоэлектронная эмиссия - явление испускания электронов с поверхности накаливания.
Автоэлектронная эмиссия - это явление испускания электронов под воздействием сильного электрического поля.
Рекомбинация - это процесс образования нейтральных частиц.
Диффузия - это процесс выноса заряженных частиц из межэлектронного промежутка в окружающее пространство. Интенсивность гашения дуги будет определяться интенсивностью этих процессов.
Дугогасительная камера – часть электрическогого аппарата, предназначенная способствовать гашению электрической дуги и ограничивать распространение ионизированных газов и пламени. Дугогасительная камера создает условия , способствующие гашению дуги в малом объеме и в наиболее короткое время при малом износе токоведущих частей (контактов и рогов); ограничение звукового и светового эффекта при гашении дуги, направление потока расплавленных и ионизированных газов в определенное место, где они не могут вызвать перебросов в результате резкого снижения диэлектрической прочности воздуха. Дугогасительные камеры бывают глухие и открытые. Глухие представляют собой замкнутый объем, не имеющий связи с внешним пространством (например, у предохранителей)
Дугогасительная камера с магнитным дутьем — дугогасительная камера с дутьем, в которой для перемещения дуги имеется катушка или постоянный магнит, создающие магнитное поле в зоне дуги.
Дугогасительная камера с узкой щелью — дугогасительная камера электрическогого аппарата, у которой существенным фактором при гашении дуги является охлаждение ее стенками камеры
Дугогасительная камера с деионной решеткой — дугогасительная камера электрическогого аппарата, в которой существенным фактором при гашении дуги является разделение ее на ряд последовательно соединенных коротких дуг, горящих между металлическими пластинами, образующими решетку.
Катушка магнитного дутья — катушка контактора, создающая магнитное поле для перемещения дуги в дугогасительной камере.
Дугогасительные рога электрическогого аппарата — электроды, предназначенные для обеспечения движения в определенном направлении электрической дуги, возникающей на контактах контактора, и облегчающие ее гашение.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Рубильник – простейший аппарат ручного управления, который используется для коммутации электрических цепей при напряжении до 660 В переменного тока и 440 В постоянного тока и токах от 25 до 10000 А.
Кнопки управления – электрические аппараты ручного управления, предназначенные для подачи оператором управляющего воздействия при управлении различными электромагнитными аппаратами (реле, пускателями, контакторами), а также для коммутирования цепей управления, сигнализации, электрической блокировки цепей постоянного и переменного тока.
Пакетные выключатели и переключатели – электрические аппараты ручного управления, предназначенный для коммутации цепей управления и сигнализации в схемах пуска реверса электродвигателей, а также электрических цепей переменного тока напряжением 380 В и постоянного тока напряжением 220 В небольшой мощности под нагрузкой.
Малогабаритные переключатели - электрические аппараты ручного управления, предназначенные для установки на панелях щитов, используются для дистанционного управления электромагнитными аппаратами (реле, пускателями, контакторами), а также для коммутирования цепей управления, сигнализации, электрической блокировки цепей постоянного и переменного тока напряжением до 220 В и с током до 6 А.
Контроллер – коммутационное устройство, осуществляющее пуск и регулирование скорости электродвигателя. Многоцепной электрический аппарат с ручным или ножным приводом для непосредственной коммутации силовых цепей электродвигателей. По конструкции они подразделяются на кулачковые, барабанные, плоские и магнитные.
Резисторы и элементы сопротивлений – аппараты управления, которые предназначены для регулирования тока в электрической цепи за счет изменения ее сопротивления (омического, индуктивного или емкостного). Резисторы – омические или активные сопротивления. В зависимости от назначения сопротивления подразделяются на пусковые, тормозные, регулировочные, добавочные, разрядные, нагрузочные, нагревательные, заземляющие и установочные.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ
Магнитная система электрических аппаратов постоянного и переменного тока
Тяговая статическая характеристика - зависимость электромагнитной силы (усилия притяжения якоря) от величины зазора :
Pэм = f(d) При U = const для ЭММ с параллельной обмоткой
При I = const для ЭММ с последовательной обмоткой.
Напряжение (ток) срабатывания электромагнитного механизма - это минимальное значение при котором происходит срабатывание электромагнита.
Напряжение (ток) возврата электромагнитного механизма - это максимальное значение, при котором якорь возвратиться в исходное положение.
Коэффициент возврата электромагнитного механизма - это отношение МДС , при которой происходит возврат якоря к МДС срабатывания.
Магнитная система — совокупность ферромагнитных деталей электромагнитного механизма, предназначенная для локализации в ней основного магнитного поля.
Магнитная цепь электромагнитного устройства – совокупность деталей и сред, по которым проходит магнитный поток.
Магнитопровод — магнитная система или ее часть в виде отдельной конструктивной единицы.
Сердечник — часть магнитопровода, на которой или вокруг которой расположена обмотка.
Магнитный стержень — сердечник, имеющий форму призмы или цилиндра.
Ярмо — часть магнитопровода, на которой или вокруг которой обмотка не расположена.
Полюс магннтопровода — часть магнитопровода, которая предназначена для выхода рабочего магнитного потока в окружающую немагнитную среду или для его входа в магнитопровод нз немагнитной среды.
Немагнитный зазор — промежуток в магнитной цепи, не заполненный магнитным материалом.
Демпферная обмотка — обмотка, предназначенная для создания магнитного потока, противодействующего изменению магнитного потока, созданного другой обмоткой или постоянным магнитом.
Размагничивающая обмотка — обмотка, предназначенная для создания магнитного потока, уменьшающего магнитный поток, созданный другой обмоткой или постоянным магнитом.
Устройство и принцип действия электромагнитов
Электромагниты – электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для преобразования магнитной энергии в механическую. Они используются как самостоятельный аппарат (для управления различными устройствами и механизмами, для создания силы при торможении движущихся механизмов, для удержания деталей на шлифовальных станках, при подъеме грузов), так и как элемент привода других аппаратов (электромагнитных реле, пускателей и контакторов).
Электромагнитные муфты и тормозные устройства
Электромагнитные муфты – электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для переключения кинематических цепей в передачах вращательного движения металлорежущих станков, а также для пуска, реверса и торможения приводов станков. Подразделяются на фрикционные, ферропорошковые и гистерезисные.
Электромагнитные тормозные устройства – электромагнитные аппараты дистанционного управления, предназначенные для фиксации положения механизма при отключенном электродвигателе. Подразделяются на колодочные, дисковые и ленточные.
Электромагнитные реле, пускатели и контакторы
Электромагнитные реле - электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для осуществления скачкообразных изменений в управляемых цепях при заданном значении электрических воздействующих величин.
Все реле делятся по назначению на три группы:
Основные реле, непосредственно реагирующие на изменение контролируемых величин, например тока, напряжения, мощности, частоты, сопротивления и т.д.;
Вспомогательные реле (промежуточные), управляемые другими реле и выполняющие функции введения выдержки времени, размножения контактов, передачи команд от одних реле к другим, воздействия на выключатели, сигналы и т.п.;
Сигнальные (указательные) реле, фиксирующие действие защиты и управляющие звуковыми и световыми сигналами.
Воспринимающий орган реле – часть аппарата, которая непосредственно воспринимает изменения электрических величин, подведенных к реле, и производит соответствующие им изменения в других органах или частях реле.
Исполнительный орган реле -- часть аппарата, которая, воздействуя на внешние цепи, производит отключение выключателей, подачу предупредительных сигналов или запуск других реле. Исполнительным органом являются контакты реле. Кроме того, некоторые реле имеют орган замедления или выдержки времени.
Реле тока – реле, воспринимающий орган которого реагирует на изменение тока.
Реле напряжения – реле, воспринимающий орган которого реагирует на изменение напряжения.
Максимальные реле – реле, срабатывающие, когда значение воздействующей величины превосходит заданную.
Минимальные реле – реле, срабатывающие, когда значение воздействующей величины снижается ниже заданной.
Электромагнитные контакторы – двухпозиционные электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы.
Включение контактора — переход контактора из начального положения в конечное.
Отключение контактора — переход контактора в начальное положение.
Срабатывание контактора — действие контактора в соответствии с его назначением после получения команды .на срабатывание.
Собственное время включения контактора — интервал времени с момента подачи команды на включение контактора до момента соприкосновения заданного контакта.
Собственное время отключения контактора — интервал времени с момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения контактов полюса, размыкающегося последним.
Механическая износостойкость контактора — способность контактора выполнять в определенных условиях определенное число операций без тока в цепи главных и свободных контактов, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.
Коммутационная износостойкость контактора — способность контактора выполнять в определенных условиях определенное число операций при коммутации его контактами цепей, имеющих заданные параметры, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.
Нормальный режим контактора — режим работы контактора, при котором значения его параметров не выходят за пределы, допустимые при заданных условиях эксплуатации.
Продолжительный режим контактора — режим работы контактора при неизменной нагрузке, продолжающейся не менее, чем необходимо для достижения электротехническим устройством установившейся температуры при неизменной температуре охлаждающей среды.
Кратковременный режим контактора — режим работы контактора, при котором работа с неизменной нагрузкой, продолжающаяся менее, чем необходимо для достижения контактором установившейся температуры при неизменной температуре охлаждающей среды, чередуется с отключениями, во время которых оно охлаждается до температуры окружающей среды.
Перемежающийся режим — режим работы контактора, при котором работа с неизменной нагрузкой чередуется с работой в режиме холостого хода в случаях, когда продолжительность работы .не настолько длительна, чтобы при неизменной температуре охлаждающей среды температура контактора могла достигнуть установившегося значения.
Повторно-кратковременный режим контактора — режим работы контактора, при котором работа с неизменной нагрузкой, продолжающаяся менее, чем необходимо для достижения контактором установившейся температуры при неизменной температуре охлаждающей среды, чередуется с отключениями, во время которых оно не успевает охладиться до температуры охлаждающей среды.
Продолжительность включения (ПВ) -- отношение времени пребывания контактора, работающего в повторно-кратковременном режиме во включенном состоянии, к длительности цикла (обычно эта величина выражается в процентах)
Электромагнитные пускатели – электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжениях до 660 В переменного.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ
Аппарат защиты – электрический аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах работы.
Предохранители и тепловые реле
Плавкий предохранитель - это коммутационный электрический аппарат, защищающий электроустановку от перегрузок и токов короткого замыкания посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.
Характеристики:
Номинальный ток плавкой вставки - это ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. Длительное протекание данного тока не вызывает плавление вставки.
Номинальный ток предохранителя - это ток наибольшей плавкой вставки, предназначенной для данной конструкции предохранителя. На этот ток рассчитана вся токоведущая система.
Предельный ток отключения (предельная отключающая способность, предельная коммутационная способность - ПКС) -- это наибольший ток, который предохранитель может отключить без каких-либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены плавкой вставки.
Номинальное напряжение предохранителя - это наибольшее возможное напряжение, на котором может использоваться данный предохранитель. От напряжения зависит и ПКС.
Время - токовая характеристика - это зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока (защитная характеристика). Характеристика является обратнозависимой и приводится в паспорте для каждого номинального тока предохранителя. Обратно зависимый характер вытекает из закона Джоуля-Ленца.
Максимальный ток неплавления - это наибольший ток, при котором плавкая вставка не перегорает в течение двух первых часов.
Минимальный ток плавления - то наименьший ток, при котором плавкая вставка должна расплавиться в течение 1-2 часов.
Эффект токоограничения предохранителя - это явление перегорания плавкой вставки раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего установившегося значения.
Тепловое реле – электрический аппарат, применяемый для защиты электрических двигателей и другого электрооборудования от длительных перегрузок
Биметаллический элемент – жесткое соединение двух металлических пластин, материалы которых имеют разные коэффициенты линейного расширения. При нагреве пластина изогнется в сторону материала, имеющего меньший коэффициент линейного расширения.
Автоматические выключатели и токовые реле
Автоматический выключатель – аппарат защиты, предназначенный для коммутации цепей при аварийных режимах, а также нечастых (от 6 до 30 в сутки) включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы.
Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя – предназначен для защиты цепей от тока короткого замыкания, представляет собой электромагнит, который при определенном токе мгновенно притягивает якорь, в результате чего происходит отключение автоматического выключателя. Многие современные выключатели имеют полупроводниковый расцепитель, который выполняет функции электромагнитного расцепителя.
Тепловой расцепитель автоматического выключателя – тепловое реле, реагирующее на количество тепла выделяемое в его нагревательном элементе и защищающее цепи от перегрузки.
Комбинированный расцепитель – расцепитель, осуществляющий защиту от перегрузки и коротких замыканий, представляет собой комбинацию из двух расцепителей: теплового и электромагнитного.
Расцепитель минимального напряжения -- электромагнит, срабатывающий при исчезновении напряжения, или при снижении его до уставки срабатывания расцепителя.
Независимый расцепитель – электромагнит, срабатывающий и отключающий автоматический выключатель при подаче импульса от ключа или кнопки управления.
Параметры автоматических выключателей:
Номинальный ток – ток, прохождение которого допустимо в течении неограниченно длительного времени.
Номинальное напряжение – напряжение при котором может применяться выключатель данного типа.
Предельно отключаемый ток – ток короткого замыкания, который может быть отключен автоматическим выключателем без каких-либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе.
Номинальный ток расцепителя – ток, прохождение которого в течении неограниченного времени не вызывает срабатывание расцепителя.
Ток уставки расцепителя – наименьший ток, при прохождении которого расцепитель срабатывает.
Уставка тока – настройка автоматического выключателя на заданный ток срабатывания.
Отсечка тока – уставка тока электромагнитного расцепителя на мгновенное срабатывание.
Нерегулируемый автоматический выключатель – автоматический выключатель, у которго отсутствует возможность регулирования уставки расцепителя в процессе эксплуатации. Расцепитель автоматического выключателя отрегулирован заводом-изготовителем в расчете на определенный номинальный ток.
Регулируемый автоматический выключатель – аппарат, у которого имеется возможность воздействуя на механическую систему или специальное устройство, отрегулировать время срабатывания расцепителя.
Селективный автоматический выключатель – аппарат, срабатывающий с выдержкой времени и позволяющий осуществлять селективную защиту сетей путем установки автоматических выключателей с разной выдержкой времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.
БЕСКОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И ДАТЧИКИ
Датчики
Датчики – электрические аппараты, осуществляющие восприятие контролируемой (входной) величины и преобразование ее к виду, удобному для передачи по линиям связи и дальнейшего преобразования и измерения.
Параметрические датчики – датчики, в которых контролируемая физическая величина преобразуется в изменение таких параметров, как активное сопротивление, индуктивность или емкость. Параметрические датчики относятся к пассивным элементам и требуют источника питания для выявления изменения входной величины.
Генераторные датчики -- датчики, в которых изменение контролируемой величины преобразуется в изменение ЭДС на выходе. В этих датчиках не требуется отдельного источника питания для изменения выходной величины.
Источник: www.electrolibrary.narod.ru
Главная
Статистика :