МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

“НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА”

А.И. Гардин, а.А. Петров электрические и электронные аппараты

Часть 3. Элементы автоматических устройств

Рекомендовано Ученым советом Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева

в качестве учебно-практического пособия для студентов всех форм обучения по специальности 140211 «Электроснабжение» и «Электрические сети»

Нижний Новгород 2012

УДК

Гардин А. И., Петров А.А. Электрические и электронные аппараты. Часть 3. Элементы автоматических устройств: комплекс учебно-методических материалов / А.И. Гардин, А.А. Петров; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. Нижний Новгород, 2013. – с.

Рецензент доктор технических наук, профессор

Редактор

Компьютерная верстка Крюков Е.В., Четвергов А.А.

Подписано в печать 11.10.2010. Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 6,3.

Уч. – изд. л. 5,0. Тираж 300 экз. Заказ

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева.

Типография НГТУ. 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

©	Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2013
©	Гардин А. И., 2013

Содержание

Y

1. АППАРАТЫ УПРАВЛЕНИЯ 4

1.1. Общие сведения 4

1.2. Электрические реле, датчики 4

R2,5 12

1.3. Тепловые реле 35

1.4. Логические элементы 40

1.5. Твердотельные реле 46

1.6. Контакторы, магнитные пускатели 59

1.7. Бесконтактные силовые аппараты 66

2. УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ И УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ 75

3. УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ 84

4. НИЗКОВОЛЬТНЫЕ КОМПЛЕКТНЫЕ УСТРОЙСТВА 95

ГЛОССАРИЙ 98

Приложение 103

1. Аппараты управления

1. Общие сведения

Аппараты управления предназначены для управления электроприёмниками: пуск, останов, изменение режимов работы.

Виды аппаратов управления:

1. Контроллер - многоступенчатый многоцепной электрический аппарат с ручным управлением. Предназначен для изменения схемы главной цепи электродвигателя или цепи возбуждения или цепи сопротивления;

2. Командоаппарат - устройство для переключения в цепях управления (кнопка управления, ключ управления);

3. Реостат - совокупность резистора и контроллера, позволяющий изменить сопротивление, вводимое в электрическую цепь;

4. Контакторы;

5. Магнитные пускатели;

6. Электромагнитные реле.

7. Микропроцессорные контроллеры

2. Электрические реле, датчики Общие сведения

Реле [фр. relais < relayer сменить, заменить] – элемент автоматических устройств, предназначенный для скачкообразных изменений состояния электрической цепи (напр., ее замыкания или размыкания) в результате внешнего воздействия. Различают реле тепловые, механические, электрические, оптические, акустические и т. д.

Электрические реле - это устройства для автоматической коммутации электрических цепей по сигналу извне. Состоят из релейного элемента и группы электрических контактов, которые замыкаются или размыкаются при изменении состояния релейного элемента.

Релейный элемент - это простейшее переключающее устройство с двумя или более состояниями устойчивого равновесия. Одно состояние скачком заменяется другим под влиянием внешнего воздействия (давления, освещённости, уровня звука и т. д.). Уровень воздействия, при котором изменяется состояние релейного элемента, называется порогом срабатывания.

Приведем наиболее распространенное определение электрического реле. Электрическое реле - это электрический аппарат, в котором при плавном изменении управляющей (входной) величины происходит скачкообразное изменение управляемой (выходной) величины. Из двух величин хотя бы одна должна быть электрической. Контактор магнитного пускателя - это яркий представитель релейного аппарата; выделен в отдельную группу только по функциональному назначению. Рассмотрим его поведение, если на катушку контактора подается регулируемое напряжение от линейного автотрансформатора (ЛАТРа).

UК (Х)
Рис. 1.1. Работа контактора магнитного пускателя как релейного элемента
X	–	управляющая величина (напряжение на обмотке КМ);
Y	–	управляемая величина (напряжение на зажимах двигателя М);

1. U_K = 0 ÷ U_НОМ. Режим плавного увеличения напряжения на зажимах обмотки;

2. U_K = U_Н ÷ 0 . Режим плавного снижения напряжения на зажимах обмотки.

При увеличении напряжения на обмотке (катушке) КМ от нуля до U_СРАБ произойдёт включение контактора КМ, его контакты замкнутся, и напряжение на зажимах двигателя скачкообразно увеличится от нуля до напряжения силовой сети. Дальнейшее увеличение напряжения на катушке КМ до U_НОМ не изменит величины напряжения на зажимах двигателя, так как контакты КМ уже замкнуты.

При снижении напряжения на катушке КМ от U_НОМ до U_ВОЗВР ток, протекающий по катушке снизится и создаваемый им магнитный поток не сможет создать электромагнитную силу противодействующую силе возвратной пружины. Якорь под действием возвратной пружины оторвется от сердечника и механически связанные с ним подвижные контакты отойдут от неподвижных контактов. Таким образом, контактор разомкнет свои контакты в силовой цепи, и напряжение на зажимах двигателя скачкообразно снизится до нуля.