Виды автоматов электрических: Виды и Типы Автоматов нагрузки

Виды и Типы Автоматов нагрузки

Автоматические выключатели – это разновидность коммутационных устройств, которые необходимы для повышения уровня безопасности эксплуатируемых электросетей и оборудования. Существует множество разновидностей автоматом, поэтому мы рассмотрим в первую очередь устройства бытового назначения, которые есть в каждом доме. Несмотря на то, что во всех тонкостях маркировки должны разбираться профильные специалисты, вам будет полезно знать, какие типы автоматических выключателей более эффективны, по какому принципу они работают, какие существуют особенности их использования.

Задать вопрос электрику:

вы можете задать любой интересующий вопрос по электрики

Написать в WhatsAppНаписать в Телеграм

Основные типы защитных автоматов

В первую очередь выделим три типа защитных устройств по способу их срабатывания:

• Автоматический выключатель – срабатывает при возникновении короткого замыкания в цепи
• УЗО (устройство защитного отключения) – срабатывает при возникновении утечек токов
• Дифференциальный автомат – выполняет функции автоматического выключателя и УЗО одновременно

Также существует деление автоматов на однополюсные (размыкают только фазу), двухполюсные (размыкают и фазу и ноль), однофазные и трехфазные. Как правило, в быту используются именно однополюсные автоматы – они дешевле, да и обеспечивают достаточно высокий уровень безопасности.

Устройство автоматического выключателя и принцип его действия

На картинке выше показан простой автоматический выключатель. Ключевыми элементами в нем является электромагнитный расцепитель и биметаллическая тепловая пластина. В случае резкого скачка нагрузки при коротком замыкании срабатывает катушка (электромагнитный расцепитель). А биметаллическая пластина обеспечивает размыкание сети при чрезмерном нагреве проводки в случае подключения приборов с высоким энергопотреблением – силовых агрегатов.

На фото ниже вы видите автоматический выключатель модульного типа в разобранном виде. На нем хорошо видно электромагнитную катушку, а за ней – дугогасительную камеру. При срабатывании автомата дуга отводится именно в нее, а отработанные газы выводятся через специальный канал. Это позволяет практически мгновенно снимать нагрузку с сети, уберегая проводку и изоляцию от повреждений, сводя к минимуму риски возникновения пожара.

Теперь разберемся в маркировке автоматических выключателей.

Особенности маркировки автоматов защитного отключения

Итак, наиболее значимые характеристики автоматического выключателя:

• Его класс (A, B, C, D) – определяет время-токовую характеристику. Аппараты класса A, B срабатывают быстрее, чем аппараты классов C и D
• Номинальный ток – рабочий показатель тока, при котором автомат срабатывать
• Отключающая способность – это сила тока, при которой автомат сработает, а не расплавится. Для бытовых устройств этот показатель составляет 4000-6000 Ампер
• Токоограничение – время полного гашения дуги. Колеблется в пределах 2,5-10 миллисекунд

Все эти характеристики указываются на корпусе автомата, и именно по ним, находясь в магазине, нужно выбирать подходящее устройство под конкретные нужды.

Особенности эксплуатации

Есть одна ключевая особенность эксплуатации автоматов защитного отключения. Ни в коем случае их нельзя блокировать во включенном положении. Если автомат выбивает, значит, на то есть какая-то причина – короткое замыкание или перегруз в сети. Если его заблокировать во включенном положении, то это может привести к локальному возгоранию и пожару. Для подбора оптимального комплекта автоматов для вашего дома и их правильного монтажа обращайтесь к нашим компетентным специалистам. Мы собираем любые типы щитовых и установим автоматы как того требуют правела.

Виды и типы автоматических выключателей

Главная » Защита

Защита

Просмотров 10.6k. Опубликовано 15.06.2018 Обновлено 15.06.2018

Все наши электрические сети и цепи, а также бытовые электроприборы и электрооборудование надежно защищены автоматическими выключателями. Их главная задача — это в нужный момент обесточить электрическую цепь, т.е. отключить подачу электрического тока. Автомат (АВ) срабатывает, т.е. отключается, в случаях короткого замыкания и перегрузки в сети (нагрев проводов). Для различных электрических цепей существуют и различные виды и типы автоматических выключателей.

Виды автоматических выключателей (АВ)

• Все автоматы можно разделить на выключатели переменного тока, постоянного тока и универсальные, работающие при любом электрическом токе в сети.По своей конструкции АВ бывают: воздушные, модульные, а также в литом корпусе.
• Автоматические выключатели подразделяются по показателю номинального тока. Также еще одно различие — это номинальное напряжение. В большинстве случаев АВ работают в сетях с напряжением 220 или 380 Вольт.
• Электрические автоматы бывают токоограничивающие и нетокоограничивающие. Токоограничивающий автоматический выключатель — это выключатель с чрезвычайно малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего максимального значения.
• Все модели электровыключателей классифицируются по количеству полюсов. Они делятся на однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматы.
• АВ подразделяются по виду расцепителей — максимальный расцепитель тока, независимый расцепитель, минимальный или нулевой расцепитель напряжения.
• По скорости срабатывания. Выделяют быстродействующие, нормальные и селективные автоматы. Бывают с выдержкой времени, без нее, независимой или обратно зависимой от тока выдержкой времени срабатывания. Характеристики могут сочетаться.
• Отличаются АВ и по степени защиты от окружающей среды — IP, механических воздействий, токопроводимости материала. По виду привода — ручной, двигатель, пружина.
• Также автоматы различают по наличию свободных контактов и способу присоединения проводников.

Типы автоматических выключателей

Что означает тип электрического автомата? Автоматические выключатели содержат внутри себя два вида размыкателей – тепловой и магнитный.

Магнитный быстродействующий размыкатель предназначен для защиты при коротком замыкании. Срабатывание размыкателя может происходить за время от 0,005 до нескольких секунд.

Тепловой размыкатель значительно медленнее, предназначен для защиты от перегрузки. Работает с помощью биметаллической пластины, нагревающейся при перегрузке цепи. Время срабатывания от нескольких секунд до минут.

Совместная характеристика срабатывания зависит от вида подключаемой нагрузки.

Существует несколько типов отключения АВ. Их еще называют — типы время-токовых характеристик отключения. Они обозначаются так — A, B, C, D, K, Z.

1. A – применяется для размыкания цепей с большой длинной электропроводки, служит хорошей защитой для полупроводниковых устройств. Срабатывают при 2-3 номинальных токах.
2. B – для осветительной сети общего назначения. Срабатывают при 3-5 номинальных токах.
3. C – осветительные цепи, электроустановки с умеренными пусковыми токами. Это могут быть двигатели, трансформаторы.
   Перегрузочная способность магнитного размыкателя выше, чем у выключателей типа B. Срабатывают при 5-10 номинальных токах.
4. D – применяются в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Для электродвигателей с большими пусковыми токами, например. При 10-20 номинальных токах.
5. K – индуктивные нагрузки.
6. Z – для электронных устройств.

Данные о срабатывании выключателей типов K, Z лучше смотреть в таблицах конкретно по каждому производителю.

Электрические машины. Типы и принцип работы

Электричество не существует в природе в какой-либо полезной форме. Она должна генерироваться из любых других источников энергии, таких как солнечная, ветровая, гидро-, тепловая, атомная и т. д. Фотогальванические элементы помогают нам улавливать энергию солнечного света, а генераторы используются для преобразования механической энергии, доступной в других формах, в электричество. Механическая энергия может быть получена от ветра, текущей воды и пара с помощью турбин. Двигатели используются для обратного преобразования электричества в механическую энергию. Итак, в совокупности электрические машины — это устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую и наоборот.

Давайте начнем с трансформаторов, чтобы вы могли понять основную концепцию электромагнитной индукции, которая возникает в каждой электрической машине.

Содержание

Классификация электрических машин

В основном электрические машины классифицируются на

• Статические электрические машины — трансформаторы
• Вращающиеся электрические машины — двигатели (преобразуют электрическую энергию в механическую) и генераторы (преобразуют механическую энергию в электрическую). энергия)

Трансформаторы

Любое статическое устройство, которое может передавать переменный ток из одной цепи в другую за счет электромагнитной индукции, можно рассматривать как трансформатор. Трансформаторы используются для преобразования переменного тока с одного уровня напряжения на другой уровень напряжения.

Базовый трансформатор состоит из двух катушек, соединенных магнитным сердечником. В случае трехфазных трансформаторов будет присутствовать два набора катушек на фазу. Один набор катушек известен как первичная обмотка, а другой известен как вторичная обмотка. Эти две обмотки изолированы друг от друга и магнитно связаны через железный сердечник.

Источник: https://www.electronics-tutorials.ws/transformer/transformer-basics.html

Переменное напряжение подключено к первичной обмотке. При подключении создается переменный магнитный поток с амплитудой, пропорциональной величине приложенного напряжения, частоте и числу витков. Этот поток связывается со вторичной обмоткой и индуцирует напряжение, пропорциональное количеству вторичных витков.

Отношение количества первичных и вторичных витков известно как коэффициент трансформации трансформатора . Любое соотношение преобразования напряжения возможно и может быть достигнуто за счет правильного соотношения количества первичных и вторичных витков.

Коэффициент трансформации напряжения определяется по формуле:

   

Если вторичное напряжение больше первичного, трансформатор называется повышающим. Если первичное напряжение больше вторичного, то трансформатор называется понижающим.

Чтобы обеспечить эффективное связывание магнитного потока, сердечник (конструкция, поддерживающая обмотки) изготовлен из сплава железа или стали с высокой проницаемостью. Трансформаторы доступны в различных размерах, формах и конструкциях, но основной принцип остается тем же.

Электроэнергия вырабатывается на генерирующих станциях среднего напряжения (6,6кВ, 11кВ, 33кВ). Чтобы минимизировать потери при передаче, генерируемое напряжение повышается до более высоких напряжений. Здесь используются повышающие трансформаторы. Понижающие трансформаторы используются для снижения передаваемого напряжения вблизи центров нагрузки. Это делает трансформатор самой важной электрической машиной.

Вращающиеся электрические машины

Вращающиеся электрические машины, используемые для преобразования механической энергии в электрическую или наоборот. Существует три основных типа вращающихся электрических машин .

1. Электрические машины постоянного тока – двигатели постоянного тока и генераторы постоянного тока
2. Синхронные машины – генераторы переменного тока и синхронные двигатели
3. Асинхронные двигатели или асинхронные машины

Все вращающиеся электрические машины имеют две общие основные части. Первая — это вращающаяся часть, известная как ротор, а вторая — неподвижная часть, называемая статором. Эти детали изготовлены из высокопроницаемого магнитного материала, такого как кремнистая сталь. Давайте углубимся в детали каждого из них.

Машины постоянного тока

Машины постоянного тока доступны в различных размерах и формах: от небольших шаговых двигателей в принтерах до огромных тяговых двигателей. Машина постоянного тока состоит из обмотки возбуждения на статоре и якоря на роторе.

Вид в разрезе электрических машин постоянного тока

Как известно, электромагнитное преобразование требует относительного движения между обмотками возбуждения и обмотками якоря. Для достижения относительного движения между статором и ротором якорь вращается снаружи с помощью первичного двигателя (турбины или двигателя). Когда якорь вращается мимо полюсов возбужденного поля, в якоре индуцируется ЭДС.

ЭДС индукции носит переменный характер. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, два конца якоря подключаются к коммутатору. Коллекторы представляют собой металлические стержни, насаженные на валы машин и соединенные с обмоткой якоря, которые меняют направление тока каждые пол-оборота. Коммутатор разделен на несколько сегментов, и каждый сегмент изолирован друг от друга. Угольные щетки используются для сбора тока от коммутатора.

В машинах постоянного тока якорь всегда остается на роторе для преобразования наведенного переменного напряжения в постоянное. Якорь состоит из нескольких пазов и установлен на валу, который опирается на подшипник.

Двигатели постоянного тока и генераторы постоянного тока имеют одинаковую конструкцию. Обычно двигатель можно использовать как генератор и наоборот. В зависимости от соединения обмоток статора и ротора машины постоянного тока можно классифицировать следующим образом:

• Машины постоянного тока с независимым возбуждением
• Машина постоянного тока с самовозбуждением

Машина постоянного тока с независимым возбуждением

В этом типе обмотки якоря и возбуждения возбуждаются отдельно. Обмотку возбуждения также можно заменить постоянным магнитом.

Двигатели с самовозбуждением

Якорь и обмотки возбуждения двигателя с самовозбуждением питаются от одного и того же источника питания. Возможны следующие соединения.

• Шунтовое соединение – Якорь и возбуждение соединены параллельно.
• Последовательное соединение – Якорь и возбуждение соединены последовательно.
• Составное соединение

Соединения машины постоянного тока

Двигатели постоянного тока

Конструктивные особенности двигателей постоянного тока такие же, как у генераторов. Они работают на свойстве притяжения между разными магнитными полюсами и отталкивания между одинаковыми магнитными полюсами. Регулируя напряжения возбуждения и якоря, можно регулировать скорость двигателя постоянного тока. Кроме того, различные типы методов возбуждения делают двигатели постоянного тока более универсальными.

Скоростно-крутящие характеристики двигателей постоянного тока

Синхронные машины

Генераторы переменного тока, присутствующие почти на всех турбинных электростанциях по всему миру, являются синхронными машинами. Генератор также может работать как двигатель, если на ротор подается постоянный ток, а на статор подается переменное напряжение. Мы кратко рассмотрим принцип работы синхронных машин. Кредит изображения: https://www.tonex.com/

Синхронная машина имеет якорь на статоре и поле на роторе. На ротор (обмотку возбуждения) подается постоянный ток, который превращает его в электромагнит. В машине PMDC (постоянный магнит постоянного тока) обмотка возбуждения ротора заменена постоянным магнитом.

Ротор может быть цилиндрического типа или с явно выраженными полюсами. Цилиндрический; роторы механически стабильны на высоких скоростях и используются в больших турбогенераторах, тогда как машины с явно выраженными полюсами используются в тихоходных гидрогенераторах.

Принцип работы синхронных машин

Генераторы переменного тока

Когда на ротор подается постоянное напряжение, он становится электромагнитом. Если ротор приводится в движение первичным двигателем, между магнитным потоком ротора и проводником статора возникает относительное движение. Поэтому по закону Фарадея в обмотке статора индуцируется ЭДС. ЭДС индукции носит переменный характер и частота чередования будет пропорциональна скорости вращения ротора.

Источник: www.wikimedia.org

В трехфазном генераторе переменного тока три набора катушек намотаны на полюса статора с относительным электрическим расстоянием 120 градусов. Следовательно, ЭДС, индуцируемая в каждом наборе катушек, должна иметь фазовый сдвиг 120 градусов.

Синхронные двигатели

Как упоминалось ранее, постоянное напряжение подается на обмотку возбуждения синхронного двигателя, а переменное напряжение подается на статор для создания крутящего момента. Крутящий момент создается из-за стремления ротора выровняться с магнитным полем, создаваемым статором.

Когда на статор подается трехфазное переменное напряжение, создается вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор уже имеет постоянное магнитное поле, он пытается выровняться с вращающимся магнитным полем поля статора, тем самым создавая крутящий момент.

Ротор не может мгновенно набрать скорость из-за инерции. Кроме того, скорость вращения поля статора очень высока (50 Гц или 60 Гц). Следовательно, ротору становится трудно сначала набрать крутящий момент. Это делает синхронный двигатель несамозапускающимся. Двигатель должен приводиться в действие другим вспомогательным средством, близким к его синхронной скорости. На скорости, близкой к синхронной, поля ротора и статора замыкаются друг на друга, и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью, после чего вспомогательные средства, используемые для запуска двигателя, могут быть отключены.

Еще одной особенностью синхронного двигателя является то, что при перевозбуждении он действует как конденсатор и может использоваться для компенсации реактивной мощности. Двигатель, используемый для компенсации реактивной мощности, известен как синхронный конденсатор и используется в больших силовых установках для коррекции коэффициента мощности.

Асинхронные двигатели или асинхронные двигатели

Асинхронные двигатели широко используются во всех отраслях промышленности. Без всякого сомнения можно сказать, что это самая используемая электрическая машина в мире. Однофазный асинхронный двигатель можно найти в каждом доме в виде потолочных вентиляторов, насосов и т. д. Самым большим преимуществом асинхронных двигателей является то, что он не требует отдельного источника питания для ротора.

Принцип действия асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели имеют трехфазную обмотку на статоре, аналогичную обмотке синхронных машин. При подаче на обмотки статора трехфазного напряжения образуется вращающееся магнитное поле. Это переменное магнитное поле контактирует с проводниками ротора и индуцирует в нем ЭДС.

Концы обмотки ротора закорочены так, что по ней протекает ток, пропорциональный ЭДС индукции. Из-за протекания тока создается другое магнитное поле, вращающееся в том же направлении, что и статор. Взаимодействие между этими двумя магнитными полями создает крутящий момент, который стремится вращать двигатель в направлении вращения магнитного поля статора. Асинхронные двигатели являются самозапускающимися двигателями.

Скорость ротора всегда меньше синхронной скорости приложенного напряжения статора. Поэтому эти двигатели известны как асинхронные двигатели. Разница между синхронной скоростью и фактической скоростью вращения ротора на единицу называется скольжением.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

В асинхронных двигателях возможны два типа конструкции ротора. Первый представляет собой ротор с обмоткой, а второй — ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор состоит из пазов для размещения проводников. Намотанный ротор состоит из трех фазных обмоток, как и у статора в этих пазах. Один конец каждой фазы закорочен, образуя соединение звездой или звездой, а другие концы подведены к контактному кольцу, прикрепленному к валу.

Угольные щетки используются для вбивания токосъемных колец во внешнюю клеммную коробку. К ротору можно добавить внешнее сопротивление для ограничения пускового тока.

Роторы с короткозамкнутым ротором состоят из сплошных стержней из проводящего материала, помещенных в пазы ротора. Эти проводники закорочены на обоих концах. Этот тип роторов не имеет внешних электрических соединений. Также двигатели с короткозамкнутым ротором имеют меньший пусковой момент, чем роторы с обмоткой.

Индукционные генераторы

Когда асинхронный двигатель, вращающийся с определенной скоростью, вынужден вращаться выше своей синхронной скорости за счет приложения внешней механической энергии, он действует как генератор. Такие машины известны как асинхронные генераторы. Они находят свое применение в ветроэнергетике и малых гидроэлектростанциях.

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами состоят из радиально расположенных постоянных магнитов на статоре. Ротор состоит из обмотки постоянного тока, соединенной с коммутатором. Принцип работы двигателей постоянного тока такой же, как у параллельных двигателей постоянного тока, за исключением того, что они не требуют отдельного питания возбуждения. Отсутствие внешнего питания снижает потери мощности, повышает эффективность и уменьшает размер по сравнению с обычными двигателями постоянного тока того же размера.

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока имеет набор постоянных магнитов на роторе и полупроводниковых переключателей на статоре. Полупроводниковые переключатели преобразуют входной источник постоянного тока в пульсирующий постоянный ток для создания максимального крутящего момента при заданной скорости.

В этих двигателях положение ротора и статора перевернуто. Поле присутствует в роторе, а якорь присутствует в начале. Датчики используются для позиционирования ротора, и в зависимости от его положения полупроводниковые переключатели включаются и выключаются для выполнения требований скорости и крутящего момента. Эти двигатели дороже, чем обычные двигатели постоянного тока, требуют меньшего обслуживания и имеют более длительный срок службы, чем обычные двигатели постоянного тока.

Серводвигатель

Серводвигатели используются для точного управления положением. Это бесщеточные двигатели постоянного тока в сочетании с датчиками положения, такими как энкодеры и потенциометры. Серводвигатели используются для регулирования положения с обратной связью. Они находят свое применение в морской навигации, автоматических станках, летательных аппаратах, роботах, регуляторах скорости и т. д.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели представляют собой двигатели с импульсным приводом, используемые для управления положением. Эти двигатели могут перемещаться на определенный угол для каждой применяемой фазы управления. Они не требуют датчиков положения.

All About Engineering – Очень полезный блог о инженерии

Последние сообщения

Electronic Eng 17 августа 2020 г.

BBS для круглой колонны RCC: эта статья о том, как подготовить график гибки стержней…

Подробнее »

Electronic Eng 17 августа 2020 г.

BBS для RCC Column: Эта статья о том, как подготовить график гибки стержня для …

Подробнее »

Electronic Eng 17 августа 2020 г.

BBS для железобетонной плиты: Эта статья о том, как подготовить график гибки стержней для …

Подробнее »

Electronic Eng 17 августа 2020 г.

BBS для железобетонной балки: график изгиба стержней (BBS), используемый для предоставления подробной информации …

Подробнее »

• Electronic Eng 17 августа 2020 г.

  BBS для круглой колонны RCC: эта статья о том, как подготовить график гибки стержней…

  Подробнее »

• График изгиба стержней для колонны RCC

  Electronic Eng 17 августа 2020 г.

• График изгиба стержней для железобетонной плиты

  Electronic Eng 17 августа 2020 г.

• График изгиба стержня для железобетонной балки

  Electronic Eng 17 августа 2020 г.

• Оценка материала для бетона

  Electronic Eng 17 августа 2020 г.

• Electronic Eng 29 мая 2020 г.

  Различия между номинальным, рабочим и номинальным напряжением Напряжение или разность потенциалов – это разница …

  Подробнее »

• Каковы виды использования и применения диода?

  Electronic Eng 14 сентября 2019 г.

• Идеальный трансформатор и его характеристики

  Electronic Eng 17 июля 2019 г.

• Приборный трансформатор и его типы

  Electronic Eng 16 июля 2019 г.

• Трансформатор и его работа, характеристики и применение

  Electronic Eng 15 июля 2019 г.

• Electronic Eng 2 июня 2020 г.

  Что такое резистор с нулевым сопротивлением и для чего он используется? Эта статья …

  Подробнее »

• Что такое идеальный коммутатор и характеристики идеального коммутатора

  Electronic Eng 31 мая 2020 г.

• Типы схем и преобразователей силовой электроники

  Electronic Eng 29 мая 2020 г.

• Что такое номинальное напряжение, рабочее напряжение и номинальное напряжение

  Electronic Eng 29 мая 2020 г.

• Каковы виды использования и применения диода?

  Electronic Eng 14 сентября 2019 г.

• Electronic Eng 15 августа 2020 г.

  Преобразование единиц измерения

  для гражданского строительства В этой статье мы обсудим различные преобразования единиц измерения для …

  Подробнее »

• Механические свойства материала

  Electronic Eng 15 августа 2020 г.