- •1 Общие понятия
- •Предмет и задачи дисциплины
- •1.2 Общие сведения об электроприемниках, электрических и электронных аппаратах
- •1.3 Классификация электрических аппаратов
- •1.4 Внешние воздействия на электрические аппараты
- •1.4.1 Воздействие климатических факторов
- •1.4.2 Защитные оболочки электрических аппаратов
- •1.5 Требования предъявляемые к электрическим аппаратам
- •1.6 Основные материалы применяемые в аппарато-строении Проводниковые материалы
- •2.1 Классификация электрических схем
- •2.2 Однолинейное и многолинейное изображение принципиальных электрических схем
- •2.3 Условное изображение электрических аппаратов и других элементов электрических схем
- •3 Основы теории электрических аппаратов
- •3.1 Электродинамические, индукционные и электромагнитные явления в электрических аппаратах
- •Определение направления эду
- •Частные случаи определение величины и направления эду
- •3.1.2 Электродинамические усилия при переменном токе
- •3.1.3 Электродинамическая стойкость аппаратов
- •3.2 Нагрев и охлаждение электрических аппаратов
- •3.2.2 Активные потери энергии в электрических аппаратах
- •3.2.3 Способы передачи тепла внутри нагретых тел и с их поверхности
- •3.2.4 Установившийся режим нагрева
- •3.2.5 Нагрев аппаратов в переходных режимах
- •3.2.6 Термическая стойкость
- •3.3 Понятие коммутации электрических цепей
- •3.4 Электрические контакты в электрических аппаратах
- •3.4.1 Общие сведения
- •3.4.2 Режимы работы контактов
- •3.4.3 Материалы контактов
- •3.4.4 Конструкции твердометаллических контактов
- •3.4.5 Жидкометаллические контакты
- •3.5 Электрическая дуга постоянного и переменного тока в электрических аппаратах
- •3.5.1 Общие сведения
- •3.5.2 Дуга постоянного тока
- •3.5.3 Перенапряжения при отключении дуги постоянного тока
- •3.5.4 Динамическая вольт-амперная характеристика дуги
- •3.5.5 Дуга переменного тока
- •3.6 Способы гашения дуги
- •3.6.1 Воздействие на столб электрической дуги
- •3.6.2 Перемещение дуги под воздействием магнитного поля
- •3.6.3 Гашение дуги с помощью дугогасительной решетки
- •3.6.4 Гашение дуги высоким давлением
- •3.6.5 Гашение электрической дуги в потоке сжатого газа
- •3.6.6 Гашение дуги в трансформаторном масле
- •3.6.7 Гашение дуги в вакуумной среде
- •3.6.8 Гашение дуги с помощью полупроводниковых приборов
- •3.7 Электромагнитные механизмы в электрических аппаратах
- •4.1.2 Кулачковые контроллеры
- •4.1.3 Плоские контроллеры
- •4.2 Командоаппараты
- •4.2.1 Кнопки управления
- •4.2.2 Командоконтроллеры
- •4.3 Путевые выключатели, переключатели и микровыключатели
- •4.4 Реостаты
- •4.5 Контакторы и магнитные пускатели
- •4.5.1 Общие сведения
- •4.5.2 Контакторы с прямоходовым механизмом
- •4.5.3 Контакторы постоянного тока с поворотным механизмом
- •4.5.4 Контакторы переменного тока с поворотным механизмом
- •4.5.5 Магнитные пускатели
- •4.6 Электрические реле
- •4.6.1 Общие сведения
- •4.6.2 Классификация электрических реле
- •4.6.3 Характеристики реле
- •4.6.4 Требования предъявляемые к реле
- •4.6.5 Электромагнитные реле тока и напряжения
- •4.6.6 Тепловые реле
- •4.6.7 Выбор максимально-токовых реле
- •4.6.8 Выбор тепловых реле
- •4.6.9 Электромеханические реле времени
- •4.6.10 Герконовые реле
- •4.6.11 Фотоэлектрические реле
- •4.6.12 Полупроводниковые реле
- •4.6.13 Микропроцессорные реле
- •5 Аппараты распределительных устройств низкого напряжения
- •5.1 Рубильники и переключатели
- •5.2 Предохранители
- •5.2.1 Общие сведения
- •5.2.1 Конструкции предохранителей
- •5.2.3 Выбор предохранителей
- •5.2.4 Высоковольтные предохранители
- •5.3 Автоматические выключатели
- •5.3.1 Общие сведения
- •5.3.2 Классификация автоматических выключателей
- •5.3.3 Токоведущая цепь и дугогасительная система автоматических выключателей
- •5.3.4 Приводы автоматических выключателей
- •5.3.5 Расцепители автоматических выключателей
- •5.3.6 Пример конструкции автоматического выключателя
- •5.3.7 Время-токовые характеристики автоматических выключателей
- •5.3.8 Выбор автоматических выключателей
- •5.4 Карты селективности защит низкого напряжения
- •5.4.1 Уровни электроснабжения
- •5.4.2 Что такое селективность
- •5.4.3 Что такое карта селективности
- •5.4.4 Построение время-токовых характеристик
- •5.5 Разрядники и нелинейные ограничители пренапряжения
- •5.5.1 Основные сведения
- •5.5.2 Конструкции разрядников
- •5.5.3 Нелинейные ограничители перенапряжения
- •5.5.4 Параметры ограничителей перенапряжения
- •5.5.5 Узип
- •5.5.6 Выбор опн
- •5.6 Устройства защитного отключения
- •5.6.1 Системы заземления электроустановок
- •5.6.2 Общие сведения
- •5.6.3 Устройство и принцип действия узо
- •5.6.4 Основные параметры узо
- •5.6.5 Выбор узо
- •6 Электронные электрические аппараты
- •6.1 Полупроводниковые элементы (диоды, транзисторы, тиристоры и др.) их основные характеристики в ключевых режимах работы
- •6.1.1 Релейный режим работы полупроводникового усилителя
- •6.2 Основные элементы и функциональные узлы систем управления электронных аппаратов
- •6.3 Микропроцессоры в системах управления (функции и структурные схемы) Логические элементы
- •6.4 Прерыватели и регуляторы постоянного и переменного тока
- •6.4.1 Бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства переменного тока Общие сведения
- •Устройства плавного пуска
- •Частотные преобразователи
- •7 Низковольтные комплектные устройства
- •7.1 Типовые схемы низковольтных комплектных устройств
- •7.2 Типовые схемы управления электроприемниками с асинхронными двигателями
1.5 Требования предъявляемые к электрическим аппаратам
При номинальном режиме работы температура токоведущих элементов аппарата не должна превосходить значений, рекомендуемых соответствующим ГОСТ или другим нормативным документов. При КЗ токоведущие элементы аппарата подвергаются значительным термическим и динамическим нагрузкам, вызываемым большим током. Эти нагрузки не должны вызывать остаточных явлений, нарушающих работоспособность аппарата после устранения КЗ.
Аппараты, предназначенные для частого включения и отключения, должны иметь высокую износостойкость.
Контакты аппаратов, предназначенных для отключений токов КЗ, должны быть рассчитаны на этот режим.
Изоляция электрических аппаратов должна выдерживать перенапряжения, которые имеют место в эксплуатации, и обладать определенным запасом, учитывающим ухудшение свойств изоляции с течением времени и вследствие осаждения пыли, грязи и влаги.
К каждому аппарату предъявляется ряд специфических требований, обусловленных его назначением. Так, например, выключатель высокого напряжения должен отключать ток КЗ за малое время (0,04 – 0,06 с). Трансформатор тока должен давать токовую и угловую погрешности, не превышающие определенного значения.
В связи с широкой автоматизацией производственных процессов, применением сложных схем автоматики увеличивается число аппаратов, участвующих в работе. Возможность отказа в работе электрических аппаратов требует их резервирования и создания специальной системы поиска неисправностей. В связи с этим электрические аппараты должны обладать высокой надежностью.
Масса, габаритные размеры, стоимость и время, необходимые для установки и обслуживания электрических аппаратов, должны быть минимальными.
1.6 Основные материалы применяемые в аппарато-строении Проводниковые материалы
Главным образом медь, сталь, алюминий, латунь применяются для соединительных проводников.
Требования предъявляемые к проводниковым материалам в контактных соединениях:
Обеспечение высокой проводимости.
Высокие механические свойства (твердость, прочность).
Дугостойкость (высокая температура плавления и испарения).
Стойкость против коррозии и наличие токопроводящей оксидной пленки.
Невысокая стоимость.
Магнитные материалы
Различные стали и сплавы применяются для изготовления магнитопроводов.
Ферриты, электротехнические стали.
Изоляционные
Для изоляции токоведущих частей друг от друга и от других частей электрического аппарата.
Текстолит, детинакс, электротехнический картон, ПВХ и др.
Дугостойкие изоляционные
Для изготовления устройств гашения дуги.
Асбест, керамика, различные пластмассы.
Контактные
Для увеличения высокой электрической износостойкости контактов
Серебро, платина, золото, молибден, вольфрам и его сплавы, металлокерамика (механическая смесь двух почти не сплавляющихся металлов, получаемая методом спекания смеси их порошков или пропиткой одного расплавом другого).
Сплавы, обладающие высоким удельным электрическим сопротивлением
Для изготовления нагревательных элементов и резисторов.
Биметаллы
Два механически соединенных металла в виде пластины, с различным коэффициентом расширения.
Применяются в автоматических аппаратах, используя линейное удлинение различных металлов при нагревании током.
Полупроводниковые материалы
Для изготовления бесконтактных электрических аппаратов.
Конструкционные материалы
Для изготовления корпусов и устройств обеспечивающих высокую механическую прочность электрических аппаратов.
2 Правила выполнения и анализа электрических схем
Электрической схемой называют упрощенное и наглядное изображение связи между отдельными элементами электрической цепи, выполнение при помощи условных обозначений и позволяющее понять принцип действия данного электрического устройства, определить его состав.
На электрических схемах различные электрические аппараты изображают с помощью условных обозначений. Коммутирующие аппараты на схемах изображают, как правило, в отключенном положении, т.е. при отсутствии тока в цепях и внешних принуждающих сил, воздействующих на подвижные контакты. Все контакты разделяются на замыкающие и размыкающие.
Установлены три способа построения условных графических обозначений:
упрощенный однолинейный (провода питания или связи и выводы изображают одной линией, иногда при помощи отрезков, пересекающих эти линии под углом 45°, указывают число проводов);
упрощенный многолинейный (все провода питания или связи, а также выводы обозначают отдельными линиями);
разнесенный (обмотки трансформатора и статора изображают в виде цепочек полуокружностей, а обмотки ротора – в виде окружностей).