102

В.К. Мороз, А.В. Мороз

Электрические аппараты и устройства

учебник

Минск, 2012

Содержание

Введение

Классификация электрических аппаратов…….

Теория электрических аппаратов

Глава первая. Электродинамические сила…………………..

1. Электродинамическая устойчивость……….

2. Расчет электродинамических усилий……………..

3. Эду при переменном токе

4. Пример расчета электродинамических сил……………

Глава вторая. Нагрев электрических аппаратов……………….

2.1. Общие сведения………………………………..

2.1. Потери энергии в токоведущих частях…………………..

2.3. Способы передачи тепла……………………..

2.4. Режимы нагрева…………………………..

2.5. Расчет термической стойкости аппаратов на низком напряжении…………..

2.6. Расчет термической стойкости аппаратов в цепях с генераторами………..

2.7. Пример теплового расчета элементов аппарата…………………

Глава третья. Электрические контакты…………………

3.1. Основные сведения…………………………

3.2. Нагрев контактов…………………

3.3. Режимы работы контактов………………..

3.4. Материалы контактов…………………

Глава четвертая. Электрическая дуга……………………..

4.1. Общие сведения……………………………

4.2. Дуга постоянного тока………………….

4.3. Дуга Переменного тока………………………..

4.4. Принцип действия дугогасительных устройств аппаратов……………

Глава пятая. Электромагнитные механизмы…………………….

5.1. Магнитные цепи и электромагниты………………

5.2. Расчет магнитных цепей при постоянном токе (без учета рассеяния)…….

5.3. Магнитная цепь при переменном токе………………………….

5.4. Расчет обмоток электромагнитов……………………

5.5. Зависимость тяговой характеристики от формы рабочего зазора и конфигурации магнитной цепи…………

5.6. Сравнение тяговых характеристик электромагнитов постоянного и переменного тока……………………………………..

5.7. Трехфазные электромагниты…………….

5.8. Время срабатывания электромагнитов…………….

5.9. Постоянные магниты……………….

5.10. Механизмы электрических аппаратов………………..

Глава шестая. Электромагнитные усилители (МУ)………………..

6.1. Общие сведения…………………..

6.2. Принцип действия дроссельного усилителя……………………..

6.3. Параметры МУ…………………………………

6.4. Усилитель с самонасыщением

6.5. Типы МУС……………………

Глава седьмая. Изоляция электрических аппаратов……………………

Глава восьмая. Надежность электрических аппаратов…………….

8.1. Количественные критерии надежности………….

8.2. Расчет надежности аппаратов…………….

8.3. Мероприятия по повышению надежности…………………

Часть вторая…………………….

Аппараты низкого напряжения.

Глав девятая. Рубильники и переключатели…………………

9.1. Рубильники………………………

9.2. Пакетные выключатели и переключатели……………..

Глава десятая.

10.1. Нагрев плавкой вставки при перегрузках……………….

10.2. Нагрев плавкой вставки при КЗ………….

10.3. Конструкции предохранителей……………..

10.4. Выбор предохранителей………………………

Глава одиннадцатая. Автоматические воздушные выключатели………………

11.1. Требования к автоматам……………………

11.2. Основные параметры…………………

11.3. Токоведущая цепь……………………………….

11.4. Дугогасительная система………………..

11.5. Приводы и механизмы включения…………………

11.6. Ращепители автоматов………………..

11.7. Основные серии автоматов…………………..

Часть третья

Аппараты управления

Глава двенадцатая. Контроллеры………………….

12.1. Контроллеры……………………….

12.2. Командоаппараты……………………

12.3. Резисторы и реостаты…………………

Глава тринадцатая. Контакторы………………….

13.1. Общие сведения…………………….

13.2. Контакторы постоянного тока………………

13.3. Контакторы переменного тока……………..

13.4. Высокочастотные контакторы……………………

13.5. Электромагнитный механизм…………….

13.6. Магнитные пускатели……………………

Глава четырнадцатая. Контактные реле управления……………..

14.1. Основные характеристики реле……………………..

14.2. Электромагнитные реле…………………

14.3. Тепловые реле…………………

14.4. Реле времени…………………

14.5. Поляризованные реле……………

14.6. Герметические контакты (геркони)………………….

Глава пятнадцатая. Бесконтактные электрические аппараты………………..

15.1. Требования…………………..

15.2. Реле на магнитных усилителях (БМР)………………….

15.3. Полупроводниковые реле……………….

Глава шестнадцатая. Муфты.

16.1. Муфты с электрическим управлением.

16.2. Индукционные………………

16.3. Электростатические муфты……………….

16.4. Электромагнитные муфты. Фрикционные.

16.5. Ферропорошковые мыфты.

16.6. Гистерезисные муфты.

Введение.

Классификация электрических аппаратов

Электрический аппарат – это электротехническое устройство, которое служит для управления, электрическими и неэлектрическими объектами, а также для их защиты при ненормальных режимах работы. В понятие электрические аппараты входят бытовые и промышленные устройства.

Классификация электрических аппаратов проводится по следующим признакам: назначению, принципу работы, роду тока, исполнению защиты от воздействия окружающей среды.

В зависимости от назначения аппараты делятся на несколько групп:

1. Коммутационные аппараты распределительных устройств. Служат для включения и отключения электрических цепей. Это – рубильники, пакетные выключатели, выключатели нагрузки, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, короткозамыкатели, автоматические выключатели, предохранители. Характерным для этой группы является относительно редкие включения и отключения.

2. Ограничивающие аппараты. Предназначены для ограничения Т.К.З. (реакторы) и перенапряжении (разрядники).

3. Пускорегулирующие аппараты. Предназначены для пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин. К этой группе относятся – контроллеры, командоконтроллеры, контакторы, пускатели, резисторы, реостаты. Для них характерно частые включения и отключения. Например в современных приводах число включений в час достигает 1500.

4. Контролирующие аппараты. Служат для контроля заданных электрических и неэлектрических параметров. Эту группу составляют реле и датчики. Реле обеспечивает изменение выходного сигнала скачком при плавном изменении входной величины. Датчик преобразует непрерывное изменение входной величины в непрерывное изменение выходной электрической величины.

5. Аппараты для изоляции и измерений. Служат для изолирования цепей первичной коммутации от измерительных цепей, приборов и защит. Преобразуют первичную величину до стандартного значения, удобного для измерений. Это – трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, делители.

6. Регулирующие аппараты. Регулируют заданный параметр по наперед заданному закону; например, поддерживают на неизменном уровне ток, напряжение, температуру, частоту вращения. Принцип действия регуляторов изучается в курсе автоматики.

По принципу работы аппараты бывают контактные и бесконтактные. Первые имеют контакты и воздействуют на цепи замыканием или размыканием контактов.

Бесконтактные управляют электрической цепью путем изменения своих электрических параметров: сопротивления, индуктивности, ёмкости.

Аппараты могут быть автоматические и неавтоматические. Автоматические приходят в действие от режима работы машины или цепи. Неавтоматические – это аппараты, действие которых зависит только от оператора, вручную.

Аппараты различают (по признакам):

1. По номинальному напряжению: аппараты низкого напряжения U_Н ≤ 1000 В и высокого напряжения U_Н > 1000 В.

2. По роду тока – постоянного тока , переменного промышленной частоты, ~ повышенной частоты.

3. По роду защиты от воздействия окружающей среды – в исполнениях: открытом, защищённом, брызгозащищенном, герметическом, взрывобезопасном, тропическом.

4. По способу действия – электромагнитные, магнитно-электрические, индукционные, тепловые.

Требования предъявляемые к электрическим аппаратам

К каждому электрическому аппарату предъявляются определенные требования.

Но существуют общие требования для всех аппаратов, которым должны они удовлетворять:

1. При протекании рабочего тока токоведущие части выделяют тепло и аппарат нагревается. При номинальном режиме температура не должна превосходить установленных величин для данного аппарата.

2. При токах перегрузки и токах короткого замыкания токоведущая цепь аппарата подвергается значительным нагрузкам (термическим и динамическим), вызываемым большим током. Аппараты должны выдерживать эти воздействия без остаточных явлений, деформаций, препятствующих его дальнейшей работе.

3. Электрическая изоляция аппаратов должна обеспечить надежную работу при возможных перенапряжениях.

4. Контакты аппаратов должны включать и отключать токи рабочих режимов и иметь при этом высокую износоустойчивость.

5. Усложнение схем автоматики, требует повышения надежности аппаратов.

6. Все аппараты должны по возможности иметь малую массу, габариты, стоимость, быть простыми по устройству, удобными в эксплуатации, технологичными в производстве.

Часть первая

Теория электрических аппаратов

Глава первая

Электродинамические силы