Тема 1. 2. Основы теории электрических аппаратов. Электрическая дуга, способы ее гашения

Содержание программы

 

Коммутация электрической цепи. Законы коммутации. Физические явления в электрическом контакте. Переходное сопротивление контакта. Основные конструкции контактов, параметры контактных конструкций. Процессы замыкания и размыкания контактов. Материалы для контактных соединений. Электрическая дуга, причины ее возникновения. Процессы, происходящие в дуговом промежутке. Условия гашения дуги постоянного и переменного тока.

 

Методические указания

Контактное соединение может выполняться не размыкаемым, коммутирующим и скользящим. В зависимости от конструкции контактного узла, контакты могут быть рычажными, мостиковыми, врубными, розеточными и т.д. К материалам для контактных соединений предъявляется целый ряд требований: высокая электро- и теплопроводность, дугостойкость, устойчивость к коррозии, твердость, механическая прочность, легкость механической обработки. На сегодняшний день нет такого материала, который бы в полной мере удовлетворял всем требованиям. Для выполнения контактов применяют серебро, медь, алюминий, вольфрам, золото и платину. Каждый материал имеет свои достоинства и недостатки.

Процесс коммутации контактного узла электрических аппаратов сопровождается протеканием различного рода сложных процессов. Между контактирующими деталями неизбежно возникает переходное сопротивление, чрезмерное увеличение которого препятствует протеканию тока вконтактом узле. Переходное сопротивление контакта зависит от температуры, состояния контактной поверхности, контакта, свойств материала, используемого для выполнения контакта, а также от усилия сжатия контактных элементов контактного узла.

Размыкание контактного узла сопровождается протеканием дуги. В дуговом промежутке протекают процессы ионизации и деионизации. Чтобы погасить дугу постоянного тока применяют метод принудительной подачи воздуха, электромеханического воздействия на дугу, воздействие газа повышенного давления, а также применяют деионную и дугогасительную решетку. Дуга переменного тока каждые полпериода гаснет сама, необходимо создать такие условия, чтобы она не загорелась вновь. Для этого применяют вакуумное дугогасительное устройство (ВДУ). Возможно гашение дуги в масле, принудительная подача воздуха и др.

 

Литература

[1] стр. 9-25;

[2] стр. 88-95, стр. 123-140;

[3] стр. 56-62.

 

Контрольные вопросы

1. Расскажите, какие вы знаете конструкции контактного узла.

2. Перечислите требования, которые предъявляются к контактным соединениям.

3. Перечислите, какие требования предъявляются к материалам для контактных соединений.

4. Поясните, каким образом возникает переходное сопротивление в контактах и от чего оно зависит.

5. Опишите, какими процессами сопровождается протекание дуги.

6. Перечислите и опишите способы гашения дуги постоянного и переменного тока.

 

 

Тема 1.3 Степень защиты и климатическое исполнение электрических аппаратов

Содержание программы

 

Условные буквенно-цифровые обозначения степени защиты и климатического исполнения ЭА. Категория размещения ЭА.

 

Методические указания

Электрические аппараты должны выбираться с учетом климатических особенностей региона, в котором будет применяться аппарат, а также с учетом технологического процесса, реализуемого в помещении, в котором будет установлен аппарат.

Степень защиты аппарата обозначается двумя буквами и двумя цифрами, например IP00. Первая цифра обозначает степень защиты аппарата от прикосновения и от проникновения твердых тел, а вторая обозначает степень защиты от попадания влаги.

Климатическое исполнение ЭА указывается, как правило, буквенно в маркировке аппарата.

 

Литература

[1] стр. 133-136.

 

Контрольные вопросы

1. Поясните, что такое степень защиты ЭА и каким образом она обозначается

2. Расскажите, как обозначается климатическое исполнение ЭА

 

Раздел 2. Электрические аппараты ручного управления

Содержание программы

 

Назначение, область применения и классификация аппаратов ручного управления (АРУ). Устройство и принцип действия рубильников и кнопок управления; пакетных выключателей и переключателей; универсальных переключателей; ящиков сопротивления, пусковых и регулировочных реостатов; контроллеров и командоконтроллеров.

 

Методические указания

Аппараты ручного управления предназначены для непосредственного управления электродвигателями и другими потребителями электрической энергии постоянного и переменного тока. Они используются для нечастых включений и отключений электрических цепей, реверсирования, переключения схем обмоток, изменения сопротивления при управлении электродвигателями.

К аппарата ручного управления относятся рубильники, кнопки управления, пакетные выключатели и переключатели, ящики сопротивлений, пусковые и регулировочные реостаты; контроллеры и командоконтроллеры.

 

Литература

[1] стр. 25-41;

[3] стр. 84-90.

 

Контрольные вопросы

 

1. Объясните, ля чего предназначены аппараты ручного управления.

2. Назовите классификацию АРУ.

3. Опишите, как устроены АРУ.

4. Вспомните, как устроены контактные узлы АРУ.

 

Практическая работа №1

Изучение конструкции аппаратов ручного управления (АРУ)

 

Методические указания

 

Рубильник – это простейший электрический выключатель с ручным приводом и металлическими ножевыми контактами, входящими в неподвижные пружинящие контакты (гнёзда). Применяется для включения, отключения и переключения нагрузки в электрических цепях с большой силой тока (до 2500 А) и напряжением до 500 В.

Кнопки управления предназначены для подачи оператором управляющего воздействия при управлении различными электромагнитными аппаратами (реле, пускатели, контакторы), а также для коммутирования цепей управления, сигнализации, электрической блокировки и других цепей постоянного и переменного тока при напряжениях соответственно 440 и 660В.

Пакетными выключателями называются выключатели с клиновым контактом, у которых контактные ножи и стойки находятся внутри невысоких изоляционных цилиндров (пакетов), устанавливаемых один над другим

Контроллеры и командоконтроллеры. Наиболее распространенной в крановых электроприводах является система управления с помощью контроллеров, осуществляющих коммутацию цепей электродвигателя, необходимую для пуска, регулирования частоты вращения ротора, торможения и реверсирования его.

 

Литература

[4] стр. 25-41;

[3] стр. 84-90.

 

Контрольные вопросы

 

1. Опишите, как устроены рубильники и для чего предназначены.

2. Опишите, как устроены кнопки управления и для чего предназначены.

3. Опишите, как устроены пакетные выключатели и для чего предназначены.

4. Опишите, как устроены кулачковые контроллеры и для чего предназначены.

 

Раздел 3. Электрические аппараты дистанционного управления

Тема 3.1. Магнитные системы аппаратов постоянного и переменного тока

Содержание программы

 

Магнитные системы, их применение. Поляризованные и электромагнитные системы. Магнитные материалы. Характеристики магнитного поля. Петля гистерезиса. Магнитная цепь с постоянным магнитом. Особенности электромагнитных цепей переменного тока.

Методические указания

Магнитная система является одним из основных элементов электрических устройств и электрических аппаратов. В нее входит источник магнитного поля (катушка с током, возбуждающая магнитное поле, и постоянный магнит) и система магнитопровода из ферромагнитного материала, по которому замыкается магнитный поток.

Магнитная система характеризуется рядом параметров, среди которых магнитодвижущая сила, магнитный поток, магнитная проницаемость, магнитная индукция, напряженность магнитного поля и др.

По сравнению с магнитной проницаемостью воздуха все материалы подразделяются на диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитны.

 

Литература

[1] стр. 41-47

 

Контрольные вопросы

 

1. Охарактеризуйте общее понятие магнитной системы и магнитной цепи.

2. Опишите материалы в соответствии с их магнитной проницаемостью.

3. Поясните основные характеристики магнитных цепей постоянного тока.

4. Опишите особенности магнитных цепей переменного тока.