Автоматы электрические: как правильно выбрать автоматический выключатель тока

как правильно выбрать автоматический выключатель тока

Автоматы электрические выполняют функцию защиты проводки от перегрузок, замыканий, аварий, которые могут возникнуть при скачках напряжения. Чтобы не случилась чрезвычайная ситуация, необходимо в квартирах, частных домах, гаражах, дачах и хозяйственных постройках устанавливать электрические автоматические выключатели. Когда случаются перегрузки или скачки, то прибор реагирует и работает неодинаково. В той или иной ситуации происходит срабатывание отдельных частей устройства, в то время как другие части продолжают работать, обеспечивая безопасность жилища.

Принцип работы защитного автомата

Выключатель имеет компактные, небольшие размеры, устройство помещено в пластмассу из термостойких материалов. На одной стороне —лицевой — установлена рукоятка, позволяющая включать и выключать прибор, на другой — сзади — фиксатор-защелка, который крепится на специальную DIN-рейку. Снизу и сверху расположены винтовые клеммы.

Принцип работы выключателей зависит от состояния сети и протекания тока по проводке. Когда прибор электрического выключателя находится в нормальном режиме, то через автомат проходит ток, показатели которого могут быть равны или меньше установленного номинального значения. Напряжение от внешней сети идет на верхнюю клемму с неподвижным контактом. Отсюда ток поступает на замкнутый подвижный контакт, а далее переходит на катушку соленоида, которая является гибким медным проводником. Уже отсюда ток идет на тепловой расцепитель, с которого поступает на нижнюю клемму. Именно она подключена к сети.

Таблица номиналов автоматов по току

Штатный ток, который проходит по проводке, может быть больше или меньше установленных значений. На их основании составлена классификация времятоковых характеристик для расцепителей в устройствах. Каждый вид в государственном стандарте отмечен латинской буквой, а допустимое превышение следует искать по формуле коэффициента — k=I/In.

В таблице 1 указаны нормы каждого типа времятоковых показателей.

Таблица 1

Тип время тока	Значение
А	Допустимое троекратное превышение, которое является максимальным
В	От 3 до 5
С	Превышение больше штатного возможно в 5-10 раз
D	Превышение возможно в 10-20 раз
К	От 8 до 14
Z	Превышение разрешено в пределах 2-4 раз больше нормы

В таблице 2 приведены времятоковые характеристики приборов автоматического выключения тока.

Таблица 2

Тип	Характеристика	Виды цепей
А	Защита на отрезке АВ активируется, когда коэффициент будет равен 1,3. Отключение тока происходит в течение 60 мин. Если ток будет и дальше увеличиваться, то время отключения сокращается ровно в два раза. Электромагнитная защита со скоростью 0,05 сек. сработает, если номинал превысит в 2 раза.	Не подвержены кратковременным перегрузкам, применяются в промышленных масштабах, а не быту.
В	Штатный номинал может быть превышен в 3-5 раз. Активация соленоида происходит, если перегрузка возрастет в 5 раз. Тогда обесточивание произойдет в течение 0,015 сек. Термоэлемент отключится в течение 4 сек. уже при троекратном превышении.	Характерны для цепей без высоких пусковых токов.
С	Перегрузка происходит чаще, чем при других видах, допустимые показатели выше нормы — в 5 раз. Как только произойдет превышение штатного режима, автоматически отключиться термоэлемент.	В бытовых сетях, где часто присутствует нагрузка разного типа.
D	Превышение штатной нормы происходит в 10 раз, после чего отключается термоэлемент, и в 20 раз — для соленоида.	Используется для того, чтобы защитить пусковые устройства, по которым проходит высокий ток.
К	Отключение соленоида произойдет, если ток превысит показатели в 8 раз.	Такие приборы надо ставить на цепи, имеющие индуктивную нагрузку.
Z	Характерно небольшое превышение — от 2 до 4 раз.	Используется, чтобы подключать электронные приборы.
MA	Термоэлемент не применяется, чтобы отключить нагрузку.	Устанавливается на устройствах с электрическими двигателями.

Подбор автоматического выключателя по мощности

Одним из главных показателей, по которому осуществляется выбор автоматического выключателя, является мощность нагрузки. Это позволяет рассчитать нужное значение тока для устройства, его защиты от перепадов напряжения. Расчет проводится по номинальному току, поэтому рекомендуется выбирать по мощности отдельных участков. Во внимание стоит принимать меньшие или номинальные показатели расчетных токов. Допустимый ток электропроводки будет больше, чем номинальная мощность выключателя.

Необходимо учитывать и такой показатель, как времятоковая характеристика устройства. Основным параметром для определения номинального показателя мощности является сечение провода. Допустимое значение тока, которое указывается на автоматическом выключателе, должно быть немного меньше, чем максимальный ток для сечения провода. Выбирают устройство по наименьшему сечению провода, который проложен в проводке.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке

Если автомат не будет соответствовать сетевой мощности и нагрузке, тогда он не будет защищать проводку от того, что сила тока и напряжение резко возрастет или упадет.

Сечение кабеля для сетевой нагрузки должно точно соответствовать мощности аппарата. Если мощность по разным участкам будет по сумме больше, чем номинальная величина, то станет увеличиваться температура. Из-за этого может произойти плавление изоляционного слоя кабеля. В результате чего начнется возгорание электрической проводки. Также, если сечение кабеля не будет отвечать нагрузке, то будут наблюдаться следующие явления:

• Задымление.
• Запах горелой изоляции.
• Возникает пламя.
• Выключатель не будет отключаться от сети, поскольку номинальные показатели тока по проводке не будут превышать допустимые нормы.

Процесс плавления изоляционного слоя через время спровоцирует короткое замыкание. Далее произойдет отключение автоматического выключателя, огонь способен в это время охватить весь дом.

Защита слабого звена электроцепи

Правила устройства электроустановок гласят, что выключатель для электрической сети обязан максимально защитить самый слабый участок или же содержать такой номинал тока, который будет полностью соответствовать параметру установок, которые включены в сеть. Чтобы подключить провода к сети, необходимо, чтобы их поперечные сечения имели суммарную мощность всех подключенных аппаратов.

Соблюдение подобных правил способно защитить квартиру или дом от возникновения аварии из-за слабого участка электропроводки. Игнорировать описанные требования нельзя, поскольку владелец жилья способен потерять не только прибор автоматического выключения тока, но и квартиру.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

Данный параметр можно рассчитать по следующей формуле: I=P/U, где:

• I — показатель/величина номинального тока.
• Р — суммарная мощность всех установок, которые включены в цепь. В расчет берутся лампочки и другие устройства, потребляющие электричество.
• U — напряжение тока в сети.

Для расчета номинала можно использовать таблицу 3:

Вид подключения	Однофазное в киловаттах	Трехфазное (треугольник) в киловаттах	Трехфазное (звезда) в киловаттах
U, B Автоматическое, в амперах	220	380	220
1 Ампер	0,2	1,1	0,7
2	0,4	2,3	1,3
3	0,7	3,4	2
6	1,3	6,8	4
10	2,2	11,4	6,6
16	3,5	18,2	10,6
20	4,4	22,8	13,2
25	5,5	28,5	16,5
32	7,0	36,5	21,1
40	8,8	45,6	26,4
50	11	57	33
63	13,9	71,8	41,6

Используя таблицу 3, можно легко рассчитать, сколько киловатт нагрузки способен выдержать конкретный вид номинального тока. Выбирать надо четко по указанным значениям, чтобы напряжение и вид подключения точно совпадали и соответствовали друг другу. Это поможет избежать превышения нагрузки и возможных аварий.

Недопустимые ошибки при покупке

Покупка автоматического выключателя не проводится каждый день. Поэтому к выбору устройства надо отнестись внимательно, чтобы не устроить дома пожар, замыкание проводки. Во время покупки нельзя допускать следующие виды ошибок:

• Правильно выбрать автомат по мощности электрической проводки в многоквартирном или частном доме. Многие потребители делают совсем все наоборот — ориентируются на мощность эксплуатируемых электроприборов. Это неправильно, поскольку электропроводка может не выдержать, начать плавиться.
• Расчет номинала АВ по номинальному току надо делать по средним показателям. Так проводка точно выдержит нагрузку тока.
• Для дачи или гаража номинал АВ должен быть мощнее, поскольку используемая техника в таких местах имеют большую мощность, чем в квартире.
• Устройства надо покупать только у проверенных производителей, чтобы все технические характеристики были точными и качественными, не угрожали безопасности жилья и жильцов.
• Приобретать автоматические выключатели надо только в специализированных магазинах, не пользоваться услугами посредников. Это исключает риск приобретения подделок и некачественной продукции.

Покупка автоматов электрических — не очень сложная задача. Следует придерживаться вышеперечисленных рекомендаций, чтобы избежать ошибок в выборе такого устройства для дома. Рекомендуется приобретать автоматический выключатель с человеком, который разбирается в электричестве, специальной технике, видах сечения, мощности устройства, напряжениях тока в сети и фазах.

в чем разница между “автоматом” и УЗО

Защитные устройства, применяемые в электрической сети дома, предназначены для защиты проводки от возможных неисправностей. А значит – и для предохранения человека от поражения электрическим током. Распространенных устройств два – УЗО и  автомат . Рассмотрим, какими они бывают и в чем между ними разница.

На фото:

Дифференциальный автомат. Он представляет собой симбиоз автомата и УЗО, смонтированных в одном корпусе. Выгода от его приобретения состоит лишь в том, что упрощаются процессы монтажа и подключения, а также незначительно экономится место внутри распределительного щитка. Во всем остальном дифференциальный автомат не имеет никаких преимуществ перед комбинацией автоматического выключателя и УЗО как отдельных устройств.

На фото: блок дифференциальной защиты от фабрики Siemens.

Автоматический выключатель (в просторечии – «автомат») и устройство защитного отключения (УЗО) – два наиболее распространенных типа указанных устройств. В чем между ними разница и и какими бывают «автоматы» и УЗО.

Автоматический выключатель

Контролирует силу тока в цепи. Его задача – не допустить возникновения так называемых сверхтоков, сила которых превышает значение, максимально допустимое для данной проводки.

На практике такая ситуация может произойти при подключении слишком высокой нагрузки (большого количества мощных электроприборов) или вследствие короткого замыкания (соприкосновения фазового и нулевого проводов – в большинстве случаев это происходит из-за нарушения изоляции).

Сила тока в контролируемой автоматом цепи увеличивается, и, когда она доходит до критического значения, устройство мгновенно обесточивает проблемный участок сети.

Разновидности автоматических выключателей:

Автоматический выключатель срабатывает под действием имеющихся в нем расцепителей. Данные устройства бывают двух видов: тепловые и электромагнитные.

На фото: автоматический выключатель ВА63 от фабрики Schneider Electric.

• Тепловые расцепители состоят из биметаллической пластины, способной нагреваться и менять форму под воздействием протекающего по ней электрического тока. Как только его сила достигает определенного значения (порога срабатывания автомата), пластина высвобождает специальную пружину и силовые контакты устройства расцепляются.
• Электромагнитные расцепители срабатывают и выглядят примерно так же. Разница лишь в том, что в этом приспособлении используется индуктивная катушка с магнитным сердечником.

Когда сила тока в цепи достигает порога срабатывания, сердечник приходит в движение под воздействием электромагнитного поля катушки. При этом высвобождается пружина, размыкающая силовые контакты.

Каждый из этих расцепителей обладает собственным запасом надежности, и даже профессионалу сложно судить о том, какой из них лучше справляется с возложенной на него задачей. Поэтому в современных автоматических выключателях применяются сразу оба описанных устройства, работающих параллельно и отлично дополняющих друг друга.

 

Устройство защитного отключения (УЗО)

контролирует наличие тока утечки (называемого также разностным или дифференциальным). Последний чаще всего появляется из-за нарушения изоляции фазового провода. В результате под напряжением оказываются внешние, нетоковедущие части электроприбора – это называется утечкой тока на корпус. Прикоснувшись к ним либо по неосмотрительности взяв в руки оголенный фазовый провод, человек подвергает свою жизнь и здоровье большой опасности. И здесь на выручку приходит УЗО, которое мгновенно обесточивает подконтрольный участок сети.

На фото:

Принцип действия УЗО. Основан на постоянном контроле силы тока в подающем (фазовом) и обратном (нулевом рабочем) проводниках, которые идут, соответственно, к электроприбору и от него. При нормальных условиях сила тока в них будет примерно одинаковой – разумеется, ее значение берется по модулю, без учета математических знаков «плюс» и «минус». Замыкание одного из проводов на корпус прибора или тело человека вызывает нарушение этого баланса, то есть сила тока в фазовом проводе значительно отличается от таковой в нулевом проводнике. Зафиксировав эту разницу, УЗО приводит в действие механизм расцепителя и прекращает подачу напряжения на аварийный участок сети. В данном случае порог срабатывания устройства – это значение силы дифференциального тока, при котором происходит отключение электроэнергии. Проще говоря, это максимально допустимая разница между силой тока в фазовом и нулевом рабочем проводах. Так, например, аппарат, рассчитанный на 30 мА, сработает именно при таком значении возникшего тока утечки.

УЗО+«автомат» Следует отметить, что УЗО, так же как и остальные электроприборы в доме, должно находиться под защитой автомата. Последний не допустит воздействия токов большой силы (токов короткого замыкания) на силовые контакты УЗО, сохраняя тем самым его работоспособность. Поэтому УЗО всегда устанавливается строго после автоматического выключателя.

 

Монтаж и подключение

автоматического выключателя и УЗО производятся по одинаковой схеме. Специальная защелка на корпусе устройства позволяет прочно закрепить его на предназначенной для этого DIN-рейке внутри распределительного щитка.

Никаких дополнительных инструментов и приспособлений не требуется. Провода подсоединяют при помощи стандартного винтового зажима. Оголенный провод вставляют между шляпкой винта и фиксирующей шайбой (для этого в пластиковом корпусе устройства предсумотрены прорези), после чего винт затягивают обычной отверткой.

 

 

На фото:

Так выглядит ДИН-рейка для монтажа УЗО

---

В статье использованы изображения moeller.net, siemens.com, schneider-electric.com, doepke.de, abb.com, eaton.com

---

Устройство и принцип работы УЗО

Автоматы защиты в электрических цепях представляют собой устройства, автоматически выключающие электропитание путём размыкания контактов. Контакты размыкаются при коротком замыкании, превышении токовой нагрузки сверх расчётной и при появлении ненормированных токов утечки в сети. Автоматы защиты служат также в качестве выключателя для ручного размыкания сети.
В свою очередь, автоматы защиты делятся на следующие группы:

В последнее время появились также комбинированные приборы, совмещающие автомат защиты и УЗО, так называемые диффавтоматы.

В данной статье мы рассмотрим автоматы защиты, особенности их устройства, выбора и монтажа.

разнополюсные автоматические выключатели

• 2.Для размыкания контактов достаточно отодвинуть защёлку, и пружина размыкания, прикреплённая к размыкающему контакту (контактам), разомкнёт цепь. Возникающая при размыкании контактов электрическая дуга гасится специальным устройством гашения. Защёлка отодвигается для размыкания, во-первых, соленоидом, включённым в цепь последовательно при определённом

камера автоматического выключателя

значении протекающего через него тока, и, во-вторых, биметаллической пластиной, тоже включённой последовательно, изгибающейся при нагреве и сдвигающей защёлку для размыкания. Можно так же разомкнуть контакты вручную, нажав на кнопку, которая механически связана с защёлкой. Сверху и снизу расположены контакты (клеммы) для соединения с проводами. Крепится устройство защёлкиванием на так называемой DIN — рейка (DIN – Дойче Индустри Нормен – немецкие стандарты промышленности) DIN – рейка оснащаются входные щитки электросетей, в эти щитки также устанавливаются электросчётчики. Ставится автомат на DIN-рейку простым защёлкиванием, а для снятия необходимо отвёрткой сдвинуть специальную рамку фиксации.

дин-рейка для крепления автоматов защиты

Автомат защиты, защищает электросеть и приборы, подключённые после него.
При коротком замыкании сила тока, протекающего через соленоид, многократно увеличивается, соленоид втягивает сердечник, соединённый с защёлкой и цепь размыкается. Если же токовая нагрузка увеличивается (до срабатывания соленоида) и это вызывает сверхнормативный нагрев проводов, срабатывает биметаллическая пластина. При этом если время срабатывания соленоида составляет около 0,2 сек., то время срабатывания биметаллической пластины – около 4 сек.

автомат защиты

Номинальный ток и ток мгновенного расцепления автомата.

Выбор автомата защиты

Основной характеристикой при выборе автомата является номинальный ток, который указывается на маркировке автоматов. Чтобы понять его смысл, нужно знать, что любая электросеть состоит из так называемых групп, каждая группа образует независимую «петлю», все петли подключены к входным проводам параллельно, то есть независимо. Это делается, во-первых, для повышения надёжности работы электросети и уменьшения возможности перегрузок, во-вторых, с помощью групп все токовые нагрузки выравниваются и приводятся к некоторым стандартным значениям, что позволяет экономить на проводах – для каждой группы выбирается своё сечение проводов.
Как правило, одну группу составляют приборы освещения, другую – розетки, третью энергопотребляющие электроплиты, стиральные машины и т.д. По каждой группе при проектировании сети электроснабжения определяется номинальный ток, исходя из которого, рассчитывается поперечное сечение проводов. Нужно заметить, что номинальный ток группы потребителей рассчитывается не простым суммированием мощностей потребителей, а с учётом вероятности одновременного включения нескольких потребителей в сеть. Для этого вводится так называемый коэффициент вероятности, рассчитываемый по специальной методике.

схема подклюючения автоматов защиты

Исходя из расчётных номинальных токов каждой группы потребителей, рассчитывается необходимое сечение проводов, и выбираются автоматы защиты (на каждую группу ставится свой автомат). Выбираются автоматы таким образом, что по известному номинальному току группы выбирается автомат с ближайшим в большую сторону значением номинального тока. Например, при номинальном токе группы 15А, выбираем автомат со значением номинального тока 16А.

номинал автоматических выключателей

Нужно понимать, что автомат защиты срабатывает не при небольшом превышении номинального тока, а при токе в сети, в несколько раз превышающем номинальный. Этот ток называется – ток мгновенного расцепления (в отличие от тока срабатывания биметаллической пластины) автомата защиты. Это второй параметр, который нужно учитывать при выборе автомата. По величине тока мгновенного расцепления, вернее по его отношению к номинальному току, автоматы делятся на три группы, обозначаемые латинскими буквами В; С; и D. (В Европейском Союзе выпускаются автоматы и класса А.) Что означают эти буквы?

Автоматы класса В рассчитаны на мгновенное расцепление при токе выше 3-х и до 5-ти номинальных токов.
Класс С соответственно выше 5-ти и до 10-ти номинальных токов.
Класс D – выше 10-ти и до 20-ти номинальных токов.

классификация автоматических выключателей

Для чего введены эти классы?

Дело в том, что существует такое понятие как пусковой ток нагрузки, который может для некоторых потребителей превышать номинальный рабочий ток в несколько раз. Например, любые электродвигатели в момент пуска (пока ротор двигателя неподвижен) работают практически в режиме короткого замыкания, то есть нагружают сеть только активным сопротивлением медных обмоток, которое невелико. И лишь когда ротор двигателя набирает обороты, появляется реактивное сопротивление, уменьшающее ток. Пусковые токи электродвигателей в 4-5 раз превышают номинальные (рабочие токи). (Правда длительность протекания пусковых токов невелика, биметаллическая пластина автомата защиты сработать не успеет).

Если мы для защиты двигателей применим автоматы класса В, то получим при каждом пуске двигателя ложное срабатывание автомата на пусковой ток. И возможно вообще не сможем запустить двигатель. Именно поэтому для защиты двигателей нужно применять автоматы класса D.

защита автомата от пусковых токов — электродвигатель

Класс В – для защиты осветительных сетей, нагревательных приборов, где пусковые токи минимальны или вообще отсутствуют. Соответственно класс С – для приборов со средними пусковыми токами.

средние пусковые токи — лампы освещения

Естественно для выбора автомата защиты нужно учитывать напряжение, тип тока, рабочую среду и т.д., но всё это в особых комментариях не нуждается.

Установка и монтаж автоматов защиты

Сразу отметим, что работы по установке и монтажу автоматов защиты должны проводиться квалифицированным персоналом, прошедшим соответствующее обучение и имеющим допуск на право проведения подобных работ. Это – требование безопасности, изложенное в ПУЭ.

монтаж электрического щита

Установка и монтаж автоматов производятся на основе принципиальной схемы, которая должна быть прикреплена на видном месте внутри входного щитка электропитания. Принципиальная схема конкретной установки разрабатывается на основе типовых схем. Как правило, во входном щитке располагается следующее оборудование:

электрический щит с автоматами защиты

1. На входе устанавливается выключатель – рубильник, пакетный выключатель или общий автомат защиты (в современных щитках ставятся автоматы защиты). Это делается для того, чтобы можно было проводить электромонтажные работы внутри щитка, просто отключив весь щиток от электропитания.
2. Далее подключается электросчётчик, который пломбируется для защиты от всякого рода «умельцев» «экономить» электроэнергию.
3. После счётчика питающие провода разветвляются на группы, и на входе каждой группы ставится свой автомат защиты, а после него – УЗО (устройство защитного отключения). УЗО выбираются таким образом, чтобы их номинальный ток превышал номинальный ток автомата защиты. Далее провода выходят из щитка к группам потребителей, к каждой группе своим отдельным кабелем.

Автоматы защиты и УЗО крепятся на DIN-рейке. Сам монтаж сложностей не представляет, нужно только заметить, что для облегчения монтажа существуют готовые планки перемычек или перемычки – это для подачи, к примеру, на все автоматы фазного напряжения, входной провод подключается к первому автомату, а к остальным – с помощью перемычек. Также в щитке устанавливаются общие зажимные планки для нулевых проводов и для проводов заземления. Всё это значительно облегчает монтаж.

автоматы защиты для дома и офиса

Номиналы автоматических выключателей: расчет по таблице

В последние десятилетия бытовые и промышленные низковольтные сети претерпели серьезные изменения в части отказа от устаревших пробок в пользу более современных и эффективных автоматов. В них больше не требуется заменять перегоревшие предохранители и производить длительные манипуляции, теперь достаточно устранить причину срабатывания и перевести ручку во включенное положение.

Однако начинающие электрики и обыватели часто испытывают сложность с выбором конкретной модели под конкретные условия работы. Поэтому в данной статье мы рассмотрим основные номиналы автоматических выключателей и принципы их применения на практике.

Шкала номинальных токов

В соответствии с положениями  п.5.3.2 ГОСТ Р 50345-2010 устанавливается предпочтительный ряд номинального тока, на который должен производиться тот или иной автоматический выключатель: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А. Эти значения являются обязательными для производителей отключающих агрегатов, поэтому какую бы фирму вы не выбрали, номинал будет соответствовать.  Хотя некоторые компании охватывают не весь ряд или вносят некоторые коррективы.

Рисунок 1: обозначение номинала автомата

Вышеприведенная шкала стандартна для бытовых потребителей, но в промышленности могут использоваться и другие автоматические выключатели, номинал которых значительно больше. Так, в соответствии с п. 5.3.4.1 и 5.3.4.2  ГОСТ Р 50345-2010 выделяют следующие номиналы для силовых цепей:

• 1500, 3000, 4500, 6000 и 10000 А – как стандартные величины международного образца;
• 1000, 2000, 2500, 5000, 7500 и 9000 А – номиналы, применяемые в ограниченном круге государств;
• 20 000 А для линий с ограничением по прочности до 25 000 А.

Рис. 2. Силовые автоматы

Данная величина показывает, какой номинал тока способен пропускать автоматический выключатель длительно в рабочем режиме, без перегрева или разрушения контактов. Номинал тока указывается на корпусе автомата в цифровом обозначении конкретного ампеража.

Однако следует отметить, что для автоматических выключателей в соответствии с требованиями п. 5.2.2  ГОСТ Р 50345-2010 номинальный ток стандартизируется при температуре окружающей среды в + 30°С. Поэтому на этапе монтажа необходимо учитывать данный фактор. В большинстве случаев автомат располагается в шкафу или щитке на DIN рейку, где температура может существенно отличаться от погодных условий на открытой части.

Время-токовая характеристика

Все автоматические выключатели имеют определенную зависимость времени, в течении которого он будет отключен от величины протекающего через  него тока. Такая зависимость получила название время-токовой характеристики, на которой в соответствии с п.4.8 ГОСТ Р 50345-2010 по оси абсцисс откладывается величина тока кратного номиналу, а по оси ординат время, что указывается в паспорте изделия.

Замечали ли вы, что номинал автоматического выключателя не показывает то значение, при котором  защита отключит питание электрической сети. Все дело в том, что отключающие функции в автомате возложены на тепловой и электромагнитный расцепитель. Первый из которых реагирует на токи перегрузки, которые долго нагревают элемент, второй срабатывает при токах короткого замыкания. Это обусловлено необходимостью пропускать кратковременные перегрузки в виде пусковых токов, которые не несут существенной угрозы электрической проводке. Поэтому автомат с номиналом в 16 А не отключит нагрузку в 17 А, а продолжит работу в том же режиме, что детально отображается на время-токовой характеристике.

Рис. 3. Время-токовые характеристики B C D

Как видите, кривая не приближается к оси ординат, поэтому отключение возможно только при значении нагрузки от 1,13  номинала автоматического выключателя, то есть для номинала в 16 А это значение составит 18,08 А, да и то отключение произойдет только через час. В соответствии с п.4.5 ГОСТ Р 50345-2010 выделяют три основных категории автоматических выключателей с время-токовой характеристикой B, C и D, приведенные на рисунке выше. Именно они являются наиболее актуальными в бытовых цепях. Как видите на изображении, все три категории отличаются зоной срабатывания, поэтому они применимы в таких ситуациях:

• B – при кратности в 3 – 5 раз, для бытовых цепей с классической линейной нагрузкой;
• C – при кратности в 5 – 10 раз, в сетях с плавным пуском электродвигателя, где присутствуют некоторые скачки тока;
• D – при кратности в 10 – 20 раз, для электроустановок с большим коэффициентом перегрузки, с асинхронными короткозамкнутыми электрическими машинами, мощными трансформаторами и т. д.

Помимо этого на практике вы можете встретить автоматические выключатели с характеристиками A, K и Z. Но на рынке они скорее редкость, чем постоянный товар. Такие время-токовые характеристики являются специфическими и используются только в узкоспециализированных отраслях. Принципиальное отличие номиналов приведено на рисунке ниже.

Рис. 4. Сравнение характеристик

Номиналы автоматов (подбор по таблице)

При выборе конкретного номинала автоматического выключателя для дома или производственного цеха можно руководствоваться допустимыми токовыми ограничениями. К примеру, для конкретного типа электрического провода или кабеля, использованного в качестве проводки или питающей линии. Чтобы предотвратить перегрев с возможной утратой диэлектрических свойств в дальнейшем, номинал автоматического выключателя выбирается с запасом по электрической прочности. Достаточно удобным способом подбора является таблица:

Таблица: выбор номинала выключателя по току

Сила тока (А)	Мощность сети с 1 фазой (кВт)	Мощность 3- фазной сети (кВт)	Cечения медных проводов (мм2)	Сечения алюминиевых проводов (мм2)
1	0,2	0,5	1	2,5
2	0,4	1,1	1	2,5
3	0,7	1,6	1	2,5
4	0,9	2,1	1	2,5
5	1,1	2,6	1	2,5
6	1,3	3,2	1	2,5
8	1,7	5,1	1,5	2,5
10	2,2	5,3	1,5	2,5
16	3,5	8,4	1,5	2,5
20	4,4	10,5	2,5	4
25	5,5	13,2	4	6
32	7	16,8	6	10
40	8,8	21,1	10	16
50	11	26,3	10	16
63	13,9	33,2	16	25
80	17,6	52,5	25	35
100	22	65,7	35	50

К примеру, для проводки с медными жилами сечением в 2,5 мм² подойдет автоматический выключатель номиналом в 20А. Помимо этого в таблице приведена графа с указанием мощности, помимо токового значения можно воспользоваться и ею, но для этого вам потребуется перевести амперы в ватты.

Как перевести номинальные амперы автоматического выключателя в мощность?

Данный прием необходим в том случае, когда вам известна мощность всех бытовых приборов, которые будут включаться в сеть под автоматический выключатель. Производители указывают ее в ваттах (Вт), поэтому рабочие характеристики автоматического выключателя и параметры сети приводятся к единой системе измерений. Для этого используется формула:

P = U*I , где

• P – значение мощности;
• U – номинал питающего напряжения;
• I – величина тока.

В случае, если расчет производится для автоматического выключателя трехфазной сети, где присутствует сразу три фазы, то значение  мощности рассчитывается по измененной формуле, так как величина возрастет на константу:

Список использованной литературы

• Г. В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил «Основы теории цепей» 1989
• Е.Д. Тельманова «Электрические и электронные аппараты» 2010
• Пищур А. П. «Современные автоматические выключатели»  2012
• А.В. Кабышев, Е.В. Тарасов «Низковольтные автоматические выключатели» 2011

Как выбрать автоматы: электрические автоматы

Элестрический автомат: понятие и необходимость

Электрический автомат, или автоматический выключатель, представляет собой механическое коммутационное устройство, посредством которого можно вручную добиться обесточивания всей электросети или же конкретного ее участка. Сделать это можно в доме, квартире, на даче, в гараже и т.п. Более того, такой прибор оснащается функцией автоматического выключения электрического кабеля при возникновении аварийных ситуаций: например, в случае короткого замыкания либо при перегрузке. Отличие таких автоматических выключателей от обычных предохранителей состоит в том, что после срабатывания их можно кнопкой включить вновь.

Поговорим о том, как выбирать автоматы: электрические автоматы существуют в большом многообразии, что требует учета сразу целого ряда факторов при их покупке.

Нужен ли такой автомат? Необходимо дать утвердительный ответ. Исправно работающий автоматический выключатель будет защищать ваше помещение от различных неприятных ситуаций, в том числе от:

• пожаров;
• поражений электрическим током;
• повреждений проводки.

Итак, при выборе автомата, как мы отмечали, следует учитывать сразу несколько показателей. Рассмотрим их по порядку.

Основные критерии для выбора

Предельный ток короткого замыкания

Этот показатель необходимо учитывать сразу же. Означает он ту максимальную величину тока, при которой электрический автомат сработает и разомкнет цепь. Здесь выбор не велик, так как есть лишь три варианта:

• 4,5 кА;
• 6 кА;
• 10кА.

При выборе следует руководствоваться теоретической вероятностью возникновения сильной тока короткого замыкания. Если такой вероятности нет, то достаточно будет приобрести 4,5 кА автомат.

Ток автомата

Учет этого показателя является следующим шагом. Речь идет о необходимом номинальном значении рабочего тока электрического автомата. Чтобы определить рабочий ток, нужно руководствоваться мощностью, которая, предположительно, будет подключена к проводке, или же по значению допустимого тока (тот уровень, который будет выдерживаться в нормальном режиме).

Что нужно знать при определении рассматриваемого параметра? Не рекомендуется применять автоматы с завышенным рабочим током. Просто в таком случае автомат при перегрузке не отключит питание, а это может вызвать термическое разрушение изоляции проводки.

Полюсность автомата

Это, пожалуй, наиболее простой показатель. Чтобы выбрать количество полюсов у выключателя, нужно исходить из того, как он будет применяться.

Так, однополюсный автомат – это ваш выбор при необходимости защиты проводки, которая идет из электрощита к розеткам и цепям освещения.

Двухполюсный выключатель применяется тогда, когда нужно защитить всю проводку в квартире либо доме с однофазным питанием.

Защита трехфазной проводки и нагрузки обеспечивается трехполюсным автоматом, а четырехполюсные используются в целях защиты четырехпроводного питания.

Характеристики автомата

Это последний показатель, на который понадобится обратить внимание. Время-токовая характеристика автоматического выключателя обусловливается нагрузками, которые подключаются к защищаемой линии. При выборе характеристики учитываются: рабочий ток цепи, номинальный ток автомата, пропускная способность кабеля, рабочий ток выключателя.

• В том случае, если необходимо подключать к линии электропитания небольшие пусковые токи, т.е. электрические приборы, характеризующиеся небольшой разнице между рабочим током и тем током, который возникает при включении, предпочтение следует отдать характеристике срабатывания B.
• При более серьезных нагрузках выбирают характеристику C.
• Наконец, есть еще одна характеристика – D. Свой выбор следует остановить на ней в том случае, если предполагается подключать мощные устройства с высокими пусковыми точками. О каких устройствах идет речь? Например, об электродвигателе.

Завершающий этап выбора

Таковы основные показатели, которые следует учитывать при выборе автоматического выключателя. Соответственно, если все необходимые данные вам будут известны, то выбор не составит труда. Останется лишь принять во внимание самый последний критерий – производителя автомата. На что это влияет?

• очевидно, что на стоимость. Действительно, разница есть. Так, известные европейские бренды свои автоматические выключатели предлагают по цене, которая в два раза превышает стоимость отечественных аналогов и в три раза больше цены на приборы из Юго-Восточных стран;
• также от выбора конкретного производителя зависит наличие либо отсутствие выключателя с четко определенными показателями на складе.

Еще один полезный способ выбора электрического автомата предлагается на видео ниже:

Каталог продукции: Автоматы силовые

Автоматические выключатели предназначены для проведения электрического тока в нормальном режиме и отключения при токах перегрузки и короткого замыкания, то есть по какой либо причине, величина электрического тока становится выше расчетной для электропроводки, кабельной продукции  или электрооборудования, авт выкл расцепляет электрическую цепь.  После устранения неполадок, автомат вводится в работу, и цепь замыкается.

Основные характеристики автоматических  выключателей.

• Номинальный ток выключателей – величина  тока, на которую рассчитан корпус и главные контакты автоматов для проведения электрического тока в продолжительном режиме.  Данная характеристика указывается в каталогах производителей, и влияет на предельную коммутационную способность автоматов. Зачастую путают величину номинального тока и величину уставки теплового расцепителя. 
• Уставка срабатывания при токах перегрузки– величина тока, при превышении которой происходит срабатывания автомата при перегрузке.  В зависимости от  серии и типа расцепителя скорость срабатывания при превышении уставки варьируется
• Уставка автоматического выключателя по короткому замыканию –величина тока, при котором происходит срабатывании расцепителя  при мгновенном увеличении пропускаемого тока.
• Время токовая характеристика автоматического выключателя – зависимость скорости выключения автоматов  превышении тока выше выставленных значений. Знание время токовой характеристики необходимо для построения селективной цепи, обеспечивающей отключении нижестоящего в цепи оборудования. При реализованной селективной защите, в случае короткого замыкания в одной из комнат квартиры, срабатывает автомат обеспечивающий защиту только данной цепи, без обесточивания всей квартиры.
• Номинальное напряжение – напряжении, е на которое рассчитан корпус выключателя. Большинство отечественных автоматов рассчитано на  660В переменного тока, и 220 440В постоянного тока.
• Предельная коммутационная способность автомата – предельная  величина тока, при которой автомат совершит три срабатывания до полного разрушения. Среди конструкторов российских предприятий по трактовке данной характеристики нет единого мнения, поэтому аналогичные аппараты,  например ВА 5735 и ВА 0436 имеют разную величину ПКС
• Наибольшая коммутационная способность – предельная величина тока которую выключатель сможет отключить.

Классификация выключателей автоматических

• По способ установки автоматов
  • Стационарный – корпус автомата жестко фиксируется в щите с помощью винтов, шины крепятся непосредственно к автоматическому выключателю.
  • Выдвижной способ установки –корпус автомата крепится на раме, при проведении ремонта автомат выкатывается на шасси, шины крепятся непосредственно к выдвижной раме (корзине).
• По типу расцепителей.
  • Тепловой расцепитель – обеспечивает расцепление  при т токах перегрузки, принцип работы основан на неодинаково расширении  при увеличении температуры металлов в биметаллической пластине.  Точность срабатывания критична к температуре окружающей среды.
  • Электромагнитный расцепитель – обеспечивает отключении при токах короткого замыкания, имеет фиксированную уставку, по умолчанию  10-12* In. 
  • Полупроводниковый расцепитель – электронный компонент выключателя, обрабатывающий поток электрического тока проходящий через автомат, и обеспечивающий отключение выше заданных значений. Позволяет выставлять менять уставки отключения при перегрузке и токах короткого замыкания и времени задержки срабатывания для создания селективной цепи. Некритичен к внешней температуре окружающей среды. 
• По типу привода
  • Ручной привод –  включение автомата производится вручную
  • Электромагнитный привод – включение и отключение привода возможно дистанционно, с помощи подачи напряжения на управляющие контакты.
• По способу присоединения и типу проводников: переднее и задние присоединение –  расположение присоединяемых проводников
• По типу комплектов зажимов – присоединение с помощью шины (медной алюминиевой) кабель без кабельного наконечника, кабель с кабельным наконечником.
• Области применения.
• В электрических щитах и распред устройствах. например в  РУНН КТП 10 (6) 0,4 

Номиналы автоматических выключателей по току для грамотного подбора

Устройства для отключения электричества при перегрузках и коротких замыканиях устанавливают на входе в любую домашнюю сеть. Необходимо правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей по току, иначе их работа будет неэффективной. Согласны?

Мы расскажем, как производится расчет параметров автомата, согласно которым подбирают это защитное устройство. Из предложенной нами статьи вы узнаете, как выбрать прибор, требующийся для защиты электросети. С учетом наших советов вы приобретете вариант, четко срабатывающий в опасный для проводки момент.

Содержание статьи:

Параметры автоматических выключателей

Для обеспечения правильного выбора номинала устройств отключения необходимо понимание принципов их работы, условий и времени срабатывания.

Рабочие параметры автоматических выключателей стандартизированы российскими и международными нормативными документами.

Основные элементы и маркировка

В конструкцию выключателя входят два элемента, которые реагируют на превышение силой тока установленного диапазона значений:

• Биметаллическая пластина под воздействием проходящего тока нагревается и, изгибаясь, надавливает на толкатель, который разъединяет контакты. Это “тепловая защита” от перегрузки.
• Соленоид под воздействием сильного тока в обмотке генерирует магнитное поле, которое давит сердечник, а тот уже воздействует на толкатель. Это “токовая защита” от короткого замыкания, которая реагирует на такое событие значительно быстрее, чем пластина.

Типы устройств электрической защиты обладают маркировкой, по которой можно определить их основные параметры.

На каждом автоматическом выключателе обозначены его основные характеристики. Это позволяет не перепутать устройства, когда они установлены в щитке

Тип времятоковой характеристики зависит от диапазона уставки (величины силы тока при которой происходит срабатывание) соленоида. Для защиты проводки и приборов в квартирах, домах и офисах используют выключатели типа “C” или, значительно менее распространенные – “B”. Особенной разницы между ними при бытовом применении нет.

Тип “D” используют в подсобных помещениях или столярках при наличии оборудования с электродвигателями, которые имеют большие показатели пусковой мощности.

Существует два стандарта для устройств отключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий промышленный (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030.2). Они отличаются незначительно и автоматы обоих стандартов можно использовать для жилых помещений.

По номинальному току стандартный ряд автоматов для использования в бытовых условиях содержит приборы со следующими значениями: 6, 8, 10, 13 (редко встречается), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Время-токовые характеристики срабатывания

Для того чтобы определить быстроту срабатывания автомата при перегрузке существуют специальные таблицы зависимости времени отключения от коэффициента превышения номинала, который равен отношению существующей силы тока к номинальной:

K = I / I_n.

Резкий обрыв вниз графика при достижении значения коэффициента диапазона от 5 до 10 единиц, обусловлен срабатыванием электромагнитного расцепителя. Для выключателей типа “B” это происходит при значении от 3 до 5 единиц, а для типа “D” – от 10 до 20.

График показывает зависимость диапазона времени срабатывания автоматов типа “C” от отношения силы тока к значению, которое установлено для этого выключателя

При K = 1,13 автомат гарантированно не отключит линию в течение 1 часа, а при K = 1,45 – гарантированно отключит за это же время. Эти величины утверждены в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010.

Чтобы понять, за какое время сработает защита, например, при K = 2, необходимо провести вертикальную линию от этого значения. В результате получим, что согласно приведенному графику, отключение произойдет в диапазоне от 12 до 100 секунд.

Столь большой разброс времени обусловлен тем, что нагрев пластины зависит не только от мощности проходящего через нее тока, но и параметров внешней среды. Чем выше температура, тем быстрее срабатывает автомат.

Правила выбора номинала

Геометрия внутриквартирных и домовых электрических сетей индивидуальна, поэтому типовых решений по установке выключателей определенного номинала не существует. Общие правила расчета допустимых параметров автоматов достаточно сложны и зависят от многих факторов. Необходимо учесть их все, иначе возможно создание аварийной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде “дерева” – графа без циклов. Соблюдение такого принципа построения называется , согласно которой оснащаются защитными устройствами все виды электрических цепей.

Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.

У основания графа находится вводной автомат, а сразу после разветвления для каждой отдельной электрической цепи размещают групповые выключатели. Это проверенная годами стандартная схема

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки. Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям.

В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям. Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.

Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.

Суммарная мощность электроприборов

Максимальная нагрузка на цепь возникает при одновременном включении всех электроприборов. Поэтому обычно, суммарную мощность вычисляют простым сложением. Однако в ряде случаев этот показатель будет меньше.

Для некоторых линий, одновременная работа всех подключенных к ней электроприборов маловероятна, а порой и невозможна. В домах иногда специально устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого нужно помнить о недопущении их одновременного включения или использовать ограниченное число розеток.

Вероятность одновременной работы всей офисной оргтехники, освещения и вспомогательного оборудования (чайники, холодильники, вентиляторы, обогреватели и т.д.) очень низка, поэтому при расчете максимальной мощности используют поправочный коэффициент

При электрификации офисных зданий для расчетов часто используют эмпирический коэффициент одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Максимальная нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электроприборов на коэффициент.

В расчетах существует одна тонкость – необходимо учитывать разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны коэффициентом (cos (f)).

Это означает, что для работы устройства необходим ток мощности равной потребляемой деленной на этот коэффициент:

I_p = I / cos (f)

Где:

• I_p – сила номинального тока, которую применяют в расчетах нагрузки;
• I – сила потребляемого прибором тока;
• cos (f) <= 1.

Обычно номинальный ток сразу или через указание величины cos (f) указывают в техническом паспорте электрического прибора.

Так, например, значение коэффициента для люминесцентных источников света равно 0,9; для LED-ламп – около 0,6; для обыкновенных ламп накаливания – 1. Если документация утеряна, но известна потребляемая мощность бытовых устройств, то для гарантии берут cos (f) = 0,75.

Указанные в таблице рекомендуемые значения коэффициента мощности можно использовать при расчете электрических нагрузок, когда отсутствуют данные о номинальном токе

О том, как подобрать автоматический выключатель по мощности нагрузки, написано в , с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

Выбор сечения жил

Прежде чем прокладывать силовой кабель от распределительного щитка к группе потребителей, необходимо вычислить мощность электроприборов при их одновременной работе. Сечение любой ветви выбирают по таблицам расчета в зависимости от типа металла проводки: меди или алюминия.

Производители проводов сопровождают выпускаемую продукцию подобными справочными материалами. Если они отсутствуют, то ориентируются на данные из справочника “Правила устройства электрооборудования” или производят .

Однако часто потребители перестраховываются и выбирают не минимально допустимое сечение, а на шаг большее. Так, например, при покупке медного кабеля для линии 5 кВт, выбирают сечение жил 6 мм², когда по таблице достаточно значения 4 мм².

Справочная таблица, представленная в ПУЭ, позволяет выбрать необходимое сечение из стандартного ряда для различных условий эксплуатации медного кабеля

Это бывает оправдано по следующим причинам:

• Более длительная эксплуатация толстого кабеля, который редко подвергается предельно допустимой для его сечения нагрузке. Заново выполнять прокладку электропроводки – непростая и дорогостоящая работа, особенно если в помещении сделан ремонт.
• Запас пропускной способности позволяет беспроблемно подключать к ветви сети новые электроприборы. Так, в кухню можно добавить дополнительную морозильную камеру или переместить туда стиральную машину из ванной комнаты.
• Начало работы устройств, содержащих электродвигатели, дает сильные стартовые токи. В этом случае наблюдается просадка напряжения, которая выражается не только в мигании ламп освещения, но и может привести к поломке электронной части компьютера, кондиционера или стиральной машины. Чем толще кабель, тем меньше будет скачок напряжения.

К сожалению, на рынке много кабелей, выполненных не по ГОСТу, а согласно требованиям различных ТУ.

Часто сечение их жил не соответствует требованиям или они выполнены из токопроводящего материала с большим сопротивлением, чем положено. Поэтому реальная предельная мощность, при которой происходит допустимый нагрев кабеля, бывает меньше чем в нормативных таблицах.

Эта фотография показывает отличия между кабелями, выполненными по ГОСТ (слева) и согласно ТУ (справа). Очевидна разница в сечении жил и плотности прилегания изоляционного материала

Расчет номинала выключателя для защиты кабеля

Устанавливаемый в щитке автомат должен обеспечить отключение линии при выходе мощности тока за пределы диапазона, разрешенного для электрического кабеля. Поэтому для выключателя необходимо провести расчет максимально допустимого номинала.

По ПУЭ допустимую длительную нагрузку проложенных в коробах или по воздуху (например, над натяжным потолком) медных кабелей, берут из приведенной выше таблицы. Эти значения предназначены для аварийных случаев, когда идет перегрузка по мощности.

Некоторые проблемы начинаются при соотнесении номинальной мощности выключателя длительному допустимому току, если это делать в соответствии с действующим ГОСТ Р 50571.4.43-2012.

Приведен фрагмент п. 433.1 ГОСТ Р 50571.4.43-2012. В формуле “2” допущена неточность, а для правильного понимания определения переменной In нужно учесть Приложение “1”

Во-первых, в заблуждение вводит расшифровка переменной I_n, как номинальной мощности, если не обратить внимания на Приложение “1” к этому пункту ГОСТа. Во-вторых, в формуле “2” существует опечатка: коэффициент 1,45 добавлен неправильно и этот факт констатируют многие специалисты.

Согласно п. 8.6.2.1. ГОСТ Р 50345-2010 для бытовых выключателей с номиналом до 63 A условное время равно 1 часу. Установленный ток расцепления равен значению номинала, умноженного на коэффициент 1,45.

Таким образом, согласно и первой и измененной второй формулам номинальная сила тока выключателя должна рассчитываться по следующей формуле:

I_n <= I_Z / 1,45

Где:

• I_n – номинальный ток автомата;
• I_Z – длительный допустимый ток кабеля.

Проведем расчет номиналов выключателей для стандартных сечений кабелей при однофазном подключении с двумя медными жилами (220 В). Для этого разделим длительный допустимый ток (при прокладке по воздуху) на коэффициент расцепления 1,45.

Выберем автомат таким образом, чтобы его номинал был меньше этого значения:

• Сечение 1,5 мм²: 19 / 1,45 = 13,1. Номинал: 13 A;
• Сечение 2,5 мм²: 27 / 1,45 = 18,6. Номинал: 16 A;
• Сечение 4,0 мм²: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
• Сечение 6,0 мм²: 50 / 1,45 = 34,5. Номинал: 32 A;
• Сечение 10,0 мм²: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
• Сечение 16,0 мм²: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A;
• Сечение 25,0 мм²: 115 / 1,45 = 79,3. Номинал: 63 A.

Автоматические выключатели на 13A в продаже бывают редко, поэтому вместо них чаще используют устройства с номинальной мощностью 10A.

Кабели на основе алюминиевых жил сейчас редко используют при монтаже внутренней проводки. Для них тоже есть таблица, позволяющая выбрать сечение по нагрузке

Подобным способом для алюминиевых кабелей рассчитаем номиналы автоматов:

• Сечение 2,5 мм²: 21 / 1,45 = 14,5. Номинал: 10 или 13 A;
• Сечение 4,0 мм²: 29 / 1,45 = 20,0. Номинал: 16 или 20 A;
• Сечение 6,0 мм²: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
• Сечение 10,0 мм²: 55 / 1,45 = 37,9. Номинал: 32 A;
• Сечение 16,0 мм²: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
• Сечение 25,0 мм²: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A.
• Сечение 35,0 мм²: 105 / 1,45 = 72,4. Номинал: 63 A.

Если производитель силовых кабелей заявляет иную зависимость допустимой мощности от площади сечения, то необходимо пересчитать значение для выключателей.

Формулы зависимости силы тока от мощности для однофазной и трехфазной сети отличаются. Многие люди, которые имеют приборы, рассчитанные на напряжения 380 Вольт, на этом этапе допускают ошибку

Как определить технические параметры автоматического выключателя по маркировке, подробно . Рекомендуем ознакомиться с познавательным материалом.

Предупреждение перегрузки от работы потребителей

Иногда на линию устанавливают автомат с номинальной мощностью значительно более низкой, чем необходимо для гарантированного сохранения работоспособности электрического кабеля.

Снижать номинал выключателя целесообразно, если суммарная мощность всех устройств в цепи значительно меньше, чем способен выдержать кабель. Это происходит, если исходя из соображений безопасности, когда уже после монтажа проводки часть приборов была удалена с линии.

Тогда уменьшение номинальной мощности автомата оправдано с позиции его более быстрого реагирования на возникающие перегрузки.

Например, при заклинивании подшипника электродвигателя, ток в обмотке резко увеличивается, но не до значений короткого замыкания. Если автомат среагирует быстро, то обмотка не успеет оплавиться, что спасет двигатель от дорогостоящей процедуры перемотки.

Также используют номинал меньше расчетного по причинам жестких ограничений на каждую цепь. Например, для однофазной сети на входе в квартиру с электроплитой установлен выключатель 32 A, что дает 32 * 1,13 * 220 = 8,0 кВт допустимой мощности. Пусть при выполнении разводки по квартире были организованы 3 линии с установкой групповых автоматов номинала 25 A.

Если количество установленных в распределительный щит групповых автоматов велико, то их необходимо подписать и пронумеровать. Иначе можно запутаться

Допустим, что на одной из линий происходит медленное возрастание нагрузки. Когда потребляемая мощность достигнет значения равного гарантированному расцеплению группового выключателя, на остальные два участка останется только (32 – 25) * 1,45 * 220 = 2,2 кВт.

Это очень мало относительно общего потребления. При такой схеме распределительного щитка входной автомат будет чаще отключаться, чем устройства на линиях.

Поэтому чтобы сохранить принцип селективности, нужно поставить на участки выключатели номиналом в 20 или 16 ампер. Тогда при таком же перекосе потребляемой мощности на другие два звена будет приходиться суммарно 3,8 или 5,1 кВт, что приемлемо.

Рассмотрим возможность с номиналом 20A на примере выделенной для кухни отдельной линии.

К ней подсоединены и могут быть одновременно включены следующие электроприборы:

• Холодильник, номинальной мощностью 400 Вт и стартовым током в 1,2 кВт;
• Две морозильные камеры, мощностью 200 Вт;
• Духовка, мощностью 3,5 кВт;
• При работе электрической духовки разрешено дополнительно включить только один прибор, самые мощный из которых – электрочайник, потребляющий 2,0 кВт.

Двадцатиамперный автомат позволяет более часа пропускать ток с мощностью 20 * 220 * 1,13 = 5,0 кВт. Гарантированное отключение меньше чем за один час произойдет при пропуске тока в 20 * 220 * 1,45 = 6,4 кВт.

На кухне постоянное подключение к электричеству должно быть у холодильного оборудования и плиты. Если существует риск превышения силы тока, то одновременную работу остальных устройств можно исключить, выделив для них всего две розетки

При одновременном включении духовки и электрочайника суммарная мощность составит 5,5 кВт или 1,25 части от номинала автомата. Так как чайник работает недолго, то отключения не произойдет. Если в этот момент включатся в работу холодильник и обе морозильные камеры, то мощность составит уже 6,3 кВт или 1,43 части номинала.

Это значение уже близко к параметру гарантированного расцепления. Однако вероятность возникновения такой ситуации крайне мала и длительность периода будет незначительна, так как время работы моторов и чайника невелико.

Возникающего при запуске холодильника стартового тока, даже в сумме со всеми работающими устройствами, будет недостаточно для срабатывания электромагнитного расцепителя. Таким образом, в заданных условиях можно использовать автомат на 20 A.

Единственный нюанс заключается в возможности увеличения напряжения до 230 В, что разрешено нормативными документами. В частности ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) определяет стандартное напряжение равным 230 В с возможностью использования 220 В.

Сейчас в большинство сетей электричество подают напряжение 220 В. Если же параметр тока приведен к международному стандарту 230 В, то можно пересчитать номиналы в соответствии с этим значением.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство выключателя. Выбор вводного автомата в зависимости от подключаемой мощности. Правила распределения питания:

Выбор выключателя по пропускной способности кабеля:

Расчет номинального тока выключателя – сложная задача, для решения которой необходимо учесть множество условий. От установленного автомата зависит удобство обслуживания и безопасность работы локальной электросети.

В случае возникновения сомнений в возможности сделать правильный выбор необходимо обратиться к опытным электрикам.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите о собственном опыте в подборе автоматических выключателей. Поделитесь полезной информацией и фото по теме статьи, задавайте вопросы.

Электрические машины | Министерство энергетики

Программа AMO по производству электрических машин нового поколения (NGEM) – это научно-исследовательская работа, в которой используются последние технологические достижения в силовой электронике и электродвигателях для разработки нового поколения энергоэффективных, высокоскоростных, интегрированных устройств среднего напряжения (МВ) с высокой удельной мощностью. приводные системы для широкого спектра критических энергетических приложений.

Усовершенствования систем промышленных электродвигателей могут быть реализованы за счет применения ключевых технологий, таких как устройства с широкой запрещенной зоной, усовершенствованные магнитные материалы, улучшенные изоляционные материалы, агрессивные методы охлаждения, конструкции высокоскоростных подшипников и улучшенные проводники или сверхпроводящие материалы.Программа NGEM будет способствовать поэтапному изменению, которое позволит более эффективно использовать электроэнергию, а также уменьшить размер и вес приводной системы, развивая долгосрочные возможности для разработки и проектирования материалов двигателя, которые уменьшат энергетический след отрасли и выбросы парниковых газов, одновременно поддерживая глобальные масштабы США. конкурентоспособность продуктов чистой энергии.

Эти научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы пока включают две отдельные возможности финансирования и будут использовать результаты работы Института Power America в области полупроводников ГВБ.Возможности финансирования и избранные проекты перечислены ниже.

NGEM: MEGAWATT CLASS MOTORS

В сентябре 2015 года было отобрано пять проектов с целью объединить технологию широкой запрещенной зоны (WBG) с достижениями для крупномасштабных двигателей. В рамках проектов будут разработаны интегрированные приводные системы среднего напряжения, которые будут использовать преимущества устройств с широкой запрещенной зоной с энергоэффективными высокоскоростными электродвигателями с прямым приводом мегаваттного класса для повышения эффективности и удельной мощности в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, инфраструктуре природного газа и общепромышленные компрессоры, такие как системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, насосы охлаждения и сточных вод. Эти области применения представляют собой значительное количество моторных установок, большое количество потребляемой электроэнергии и значительные возможности для американских технологий и конкурентоспособности производства. Целью проектов является уменьшение размеров мегаваттных двигателей и приводных систем до 50 процентов и сокращение потерь энергии на целых 30 процентов.

Введение в электрические машины и приводы

Инструкторы

Майкл Харке

Майкл получил степени бакалавра, магистра и доктора наук.Имеет степень доктора наук в области машиностроения в Университете Висконсин – Мэдисон в 1997, 1999 и 2006 годах соответственно. Его исследования были сосредоточены на теории управления, электрических машинах и силовой электронике. Во время учебы он работал с многочисленными компаниями, включая Whirlpool, Ford Motor Company, Schneider Electric, International Rectifier и Hamilton Sundstrand.

В 2006 году Майкл присоединился к Hamilton Sundstrand в отделе прикладных исследований, где он работал над управлением двигателями и силовой электроникой для аэрокосмических приложений, включая приводы двигателей и исполнительные механизмы. С 2010 по 2013 год он работал в Danfoss Power Electronics, где занимался управлением промышленными двигателями. С тех пор он вернулся в Hamilton Sundstrand, теперь известную как UTC Aerospace Systems. Он также является адъюнкт-профессором Римского университета Ла Сапиенца, преподает курсовую работу по динамическому анализу и управлению машинами переменного тока.

Майкл является членом Института инженеров по электротехнике и электронике, где он в прошлом был председателем Комитета по промышленным приводам и представителем общества в AdCom Совета по датчикам для Общества промышленных приложений.Он был сопредседателем технической программы Конгресса и выставки IEEE Energy Conversion в 2013 году. Он опубликовал 25 статей на конференциях и в журналах и имеет 8 патентов.

Томас Янс

Томас М. Янс – профессор кафедры электротехники и вычислительной техники Университета Висконсин-Мэдисон. Ранее в отделе исследований и разработок GE и Массачусетском технологическом институте Янс занимается исследованиями в области электрических машин, анализа и управления приводных систем, а также силовых электронных модулей.

Фил Коллмейер

Филип Коллмейер получил степени бакалавра, магистра и доктора наук в области электротехники в Университете Висконсин-Мэдисон в 2006, 2011 и 2015 годах соответственно с акцентом на электрические машины, силовую электронику и средства управления.

Будучи аспирантом, его исследования были сосредоточены на проектировании, моделировании и производстве трансмиссии электромобилей и систем хранения энергии. В своем основном проекте, которому он посвятил свою диссертацию, он сотрудничал с компанией, чтобы превратить грузовик Ford F150 в современный исследовательский автомобиль.Электрический грузовик использовался для исследования различных аспектов конструкции электромобиля, включая разделение потерь между компонентами трансмиссии, трансмиссию с одной или несколькими передачами, а также гибридные системы накопления энергии аккумулятор / ультраконденсатор. Его интересы связаны со всем, что связано с электромобилями, и он планирует продолжить работу в этой области в качестве консультанта и на других должностях.

Майкл Райан

Майкл Райан получил награду B.Магистр электротехники Университета Коннектикута, Сторрс, 1988 г., степень магистра электротехники Политехнического института Ренсселера, Трой, штат Нью-Йорк, 1992 г., и докторская степень. Имеет степень доктора электротехники в Университете Висконсин-Мэдисон, 1997. В UW-Madison Райан работал в лабораториях WEMPEC над проектами, включая преобразователи постоянного тока в постоянный, системы генерации с регулируемой скоростью и управление инверторами ИБП.

Райан – президент Ryan Consulting, занимающийся применением силовой электроники и средств управления, особенно для систем альтернативной энергетики.Ранее он занимал должности в Capstone Turbine, подразделениях корпоративных исследований и разработок General Electric, а также в подразделениях оборонных систем, Automated Dynamics, Otis Elevator и Hamilton Standard.

Бюлент Сарлыоглу

Бюлент Сарлиоглу – доцент Жан ван Блейдел в Университете Висконсин-Мэдисон и заместитель директора Консорциума электрических машин и силовой электроники штата Висконсин (WEMPEC). Доктор Сарлиоглу проработал более десяти лет в компании Honeywell International Inc.Аэрокосмическое подразделение, в последнее время в качестве штатного системного инженера, получившее награду Honeywell за технические достижения в 2003 году и награду выдающегося инженера в 2011 году. Д-р Сарлиоглу участвовал в нескольких программах, в которых высокоскоростные электрические машины и приводы используются в основном в аэрокосмической и наземной сферах. автомобильные приложения. Доктор Сарлиоглу является изобретателем или соавтором 20 патентов США и многих других международных патентов. Вместе со своими учениками он опубликовал более 200 статей для журналов и конференций. Его области исследований – двигатели и приводы, включая высокоскоростные электрические машины, новые электрические машины, а также применение устройств с широкой запрещенной зоной в силовой электронике для повышения эффективности и плотности мощности.Он получил награду NSF CAREER Award в 2016 году и 4 ^th Grand Nagamori Award от Фонда Нагамори, Япония в 2019 году. Д-р Сарлиоглу стал почетным лектором IEEE IAS в 2018 году. Он был сопредседателем технической программы ECCE 2019 и генеральный председатель ITEC 2018. Он является сопредседателем специальной сессии ECCE 2020.

Syllabus | Электрические машины | Электротехника и информатика

Время проведения курсов

Лекции: 2 занятия в неделю, 1.5 часов / сессия

Обзор курса

Этот курс посвящен электромеханике и использует в качестве примеров электрическое оборудование. Он учит на уровне аспирантов Массачусетского технологического института пониманию принципов и анализу электромеханических систем. В конце предмета студенты будут иметь возможность выполнять электромеханическое проектирование основных классов вращающихся и линейных электрических машин, а также будут понимать принципы преобразования энергии в частях мехатроники.Выбранный подход является «неизменно классическим» в том смысле, что он пытается развить понимание важных явлений. Численные методы используются только в крайнем случае, когда другие методы не подходят, поскольку упор делается на понимание явлений и взаимодействий. Помимо проектирования, студенты также узнают, как оценивать динамические параметры электрических машин и понимать, как эти параметры влияют на производительность систем, включающих эти машины.

Примеры, взятые из текущих исследований, включают некоторый набор из:

1. Асинхронные двигатели с двойным питанием, такие как машины, которые используются для генераторов ветряных турбин. Поскольку мы пытаемся использовать такие машины в наших исследованиях микросетей и двигателей кораблей, мы приложим немного усилий, чтобы попытаться выяснить, как ими управлять.
2. Улучшения в асинхронных двигателях, которые могут быть использованы в тяговых приводах.
3. Если позволит время, мы могли бы рассмотреть некоторые другие типы дурацких, нетрадиционных двигателей для прозаических целей, таких как “бытовая техника”.”

Охватываемые темы:

• Обработка трансформаторов, электромеханических преобразователей, вращающихся и линейных электрических машин
• Электромеханика взаимодействия с сосредоточенными параметрами
• Рассмотрение основных типов машин: постоянного тока, индукционных, синхронных
• Разработка характеристик устройств : плотность преобразования энергии, эффективность
• Разработка характеристик взаимодействия системы, регулирования, стабильности, управляемости и реакции

Предварительные требования

6. 061 / 6.690 Введение в электроэнергетические системы ; или с разрешения преподавателя

Преподавание философии

Целевой аудиторией являются аспиранты Массачусетского технологического института. Мы предполагаем, что студенты умны и целеустремленны, не требуют особой поддержки и знают, когда обращаться за помощью. Три часа лекций в неделю проходят относительно быстро. Сильный акцент делается на заданиях, с набором задач из учебников и других задач, предложенных в текущих исследованиях. Также есть две викторины и трехчасовой заключительный экзамен.

Заполнение наборов задач – самый важный способ усвоения материала. Наборы задач потребуют тяжелой работы, и вам может понадобиться программа, которая поможет. MATLAB® рекомендуется и используется в наборах решений. Еще одна возможность – Freemat, программа, являющаяся общественным достоянием, а также Maple ™, PTC Mathcad® и т. Д.

Учебник

Примечания к курсу были предоставлены в качестве основного справочного материала. Существуют также дополнительные тексты, которые могут быть интересны и использоваться для справок в будущем:

Fitzgerald, A.Э., Чарльз Кингсли младший и Стивен Д. Уманс. Электрооборудование . 6-е изд. McGraw-Hill, 2007. ISBN: 9780071230100.

Эта книга полезна в качестве фона, в ней есть хорошие объяснения и изображения машин. Однако он не очень аналитический. Скорее всего, он вам не понадобится, но, возможно, вы захотите владеть им, если собираетесь работать в поле.

Киртли мл., Джеймс Л. Принципы электроэнергетики: источники, преобразование, распределение и использование . Wiley, 2010.ISBN: 9780470686362. [Предварительный просмотр в Google Книгах]

Это учебник для 6.061 / 6.690 Введение в электроэнергетические системы . Он охватывает трехпроводное питание и относительно мягкое введение в электрические машины.

Бити, Х. Уэйн и Джеймс Л. Кертли-младший. Справочник по электродвигателю . McGraw-Hill, 1998. ISBN: 9780070359710.

Не совсем справочник, но еще не учебник, здесь показаны некоторые аналитические методы, которые мы будем использовать.Он немного более закончен, чем примечания к курсу, но не выходит за их рамки.

NPTEL :: Электротехника – NOC: Электрические машины

Трансформаторы Регулировка напряжения и эффективность cy 9012 Day Efficiency Загрузить все M achines- ЭДС, уравнения крутящего момента и работа генератора Сеанс Скачать 37 90 126

1	Введение в электрические машины -I	Загрузить
2	Однофазные и трехфазные цепи переменного тока, магнитные цепи	Загрузить
3	Магнитная цепь-II	Загрузить
4	Магнитная цепь-III	Загрузить
5	Трансформаторы -Introduction	Трансформаторы		Загрузить	Turn Balance, Идеальные и практичные трансформаторы	Скачать
7	Эквивалентная схема трансформатора и уменьшение утечки	Скачать
8	Определение параметров эквивалентной схемы трансформатора	Скачать		Загрузить
10	Автотрансформаторы	Загрузить
11	Обозначение PU и ввод в измерительные трансформаторы	Загрузить
12
13	Трехфазные трансформаторы-I	Загрузить
14	Трехфазные трансформаторы-II	Загрузить
15	Электромеханическое преобразование126					Электромеханическое преобразование энергии-II	Загрузить
17	Электромеханическое преобразование энергии-III	Загрузить
18	Машины постоянного тока – Введение, Конструктивные особенности	19	Загрузить
20	Машины постоянного тока – Классификация характеристик разгона и нагрузки	Загрузить
21	Машины постоянного тока – Реакция якоря			Загрузить	Машины постоянного тока – нарастание напряжения и характеристики нагрузки	Загрузить
23	Характеристики генератора постоянного тока и введение в двигатели постоянного тока	Загрузить
24	Двигатели постоянного тока: основы и взаимосвязь между скоростью и крутящим моментом	Загрузить
25	Двигатель постоянного тока: управление скоростью (шунтирующий двигатель и двигатель с раздельным возбуждением)	Загрузить
26	Двигатель постоянного тока: регулирование скорости (последовательный и составной двигатель)	Загрузить	27124
Машина постоянного тока: запуск и торможение	Загрузить
28	Машина постоянного тока: Вычисление	Загрузить
29	Трехфазная индукционная машина: конструктивные особенности и принцип работы	Загрузить
30	Трехфазная индукционная машина	:	Трехфазная индукционная машина 9012 Download
31	Трехфазная индукционная машина: характеристики крутящего момента	Загрузить
32	Испытание асинхронного двигателя: OC и SC Test	Загрузить
33	Индукционная машина Способы запуска	Скачать
34	Синхронные машины: Введение	Скачать
35	Синхронные машины: Конструктивные особенности	Скачать
36	Синхронизация генераторов переменного тока	Загрузить
38	Синхронные машины: эквивалентная схема и фазовая схема	Загрузить
39	Синхронные машины: OC and SC Test			Загрузить Синхронные машины: зависимость угла мощности, V-образная и перевернутая V-образные кривые	Загрузить
41	Однофазные асинхронные двигатели	Загрузить

Принципы, управление, моделирование и моделирование

Содержание

Физика электрических машин
Введение
Законы индукции и взаимодействия: качественный взгляд
Индукция и взаимодействие: более пристальный взгляд
Преобразование энергии в электромеханических системах
Нелинейные явления в магнитных цепях
Заключительные замечания
Проблемы
Ссылки

Принципы машин переменного тока
Введение
Расположение обмоток в машинах переменного тока
Многофазные обмотки машин
Увеличение числа полюсов
Примеры расположения обмоток
Индуктивности обмоток
Проблемы

Принципы машин постоянного тока
Введение
Элементарное прямое Токовая машина
Взаимодействие поля и якоря в машине постоянного тока
Динамическое моделирование машины постоянного тока с отдельным возбуждением
Наблюдения за установившимся состоянием и принципы управления
Замкнутый контур управления скоростью машин постоянного тока
Цепи преобразователя для регулирования скорости л
Закрытие Замечание
Проблем
Ссылки

Индукционная машина Моделирование
Введение
машина Уравнения в
ссылочном трансформации фрейма АВС Фазового домена машинных уравнений
Вывода Определения стационарного состояния модели
эквивалентной схема параметров и подготовках
заключительное слово
Проблемы
Ссылки

Приводы индукционных машин в установившемся состоянии
Введение
Анализ модели установившегося состояния
Приведение к разработке стратегии привода
Управление напряжением статора
Управление частотой статора
Управление постоянным напряжением на клеммах / Гц
Управление током статора
Заключительные замечания
Проблемы
Ссылки

Высокопроизводительное управление индукционными машинами
Введение
Полевое управление (векторное управление)
Прямое управление крутящим моментом
Заключительные замечания
Проблемы
Ссылки

90 002 Высокопроизводительное управление синхронными машинами
Введение
Трехфазное моделирование синхронных машин с постоянными магнитами
Управление крутящим моментом PMSM
Заключительные замечания
Проблемы
Ссылки

Силовые электронные схемы для приводов электродвигателей
Введение
Преобразование из источник переменного тока
Преобразование из источника постоянного тока
Практические соображения для силовых электронных схем
Заключительные замечания
Проблемы
Ссылки

Проектирование систем электроприводов на основе моделирования
Введение
Принципы оптимизации на основе моделирования
Примеры примеров моделирования- Оптимальный дизайн систем электроприводов
Заключительные замечания
Ссылки
Приложение A: Численное моделирование динамических систем
Приложение B: Силовые полупроводниковые устройства
Приложение C: Тригонометрические идентичности
Указатель

Основы электрических машин для студентов

Генератор постоянного тока

Электрические машины занимаются передачей энергии либо из механической формы в электрическую, либо из электрической в ​​механическую, этот процесс называется электромеханическим преобразованием энергии.

Основы электрических машин для студентов (на фото: старый синхронный генератор бездействует на действующем заводе, справа – продукты от GE, Westinghouse, A&B и Square D; кредит: Уильям Маклафлин через Flickr)

Электрический Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называется электрическим генератором , а электрическая машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую энергию, называется электродвигателем .

Генератор постоянного тока построен на основе основного принципа, согласно которому в проводнике индуцируется ЭДС, когда он перерезает магнитные силовые линии. Двигатель постоянного тока работает по основному принципу: проводник с током, помещенный в магнитное поле, испытывает силу.

Принцип работы

Все генераторы работают по принципу динамически индуцированной ЭДС . Изменение потока, связанное с проводником, может существовать только тогда, когда существует относительное движение между проводником и потоком. Относительное движение может быть достигнуто путем вращения проводника относительно магнитного потока или вращением магнитного потока относительно проводника.

Итак, напряжение генерируется в проводнике, пока существует относительное движение между проводником и магнитным потоком. Такая наведенная ЭДС, которая возникает из-за физического движения катушки или проводника относительно потока или движения потока относительно катушки или проводника, называется динамически индуцированной ЭДС.

Когда проводник отсекает магнитный поток, в нем создается динамически индуцированная ЭДС в соответствии с законами Фарадея об электромагнитной индукции .Эта ЭДС вызывает протекание тока, если цепь проводника замкнута.

Итак, генерирующее действие требует наличия следующих основных компонентов:

1. Проводник или катушка
2. Flux
3. Относительное движение между проводником и потоком.

В практическом генераторе проводники вращаются, чтобы отсечь магнитный поток, сохраняя постоянный поток. Чтобы на выходе было большое напряжение, несколько проводников соединяются вместе определенным образом, образуя обмотку.

Обмотка называется обмотка якоря машины постоянного тока, а часть, на которой эта обмотка удерживается, называется якорем машины постоянного тока .

Магнитное поле создается обмоткой с током, которая называется обмоткой возбуждения. Провода, помещенные на якорь, вращаются с помощью какого-либо внешнего устройства. Такое внешнее устройство называется тягачом. Обычно используемые первичные двигатели – это дизельные двигатели, паровые двигатели, паровые турбины, водяные турбины и т. Д.

Выпрямление в случае генератора постоянного тока выполняется устройством, называемым коммутатором.

Индуцированная ЭДС

Природа наведенной ЭДС для проводника, вращающегося в магнитном поле, является переменной. Поскольку проводник вращается в магнитном поле, составляющая напряжения в различных положениях различна. Следовательно, основной характер наведенной ЭДС в обмотке якоря в случае генератора постоянного тока является переменным.

Чтобы получить однонаправленный выход постоянного тока, необходимо устранить переменную наведенную ЭДС.Устройство, которое используется в генераторе постоянного тока для преобразования переменной наведенной ЭДС в однонаправленную ЭДС постоянного тока, называется коммутатором .

Соответствующий контент EEP с рекламными ссылками

Электрические машины с MATLAB® – 2-е издание – Turan Gonen

Содержание

Основные понятия

Распределительная система

Влияние рассредоточенного хранения и генерации

Краткий обзор основных электрических машин

Реальная и реактивная мощности в однофазных цепях переменного тока

Трехфазные цепи

Трехфазные системы

Несбалансированные трехфазные нагрузки

Измерение средней мощности в трехфазных цепях

Коррекция коэффициента мощности

Магнитные цепи

Магнитное поле токопроводящих проводников

Закон магнитной цепи Ампера

Магнитные цепи

Магнитная цепь с воздушным зазором

Краткий обзор ферромагнетизма

Потери магнитного сердечника

Как определить поток для данного MMF

Постоянные магниты

Трансформаторы

Строительство трансформаторов

Краткий обзор законов индукции Фарадея и Ленца

Идеальный трансформатор

Настоящий трансформатор

Примерная эквивалентная схема реального трансформатора

Определение параметров эквивалентной цепи

Номинальные параметры на паспортной табличке трансформатора

Тактико-технические характеристики трансформатора

Трехфазные трансформаторы

Подключение трехфазного трансформатора

Автотрансформаторы

Трехобмоточные трансформаторы

Измерительные трансформаторы

Пусковой ток

Принципы электромеханического преобразования энергии

Основные концепции

Электромеханическое преобразование энергии

Исследование вращающихся машин

Вращающиеся системы с одиночным возбуждением

Системы вращения с многократным возбуждением

Цилиндрические станки

Сила, создаваемая проводником

Наведенное напряжение на проводнике, движущемся в магнитном поле

Индукционные машины

Конструкция асинхронных двигателей

Концепция вращающегося магнитного поля

Наведенные напряжения

Концепция проскальзывания ротора

Влияние скольжения на частоту и величину наведенного напряжения ротора

Эквивалентная схема асинхронного двигателя

Расчет производительности

Эквивалентная цепь при запуске

Определение мощности и крутящего момента с использованием эквивалентной схемы Тевенина

Тактико-технические характеристики

Управление характеристиками двигателя с помощью конструкции с короткозамкнутым ротором

Пуск асинхронных двигателей

Контроль скорости

Тесты для определения параметров эквивалентной цепи

Синхронные машины

Строительство синхронных машин

Возбуждение возбуждения синхронных машин

Синхронная скорость

Работа синхронного генератора

Эквивалентные схемы

Работа синхронного двигателя

Характеристики мощности и крутящего момента

Жесткость синхронных машин

Эффект изменения возбуждения

Использование демпферных обмоток для преодоления механических колебаний

Пуск синхронных двигателей

Работа синхронного двигателя в качестве синхронного конденсатора

Работа синхронного двигателя как синхронного реактора

Испытания для определения параметров эквивалентной цепи

Кривая работоспособности синхронной машины

Параллельная работа синхронных генераторов

Машины постоянного тока

Конструктивные особенности

Краткий обзор обмоток якоря

Элементарный автомат постоянного тока

Напряжение якоря

Способы возбуждения поля

Реакция якоря

Коммутация

Компенсирующие обмотки

Кривая намагничивания

Генераторы постоянного тока

Генератор с автономным возбуждением

Шунтирующий генератор с самовозбуждением

Генератор серии

Генератор соединений

Регулирование напряжения

Развитая мощность

Развиваемый крутящий момент

Поток мощности и КПД

Характеристики двигателя постоянного тока

Управление двигателями постоянного тока

Запуск двигателя постоянного тока

Торможение двигателем постоянного тока

Однофазные двигатели и двигатели специального назначения

Однофазные асинхронные двигатели

Пуск однофазных асинхронных двигателей

Классификация однофазных асинхронных двигателей

Универсальные моторы

Однофазные синхронные двигатели

Двигатели подсинхронные

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами

Переходные процессы и динамика электрических машин

Машины постоянного тока

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением

Переходные процессы синхронного генератора

Переходные процессы короткого замыкания

Переходная стабильность

Уравнение поворота

Возобновляемая энергия

Возобновляемая энергия

Влияние рассредоточенного хранения и генерации

Интеграция возобновляемых источников энергии в энергетические системы

Распределенное поколение

Проникновение возобновляемой энергии

Активная распределительная сеть

Концепция Microgrid

Система преобразования энергии ветра и энергии ветра (WECS)

Преимущества и недостатки систем преобразования энергии ветра

Категории ветряных турбин

Визуальное воздействие ветряных турбин

Типы генераторов, используемых в ветряных турбинах

Операционные системы ветряных турбин

Метеорология ветра

Сила ветра

Воздействие силы ветра

Влияние высоты башни на ветровую энергию

Измерения ветра

Характеристики ветрогенератора

Эффективность и производительность

КПД ветряной турбины

Другие факторы, определяющие эффективность

Подключение к сети

Некоторые дополнительные вопросы, связанные с ветроэнергетикой

Развитие системы передачи энергии ветра в США

Накопитель энергии

Прогнозирование ветроэнергетики

Системы солнечной энергии

Кристаллический кремний

Влияние солнечного света на работоспособность солнечного элемента

Влияние изменения силы солнца на солнечный элемент

Влияние температуры на характеристики элемента

Эффективность солнечных батарей

Соединение солнечных батарей

Общая конфигурация системы

Тонкопленочный PV

Концентратор ПВ

PV Баланс систем

Типы конверсионных технологий

Линейные системы CSP

Системы CSP Power Tower

Блюдо / двигатель CSP Systems

Фотоэлектрические приложения

Системы накопления энергии

Системы хранения

Устройства хранения

Типы батарей

Эксплуатационные проблемы при использовании батареи

Топливные элементы

Интеллектуальная сеть

Необходимость создания интеллектуальной сети

Корни мотивации для интеллектуальной сети

Автоматизация распределения

Активные распределительные сети

Управление напряжением / вар. В распределительных сетях

Существующая электросеть

Диспетчерский контроль и сбор данных

Расширенные концепции SCADA

Контроллеры подстанций

Расширенные разработки для комплексной автоматизации подстанций

Эволюция Smart Grid

Интеллектуальные микросети

Топология микросети

Топология интеллектуальной сети

Стандарты интеллектуальных сетей

Существующие проблемы применения концепции интеллектуальных сетей

Приложение A: Краткий обзор векторов

Приложение B: Отдельная система

Приложение C: Синхронные машины с явными полюсами

Приложение D: Преобразование единиц английской системы в систему СИ

Приложение E: Преобразование единиц из системы СИ в английскую систему

Приложение F: Обмотки статора

Приложение G: Глоссарий по терминологии электрических машин

Ответы на избранные задачи

Библиография

.