Тема 3.2 Устройство и принцип действия электромагнитных аппаратов. Технические характеристики и номенклатура электрических аппаратов дистанционного управления

Содержание программы

Основные типы электромагнитных реле постоянного и переменного тока. Поляризованное реле. Реле времени. Их параметры, назначение и принцип действия, устройство. Контакторы и электромагнитные пускатели. Назначение, устройство, параметры. Технические характеристики и номенклатура электрических аппаратов дистанционного управления.

 

Методические указания

 

В схемах автоматического управления электроприводами большое распространение получили различного рода реле, которые представляют собой электрический аппарат, включающий или отключающий электрические цепи управления под воздействием электрических, тепловых, механических или других импульсов. Наибольшее применение имеют электромагнитные реле постоянного и переменного тока. Основными элементами электромагнитного реле являются: магнитопровод, катушка, замыкающие и размыкающие контакты.

Для повышения быстродействия, надежности, срока службы и способности работать в условиях агрессивной и пыльной среды применяются реле с герметизированными магнитоуправляемыми контактами - герконы. Герконы способны коммутировать токи до 5А при напряжении 100В и обеспечивать десятки и сотни миллионов контактосрабатываний.

Электромагнитный пускатель (ЭМП) - это коммутационный аппарат, предназначенный для дистанционного управления (пуск, остановка, реверсирование) и зашиты электродвигателей (ЭД) переменного тока. ЭМП состоит из трехполюсного магнитного контактора, вспомогательных (блокировочных) контактов, а также тепловых реле для защиты ЭД от длительных перегрузок.

 

Литература

[1] стр. 41-70;

[2] стр.208-465.

Контрольные вопросы

1. Перечистите основные типы электромагнитных реле постоянного и переменного тока.

2. Опишите параметры, назначение, принцип действия и устройство электромагнитного реле.

3. Поясните основные достоинства и недостатки герконовых реле.

4. Опишите параметры, назначение, принцип действия и устройство электромагнитных пускателей.

Практическая работа №2

Изучение конструкции аппаратов дистанционного управления

Методические указания

Электромагнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления электродвигателями мощностью до 100 кВт. Они применяются для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя (нереверсивные пускатели); для пуска, останова и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). В исполнении с тепловым реле пускатели также защищают управляемые электродвигатели от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Кроме того, магнитные пускатели обеспечивают защиту от понижения напряжения в питающей силовой сети вследствие отключения главных контактов пускателя при снижении напряжения на 50-60% номинального значения.

 

Литература

[2] стр. 308-336.

 

Контрольные вопросы

1. Расскажите, для чего предназначены ЭМП.

2. Опишите, из каких основных конструктивных деталей состоят ЭМП.

3. Поясните, в чем особенности работы реверсивного ЭМП.

4. Расскажите, какими блокировками и с какой целью снабжен реверсивный ЭМП.

5. Поясните, для чего предназначены короткозамкнутые витки, установленные на сердечнике магнитной системы.

6. Объясните, каким образом происходит защита от вибраций в ЭМП.

 

Лабораторная работа № 1

Исследование электромагнитного и герконового реле

Методические указания

Электромагнитное реле представляет собой прибор, в котором при достижении определенного значения входной величины выходная величина изменяется скачком и предназначено для применения в цепях управления, сигнализации.

Существует много разновидностей реле как по принципу действия, так и по назначению. Бывают реле механические, гидравлические, пневматические, тепловые, акустические, оптические, электрические и др.

По назначению они подразделяются на реле автоматики, реле защиты, исполнительные реле, реле промежуточные, реле связи.

Герконовые реле находят широкое применение в квазиэлектронных АТС для построения блоков коммутационного поля. В герконовых реле контактная система строится посредством герметизированных контактов. Герметизированный контакт (геркон) представляет собой стеклянный баллон диаметром 3... 5 мм и длиной 25... 50 мм, в котором помещают две или три контактные пружины, изготовленные из упругого магнитопроводящего материала.

 

Литература

[4] стр.37-41.

 

Контрольные вопросы

1. Опишите, как устроено электромагнитное реле.

2. Опишите, как устроено герконовое реле.

3. Расскажите, какие вы знаете основные параметры реле.

4. Поясните, каков принцип действия электромагнитного и герконового реле.

 

 

Лабораторная работа №2

Исследование электромагнитного пускателя

Методические указания

При понижении напряжения в сети до 0,5..0,6 U_H0M или перерывах питания якорь включённого ЭМП отпадает и размыкает вспомогательные (блокировочные) контакты, блокирующие кнопку «пуск» и главные контакты в силовой цепи ЭД, который отключается от сети. Для повторного включения ЭД при восстановлении напряжения необходимо нажать пусковую кнопку. Такая схема обеспечивает нулевую защиту.

Реверсивный магнитный пускатель (реверсивная сборка)представляет собой два трёхполюсныхконтактора, укреплённых на общем основании и сблокированных механической или электрической блокировкой, исключающей возможность одновременного включения контакторов.

 

Литература

[4] стр. 49-53.

 

Контрольные вопросы

1. Объясните, каким образом работает схема включения двигателя с нереверсивным пускателем.

2. Объясните, каким образом работает схема включения двигателя с реверсивным пускателем.

3. Расскажите, как определяется коэффициент возврата.

4. Расскажите, как определяется кратность пускового тока.

 

Раздел 4. Электрические аппараты защиты

Содержание программы

Общие сведения об аппаратах защиты. Плавкие предохранители: назначение, устройство, защитная характеристика, номенклатура выпускаемых предохранителей. Тепловое реле: назначение, устройство, принцип действия, технические характеристики. Автоматические выключатели: назначение, устройство, принцип действия, технические характеристики. Реле ток: назначение, устройство, принцип действия, технические характеристики реле тока серии РТ-80. Устройство защитного отключения (УЗО): назначение, устройство, принцип действия, технические характеристики.

 

Методические указания

Аппаратом защиты называется устройство, которое автоматически отключает защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

К аппаратам защиты относятся плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые и токовые реле.

Предохранители – это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение. В большей части конструкций отключение цепи осуществляется расплавлением плавкой вставки, которая нагревается током защищаемой цепи.

Тепловые (биметаллические) реле предназначены для защиты электродвигателей и другого электрооборудования от недопустимого перегрева при длительных перегрузках. Их действие основано на разности линейного удлинения двух пластинок из металлов с различными коэффициентами линейного расширения при нагреве. Механическое усилие, развиваемое пластиной при изгибании, используется для приведения в действие исполнительного элемента реле - контактов.

Автоматические выключатели (АВ) предназначены для проведения тока в нормальных режимах и автоматического отключения защищаемой цепи при коротких замыканиях (КЗ) и перегрузках, а также для оперативных нечастых отключений. Для обеспечения защитных функций АВ снабжаются тепловыми или электромагнитными расцепителями либо комбинированными (тепловыми и электромагнитными).

Устройства защитного отключения (УЗО) или, иначе, устройства дифференциальной защиты, предназначены для защиты людей от поражения электрическим током при неисправностях электрооборудования или при контакте с находящимися под напряжением частями электроустановки, а также для предотвращения возгораний и пожаров, вызванных токами утечки и замыкания на землю. Эти функции не свойственны обычным автоматическим выключателям, реагирующим лишь на перегрузку иликороткое замыкание.

 

 

Литература

[2] стр.500-606;

[3] стр. 187-216.

 

Контрольные вопросы

1. Назовите классификацию аппаратов защиты.

2. Поясните, для чего используется металлургический эффект в предохранителях.

3. Объясните, для чего предназначена биметаллическая пластина в тепловом реле.

4. Опишите, каким образом работает автоматический выключатель в режиме перегрузки и при коротком замыкании.

 

Практическая работа № 3

Изучение конструкции аппаратов защиты

Методические указания

Предохранители могут выполняться разборного и неразборного типов, с наполнителем и без него. В качестве наполнителя как правило выступает кварцевый песок. В предохранителях без наполнителя гашение дуги происходит за счет повышения давления внутри патрона.

Тепловое реле не защищает ЭД от токов короткого замыкания. Недостатком всех тепловых реле является изменение уставки срабатывания в зависимости от окружающей температуры. Тепловые реле защищают ЭД от токов перегрузки.

АВ изготовляются в основном на токи от 6,3 до 6300А и напряжением до 1000В переменного тока и 440В постоянного тока. По числу полюсов АВ выпускаются: одно-, двух-, трех-, четырехполюсными.

 

Литература

[4] стр. 26-29;

 

Контрольные вопросы

1. Опишите, из каких основных конструктивных деталей состоят предохранители.

2. Опишите, из каких основных конструктивных деталей состоят тепловые реле.

3. Объясните, для чего предназначены УЗО.

4. Опишите, из каких основных конструктивных деталей состоят автоматические выключатели.

 

Практическая работа № 4

Расчет параметров и выбор аппаратов защиты

Методические указания

Аппараты защиты (A3) применяются для защиты от токов короткого замыкания и токов перегрузки как электроприёмников (ЭП), так и электрической сети.

Защита от КЗ выполняется обязательно для всех ЭП и электрических сетей.

Защита от перегрузки выполняется для ЭП при продолжительном режиме работы, за исключением случаев, когда такая перегрузка маловероятна (ЭД вентиляторов, насосов и др.).

Для ЭП, работающих в повторно- кратковременном режиме, например, грузоподъемные механизмы, защита от перегрузки не выполняется.

 

Литература

[4] стр.30-33

 

Контрольные вопросы

1. Расскажите, каким образом рассчитываются и выбираются плавкие предохранители.

2. Расскажите, каким образом рассчитываются и выбираются тепловых реле.

3. Расскажите, каким образом рассчитываются и выбираются автоматические выключатели.