Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрические и электронные аппараты. Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных и практических работ для студентов направлений подготовки
.pdf
11
кость, заполняющую весь объем под поршнем. Создаваемое интенсивное продольное дутье надежно гасит дугу.
Материалы для плавких вставок должны, иметь малое удельное сопротивление, небольшую температуру плавления и, кроме того, должны быть
стойкими к окислению.
В современных предохранителях для плавких вставок обычно применяются медь, цинк, серебро.
Медь по сравнению с цинком имеет малое удельное сопротивление, что
позволяет применять плавкие вставки небольшого сечения. Однако медь
имеет весьма высокую температуру плавления (около 1083°С) и подвержена
окислению.
Серебро, как и медь, имеет малое удельное сопротивление и, кроме того,
не окисляется, что обусловливает высокую стабильность пограничных токов
серебряных вставок. Температура плавления серебра - 961 °С.
В предохранителях с медными или серебряными вставками при небольших токах перегрузки возможен значительный нагрев патрона предохранителя
и его разрушение.0дним из способов снижения температуры плавления вставки
является применение металлургического эффекта, когда на медную или серебряную вставку напаивают шарики из металла с низкой температурой плавления
(олово, свинец). При нагреве от тока перегрузки шарик плавится и растворяет в
себе металл вставки, что приводит, в конечном счете, к изменению сечения
вставки и ее расплавлению в этом месте. Металлургический эффект способствует заметному снижению времени перегорания вставок при небольших токах перегрузки.
К достоинствам цинковых вставок следует отнести, помимо невысокой
температуры плавления (419°С), неизменность их сечения при эксплуатации.
Основными параметрами предохранителей являются:
а) Iном.патр. - номинальный ток патрона - максимальный ток, при ко-
тором токоведущие и контактные части нагреваются не выше допустимой
температуры;
б) Iном.вст. - номинальный ток вставки - длительный рабочий ток, при
котором плавкая вставка не должна перегорать;
в) Iном.откл. - предельный ток отключения предохранителя.
Полное время отключения цепи предохранителем слагается из времени
нагрева вставки до плавления, времени перехода из твердого состояния в жидкое (плавление) и времени горения (гашения дуги):
tоткл. = tнагр. + tпл. + tдуги.
Зависимость полного времени отключения цепи плавким предохранителем
от тока называют времятоковой характеристикой, или защитной характеристикой.
Предохранитель будет защищать объект лишь в том случае, если его защитная характеристика располагается несколько ниже защитной характеристики, защищаемого объекта при любом значении тока в цепи (рисунок 1.5).
12
Рисунок 1.5 - 1 - характеристика предохранителя; 2 - характеристика объекта
Крутизна защитной характеристики предохранителя определяет быстродействие срабатывания предохранителя а, следовательно, надежность защиты.
Величина тока, при котором вставка предохранителя не перегорает в течение длительного времени, называют пограничным током.
Номинальный ток плавкой вставки должен быть меньше пограничного тока.
Для обычных предохранителей отключение 5-10 - кратного тока происходит примерно за время 0,5 - 0,10, а 1,5 - 2 - кратного тока - за 20 - 50с.
Для цепей, требующих большего быстродействия защиты, созданы специальные быстродействующие предохранители (серия ПНБ), которые отключают 5-10 - кратный ток за время не более 0,01с, а 1,5-2 - кратный ток - за 10с.
В некоторых случаях требуется, наоборот, повышенная инерционность
срабатывания предохранителя, например, для защиты асинхронных двигателей
с прямым пуском. Для таких цепей имеются специальные инерционные предохранители с двумя различными плавкими вставками, что обусловливает двухступенчатый вид защитной характеристики с различной крутизной.
Каждый тип предохранителя изготовляют на определенный номинальный
наибольший ток, а плавкие вставки к нему, делают на несколько значений номинального тока. Так, например, предохранитель на номинальный ток 60 А
снабжают плавкими вставками на токи 15, 20, 25, 35, 45 и 60 А.
Выбор предохранителя производится:
а) по номинальному напряжению сети:
Uном. ≥ Uвст.,
где Uном. - номинальное напряжение предохранителя.
Рекомендуется номинальное напряжение предохранителей выбирать по
возможности равным номинальному напряжению сети.
t , c
2
Iн
Iпл
I, A
13
б) по длительному расчетному току линии:
Iном.вст. > Iдлит.,
где Iном.вст. – номинальный ток вставки;
в) по условиям пуска асинхронных двигателей (с к.з. ротором):
Iном. в ст. = Iпуск/α,
где α - коэффициент, зависящий от условий пуска, α = 1,5.. .2,5;
г) если предохранитель стоит в линии, питающей сразу несколько двигателей с к.з. ротором:
Iном.вст. = 0,4[расч. + (Iпуск. – Iном.дв.)],
где Iрасч. - расчетный номинальный ток линии, равный Iном.дв.
Разность (Iпуск.-Iном.дв.) - берется для двигателя, у которого она наибольшая.
Для двигателей с фазным ротором, если
Iпуск. < 21ном.дв.,
То Iном. вст. ≥ (1.. .1,25) Iном. дв.
д) проверка по условиям к.з.:
Iк.з / Iном.вст 3. 4,
где Iк.з. - ток к.з. двигателя.
В цепях управления и сигнализации плавкие вставки выбираются по соотношению:
Iном.вст. ≥∑Iраб.макс. + 0,1∑Iвкл.макс.,
где ∑Iраб.макс. - наибольший суммарный ток, потребляемый катушками
аппаратов, сигнальными лампами и т.д. при одновременной работе;
∑Iвкл.макс. - наибольший суммарный ток, потребляемый при вклю-
чении катушек, одновременно включаемых аппаратов.
План работы.
Изучить теоретические сведения и конструкции низковольтных предохранителей по имеющимся образцам, плакатам и справочной литературе.
14
Снять времятоковую характеристику медной круглой вставки для различных сечений вставок.
Для снятия данной характеристики необходимо собрать схему рисунок 1.6.
В держатель предохранителя установить, плавкую вставку на 0,5- 1,0 А
(при отсутствии последних рекомендуется напаивать отрезки одножильного
медного провода необходимого сечения, на неисправную плавкую вставку).
Включить секундомер тумблером Вкл. СЕК.
При ненулевых показаниях секундомера произвести сброс одноименной кнопкой. Тумблер SА6 должен находиться в нижнем положении, при котором ток нагрузки через предохранитель не протекает. Включить тумблером
ЛАТР и постепенно увеличивая напряжение, подаваемое на понижающий
трансформатор Т1 установить необходимую величину тока. Зафиксировать
показания приборов. Затем тумблером SА6 переключить цепь на исследуемый предохранитель Пр.
Секундомер начнет отсчет и остановится при перегорании нити предохранителя. Записать показания секундомера и затем обнулить индикаторы кнопкой
"Сброс". Повторить опыт при различных величинах тока. Данные занести в таблица 1.1. и рассчитать температуру нагрева плавкой вставки по формуле:
t =
10
-6
ᵒС
где S - сечение вставки, м2
I - значение устанавливаемого тока по шкале, А
15
Рисунок 1.6
Таблица 1.1 - Результаты измерений и вычислений
Ток нагрузки, Iн, А
Показание секундомера t, сек
Расчетная формула плавления tпл. 0С
По данным опыта построить в одном масштабе времятоковые характеристики, сравнить их и сделать выводы.
Контрольные вопросы
1. Назначение предохранителей.
2. Требования к материалу для плавких вставок.
3. Назначение металлургического эффекта в предохранителях.
4. Особенности работы предохранителя при "пограничном" токе.
5. Основные параметры предохранителей.
6. Схема включения предохранителей в защищаемую цепь.
16
Лабораторная работа №2
Исследование контакторов постоянного и переменного тока
Цель работы.
Ознакомиться с техническими данными и изучить конструкцию контакторов и магнитных пускателей переменного тока.
Исследовать магнитные пускатели переменного тока.
Основные теоретические сведения
Контакторы - это коммутационные аппараты, предназначенные для частых включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах
работы. Контакторы применяются в цепях напряжения до 500В переменного
тока и 600В постоянного тока.
Контакторы подразделяют на:
а) электромагнитные, срабатывание происходит при помощи электромагнита;
б) постоянного тока - линейные и ускорения;
в) переменного тока промышленной частоты;
г) переменного тока повышенной частоты (до 10 кГц).
Контакторы, служащие для замыкания или размыкания электрических
цепей, называют линейными, а контакторы, служащие для закорачивания отдельных ступеней пускового реостата, - ускорения.
Основные узлы любого электромагнитного контактора: электромагнитный механизм, главные контакты, дугогасительное устройство, блок-контакты.
Принцип действия контакторов заключается в следующем: при подаче
напряжения на обмотку электромагнита якорь притягивается. Подвижный контакт, связанный с якорем, замыкает или размыкает главную цепь. Дугогасительная
система обеспечивает быстрое гашение дуги. Вспомогательный блок-контакт используется для согласования работы контактора с другими аппаратами.
Тяговая характеристика электромагнита переменного тока близко подходит к противодействующей характеристике, в результате, контакторы переменного тока обладают высоким коэффициентом возврата (0,6...0,7), что дает возможность осуществить защиту объекта от падения напряжения.
Промышленностью выпускаются следующие основные серии контакторов переменного тока:
а) контакторы серии КТ на номинальные токи 75, 150, 300 и 600А и но-
минальные напряжения 380В и 500В.
б) контакторы серии КИ - предназначены в основном для установки в
магнитных пускателях на токи 60, 100 и 150А и напряжением 380В.
Малогабаритные контакторы переменного тока общепромышленного
применения КМИ на ток нагрузки от 9 до 95 А предназначены для пуска, остановки и реверсирования асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым
ротором на напряжение до 660 В (категория применения АС-3), а также для дистанционного управления цепями освещения, нагревательными цепями и различными малоиндуктивными нагрузками (категория применения АС-1). Все
исполнения на ток нагрузки до 40 А имеют одну группу замыкающих или раз-
17
мыкающих дополнительных контактов. Исполнения на ток нагрузки свыше 40
А - две группы (замыкающая и размыкающая).
Область применения малогабаритных контакторов серии КМИ - управление вентиляторами, насосами, тепловыми завесами, печами, кран-балками,
станками, освещением, в системах автоматического ввода резерва (АВР).
Рисунок 2.1 - Контактор КМИ с катушкой управления постоянным током
Присоединительные контакты специальной овальной формы обеспечивают надежную фиксацию проводников:
для 1 и 2 габарита – с закаленными тарельчатыми шайбами;
для 3 и 4 габарита – с зажимной скобой, позволяющей подсоединить
контакт большего сечения.
Насечки на присоединительных контактах снижают нагрев проводов благодаря надежной фиксации в местах присоединения и увеличению суммарной
площади контакта.
Наличие встроенных дополнительных контактов. Каждый контактор до
32 А комплектуется одним встроенным дополнительным контактом: 1НО или
1НЗ (замыкающий или размыкающий). Контакторы от 40 до 95 А - комплектуются двумя дополнительными контактами: 1 НО + 1НЗ.
18
Рисунок 2.2 - Конструктивные особенности контактора КМИ
В результате применения уникальной технологии производства магнитная система в рабочем положении обеспечивает оптимальный режим эксплуатации (отсутствие шумов и повышенная надежность контактной системы).
Существуют два способа монтажа контакторов:
быстрая установка на DIN-рейку: КМИ от 9А до 32 А (1 и 2 габариты)
– 35 мм; КМИ от 40 А до 95 А (3 и 4 габариты) – 35 и 75 мм;
установка при помощи винтов на монтажную панель или профиль.
Контакторы КМИ в сборе с электротепловым реле в защитной оболочке
являются комплектным устройством, состоящим из малогабаритного контактора КТИ, теплового реле РТИ, оболочки с сальниками и кнопок управления.
Предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к
сети и остановки трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором на напряжение переменного тока до 400 В, а также для защиты электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и
сверхтоков, возникающих при обрыве одной из фаз. При применении контакторов КМИ 10910 + КМИ 23211 используется пластиковая оболочка, контакторов
КМИ 34012 + КМИ 49512 - металлическая оболочка.
19
Рисунок 2.3 - Контактор КМИ с катушкой на переменном токе
Контакторы КМИ – электромагнитные аппараты переменного тока, магнитные системы которых разделены на две части: неподвижную, эластично закрепленную в основании из пластмассы, и подвижную с контактами для коммутации силовой цепи. Управление работой контактора осуществляется с помощью многовитковой катушки, расположенной на среднем стержне неподвижной части Ш-образной магнитной системы.
Под воздействием электромагнитного поля втягивающей катушки, возникающего при протекании через нее тока, происходит смыкание магнитной системы и преодолевается противодействие возвратной пружины и пружин контактных мостиков. Для предотвращения детонации предусмотрены массивные
короткозамкнутые алюминиевые кольца, запрессованные в полюсные наконечники неподвижной части магнитной системы.
20
Рисунок 2.4 - Конструкция контактора КМИ
1 - основание из термостойкой пластмассы; 2 - неподвижная часть магнитной
системы; 3 - подвижная часть магнитной системы; 4 - втягивающая катушка;
5 - контактные зажимы катушки управления; 6 - металлическая платформа
(для номинальных токов свыше 25А); 7 - траверса с подвижными мостиковыми
контактами; 8 - крепежный винт; 9 - возвратная пружина; 10 - алюминиевые
кольца; 11 - неподвижный контакт; 12 - присоединительный зажим
Рисунок 2.5 - Контактор КМИ с электротепловым реле в защитной оболочке
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]