Автоматичний вимикач (автомат)

Загальні відомості

Автоматом називається апарат, який призначений для нечастих комутацій (замикань та розмикань) електричних ланцюгів і тривалого проходження по контактній системі струму, а також для автоматичного відключення ланцюгів при виникненні в них ненормальних режимів роботи.

Незалежно від типу (конструктивного оформлення), призначення і швидкодії автомати складаються із слідуючих основних частин: контактної та дугогасної систем, механізму вільного розчіплювання, розчіплювачів і ручного привода вмикання (вимикання).

Контактнасистема (електричні контакти) автомата повинна тривалий час знаходитись під струмом і бути здатною відімкнути струм перевантаження чи короткого замикання.

Дугогасильнасистема (дугогасні камери) забезпечує гасіння електричної дуги в обмеженому об`ємі при розмиканні контактів.

Механізм вільного розчіплювання призначається для виключення можливості утримувати силові контакти автомати у ввімкнутому положенні рукояткою (силою руки чи пальців) при ненормальному режимі роботи в захисному ланцюгу.

Механізм вільного розчіплювання являє собою систему шарнірно зв`язаних важелів, які з`єднають привід вмикання з системою рухомих контактів.

 

 

Рис. 6. Триполюсний автомат типу АП50-2М3Т0

1 – затискач для приєднання до мережі;

2 – нерухомий та рухомий контакти;

3 – основа блок-контактів;

4 – струмовий відсік нульової послідовності;

5,6 – кнопки «Увімкнення»/ «Вимкнення»;

7 – затискач ланцюга нульового приводу;

8 – затискач для приєднання до електроприймача;

9 – електромагнітний розчіплював;

10 – основа корпуса.

 

Розчіплювачі – елементи, які контролюють заданий параметр (струм, напругу) ланцюга і діють через механізм вільного розчеплення на відмикання автомата при порушенні заданого параметра. В автоматах сільськогосподарського призначення отримали широке розповсюдження такі розчіплювачі: струмові максимальні миттєвої дії, напруги – мінімальні; для зворотного струму, які спрацьовують при зміні напрямку струму; теплові, які працюють в залежності від величини струму і часу його проходження.

На рис.6 показаний загальний вигляд триполюсного автомата типу АП-50-2М3ТО.

Тип і серія вимикача визначається із умовного позначення, яке вказано на його кришці.

Розшифровка позначення:

АП – автоматичний перемикач;

50 – номінальний струм контактної системи, А;

2М – в двох фазах установлені струмові максимальні розчіплювачі;

3Т – в трьох фазах установлені теплові розчіплювачі;

0 – електромагнітні розчіплювачі максимального струму нульової послідовності (струмовий відсік).

В автоматах АП-50 можуть бути установлені електромагнітні і теплові розчіплювачі на номінальні струми 1,6; 2,5; 4; 10; 16; 40; 50 А.

Роботу і будову автомата розглянемо на прикладі рис.7.

 

Рис.7 Автоматичний вимикач типу АП-50

 

У колі, яким керує автоматичний вимикач, при появі короткого замикання (к.з.) по обмотці 8 піде струм, достатній для миттєвого спрацювання електромагнітного розчіплювача. У цьому випадку якір 10 внаслідок електромагнітної сили ударить по рейці 12, а рейка в свою чергу із силою діятиме на траверзу механізму рухомого контакту 5 і розімкне його від нерухомого контакту 3.

Якщо немає к.з., але є порівняно тривале (кілька секунд) струмове перевантаження, хоча й недостатнє для спрацювання електромагнітного розчіплювача, контакти 5 і 3 будуть розімкнені електротепловим розчіплювачем. Це відбувається так. Біметалева пластина 13 (рис.7,б), вигинаючись, діє на рейку 12 із силою, а рейка передає зусилля траверсі механізму рухомого контакту 5. Одночасно з розмиканням контактів 5 і 3 автоматично вискакує кнопка 6 «Увімк.».

Усунувши к.з. чи струмове перевантаження в колі, електроустановку можна ввімкнути, натискаючи на кнопку 6. Для вимикання кола вручну натискають на кнопку «Вимк.».

При виборі автомата спочатку розраховують номінальну силу струму кола, потім перевіряють, щоб граничне значення сили струму спрацювання теплового розчіплювача було більше від номінального значення сили струму кола (І_тр.=1,25І_ном.).

Якщо вимикач використовують для керування електричним двигуном, то струм спрацювання електромагнітного розчіплювача має бути не менше 125% пускового струму двигуна (І_пуск. = (6…8)·І_ном).

Контрольні питання

1. Призначення, будова та принцип роботи автоматичного вимикача.
2. Призначення, будова та принцип роботи електромагнітного пускача.
3. Схема роботи нереверсивного пускача.
4. В яких випадках доцільно використовувати автоматичний вимикач, а в яких магнітний пускач?
5. Елементи захисту в автоматичних вимикачах і магнітних пускачах та їх робота.
6. Перерахувати і дати характеристику матеріали, з яких виготовлені основні частини магнітного пускача та автоматичного вимикача.
7. З дозволу викладача випробувати роботу схеми при керуванні нереверсивним магнітним пускачем.

 

ФОРМА ЗВІТУ

1. Мета лабораторної роботи.

2. Записати паспортні дані магнітного пускача та автоматичного вимикача (розкрити значення кожної літери і цифри).

3. Розкрити призначення, характеристику і склад елементів, які входять в основні частини магнітного пускача та автоматичного вимикача.

 

№ п/п	Назва основної частини	Назва елементу	Призначення, характерис-тика і склад елементу
	Контактор	Магнітопровід	Приводить в дію важільну систему з контактами. Складається: магнітопровід, котушка. Магнітопровід складається: нерухома частина – осердя, та рухома – якір.
	Теплове реле	Нагрівальний елемент, біметалеві пластини, пружина, рухомий і нерухомий контакти.	Реле захищає від поступового збільшення напруги. При нагріванні пластина відгинає важіль і тим самим розмикає контакти.
	і т.д.	…	…

 

4. Перерахувати магнітні, провідникові та ізоляційні матеріали, з яких виготовлені елементи та деталі магнітного пускача і автомата.

5. Накреслити електричну схему керування асинхронним двигуном з короткозамкненим ротором за допомогою магнітного пускача, для чого схему керування взяти з рис.5.

6. По узгодженим характеристикам магнітного пускача асинхронного двигуна серії 4АМ і мережі вибрати необхідний магнітний пускач (двигун) та зібрати схему його керування.

 

Список літератури

1. Марченко О.С. та ін. Несправності силового електрообладнання: навч. посібник для вузів факультетів електрифікації та автоматиз. – Київ, «Урожай» – 295с.

2. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы: Учебник для вузов. – Л. Энергоатомиздат. 1985.

3. Прищеп Л.Т. Учебник сельского электрика. М., «Колос», 1973.

Лабораторна робота №5