Аппарат максимальной токовой защиты

Аппарат максимальной токовой защиты

К аппаратам токовой защиты относятся все устройства защиты, контролирующие ток в цепи. Это предохранители, автоматические выключатели, максимальные и минимальные токовые реле. К аппаратам токовой защиты можно отнести и тепловые реле, которые из-за специфики их работы и широкого распространения могут быть выделены в отдельный класс тепловой защиты.

Аппараты токовой защиты обычно защищают потребителей от перегрузок, неполнофазных режимов, а электрические цепи от коротких замыканий.

Среди аппаратов токовой защиты особое место занимают минимальные реле тока и максимальные реле тока.

Минимальные реле тока предназначены для защиты двигателей от неполнофазных режимов (обрыва фазы статорной обмотки двигателя).

Большие функциональные возможности заложены в максимальном реле тока. Они могут выполнять функции защиты потребителей от больших перегрузок по току (например, для защиты электродвигателей применяют реле РЭ-570Т, ЭТ-522 и др.) и защиту электрических цепей от короткого замыкания на зажимах потребителей и в самой цепи (например, реле РТ-40, РТ-80 и др.).

При нормальной работе потребителя максимальное реле тока не включается. При большой нагрузке или коротком замыкании одно или все реле, включенные в различные фазы питания, сработают и своими размыкающими контактами разорвут цепь управления магнитного пускателя. Основным недостатком максимальных реле тока реле является то, что они не реагируют на обрывы фаз и их нельзя отрегулировать на небольшие перегрузки по току в цепи.

Одним из самых распространенных максимальных реле тока является реле РТ-40. В нем предусмотрено два способа регулировки тока срабатывания Iсрас. изменением предварительного натяжения противоздействующей пружины (в 4 раза) и переключением обмоток (в 2 раза).

Известно девять типоисполнений реле, выпускаемых на номинальные токи от 0,2 до 200 А.

 

Гидроаккумуляторы. Пример использования

Гидроаккумулятор — это сосуд, работающий под давлением, который позволяет накапливать гидравлическую энергию и возвращать её в систему в нужный момент.

-гидроаккумуляторы с механическим накопителем;

-гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем.

-грузовые гидроаккумуляторы;

-пружинные гидроаккумуляторы.

Использование гидроаккумуляторов в быту и промышленности

Наибольшее распространение в быту и промышленности нашли пневмогидроаккумуляторы. Они представляют собой достаточной прочности для заданных давлений емкость (металлическую, композитную и т.п.) с эластичной мембраной/баллоном внутри, служащей для поддержания давления рабочей жидкости в гидравлической системе или системе водоснабжения/отопления. В быту, в большинстве случаев гидроаккумуляторы используются для систем автономного обеспечения водой загородных домов, коттеджных поселков, небольших предприятий.

 

Гидромоторы. Гидродвигатели для возвратно-вращательных движений

Гидромотор (гидравлический мотор) — гидравлический двигатель, предназначенный для сообщения выходному звену вращательного движения на неограниченный угол поворота.

Конструкции гидромоторов аналогичны конструкциям соответствующих насосов.

Поворотный гидродвигатель (неполноповоротный гидромотор, поворотный гидроцилиндр) — гидравлическая машина, предназначенная для преобразования гидравлической энергии в механическую и для сообщения рабочему органу возвратно-вращательного движения на угол, меньший 360°.

Двухпластинчатый поворотный гидродвигатель: фиолетовым цветом показана полость высокого давления, зеленовато-голубоватым — полость низкого давления

Чем больше количество пластин, тем больший момент на валу, но тем меньший угол поворота гидродвигателя, и тем меньшая угловая скорость вращения.

Максимальный угол поворота гидродвигателя зависит от числа пластин следующим образом: для однопластинчатого он составляет порядка 270°, для двухпластинчатого — около 150°, для трёхпластинчатого — до 70° [1]. Гидродвигатели с числом пластин, большим четырёх, изготавливают редко

 

Гидроцилиндры. Способы их торможения

Гидроцилиндры являются объемными гидродвигателями, предназначенными для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию исполнительного механизма. Выходным (подвижным) звеном может быть как шток, так и корпус (гильза) гидроцилиндра

Различают гидроцилиндры поступательного действия: поршневые, плунжерные, телескопические и поворотного действия (моментный). Моментный гидроцилиндр является объемным гидродвигателем с возвратно-поворотным относительно корпуса движением силового органа, которым часто является пластина, заделанная в вал.

Гидроцилиндр поворотного действия крайне редко применяется в гидроприводах самоходных машин, поэтому рассмотрим лишь гидроцилиндры поступательного действия.

Основные способы гидравлического торможения поршня:

1) торможение при помощи кольцевого зазора;

2) торможение при помощи дросселя, встроенного в гидроцилиндр;

3) Торможение при помощи дросселя вне гидроцилиндра;

4) торможение при помощи ряда отверстий;

5) торможение двойным поршнем;

6) торможение при помощи различных устройств на поршне;

7) торможение при помощи уменьшения давления на входе в систему противодавлением.

 

Датчики времени

Реле? вре?мени — реле, предназначенное для создания независимой выдержки времени и обеспечения определённой последовательности работы элементов схемы. Реле времени применяется в случаях, когда необходимо автоматически выполнить какое-то действие не сразу после появления управляющего сигнала, а через установленный промежуток времени.

С электромагнитным замедлением

Реле времени с электромагнитным замедлением применяются только при постоянном токе. Помимо основной обмотки реле этой серии имеют дополнительную короткозамкнутую обмотку, состоящую из медной гильзы. При нарастании основного магнитного потока он создает ток в дополнительной обмотке, который препятствует нарастанию основного магнитного потока. В итоге результирующий магнитный поток увеличивается медленнее, время «трогания» якоря уменьшается, чем обеспечивается выдержка времени при включении. При отключении тока в катушке за счёт индуктивности короткозамкнутого витка магнитный поток в реле какое-то время сохраняется, удерживая якорь.

С пневматическим замедлением

Реле времени с пневматическим замедлением имеет специальное замедляющее устройство — пневматический демпфер, катаракт. Регулировка выдержки осуществляется изменением сечения отверстия для забора воздуха, как правило, с помощью регулировочного винта.

С часовым или анкерным механизмом

Реле времени с анкерным или часовым механизмом работает за счёт пружины, которая заводится под действием электромагнита, и контакты реле срабатывают только после того, как анкерный механизм отсчитает время, выставленное на шкале. Разновидность подобных реле используется в мощных (на токи в сотни и тысячи ампер) автоматических выключателях на напряжение 0,4-10 кВ. Составные части такого реле — механизм замедления и токовая обмотка, взводящая его пружину. Скорость хода механизма зависит от затяжки пружины, то есть от тока в обмотке, по окончании хода механизм вызывает отключение автомата, тем самым выполняя функции тепловой защиты от перегрузок, не нуждаясь при этом в коррекции по температуре окружающего воздуха.

Моторные реле времени

Моторные реле времени предназначены для отсчета времени от 10 с до нескольких часов. Оно состоит из синхронного двигателя, редуктора, электромагнита для сцепления и расцепления двигателя с редуктором, контактов.

Электронные реле времени

До появления недорогих микроконтроллеров, работа электронных реле времени была основана на переходных процессах в разрядном контуре RC или RL. Современные реле времени отрабатывают необходимую задержку времени в соответствии с программой, «зашитой» в микроконтроллер. При этом сам микроконтроллер может тактироваться с помощью встроенного кварцевого резонатора или RC-генератора.

 

Датчики положения

Датчик положения ротора (ДПР) — деталь электродвигателя.

В коллекторных электродвигателях датчиком положения ротора является щёточно-коллекторный узел, он же является и коммутатором тока.

В бесколлекторных электродвигателях датчик положения ротора может быть разных видов:

Магнитоиндукционный (т.е. в качестве датчика используются собственно силовые катушки, но иногда используются дополнительные обмотки)

Магнитоэлектрический (датчики на эффекте Холла)

Оптоэлектрический (на различных оптопарах: светодиод-фотодиод, светодиод-фототранзистор, светодиод-фототиристор).

Сигнал с датчика положения ротора заводится на систему управления двигателем, однако наличие датчика в общем случае не является обязательным. Основные предназначения датчика положения - организация оптимального управления электродвигателем (например, векторное управление), стабилизация скорости вращения ротора, отслеживание положения рабочего органа исходя из количества оборотов приводного электродвигателя.

При наличии в системе управления достаточного производительного микроконтроллера существует возможность математического предсказания положения ротора электродвигателя исходя из измерений токов и напряжений. В этом случае датчик положения не ставится, а управление такого типа называют бездатчиковым.

 

Датчики скорости

Принцип действия датчика скорости основан на эффекте Холла.Датчик выдаёт на контроллер импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колёс.Все датчики 6-ти импульсные,то есть выдают 6 импульсов за один оборот своей оси.Сигнал датчика скорости используется системой управления для определения порогов отключения подачи топлива,а также для электронного ограничения скорости автомобиля (в последних системах управления).

Устанавливать привод спидометра в тех моделях,где он есть, в коробку передач нужно очень аккуратно,при малейшем перекосе сомнутся пластмассовые зубья ведущей шестерни привода спидометра и разборка коробки передач неизбежна.

К сожалению,произвести проверку ДС,без спец. средств не возможно.С помощью БК и штатного спидометра можно лишь контролировать его работу.Не должно быть сильных скачков скорости при движении.Скачки могут быть вызваны как самим неисправным датчиком,так и механизмом его привода.

 

Линейные электродвигатели

Машина представляет собой цилиндрическую линейную синхронную машину. Она состоит из двух частей - статора и слайдера.

Статор состоит из металлического цилиндра, в который влиты все его компоненты - обмотки, подшипники, датчики положения и температуры, а также микроконтроллер с интегрированным электронным шильдиком. Конструкция обеспечивает надежную защиту от повреждений и загрязнений (степень защиты до IP69).

Слайдер представляет из себя прецизионную трубку из нержавеющей стали, в которой находятся постоянные NeFeB магниты.

Электромагнитная Сила развивается в результате взаимодействия поля постоянных магнитов слайдера с полем обмоток статора. Движение слайдера осуществляется благодаря подшипникам скольжения, интегрированным в статор. Между Слайдером и статором нет ни электрических, ни прямых механических связей.

Для получения линейного движения базовая конструкция синхронной машины с постоянными магнитами разрезается вдоль оси и разворачивается в плоскости. При сворачивании якоря вдоль продольной оси получается цилиндрическая машина. Таким образом линейное перемещение осуществляется без использования механического редуктора, что положительно сказывается на динамике, КПД, точности, сроке службы, а также существенно упрощает техническое обслуживание.

Нулевая защита

Нулевая защита действует при исчезновении или резком снижении напряжения питающей сети. В подобных режимах электродвигатель должен отключаться от сети и оставаться в этом состоянии и при восстановлении напряжения. Чтобы его включить, нужно нажать кнопку «Пуск».

Из принципа работы магнитного пускателя ясно, что при исчезновении напряжения или при значительном его снижении (до 50…60% номинального) катушка не будет удерживать магнитную систему и силовые контакты разомкнутся, отсоединив электродвигатель от сети. Одновременно разомкнутся и блок-контакты, вследствие чего магнитный пускатель будет отключен и при восстановлении напряжения.

 

Пуск асинхронных двигателей

При пуске ротор двигателя, преодолевая момент нагрузки и момент инерции.

В зависимости от конструкции ротора (короткозамкнутый или фазный), мощности двигателя, характера нагрузки возможны различные способы пуска: прямой пуск, пуск с использованием дополнительных сопротивлений, пуск при пониженном напряжении и др.

1.Прямой пуск. Пуск двигателя непосредственным включением на напряжение сети обмотки статора называется прямым пуском

2.Пуск двигателей с улучшенными пусковыми свойствами. Улучшение пусковых свойств асинхронных двигателей достигается использованием эффекта вытеснения тока в роторе за счет специальной конструкции беличьей клетки. Эффект вытеснения тока состоит в следующем: потокосцепление и индуктивное сопротивление X2 проводников в пазу ротора тем выше, чем ближе ко дну паза они расположены

3.Пуск переключением обмотки статора.

Если при нормальной работе двигателя фазы статора соединены в треугольник, то, как показано на рис.3.27, при пуске первоначально они соединяются в звезду. Для этого сначала включается выключатель Q, а затем переключатель S ставится в нижнее положение Пуск. В таком положении концы фаз Х, Y, Z соединены между собой, т.е. фазы соединены звездой. При этом напряжение на фазе в v3 раз меньше линейного. В результате линейный ток при пуске в 3 раза меньше, чем при соединении треугольником. При разгоне ротора в конце пуска переключатель S переводится в верхнее положение и, как видно из рис. 3.27, фазы статора пересоединяются в треугольник.

 

Тепловая защита

Тепловые реле применяются для двигателей продолжительного режима работы с целью защиты их от нагрева до опасных температур при длительных перегрузках. Часто тепловые реле объединяют с линейным контактором в один аппарат – магнитный пускатель.

Действие теплового реле основано на изгибании биметаллической пластинки при ее нагревании. Биметалл – это наложенные друг на друга и сваренные между собой две полоски из металлов с разными коэффициентами линейного расширения, т. е. при нагреве удлиняющиеся неодинаково. В тепловом реле ток защищаемого двигателя пропускается либо через специальный нагревательный элемент, либо непосредственно через биметаллическую пластинку, а иногда и комбинированно, т. е. через нагревательный элемент и биметаллическую пластинку. Нагреваясь за счет выделенного током тепла, пластинка изгибается и при определенном значении тока приводит в действие контакт реле. Очевидно, что чем больше ток, тем больше и быстрее изогнется пластинка, тем быстрее срабатывает тепловое реле.

Тепловое реле обычно используется и для защиты двигателя от работы на двух фазах. Поэтому применяют обычно два одноэлементных тепловых реле или одно двухэлементное. Нагревательные элементы реле включаются в две фазы цепи статора после контактов контактора или пускателя, а размыкающие контакты реле – последовательно в цепь катушки. Для крупных двигателей, когда нагреватели не могут быть установлены непосредственно в цепь статора, их включают через трансформаторы тока.

Тепловое реле может надежно защищать двигатель лишь в том случае, когда условия нагревания и охлаждения реле подобны условиям нагревания и охлаждения двигателя. Однако достигнуть этого подобия практически трудно, а для двигателей, работающих с частыми пусками, даже и невозможно. Поэтому тепловую защиту имеет смысл применять только для двигателей, работающих в длительном режиме, и хотя тепловые реле устанавливаются на некоторых стандартных станциях управления двигателями повторно-кратковременного режима работы, от перегрева они эти двигатели не защищают.

 

Аппарат максимальной токовой защиты

К аппаратам токовой защиты относятся все устройства защиты, контролирующие ток в цепи. Это предохранители, автоматические выключатели, максимальные и минимальные токовые реле. К аппаратам токовой защиты можно отнести и тепловые реле, которые из-за специфики их работы и широкого распространения могут быть выделены в отдельный класс тепловой защиты.

Аппараты токовой защиты обычно защищают потребителей от перегрузок, неполнофазных режимов, а электрические цепи от коротких замыканий.

Среди аппаратов токовой защиты особое место занимают минимальные реле тока и максимальные реле тока.

Минимальные реле тока предназначены для защиты двигателей от неполнофазных режимов (обрыва фазы статорной обмотки двигателя).

Большие функциональные возможности заложены в максимальном реле тока. Они могут выполнять функции защиты потребителей от больших перегрузок по току (например, для защиты электродвигателей применяют реле РЭ-570Т, ЭТ-522 и др.) и защиту электрических цепей от короткого замыкания на зажимах потребителей и в самой цепи (например, реле РТ-40, РТ-80 и др.).

При нормальной работе потребителя максимальное реле тока не включается. При большой нагрузке или коротком замыкании одно или все реле, включенные в различные фазы питания, сработают и своими размыкающими контактами разорвут цепь управления магнитного пускателя. Основным недостатком максимальных реле тока реле является то, что они не реагируют на обрывы фаз и их нельзя отрегулировать на небольшие перегрузки по току в цепи.

Одним из самых распространенных максимальных реле тока является реле РТ-40. В нем предусмотрено два способа регулировки тока срабатывания Iсрас. изменением предварительного натяжения противоздействующей пружины (в 4 раза) и переключением обмоток (в 2 раза).

Известно девять типоисполнений реле, выпускаемых на номинальные токи от 0,2 до 200 А.

 

Гидроаккумуляторы. Пример использования

Гидроаккумулятор — это сосуд, работающий под давлением, который позволяет накапливать гидравлическую энергию и возвращать её в систему в нужный момент.

-гидроаккумуляторы с механическим накопителем;

-гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем.

-грузовые гидроаккумуляторы;

-пружинные гидроаккумуляторы.

Использование гидроаккумуляторов в быту и промышленности

Наибольшее распространение в быту и промышленности нашли пневмогидроаккумуляторы. Они представляют собой достаточной прочности для заданных давлений емкость (металлическую, композитную и т.п.) с эластичной мембраной/баллоном внутри, служащей для поддержания давления рабочей жидкости в гидравлической системе или системе водоснабжения/отопления. В быту, в большинстве случаев гидроаккумуляторы используются для систем автономного обеспечения водой загородных домов, коттеджных поселков, небольших предприятий.