Содержание
|
3 |
|
3 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
Цель работы.
Изучение конструкции аппаратов управления и защиты: контактора.
Исследование работы контактора переменного тока при изменении величины напряжения питания.
Краткие теоретические сведения.
Развитие современной техники невозможно без широкого использования электрических и электронных аппаратов – устройств управления потоками энергии и информации, осуществляющих:
включение и отключение электрических цепей объектов, принимающих участие в получении, преобразовании, передаче, распределении и потреблении электроэнергии;
контроль и измерения параметров указанных объектов;
защиту их от несанкционированных режимов работы;
управление технологическими процессами;
регулирование (поддержания на неизменном уровне или изменение по определенному закону) параметров объектов;
преобразование неэлектрических величин в электрические.
Электрические аппараты (ЭА) – это электротехнические устройства, применяемые при использовании электрической энергии, начиная от ее производства, передачи, распределения и кончая потреблением.
Одним из основных признаков классификации ЭА является напряжение. По этому признаку различают:
аппараты низкого (до 1000 В) напряжения (АНН);
аппараты высокого (свыше 1000 В) напряжения (АВН).
Большинство АНН условно можно разделить на следующие виды:
аппараты управления и защиты – автоматические выключатели, контакторы, реле, пускатели электродвигателей, переключатели, рубильники, предохранители, кнопки управления и другие аппараты, управляющие режимом работы оборудования и его защитой;
аппараты автоматического регулирования – стабилизаторы и регуляторы напряжения, тока, мощности и других параметров электрической энергии;
аппараты автоматики – реле, датчики, усилители, преобразователи и другие аппараты, осуществляющие функции контроля, усиления и преобразования электрических сигналов.
Следует отметить, что АНН иногда классифицируют по величине коммутируемого тока:
слаботочные (до 10 А);
сильноточные (свыше 10 А).
При этом нижние пределы коммутируемых современными ЭА токов достигают 10-9 А, а напряжений – 10-5 В.
АВН работают в сетях с напряжением до 1150 кВ переменного тока и 750 кВ постоянного тока и также существенно различаются по своим функциям. К АВН обычно относят следующие основные виды аппаратов:
выключатели высокого напряжения, обеспечивающие включение и отключение электрических цепей в различных режимах работы, включая аварийные;
токоограничивающие реакторы для ограничивания токов КЗ;
шунтирующие реакторы для ограничения перенапряжений и компенсации реактивной мощности;
разъединители и отделители для отключения цепи без тока при ремонте электрооборудования;
измерительные трансформаторы для высоковольтных цепей.
Электрические аппараты как низкого, так и высокого напряжения обычно являются конструктивно законченными техническими устройствами, реализующими определенные функции и рассчитанными на разные условия эксплуатации.
В основе большинства электромеханических ЭА лежит контактная система с различными типами приводов – ручным, электромагнитным, механическим и др.
К электромеханическим ЭА относятся электромеханические реле, датчики, исполнительные устройства (электромагнитные клапаны, преобразователи, муфты), командная аппаратура (конечные и путевые выключатели).
Электрическое реле – это коммутационное устройство, предназначенное производить скачкообразные изменения в управляемых цепях при заданных значениях воздействующих на него электрических величин.
Электрические реле подразделяются на два класса: электромеханические реле и статические электрические реле.
Электромеханическое реле – электрическое реле, работа которого основана на использовании относительного перемещения его элементов.
Статическое электрическое реле – электрическое реле, принцип работы которого не связан с использованием относительного перемещения его элементов.
Предохранители
Предохранители – это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и токов перегрузки.
Основной элемент предохранителя – плавкая вставка постоянного и переменного сечения, которая при токах срабатывания сгорает (плавится с последующим возникновением и гашением электрической дуги), отключая электрическую цепь. По конструктивному исполнению предохранители условно можно разделить на открытые (вставка не защищена патроном или размещена в трубке, открытой с торцов), закрытые (вставка расположена в закрытом патроне) и засыпные (вставка находится в патроне, полностью заполненном мелкозернистым наполнителем, например, кварцевым песком) На рис. 1. показаны различные варианты исполнения плавких вставок.
Рисунок 1 - Варианты исполнения плавких вставок:
а – постоянного сечения; б – переменного сечения на напряжение
220 В; в – переменного сечения на напряжение свыше 380 В; г – для предохранителя с наполнителем
Контакторы
Контактор – это электрический аппарат, предназначенный для коммутации силовых электрических цепей как при номинальных токах, так и токах перегрузки. Наибольшее распространение получили контакторы, в которых замыкание и размыкание контактов осуществляется под воздействием электромагнитного привода. Контакторы бывают постоянного и переменного тока. Широко применяется для дистанционного управления электрическими машинами и аппаратами в установках постоянного и переменного тока при напряжениях до 500—650 в и силе тока до 600 а.
Рисунок 2 - Схема контактора:
1 – неподвижный контакт; 2 – подвижный контакт; 3 – якорь;
4 – сердечник; 5 – катушка; 6 – дугогасительная система
По числу пар контактов, включаемых в силовую цепь, различают одно- и многополюсные контакторы. Однополюсный контактор (рис. 2) содержит пару контактов — неподвижный 1 и подвижный 2. Подвижный контакт укреплен на якоре 3 электромагнита (втягивающая катушка 5 — на сердечнике 4). При подаче управляющего тока в катушку 5 якорь 3 притягивается к сердечнику 4 и контакты 1 и 2 замыкаются. Контакторы, как правило, снабжаются дугогасительной системой 6 для гашения электрической дуги, возникающей при размыкании контактов (разрыве электрической цепи с током I). Включение контактора производится нажатием кнопки управления, установленной в цепи питания втягивающей катушки (на рис. не показана). Различают контакторы с замыкающими (нормально разомкнутыми) и размыкающими (нормально замкнутыми) контактами.
Втягивающая катушка потребляет ток весьма незначительный по сравнению с током в коммутируемой цепи. Контакторы бывают с втягивающей катушкой постоянного тока и контактной системой для включения и выключения постоянного тока и с втягивающей катушкой переменного тока и контактной системой для переменного тока. Изготовляются также контакторы с контактной системой для переменного тока и втягивающей катушкой постоянного тока. В ряде конструкций контакторов контакты во включенном положении удерживаются защёлкой. Блок-контакты, конструктивно связанные с защёлкой, автоматически отключают питание втягивающей катушки при замыкании основных контактов. В этом случае включенное положение контактора не зависит от того, включено или нет питание втягивающей катушки. Для размыкания контактов в подобном контакторе используется отдельная отключающая катушка. Контакторы допускают несколько миллионов включений-выключений. Их выпускают в качестве автономных, самостоятельно устанавливаемых устройств, а также встроенными в магнитные пускатели и в рабочие машины и установки.