Site Loader

Содержание

Как работает автоматический выключатель? Время токовая характеристика.

При  построении домашней электросети, когда дело касается подбора автоматических выключателей, многие ориентируются лишь на значение номинального тока, и совсем не учитывают такой показатель, как время токовая характеристика автомата. Но  для того чтобы построить грамотную защиту домашней электросети этот показатель очень важен. Также важно понимание как работает автомат, когда через него  проходит электрический ток выше номинального.

 Что такое время токовая характеристика?

Задача автоматического выключателя разорвать цепь электропитания в случае аварийной ситуации. Это может быть короткое замыкание или  длительная перегрузка.

В первом случае, сила тока возрастает стремительно и во много раз, что приводит к возгоранию проводки. Чтобы не допустить этого в автомате срабатывает мгновенный расцепитель.

Во втором случае, ток превышает номинальный не столь значительно, но, при длительном  воздействии на цепь, может привести к перегреву кабеля и расплавлению изоляции.

В такой ситуации должен  сработать тепловой расцепитель.

Существуют также нормальные условия работы электросети, когда сила тока резко возрастает на короткое время. При этом, из-за непродолжительного воздействия, никакого вреда кабелю не наносится. Такой ток возникает во время включения различной электротехники (кондиционер, холодильник, насос, бойлер, микроволновка и др.), называется пусковым, и может превышать номинальный в несколько раз.

Автоматический выключатель распознает такие ситуации, и, в зависимости от силы тока и продолжительности его воздействия, отрабатывает тем либо иным образом. Эта взаимосвязь и называется время токовой характеристикой. Она обозначается рядом  с номинальным током  автомата, и маркируется буквами латинского алфавита. В бытовых сериях выпускаются  модульные автоматы с  B, C характеристикой, реже с  D. Существуют также характеристики A, K и Z.

 

График зависимости времени срабатывания автомата от кратности его номинального тока

Для каждой характеристики существует свой график зависимости времени срабатывания от кратности номинального тока.

Разберем детально график  время токовой характеристики С.

На графике изображены две линии  с закрашенной областью между ними – это диапазон срабатывания автоматического выключателя. Для характеристики C, зона срабатывания мгновенного расцепителя ограничена 5 – 10 величинами номинального тока автомата. На данном графике, при кратности тока 5In (In- номинальный ток), автомат отключится в диапазоне  0,015 – 8 секунд, а при кратности тока 10In – менее чем за 0,02 секунды. Достигнув  значения 1,13In – автомат проработает не менее 1 часа. Это значение называется током условного не отключения.  При значении 1,45In (ток условного отключения) – автомат сработает в диапазоне от, приблизительно, 1,5 минут  до 60 минут.

Диапазоны срабатывания мгновенного расцепителя для разных время токовых характеристик:

  • B – 3In – 5In
  • С – 5In — 10In
  • D – 10In – 20In
 Выбор автомата по время токовой характеристике для домашней электросети

В каких случаях применяются автоматические выключатели с той или иной время токовой характеристикой:

  • Если в квартире или доме не подразумевается использования большого количества приборов со значительными пусковыми токами, то можно ограничиться автоматами типа B.
  • Для квартиры или дома, в котором будет работать большое количество бытовой электротехники со значительными пусковыми токами (кондиционеры, бойлер, стиральная машина, газоразрядные лампы и др.), необходимо использовать автоматические выключатели с характеристикой С.
  • Автоматы с характеристикой D  применяют в производственных помещениях  для защиты цепей с  высокими пусковыми токами.

Для защиты электропроводки  в обычной городской квартире, на групповые линии достаточно установить автоматические выключатели с характеристикой B, а в качестве вводного использовать автомат с характеристикой C.

Какое сечение кабеля, каким автоматом защищать?

Как видно из графиков, автомат отключится сразу, только при достижении диапазона токов мгновенного расцепления, а в диапазоне 1,13In – 1,45In может проработать достаточно долго.

Для того чтобы понять, какой кабель, каким автоматом защищать, определим токи условного не расцепления и условного расцепления для автоматов различного номинала.

Для каждого сечения кабеля  известны длительно допустимые токи, т.е. токи при которых кабель может работать длительное время без последствий.  Превышение  этого показателя приводит к  его перегреву и повреждению изоляции. Значения длительно допустимых токов для различных кабелей указаны в ПУЭ (правила устройства электроустановок).

Выпишем допустимые токи для кабелей различных сечений:

  • 1,5 кв. мм – 19A
  • 2,5 кв. мм – 25А
  • 4 кв. мм – 35А
  • 6 кв. мм – 42А
  • 10 кв. мм – 55А
  • 16 кв. мм – 75А

Главная задача, при подборе автомата для защиты кабеля, не допустить протекания через него тока, который превышает длительно допустимый.

Исходя из имеющихся данных, подберем автоматические выключатели для различных сечений кабеля:

  • кабель 1,5 кв. мм – автомат 10A
  • кабель 2,5 кв. мм – автомат 16А
  • кабель 4 кв. мм – автомат 20А, 25А (допустимо)
  • кабель 6 кв. мм – автомат 25А, 32А (допустимо)
  • кабель 10 кв. мм – автомат 40А
  • кабель 16 кв. мм – автомат 50А
Заключение

Время токовая характеристика – это важный параметр, который необходимо учитывать при выборе автоматических выключателей.

Следует помнить:

  • автоматический выключатель не срабатывает сразу после превышения его номинального тока;
  • в диапазоне до 1,45 номинального тока, он способен проработать около 1 часа;
  • до достижения тока условного не расцепления (1,13 In) автомат не отключится;
  • сразу отключится  только при достижении токов мгновенного расцепления.

Помните, что от правильного выбора автоматического выключателя зависит безопасность электропроводки в вашей квартире или доме.

Узнаем как работает автомат электрический дифференциальный

Еще совсем недавно главным средством защиты электрических цепей от перегрузки и короткого замыкания служили плавкие предохранители. Технический прогресс не миновал и такую, на первый взгляд, простую область, как размыкающие аварийные устройства.

Автомат электрический дифференциальный помогает не только тогда, когда нужно уберечь проводку от перегрева, он может в некоторых случаях спасать человеческие жизни. При этом опасными бывают не только замыкания, но и обрывы проводников, которые свободно могут касаться разных предметов и становиться причиной поражения электрическим током.

Автомат электрический предназначен для мгновенного обесточивания всей электрической схемы или той ее ветви, в которой возникла критическая ситуация. Для того чтобы он выполнил эту задачу, необходима несложная обработка информации. Слово «дифференциальный» в контексте названия защитного устройства указывает на то, что в нем происходит сравнение величин прямого и обратного токов в замкнутой электросети. Размыкание контактов происходит в том случае, когда их значения перестают совпадать.

На промышленных предприятиях обычно используется рабочее напряжение 380 V, и на распределительных щитах устанавливается автомат электрический трехфазный, реагирующий на аварийно-опасные расхождения токов на входе и выходе схемы в каждой из фазовых нагрузок.

Чтобы проиллюстрировать работу этого защитного устройства, можно представить себе ситуацию, при которой работник по неосторожности коснулся неизолированной части токоведущего элемента. Величина тока, представляющая опасность для жизни, составляет примерно 20 мА. Подвергшийся его воздействию, как правило, не может отпустить проводник, из-за чего при контакте продолжительностью в несколько секунд может погибнуть.

Автомат электрический дифференциальный, настроенный на срабатывание при утечке тока в 10мА, не даст поражающему напряжению долго воздействовать на организм. Человек испытает неприятные ощущения, но после того как цепь мгновенно будет обесточена, жизнь его будет в безопасности, спазма сердечной мышцы не произойдет. При этом в любом другом случае автомат будет пропускать через свои контактные группы ток, на который он рассчитан.

Та же ситуация возникнет и в случае обрыва, когда провод коснется любого заземляющего элемента.

Защита от короткого замыкания срабатывает мгновенно, при превышении величины допустимого тока. Предусмотрена и безопасность проводки в случае относительно незначительного, но длительного прохождения через него чрезмерной нагрузки. Таким образом, автомат электрический предохраняет от пересыхания изоляцию, а контактные группы – от преждевременного выгорания.

Подобная защитная аппаратура находит применение не только в производственных цехах, она широко используется в жилых помещениях (квартирах, домах). Автомат электрический однофазный все более активно вытесняет пробки, неудобство которых состоит в необходимости постоянно иметь под рукой плавкие вставки. Не секрет, что распространенной практикой давно стала их замена на «жучки», что часто приводит к пожарам. Автомат после устранения причины короткого замыкания просто достаточно включить.

Автоматические выключатели Энергия ВА 47-100

Характеристики:

Название модели Автоматический выключатель ВА47-100 1P 80А (С) 10кА ЭНЕРГИЯ

Артикул Е0301-0081

Номинальное напряжение АС, В 230/400

Частота, Гц 50 (60)

Номинальная отключающая способность, кА 10

Характеристика отключения C

Число полюсов 1

Номинальный ток, А 80

Ввод кабеля сечением, мм² 1 – 35

Износостойкость механическая, не менее 2х10

4 циклов В-О

Износостойкость электрическая, не менее 6000 циклов В-О

Степень защиты, IP 20

Рабочая температура, °С от –45 до +50

Минимальная партия, шт.

12

Рассказываем про 16-ти амперный автомат


Перед тем как решить какой автомат подключить, следует задуматься, сколько киловатт потребляет наше бытовое оборудование? Подумали, хотя бы примерно? Мы поговорим с вами сегодня именно о 16-ти амперном автоматическом выключателе, так как практически для всех домов данный выключатель является лучшим выбором. Сколько он выдержит, для какой мощности подходит, для какой фазы такой выключатель подойдёт, а главное где его купить. Об этом в нашей статье.

Предназначение автоматических выключателей

Автоматические выключатели или по-другому автоматы, отвечают за оперативное включение и отключение низковольтных электрических цепей, а также защиты от короткого замыкания, перенапряжения и перегрузок. В автоматах важную роль играют расцепители, они выполняют защитную функцию в данном устройстве. Расцепители реагируют на отклонение от нормального значения.

В автоматических выключателях устанавливают:

  • Расцепители максимального тока, которые реагируют на короткое замыкание;
  • Расцепители минимального напряжения реагируют на перенапряжение;

Теперь поговорим о ёмкости автомата на 16 А

16-ти амперный автомат может осилить нагрузку в однофазной сети в пределе 3,5 кВт, а в трёхфазной в пределах 18,2 кВт при напряжении в розетке 220 вольт.

Мощность автомата — это потребляемая энергия всех бытовых приборов в доме, которые работают от одной электрической сети. Для того, чтобы узнать мощность автоматического выключатели требуется понять токовую нагрузку и знать токовое номинальное значение. Мощность 16-ти амперного автомата в однофазной сети — 3520 Вт, а в трёхфазной сети мощность равна 18200 Вт.

Какими характеристиками обладает автоматический автомат на 16 А

Начнём с того, что производитель обязан маркировать корпус такого устройства. Самое важное, что должно быть указано – это его номинальный ток. Такой автомат рассчитанный на 16 а на протяжении долгого времени сможет пропускать через себя ток в предельном для него значении не отключаясь при температуре 30°C. Если температура будет снижаться, то номинальный ток будет увеличиваться, а если температура будет увеличиваться, ток снизится.

Кроме этого на устройстве должны быть указаны коммутационная способность. Коммутационная отвечает за возможность автомата обесточиваться во время короткого замыкания. Но сам автомат во время данного отключения должен оставаться работоспособным. Бытовые устройства обладают коммутационной способностью 4500A и 6000A. При этом, чем больше коммутационная способность автомата, тем дороже он выйдет.

Как данное устройство работает

Основным элементом автомата, можно сказать – сердцем, является электромагнитный расцепитель. В одном автомате может быть установлен устанавливается один или несколько расцепителей с различной селективностью. Такие расцепители способны защитить электрическую цепь от перегрузки тока во время короткого замыкания. Во время, когда происходит перегрузка сети срабатывает катушка расцепителя и цепь разрывается.

Благодаря автомату правильно функционирует всё электрическое оборудование в наших домах доме. Для того, чтобы вы смогли самостоятельно сделать расчёт мощности автомата и понять сколько выдержит то или иное оборудование, ознакомьтесь со схемой ниже.

Надеемся, что данная статья вам немного разъяснила что такое 16-ти амперный автомат, если остались вопросы, то обязательно задавайте! Менеджеры компании ГК ПрофЭлектро с удовольствием помогут подобрать необходимое оборудование, проконсультируют по мощности и требуемым характеристикам! Ждём ваших звонков по телефону +7 499 707 14 60 или переходите на сайт shop.p-el.ru

Электросчетчик, автомат, УЗО – выбор и схема подключения в щитке

Замена вышедшей из строя или прокладка новой электропроводки в квартире или доме начинается с разработки электрической схемы. По схеме легко определить какие нужны установочные приборы и их количество. Рассчитывается длина проводов и их сечение.

Электромонтажная схема


соединения приборов в электрическом щитке

Ниже приведена фотография электромонтажной схемы соединения счетчика, автоматов защиты и УЗО между собой в электрическом щитке. Схема является типовой для небольшой городской квартиры или дачного домика.

Электроэнергия с автоматического выключателя, установленного в электрическом щитке подъезда, подается непосредственно на электросчетчик. Если УЗО нет, то со счетчика фазный провод L идет непосредственно на автоматические выключатели, а нулевой на клеммную планку. Заземляющий провод PE подключается напрямую к планке заземления.

В случае необходимости установить УЗО в отдельные ветви электропроводки, например ванной комнаты, то его можно включить в разрыв проводов в любом месте, как до автоматического выключателя, так и после него. Можно УЗО установить непосредственно на стенке перед вводом электропроводки в ванную комнату в дополнительной небольшой электрической коробке.

Как выбрать и подключить электрический счетчик

Счетчики электроэнергии бывают механические, электромеханические и электронные. В настоящее время, как правило, устанавливают электронные. Вне зависимости от конструктивных отличий, подключаются счетчики по одинаковой электрической схеме.

На фотографии представлена электрическая схема подключения на примере электросчетчика «Меркурий 200». Приходящий из подъездного щитка фазный провод всегда подключается к первому левому контакту счетчика, а ко второму, из которого выходит фазный провод, подключается нагрузка. К следующим контактам, которые внутри счетчика соединены между собой, подключается нулевой провод. После подключения проводов к электросчетчику винтовая группа закрывается крышкой и пломбируется.

Как выбрать электросчетчик

При замене механических электросчетчиков и при монтаже новой электропроводки в квартире, как правило, устанавливают электронные двух тарифные электросчетчики. Возможность счетчика учитывать по отдельности затраченную электроэнергию в дневное и ночное время позволит сократить затраты на оплату электроэнергии, так как ночной тариф дешевле.

При выборе электросчетчика нужно учесть всего три параметра: — количество фаз, максимальный ток нагрузки и класс точности. Ток, потребляемый даже в самой насыщенной электроприборами квартире, не превышает 60А. Оптимальным классом точности является второй, потому, что чем выше точность показаний, тем дороже он стоит.

Таким образом, для установки в любой квартире подойдет электронный однофазный двухтарифный электросчетчик любого типа на ток нагрузки 60 А второго класса точности. Бюджетной моделью является счетчик отечественного производителя «Меркурий 200.02», который установлен в моей квартире и надежно работающий уже более 10 лет. Его внешний вид показан на фотографиях этой статьи.

Если есть желание самостоятельно изучить все тонкости выбора и монтажа электрического счетчика, то рекомендую прочитать специально посвященную этому вопросу статью, ссылка на которую приведена ниже.

Как выбрать и подключить электрический счетчик

Виды электрических счетчиков по конструкции, сравнительная таблица для выбора. Таблица потребляемой бытовыми электроприборами мощности. Электрическая схема подключения однофазного счетчика в электрическом щитке. Как закрепить счетчик на DIN-рейке и правильно подключить провода. Подробнее…

Как выбрать и подключить автомат


защиты электропроводки

Этому вопросу на сайте посвящена отдельная статья, с которой можно ознакомиться перейдя по ссылке ниже.

Как выбрать и подключить автомат защиты электропроводки

Как выбрать автомат по сечению провода и типу B, C и D, маркировка, электрическая схема подключения, устройство и принцип работы. Как закрепить и снять автомат в щитке на DIN-рейке, правило подключения проводов. Почему запрещено на нулевой провод устанавливать автоматический выключатель. Подробнее…

Устройство защитного отключения (УЗО)

Название УЗО, которое создала фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Co в 1937 году, с моей точки зрения не точно отражает назначение устройства. Правильнее было бы назвать УЗЧ – устройство защиты человека от поражения электрическим током, для чего оно и предназначено. В необходимости установки УЗО я сомневался и перед принятием решения провел анализ.

Принцип работы УЗО

Внешне УЗО похоже на двухполюсный модульный автомат защиты от короткого замыкания, внутри которого установлен расцепной механизм и дифференциальный трансформатор. По внешнему виду УЗО от автомата отличается только наличием дополнительной кнопки «Тест», служащей для проверки исправности УЗО. Если ее нажать, то УЗО сработает.

Согласно Закону Ома ток на любом участке замкнутой цепи течет одинаковый. Поэтому при подключении любого электроприбора к бытовой электросети величина тока, протекающего по нулевому и фазному проводу кабеля на входе в квартиру равна. Это равенство и контролирует УЗО.

Если человек, случайно, коснется рукой за фазный провод, а другой частью открытого участка тела прикоснется к заземленному токопроводящему предмету, то ток в фазном проводе станет больше, чем в нулевом, на величину тока, протекающего через тело человека. Дифференциальный трансформатор зафиксирует эту разницу и УЗО отключит подачу электроэнергии.

В современных квартирах, в которых все коммуникационные трубы выполнены из пластика, а полы сделаны из непроводящих ток материалов, случайное прикосновение к фазному проводу и заземленной поверхности человека практически исключено. А вот от более реального случая, когда человек прикасаются к нулевому и фазному проводам одновременно, УЗО не защищает.

Как выбрать УЗО

Модельный ряд УЗО для бытовой электропроводки невелик, и практически сводится к четырем типам, отличающимся чувствительностью, а точнее током утечки, при котором срабатывает защита. Выпускаются УЗО на ток утечки 10, 30, 100 и 300 мА. Ток величиной менее 30 мА не является смертельно опасным для человека, и при протекании по его телу вызывает только болевые ощущения. Поэтому УЗО для квартиры и выбирают на ток утечки 30 мА.

УЗО еще отличаются допустимым током нагрузки, при выборе, нужно брать УЗО рассчитанный на ток нагрузки равным или большим, чем у автомата. При токе защиты автомата равном 16-32 А подойдет УЗО на рабочий ток 32 А.

Таким образом, практически для любой квартирной электропроводки подойдет УЗО, рассчитанное на рабочий ток 32 А и ток утечки 30 мА. Как раз УЗО с такими параметрами изображено на фотографии выше.

Если есть желание самостоятельно изучить все тонкости выбора и монтажа УЗО, то рекомендую прочитать специально посвященную этому вопросу статью, ссылка на которую приведена ниже.

Как выбрать и подключить УЗО

Что такое устройство защитного отключения (УЗО) и его назначение. Таблица основных технических характеристик и рекомендации для выбора. Достоинства и недостатки электромеханических и электронных УЗО. Электрическая схема электромеханических и электронных УЗО, установка в электрическом щитке. Подробнее…

Необходимость установки УЗО

При установке УЗО в электропроводке появляется дополнительно четыре механических соединения, которые, как показывает практика, нарушают ее работу чаще всего.

В старых электропроводках из-за токов утечек велика вероятность ложных срабатываний УЗО. Ложное срабатывание могут вызвать и некоторые электроприборы из-за особенностей их устройства. В современной электропроводке через контакт в электрической вилке металлическая часть корпуса любого электроприбора автоматически заземляется и в случае попадания фазы на корпус из-за пробоя изоляции, сработает автомат защиты. В дополнение стоит заметить, что все переносные бытовые электроприборы имеют двойную изоляцию.

Таки образом, существующие меры защиты и без УЗО при соблюдении элементарных требований техники безопасности надежно защищают человека от поражения электрическим током.

Проведенный анализ показал, что установка УЗО, это скорее дань моде, чем жизненная необходимость, приводящая к снижению надежности электропроводки в целом и неоправданным затратам.

Дифференциальный автоматический выключатель

Для тех, кто решил устанавливать УЗО, есть возможность заменить автоматический выключатель и УЗО одним устройством, которое выполняет сразу две функции – защиту от короткого замыкания и УЗО.

Для выбора дифференциального автомата сначала определяются параметры автоматического выключателя защиты от короткого замыкания и УЗО по выше приведенной методике. На основании полученных параметров выбирается тип дифференциального автомата.

Я бы не рекомендовал установку дифференциального выключателя, так как в случае выхода из строя автомата или УЗО придется менять выключатель полностью, а стоит он дорого.

Как правильно подключить к электросчетчику провода

Когда я зажимал провода в клеммах электросчетчика, то перед зажимом просто снял с проводов изоляцию на полтора сантиметра и вставил в клемму.

Верстая эту статью, понял, что можно было подключение сделать более надежным. Клеммы у счетчика «Меркурий 200» представляют собой две плоские пластины, между которыми зажимаются провода. Ширина пластин составляет около 5 мм. Следовательно, была упущена возможность увеличить площадь контакта проводов с клеммами простым способом. А сейчас переделать уже поздно, так как счетчик опломбирован.

Электропроводка в моей квартире выполнена проводом диаметром 1,8 мм, следовательно, если перегнуть провод, как на фотографии, то он свободно войдет в клемму счетчика и таким образом площадь контакта провода с клеммой увеличится в два раза. В дополнение будет исключен перекос контактных пластин в клеммах. Таким способом желательно подключать провода и к УЗО или автоматическим выключателям, если у них присоединительные клеммы имею плоскую форму и позволяет диаметр провода.

DIN-рейка для крепления


автоматических выключателей и УЗО

Самым распространенным способом крепления коммутационных электрических приборов, будь то автоматические выключатели, УЗО, реле, трансформаторы, розетки и многих других является крепление на так называемой DIN-рейке с помощью защелок.

Название «DIN-рейка» пришло к нам из Германии, аббревиатура DIN расшифровывается как Deutsches Institut fur Normung. DIN-рейка является стандартом для всех европейских стран. В России DIN-рейка в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60715-2003 обозначается ТН35. DIN-рейка представляет собой литой или штампованный профиль из стали или алюминия шириной 35 мм. Длина рейки выбирается исходя из количества и ширины планируемых к установке коммутационных электроприборов.

DIN-рейка завоевала широкую популярность у электриков благодаря простоте подключения, легкости установки и демонтажа со щитка электроприборов. Для того чтобы установить автоматический выключатель на DIN-рейке потребуется всего несколько секунд. Нужно завести выключатель пазом за верхний выступ рейки и нажать на нижний край выключателя. Подпружиненная защелка на выключателе надежно зафиксирует его. На фотографии защелка выделена розовым цветом.

Для демонтажа изделия с DIN-рейки достаточно лезвие отвертки вставить в специальное ушко в нижней части изделия и отвести его в сторону. Защелка отойдет, и электроприбор можно будет снять.

Встречаются электроприборы, которые можно демонтировать без инструмента. Вот фотография схемы демонтажа электроприбора с креплением такой конструкции.

Для исключения самовольного перемещения электроприборов на DIN-рейке дополнительно устанавливают ограничители. DIN-рейка на щитке крепится непосредственно на его задней стенке с помощью винтов.

Как сделать и закрепить


электрический щиток своими руками

Внимание! Перед работой по замене или ремонту счетчика и автоматических выключателей, необходимо обесточить электропроводку. Для этого следует выключить автоматический выключатель в распределительном щитке, который обычно находится на лестничной площадке и проверить надежность его отключения с помощью индикатора фазы.

Когда я въехал в квартиру, то перенес щиток со счетчиком и пробками на другую стену, так как он стоял на проходе коридора, и можно было его зацепив сломать. Тогда автоматы защиты в квартирной электропроводке не устанавливали и лучшей защитой от короткого замыкания были электрические пробки-автоматы.

Поэтому установленные пробки с плавкими вставками с учетом электрической схемы и сечения провода электропроводки были заменены пробками-автоматами на ток защиты 16 А. Они надежно проработали двенадцать лет, успешно защищая от короткого замыкания электропроводку, одновременно выполняя функцию выключателя. Нажав на маленькую красную кнопку на корпусе пробки-автомата можно было отключить подачу электроэнергии, а для включения необходимо было нажать на кнопку белого цвета. Счетчик электроэнергии стоял механический, и, несмотря на то, что он проработал более 50 лет, был в рабочем состоянии. Поэтому счетчик заменять не стал.

Электрический щиток из эстетических соображений было решено установить в нише. Для повышения электробезопасности металлический штатный щиток был заменен самодельным, изготовленным из листа стеклотекстолита толщиной 5 мм.

На стене в нише электрический щиток закреплен по углам на установленных в стене с помощью раствора, четырех стойках винтами М4. Для того чтобы резьбы стоек совпадали с крепежными отверстиями щитка и были на одном уровне необходимо сначала приложить щиток на место его планируемой установки, наметить на стене точки крепежных отверстий. Затем в этих местах просверлить отверстия диаметром на 4-5 мм большим внешнего размера стоек, глубиной 4-5 см.

Далее нужно стойки закрепить на щитке, отверстия в стене заполнить раствором, например ротбандом, и установить щиток, стойками выдавив лишний раствор. Оставить все в таком положении на сутки. В качестве раствора можно применить алебастр или гипс. Но эти растворы быстро схватываются и поэтому работать сложнее, зато ждать, сутки не придется.

Ремонт контактов подключения проводов к счетчику

Через несколько лет после капитального ремонта электропроводки в нашем доме вдруг лампочки в квартире периодически стали подмигивать. Сначала я думал, что это результат работы электросварочного аппарата, так как в доме велись ремонтные работы. Но и в ночное время мигание ламп тоже иногда появлялось. Стало очевидно, что дело в электропроводке квартиры. Провода во всех электрических соединительных коробках у меня были скручены и пропаяны припоем, так что эту причину я сразу исключил. Осталось проверить только соединение проводов в электрическом щитке.

Внешний осмотр электрического щитка и счетчика с пробками-автоматами нарушений не выявил. Были сняты защитные кожуха с держателей пробок. Места контакта с пробками и присоединения проводов были в идеальном состоянии, хотя простояли без обслуживания более 12 лет. Очевидно, что надежный контакт обеспечили шайбы с гроверами и колечки на концах проводов.

Электропровода, подходящие к электросчетчику, были закрыты его корпусом. Счетчик устанавливал в мое отсутствие профессиональный электрик и схалтурил. Поленился просверлить крепежное отверстие в нужном месте и саморез закрутил в ближайшее отверстие, оставшееся от крепления снятого механического электросчетчика. В результате новый электросчетчик находился очень близко к нижней стенке ниши и закрывал от осмотра электропровода. В дополнение токоподводящий кабель, приходящий от щитка в подъезде не был продет через отверстия в электрощитке счетчика, а пущен рядом с ним.

Снимать крышку, закрывающую клеммы для подключения проводов было нельзя, так как она была опломбирована, на фотографии пломба в виде цилиндра желтого цвета. Для осмотра проводов оставалась только одна возможность, снять электросчетчик со щитка полностью.

Электросчетчик «Меркурий 200» на панели щитка был закреплен с помощью переходной металлической планки. Однако система крепления электросчетчика «Меркурий 200» позволяет устанавливать его в электрощитке и на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм. Переходная планка на электрощитке была прикручена тремя винтами, а уже к ней с помощью защелок закреплялся электросчетчик. На фотографии элементы крепления выделены светлым тоном. Стрелки показывают, за какое место на планке цепляются фиксаторы.

Когда опломбированная крышка снята, то достаточно в отмеченные стрелками отверстия вставить лезвие отвертки и отжать фиксаторы. Крышку снимать самостоятельно было нельзя, пришлось снимать электросчетчик с панели крепления целиком. Электросчетчик был установлен в нише, и для получения доступа к защелкам, пришлось сначала снять щиток.

Мое предположение подтвердилось, после снятия электросчетчика был обнаружен обгорелый фазный провод электропроводки в клемме выхода из счетчика. Провод плохо был зажат и при его шевелении под напряжением между ним и клеммной проскакивали искры. Требовалось зачистить провод и контакты клеммы.

Для решения вопроса с пломбой вызвал аварийную службу, которая приехала через пару часов, и электрик официально снял пломбу и выдал Акт. После этого я электриков, к их радости отпустил, и занялся не только ремонтом, но и модернизацией электрощитка. Давно собирался заменить автоматические пробки современными автоматами, которые были заблаговременно приобретены и ждали установки.

Провод разогревался настолько, что даже немного оплавился пластмассовый корпус счетчика в месте выхода из него провода. Но к счастью это не нанесло вреда самому электросчетчику.

Зажимные винты клеммы были выкручены и с помощью полукруглого надфиля верхний и нижний контакты клеммы были зачищены до блеска латуни. Теперь счетчик отремонтирован и готов к дальнейшей эксплуатации.

Монтаж электроприборов на самодельном щитке

Выбор счетчика, автоматов защиты и УЗО для электропроводки сделан. Правила подключения их изучены, следовательно, можно приступать к монтажу выбранных электроприборов на щитке.

Принято нулевые N и заземляющие PL провода соединять в отдельные группы с помощью клеммной планки, представленной на фотографии. Но я неоднократно встречал обгоревший нулевой провод при таком способе соединения.

Поэтому провода решил соединить скруткой с последующей пайкой. Фазный провод, идущий от счетчика на два автоматических выключателя, был разветвлен с помощью скрутки двух отрезков проводов с последующей пропайкой места скрутки. Нулевой провод, идущий напрямую от счетчика в электропроводку, был тоже разветвлен таким же способом. Соединения были заизолированы тремя слоями изоленты и размещены за щитком.

На место держателей пробок-автоматов была установлена DIN-рейка с запасом по длине на два типоразмера для того, чтобы в случае возникновения необходимости была возможность установить дополнительные приборы. На DIN-рейке установлены два автоматических выключателя. Благодаря установке электросчетчика несколько выше, подключенные к нему провода стали доступны для визуального осмотра и появилась возможность прикоснуться к проводам, чтобы по их нагреву проверить надежность контакта с клеммами счетчика. Так как все провода были спрятаны под щитком и на лицевую сторону выведены только их концы для подключения, то ниша со счетчиком и автоматами стала выглядеть аккуратно.

Электрический щиток все же не является украшением помещения прихожей. Поэтому ниша была закрыта повешенной на гвоздик картинкой. Всем проверяющим очень нравится такое решение.


Андрей 19.09.2012

Здравствуйте, я в хрущевке полностью поменял проводку, протянул трехжильный кабель ВВГ 3×2,5. Можно ли на этажном распределительном щитке закрепить к корпусу желтый провод заземления? Электрик с ЖЭУ сказал сделать именно так.

Александр

Здравствуйте, Андрей!
В квартирах хрущевок и сталинок обычно так и делают, электрик сказал правильно.

Сергей 03.03.2016

Добрый день!
Скажите пожалуйста, как мне подключить бойлер в старой «хрущевке» если проблематично сделать заземление, так как его в доме нет. Читал, что можно поставить УЗО.

Александр

Здравствуйте, Сергей!
Для обеспечения безопасности при подключении электроприборов в квартире, где нет заземления можно использовать УЗО, которое я рекомендовал при подключении стиральной машины.

Сергей 22.12.2016

Здравствуйте.
С интересом почитал Ваш сайт. У меня вопрос к Вам такой: в поселке сеть с двумя фазами, (видимо, старая организация сети) без нуля. Как правильно подключить автоматы, на один провод автоматы и к потребителям, а второй провод к потребителям напрямую?
Есть ли смысл в УЗО?
С уважением, Сергей.

Александр

Здравствуйте, Сергей!
С такой организацией проводки мне сталкиваться не приходилось, но ответ на этот вопрос есть в ПУЭ (Правила установки электрооборудования). Необходимо установить автоматический двухполюсный выключатель (в одном корпусе установлено два спаренных автомата). Таким образом, при срабатывании автомата будут разрываться оба провода, что обеспечит 100% защиту при любом аварийном случае.
УЗО к фазе и нулю не привязано, поэтому если есть желание, то можно установить, и оно будет полноценно работать.

причины и принципы устранения неисправностей

Периодически может возникать ситуация, когда в электрощитке срабатывает автоматический выключатель и помещение остается без электричества.Пугаться этого не нужно, ведь это означает что у вас правильно работает установленная система защиты от перегрузок сети! Если бы автомат не сработал, могло возникнуть возгорание, что привело бы к трагическим последствиям.

Обычно срабатывание происходит из-за перепадов напряжения в сети и бывает достаточно просто перевести обратно в положение «Вкл» отключившийся автомат или устройство защитного отключения (УЗО). Но что делать, если УЗО тут же или спустя пару минут срабатывает снова? Этот тревожный сигнал говорит о том, что в сети электропроводки появились какие-то неполадки и нужно предпринять действия по их устранению.

Возможны две причины, вызывающие подобную ситуацию. Соответственно, будет отличаться и порядок ваших действий при срабатывании автомата. Но помните, что самостоятельный поиск и устранение проблем с электрической проводкой возможны лишь при достаточном уровне соответствующих знаний и навыков и четком соблюдении правил техники безопасности.

Причины

Короткое замыкание — прямое электрическое соединение фазных проводников между собой (либо фазного с нулевым) и возникновение вследствие этого очень высокого значения тока в цепи. Оно происходит при поломке какого-либо электроприбора или в случае неисправности самой электропроводки. Сигналом этой неприятности будет мгновенное повторное выключение автомата после его перевода в положение «Вкл».

Перегрузка — это увеличение суммарной нагрузки всех электропотребителей сети по мощности сверх допустимых норм. Например, если ваша электрическая сеть допускает сумму мощностной нагрузки в 10кВт, то при любом превышении этого значения возникнет перегрузка. Причина этого — появление на одной фазе или сразу нескольких повышенного тока, приводящего к срабатыванию автомата и разрыву цепи. Также перегрузка возникает при так называемом «перекосе» фаз. Это явление характерно для трёхфазной цепи вследствие неравномерного распределения нагрузки по фазам. Сигналом такой неполадки будет повторное отключение автомата через определенное время (до нескольких минут) после включения.

Что делать?

Прежде всего определите, какой из автоматов сработал в электрощите. Если это только общий автомат, то возникло замыкание непосредственно в электрощите. При внимательном осмотре это будет заметно, кроме того почувствуется запах горелой пластмассы. При наличии навыков можно приступить к ремонту повреждений, иначе нужно вызывать специалиста.

При срабатывании какого-либо линейного автомата (линия розеток или освещения) нужно искать неисправность конкретно на отключенной линии.

Линия розеток. Вынимаем все вилки электроприборов из розеток и пробуем включить автомат. Если автомат не отключился, то проблема состоит в поломке одного из устройств — потребителей электроэнергии. Найти его несложно — по очереди подключайте приборы в розетки и автоматический выключатель «выбьет» при подключенном неисправном приборе. Если же «выбивает» при всех выключенных электроприёмниках — дело в повреждении электропроводки. Тогда искать неисправность нужно в розетках и распределительных коробках — подтянуть для начала внутренние контакты. Если это ни к чему не приводит, то разъединяем провода в коробках и «прозваниваем» их мультиметром на факт короткого замыкания. Так можно понять, какой провод или кабель нужно заменить.

Линия освещения. Аналогичный принцип действий и в этом случае — обесточить все средства освещения на линии. Если автомат включился, то неисправность в одном из светильников. Поочерёдно включаем каждый из светильников, таким образом находя неисправный. Нашли — осматриваем контакты в электрическом патроне и приступаем к его ремонту. Если же автомат не включился и при выключенных светильниках, то ремонту подлежит электропроводка (неполадку нужно искать также, как и в случае с линией розеток).

И последнее: старайтесь ответственно отнестись к выбору автоматических выключателей, чтобы в дальнейшем избежать крупных проблем.

Современная силовая электроника и электрические машины | Исследование транспорта и мобильности

Исследования NREL в области передовой силовой электроники и электрических машин сосредоточены на системах для электромобилей (EV), которые контролируют поток электроэнергии между трансмиссией компоненты.

Наши ученые и инженеры тесно сотрудничают с производителями автомобилей, поставщиками, университетами, и другие исследовательские организации для разработки технологий, которые преодолевают самые сложные технические барьеры для коммерциализации электромобилей.

Исследования и разработки

Мы предоставляем научные строительные блоки, необходимые для стимулирования инноваций в области электромобилей за счет фундаментальных исследования и инженерия в области силовой электроники и электрических машин.

Публикации

исследователя NREL публикуют журнальные статьи, доклады на конференциях и отчеты об энергетике. НИОКР по электронике и электрическим машинам.

Просмотр публикаций

Эксперименты и моделирование

Наши объекты и оборудование мирового класса позволяют проводить инновационные эксперименты и моделировать возможности для проектирования и разработки передовой силовой электроники и электрических машин и оценка производительности.

Узнайте о наших мощностях по производству силовой электроники и электрических машин.

Инновации в электромобилях будущего

Декарбонизация и электрификация транспорта во многом зависят от силовой электроники для распределения надлежащего количества и типа мощности между компонентами системы EV, такими как как батареи, инверторы, преобразователи, зарядные устройства и электрические машины. Силовая электроника также определить точную природу и синхронизацию форм тока и напряжения для электрическая машина.

Исследования

NREL направлены на снижение стоимости систем электромобилей, уменьшение занимаемой площади компонентов и улучшить характеристики силовой электроники и электрических машин и систем, надежность, и эффективность — ключи к более осуществимому широкомасштабному внедрению электромобилей.

Контакт

[PDF] обзор электрических машин

Скачать обзор электрических машин…

ОБЗОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Томаш Прахарж Факультет электротехники, Западный университет в Плзни Алешова 817, Клатовы, e-mail: [email protected] Резюме: В этой презентации рассказывается об электрических машинах. Его цель — показать людям со средним образованием эту проблему и дать им некоторую базовую информацию о ней. Презентация содержит несколько основных сведений о трансформаторах, машинах постоянного тока, синхронных и асинхронных машинах переменного тока. В каждом типе машины есть основной принцип, основное использование и другая важная информация.Также есть картинка, показывающая, как это работает. Его можно использовать как в средней школе, ориентированной на техническое образование, так и в университете, ориентированном на однотипное образование. Не рекомендуется использовать его в качестве учебного материала в начальной школе. Ключевые слова: электрические машины, динамо-машины, генераторы, двигатели, трансформаторы, синхронные машины, асинхронные машины. ВВЕДЕНИЕ Электрические машины являются важными устройствами в нашей жизни. Они повсюду, от маленькой игрушки до электростанции.Они сильно изменили нашу жизнь. До них все должно было быть сделано силой человека или лошади. Не было ни лампочек, превращающих ночь в день, ни больших заводов с большим количеством рабочих. Когда появились электрические машины, все изменилось. Люди могли получать электрическую энергию из кинетической энергии текущей воды. Они могли работать по сменам в ночное время. Это была революция. Вот почему электрические машины являются важной частью нашей жизни.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Электрическая машина – это устройство, которое может преобразовывать электрическую энергию в механическую или наоборот.Устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую, называется двигателем. Устройство, которое производит обратное, называется генератором. Вот что говорит определение. Мы можем разделить эти устройства на три типа. Это машина постоянного тока, асинхронная машина переменного тока и синхронная машина переменного тока. Но это еще не все. Электрическая машина также является устройством для изменения только параметров электрической энергии. Это включает в себя четыре основных устройства. Это выпрямитель для преобразования переменного напряжения в постоянное, импульсный преобразователь, который изменяет параметры энергии постоянного тока, инвертор, это устройство для преобразования постоянного тока в переменный, и, наконец, трансформатор, он может изменять параметры переменного напряжения.2. ТРАНСФОРМАТОРЫ Трансформаторы не являются вращающимися машинами, что означает, что они не имеют вращающихся частей. Они состоят из трех частей: первичной и вторичной катушек и магнитопровода. Электрический ток течет в первичную катушку и образует там магнитное поле. Магнитное поле внутри катушки заставляет магнитный поток течь через магнитную цепь. Когда магнитный поток течет через вторичную катушку, он индуцирует в ней электрический ток. Параметры индуцированного тока зависят от коэффициента трансформации.Это соотношение между витками первичной и вторичной обмотки. Это также соотношение между первичным и вторичным напряжением и током. Важно знать, что трансформаторы работают только с переменным напряжением. Другая важная вещь

заключается в том, что они не могут изменить частоту тока и в идеальном случае, когда нет потерь, передаваемая полная мощность одинакова. Они делятся на два типа. Масляные и сухие трансформаторы. Разница в охлаждающей среде. Масляные трансформаторы заполнены маслом и в основном используются на открытом воздухе для любой мощности.Их можно увидеть в каждой деревне в качестве распределительных трансформаторов. Сухие трансформаторы окружены и охлаждаются воздухом. Они сделаны для внутреннего использования. Сегодня не так просто увидеть сухой трансформатор. 3. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Самые старые электрические машины, то есть машины постоянного тока. Они работают, как следует из названия, с постоянным током и постоянным напряжением. У них три части. Статор, ротор и коллектор. Через коммутатор протекает постоянный ток к ротору, который создает в нем постоянное магнитное поле. Это поле взаимодействует с другим полем, создаваемым в статоре, обычно постоянным магнитом, и оно начинает вращаться.Эти машины также работают как генератор, но их использование в настоящее время невелико. Это из-за коммутатора. Когда через него проходит большой ток, он начинает искриться. Основное использование их в маленьких игрушках. Но вы можете увидеть это и на старых велосипедах, таких как маленькие динамо-машины. 4. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Асинхронные машины состоят из двух частей: статора и ротора. В статоре имеется трехфазная обмотка, которая создает вращающееся магнитное поле. Это поле индуцирует ток в роторе, и этот ток создает собственное магнитное поле, которое вступает в реакцию с магнитным полем ротора, и ротор начинает вращаться.Когда ротор достигнет синхронной скорости магнитного поля статора, в нем не будет ни наведенных токов, ни магнитного поля ротора, и он начнет тормозить. Так что всегда есть какая-то разница между скоростью магнитного поля статора и скоростью ротора. Эта разница называется скольжением. Как я уже упоминал ранее, без проскальзывания это не сработает. Асинхронные машины делятся на два типа: клетьевые и рантовые. Основное отличие заключается в конструкции ротора. В случае раневого типа есть раневой ротор, а в случае клеточного типа есть ротор, похожий на клетку.В качестве двигателей в основном используются асинхронные машины. Но найти его можно везде, в пиле по дереву или в воздушных компрессорах, не важно. Они есть везде, где нужны моторы средней мощности. 5. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Синхронные машины в основном используются в качестве генераторов на электростанциях, но мы также можем найти их в электромобилях в качестве двигателей. У них такая же конструкция, как у асинхронных машин, у них тоже статор с трехфазной обмоткой, но ротор совсем другой.В ротор течет постоянный ток, и он создает собственное статическое магнитное поле, которое взаимодействует с полем статора. Таким образом, нет необходимости в скольжении, нет наведенных токов. Это заставляет синхронную машину вращаться с постоянными оборотами. Эта скорость зависит от типа машины. Есть два типа. Турбогенератор и гидрогенератор. Турбомашина длинная (может быть 15 метров), узкая (около 1,5 метра) и расположена горизонтально. В основном они используются на угольных и атомных электростанциях. Гидрогенераторы широкие, короткие и расположены вертикально.Они медленные, крутятся например 187,5 об/мин в отличие от турбо. Они используются на гидроэлектростанциях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Электрические машины сильно изменили нашу жизнь. Я думаю, важно знать об этом устройстве хотя бы немного информации. И я рад, что смог предложить вам эту информацию посредством этой работы. Теперь вы знаете некоторую необходимость в этом. ЛИТЕРАТУРА: 1. Электрическая машина. Получено 17 ноября 2014 г. с http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_machine 2. Elektrické stroje. Получено 17 ноября 2014 г. с http://www.kdejinde.cz/edee/content/file/static/encyklopedie/encyklopedieenergetiky/05/stroje_2. html

Проверка эффективности электрических машин и инверторов

В конце концов, большинство приложений имеют ограничения по размеру и стоимости, что определить многие переменные еще до начала проектирования двигателя.

Следовательно, у нас есть выбор топологии и мелких деталей, исходя из схемы управления, которую хотят использовать группы. Есть также варианты, которые можно сделать с охлаждением и с обмоткой двигателей.Основными типами двигателей являются асинхронные, с постоянными магнитами, с обмоткой возбуждения и с переключаемым сопротивлением. Асинхронными двигателями легче всего управлять, мы понимаем их лучше всех, они настоящая рабочая лошадка в промышленности; однако их недостатком является то, что поле необходимо возбуждать, что приводит к потерям. Двигатели с постоянными магнитами (PM) часто используются в приложениях, где важна эффективность, а размер является ограничением, поскольку они имеют более высокую удельную мощность, поскольку магнит создает поле ротора, а не создает потери в роторе.

Эти двигатели с постоянными магнитами требуют инвертора и сильного охлаждения и осторожности при работе в различных режимах.У них также есть обратная сторона, заключающаяся в том, что они проигрывают в CPSR с постоянным соотношением мощности и скорости, потому что поле нельзя так легко ослабить. Ослабление поля — это метод уменьшения магнитного поля ротора с целью увеличения скорости машины. Мы можем ослабить поле в индукционной машине или машине с постоянными магнитами, вводя ток по оси q. Необходимость контролировать величину тока по оси q (используется для управления крутящим моментом) или по оси d (используется для управления полем ротора) для FOC является причиной, по которой многие группы заинтересованы в мониторинге своих графиков dq0 в режиме реального времени.При использовании машины с постоянными магнитами необходимо учитывать больше факторов, поскольку магниты могут размагничиваться во время ослабления поля, и может потребоваться контроль противо-ЭДС.

Синхронные реактивные двигатели (SR) имеют очень простой ротор, который представляет собой пластину с определенным рисунком. Эти двигатели используют свойство реактивного крутящего момента для создания вращательного движения. Эти двигатели очень полезны в различных приложениях из-за их простой конструкции, но имеют недостаток, заключающийся в создании большого количества шума и вибрации.По этой причине они использовались только в определенных сценариях. Во время испытаний этих машин исследователи в основном заинтересованы в том, чтобы получить карту вибрации, указывающую на то, какие вибрации крутящего момента и скорости являются самыми сильными.

Электрическая строительная техника: будущее тяжелой техники

Стремясь сделать строительство более экологичным, производители тяжелой техники выпускают полностью электрические версии традиционных строительных машин. Стремление к более устойчивым методам строительства усилилось в последние годы, и тяжелая электрическая техника теперь пополняет ряды электромобилей и общественного транспорта в качестве экологически чистой альтернативы.

Электрическая строительная техника не является новой концепцией. Гибридные электрические машины доступны уже много лет, а полностью электрические модели экскаваторов, погрузчиков, вилочных погрузчиков и другой тяжелой техники в настоящее время можно арендовать или купить по всему миру. Читайте дальше, чтобы узнать больше о преимуществах электрического строительного оборудования и типах машин, создающих волны в отрасли.

Полностью электрический или дизельный

Если вы когда-либо проходили мимо активной строительной площадки, то наверняка видели, что большая часть тяжелой техники работала на дизельном топливе.В то время как строительная техника с дизельным двигателем по-прежнему доминирует в США, полностью электрические модели становятся более популярными, чем вы думаете, и они, как правило, сливаются со всем остальным.

Если говорить об общей производительности, то полностью электрическое оборудование практически идентично своему дизельному аналогу. Volvo CE, например, сообщила, что технические характеристики ее электрического экскаватора и колесного погрузчика такие же, как у их дизельных версий. Единственными отличиями являются незначительно более высокий эксплуатационный вес и небольшое увеличение длительной мощности двигателя для их электрического оборудования.

Самые большие различия между электрическим и дизельным оборудованием можно найти под капотом. Вместо дизельного двигателя и охлаждающего вентилятора электрооборудование содержит перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторные батареи. Некоторому электрическому оборудованию также не хватает традиционных гидравлических систем, которые есть в их дизельных аналогах. Например, электрический экскаватор Volvo CE ECR25 использует электромеханические линейные приводы для приведения в действие стрелы, а не гидравлики.

Гибридное электрическое оборудование: как это работает?

Гибридное электрооборудование сочетает в себе удельную мощность дизельного двигателя с возможностями аккумулятора по сокращению выбросов. Он оснащен дизельным двигателем меньшего размера, а также аккумуляторной батареей и электродвигателем, что делает его идеальным как для высокоинтенсивных работ, так и для мест, где требуется низкий уровень выбросов.

Гибридные приводы по-прежнему сжигают дизельное топливо, но они могут восстанавливать и повторно использовать энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую в виде тепла. Это позволяет использовать меньшую систему охлаждения и делает машину более эффективной. Фактически, гибридный 20-тонный погрузчик Volvo CE LX1 на 50 % эффективнее обычного дизельного погрузчика грузоподъемностью 25 тонн.

3 главных преимущества перехода на электричество

Переход на полностью электрическое оборудование выгоден строительным компаниям и окружающей среде во многих отношениях.В тройку основных преимуществ тяжелой электротехники входят:

Снижение выбросов углерода

Поскольку электрическое строительное оборудование не работает на бензине или дизельном топливе, оно обеспечивает нулевые выбросы углерода и способствует внедрению экологически безопасных методов строительства. Это очень необходимое преимущество — в настоящее время на строительную отрасль приходится около 39% мировых выбросов CO2, связанных с энергетикой, и она, как известно, медленно внедряет более экологичные технологии.

Полностью электрическое оборудование работает на литий-ионных батареях, что эффективно устраняет потребность в ископаемом топливе.Эти машины с аккумуляторным питанием являются обязательными для компаний, работающих в зонах с ограниченными выбросами, где запрещено использование машин с дизельным двигателем.

Меньше шумового загрязнения

Шумовое загрязнение является широко распространенной проблемой в строительной отрасли. Громкая техника не только создает нежелательный шум для тех, кто живет и работает рядом со строительными площадками, но и подвергает опасности здоровье строителей, которые регулярно подвергаются его воздействию. Воздействие постоянного шума более 85 дБ в течение более восьми часов может быть опасным, и наибольшему риску подвергаются строители.

К счастью, электрическая строительная техника намного тише, чем традиционные машины, работающие на дизельном топливе. Поскольку в электрооборудовании отсутствует дизельный двигатель и охлаждающий вентилятор, оно работает с меньшим уровнем шума и вибрации. Это делает работу машин более безопасной, а строители менее утомленными в конце рабочего дня.

Снижение стоимости проекта

Электрическое строительное оборудование имеет дополнительное преимущество, заключающееся в снижении долгосрочных затрат строительных компаний.Полностью электрическое оборудование не только устраняет затраты на топливо, но и снижает общие эксплуатационные расходы благодаря меньшему времени работы двигателя. При использовании оборудования с дизельным двигателем накапливается много времени работы двигателя, пока машина простаивает. С другой стороны, электрическое оборудование отключается, как только оператор останавливает машину, и дополнительное время работы не накапливается.

Электрическое строительное оборудование также отличается меньшими затратами на техническое обслуживание. Литий-ионные аккумуляторы и электродвигатели практически не требуют технического обслуживания, а электрические машины обычно состоят из гораздо меньшего количества деталей, чем дизельные модели.Это сокращает как общее время, затрачиваемое на техническое обслуживание, так и стоимость замены отдельных деталей.

Примеры электрического строительного оборудования

Строительная отрасль часто медленно внедряет новые технологии, поэтому в настоящее время на рынке не все машины имеют электрическую модель. Однако производители оборудования постепенно выпускают новые модели по мере развития технологий. Типы электрооборудования, доступные в настоящее время для аренды, покупки или предварительного заказа, включают:

Экскаваторы

Электрические экскаваторы

были одними из первых полностью электрических машин, дебютировавших на публике.В 2017 году Volvo CE представила свой прототип компактного электрического экскаватора EX02 на саммите Volvo Group Innovation Summit. EX02 производил нулевые выбросы и содержал две литий-ионные батареи вместо традиционного двигателя внутреннего сгорания. Аккумуляторы насчитывали 38 кВтч, обеспечивая машине достаточно энергии, чтобы копать в течение восьми часов без подзарядки.

Хотя модель EX02 была всего лишь прототипом, который так и не стал доступен для коммерческого использования, Volvo CE с тех пор представила электрический экскаватор ECR25.Эта модель в настоящее время доступна для предварительного заказа в США и Канаде, и компания планирует развернуть первые поставки в июне 2022 года.

Такие компании, как Caterpillar, Bobcat, Doosan, Hyundai CE и JCB, в последние годы также представили электрические экскаваторы, и эта тенденция, вероятно, сохранится по мере роста спроса на полностью электрическую тяжелую технику.

Колесные погрузчики

Поскольку колесные погрузчики бывают разных размеров и стилей и используются на большинстве строительных площадок, производители оборудования быстро разработали полностью электрические модели. Volvo CE добавила компактный колесный погрузчик L25 Electric в свою полностью электрическую линейку, а такие компании, как Wacker Neuson и Schäffer, за последние пять лет представили свои собственные модели.

Schäffer 24E, рекламируемый как первый в мире электрический колесный погрузчик с использованием литий-ионной технологии, питается от двух литий-ионных аккумуляторов и содержит два гидравлических двигателя. Машина небольшая и тихая, что делает ее идеальной для работ по техническому обслуживанию в чувствительных к шуму жилых районах. Его легкая конструкция позволяет легко загружать его на автомобильный прицеп и легко перевозить между строительными площадками.

Самосвалы и карьерные самосвалы

Самый большой электромобиль в мире — 45-тонный карьерный самосвал, разработанный немецким производителем Kuhn Schweiz. Этот полностью электрический грузовик, официально названный Elektro Dumper, используется для перевозки мергеля, и его никогда не нужно перезаряжать благодаря рекуперативной тормозной системе. Когда грузовик спускается с холма, тормозная система улавливает энергию, создаваемую при движении вниз по склону, и сохраняет ее в аккумуляторной батарее грузовика мощностью 600 кВт в час.

Несмотря на то, что электрический самосвал в настоящее время является единственной в своем роде машиной, другие производители оборудования выпустили собственные версии электрического карьерного самосвала. Например, «Эпирок» предлагает карьерный самосвал с аккумуляторным питанием, предназначенный для подземных работ.

Вилочные погрузчики

Поскольку вилочные погрузчики меньше других типов тяжелой техники, производители сталкивались с меньшими препятствиями при создании полностью электрических моделей. В настоящее время Toyota предлагает пять электрических моделей, а Cat недавно добавила в свою продуктовую линейку четыре электрических вилочных погрузчика.

Рынок постепенно становится все более конкурентным для производителей электрических вилочных погрузчиков по мере того, как на рынок выходит все больше продуктов. Стремясь оставаться впереди конкурентов, Cat оснастила свою линейку электрических погрузчиков встроенными напоминаниями о необходимости обслуживания, системой мониторинга на ходу и технологией самодиагностики. Greenland Technologies также недавно запустила новую линейку электрических литиевых погрузчиков, поставки для покупателей из Северной Америки начнутся в сентябре 2021 года.

Будущее полностью за электричеством

Электрическая строительная техника все еще находится в зачаточном состоянии в США.С., но это, вероятно, изменится в течение следующих нескольких десятилетий. В 2004 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) выпустило заключительный этап Уровня 4 своего подхода к сокращению выбросов углерода, ограничивая новые дизельные двигатели почти нулевым уровнем выбросов оксидов азота и твердых частиц. Это привело к всплеску нового гибридного оборудования, которое уменьшило выбросы, но при этом обеспечило ту же производительность, что и предыдущие модели.

Хотя EPA в настоящее время не планирует выпускать больше ступеней, Европейский союз в 2016 году продвинулся вперед со стандартами выбросов внедорожных автомобилей Stage V, чтобы еще больше ограничить выбросы твердых частиц.Эти изменения могут привести к будущим ограничениям, и многие производители оборудования работают над тем, чтобы оставаться впереди.

Полностью электрическое будущее для строительной отрасли может показаться нереальным, но оно не совсем недостижимо. Автомобильная промышленность, например, уже настаивает на переходе на электромобили. Норвегия, Дания, Исландия и другие страны ЕС объявили о планах запретить продажу автомобилей с бензиновым и дизельным двигателем уже к 2025 году, и все больше стран следуют их примеру.

Полностью электрическая строительная техника уже доказала, что она может конкурировать с дизельными машинами при одновременном снижении затрат и выбросов. В следующий раз, когда вам понадобится арендовать вилочный погрузчик, колесный погрузчик или другую строительную технику, рассмотрите возможность выбора гибридной или электрической модели. Это снизит затраты на ваш проект и поможет привести строительную отрасль к более спокойному и экологичному будущему.

Похожие сообщения










Как электрические генераторы производят электричество?

Команда ADE Power Generators 4 сентября 2018 г.

Электрический генератор — это машина, использующая двигатель для выработки электроэнергии.Этот блог объяснит, как работают электрогенераторы и их основные компоненты.


Электрогенераторы могут использоваться для самых разных целей, от небольших электроинструментов до крупных промышленных предприятий. Это популярная альтернатива использованию энергии сети, вырабатываемой ветряными турбинами или ископаемым топливом, и паровой турбины высокого напряжения на электростанции или электростанции.

Существует много типов генераторов, от бензиновых, портативных и инверторных до домашних генераторов, которые могут работать на природном газе, резервных генераторов на случай отключения электроэнергии и гораздо более крупных промышленных генераторов.Однако в этой статье мы будем говорить конкретно о дизельных генераторах, также известных как генераторные установки.

Как производится электричество?

Простое объяснение этого состоит в том, что дизельные генераторы работают как механические и электрические машины, которые преобразуют один источник энергии в другой вид энергии. В этом случае генератор энергии работает, получая механическую энергию и преобразовывая ее в электрическую энергию.

Вопреки тому, что многие могут предположить, на самом деле никакого реального «создания» электричества не существует. Один электрический генератор или несколько синхронных генераторов не могут создать электричество из воздуха. Все это связано с теорией электромагнитной индукции Майкла Фарадея, о которой мы поговорим подробнее, когда будем рассматривать различные части генератора.

Основные части дизельного генератора

Каждый дизельный генератор состоит как минимум из девяти различных, но одинаково важных частей.Это:

  • Дизельный двигатель
  • Генератор
  • Топливная система
  • Регулятор напряжения
  • Система охлаждения и выхлопная система
  • Система смазки
  • Зарядное устройство
  • Панель управления
  • Основная сборочная рама или салазки

Чтобы лучше понять, как работает генератор для преобразования механической энергии в электрическую, мы рассмотрим роли всех этих компонентов, начиная с дизельного двигателя.

Дизельный двигатель

Это просто базовый дизельный двигатель, он мало чем отличается от двигателей легковых автомобилей, фургонов, грузовиков или других крупных транспортных средств. Это источник механической энергии, и размер двигателя имеет значение. Если вам нужна большая электрическая мощность, вам нужен двигатель большего размера. Чем больше двигатель, тем больше электроэнергии вы можете генерировать.

Генератор

По сути, это компонент, отвечающий за генерацию выходной мощности. Здесь мы видим, как в игру вступает концепция электромагнитной индукции.

Генератор переменного тока состоит из множества сложных компонентов, но одним из наиболее важных компонентов является ротор. Это вал, который вращается за счет механической энергии, подаваемой двигателем, с несколькими постоянными магнитами, закрепленными вокруг него.При этом создается магнитное поле.

Это создаваемое магнитное поле непрерывно вращается вокруг другой важной части генератора: статора. Проще говоря, это разновидность разных электрических проводников, которые туго намотаны на железный сердечник. Здесь вещи начинают становиться немного более научными. Согласно принципу электромагнитной индукции, если электрический проводник остается неподвижным, а вокруг него движется магнитное поле, то индуцируется электрический ток.

Таким образом, генератор переменного тока использует механическую энергию, создаваемую дизельным двигателем, которая приводит в движение ротор, создавая магнитное поле, которое перемещается вокруг статора, что, в свою очередь, генерирует переменный ток.

Топливная система

Топливная система в основном состоит из топливного бака с трубкой, соединяющей его с двигателем. Здесь дизельное топливо может подаваться непосредственно в двигатель, что затем запускает весь процесс, описанный выше. Размер топливного бака в конечном итоге определяет, как долго генератор может оставаться активным.

Наши бесшумные генераторы с навесом обычно поставляются с топливными баками, встроенными в основание электрогенератора в стандартной комплектации. Если требуется больший объем топлива, мы можем спроектировать и изготовить топливный бак по индивидуальному заказу, или установка может быть прикреплена к дополнительному отдельно стоящему объемному топливному баку.

Для более крупных проектов электростанций, требующих установки генераторной установки в акустическом кожухе или контейнере, отдельные топливные системы обычно устанавливаются или располагаются либо внутри кожуха, либо под кожухом, либо иногда даже в обоих случаях.

Регулятор напряжения

Здесь у нас самая сложная часть электрогенератора. Регулятор напряжения служит одной довольно очевидной цели: регулировать выходное напряжение. Здесь происходит слишком много всего, чтобы объяснять в одной этой статье, нам, вероятно, понадобится совершенно отдельная статья, чтобы описать весь процесс регулирования напряжения.

Проще говоря, он обеспечивает выработку генератором электроэнергии стабильного напряжения. Без него вы бы увидели огромные колебания, зависящие от того, насколько быстро работает двигатель.Излишне говорить, что все электрооборудование, которое мы используем, не сможет справиться с таким нестабильным питанием. Итак, эта часть творит чудеса, чтобы все было гладко и стабильно.

Система охлаждения и выхлопная система

Эти два компонента играют очень важную роль, и хорошая новость заключается в том, что их легко понять! Система охлаждения помогает предотвратить перегрев генератора. В генераторе выделяется охлаждающая жидкость, которая нейтрализует всю дополнительную тепловую энергию, вырабатываемую двигателем и генератором. Затем охлаждающая жидкость забирает все это тепло через теплообменник и избавляется от него вне генератора.

Выхлопная система работает так же, как выхлоп вашего автомобиля. Он собирает любые газы, производимые дизельным двигателем, пропускает их через систему трубопроводов и выбрасывает из генераторной установки.

Система смазки

Этот компонент крепится к двигателю и прокачивает через него масло, чтобы обеспечить плавную работу всех деталей и отсутствие трения друг о друга.Без него двигатель сломается.

Зарядное устройство

Все дизельные двигатели нуждаются в маленьком электрическом моторе, чтобы привести его в действие. Для этого небольшого двигателя требуется батарея, которую необходимо заряжать. Зарядное устройство поддерживает его в хорошем состоянии и полностью заряжает, либо от внешнего источника самого генератора.

Панель управления

Здесь просто управляется и управляется генератор.На генераторе с электрическим запуском (или автоматическим запуском) вы найдете здесь целый ряд элементов управления, которые позволяют вам делать разные вещи или проверять определенные цифры. Это может быть что угодно, от кнопки запуска и переключателя частоты до индикатора уровня топлива в двигателе, индикатора температуры охлаждающей жидкости и многого другого.

Основная сборочная рама

Каждый генератор нужно как-то удерживать, и это основная сборочная рама. В нем находится генератор, и на нем собраны все различные части. Он удерживает все вместе и может быть открытой конструкции или закрытой (навесной) для дополнительной защиты и шумоподавления. Наружные генераторы обычно размещаются в защитном корпусе, защищенном от непогоды, чтобы предотвратить повреждения.


Итак, вот как работает электрический генератор. Дизельный двигатель снабжает генератор механической энергией, которая затем преобразуется в электрический ток благодаря магнитному полю, создающему электромагнитную индукцию.Но теперь вы точно знаете, как это происходит, а также все различные части внутри генератора энергии.

Чтобы получить дополнительную информацию или обсудить ваши требования к электропитанию с нашей командой экспертов, позвоните нам по телефону +44 (0) 1977 657 982 или напишите нам по адресу [email protected]

Генераторы Дизельные генераторы

Блог, опубликованный ADE Power 4 сентября 2018 г.

Электродвигатель — HiSoUR История культуры — Hi So You Are

Электродвигатель представляет собой электрическую машину, преобразующую электрическую энергию в механическую.Большинство электродвигателей работают за счет взаимодействия между магнитным полем двигателя и токами обмотки для создания силы в виде вращения. Электродвигатели могут питаться от источников постоянного тока (DC), таких как батареи, автомобили или выпрямители, или от источников переменного тока (AC), таких как электросеть, инверторы или электрические генераторы. Электрический генератор механически идентичен электродвигателю, но работает в обратном направлении, принимая механическую энергию (например, от текущей воды) и преобразовывая эту механическую энергию в электрическую.

Электродвигатели могут быть классифицированы по таким признакам, как тип источника питания, внутренняя конструкция, применение и тип вывода движения. Помимо типов переменного и постоянного тока, двигатели могут быть щеточными или бесщеточными, могут иметь различную фазу (см. Однофазные, двухфазные или трехфазные) и могут иметь воздушное или жидкостное охлаждение. Двигатели общего назначения со стандартными размерами и характеристиками обеспечивают удобную механическую мощность для промышленного использования. Самые большие электродвигатели используются для приведения судов в движение, сжатия трубопроводов и гидроаккумулирующих установок с номинальной мощностью до 100 мегаватт.Электродвигатели используются в промышленных вентиляторах, воздуходувках и насосах, станках, бытовой технике, электроинструментах и ​​дисководах. Маленькие двигатели можно найти в электрических часах.

В некоторых приложениях, таких как рекуперативное торможение с тяговыми двигателями, электродвигатели могут использоваться в качестве генераторов в обратном направлении для рекуперации энергии, которая в противном случае могла бы быть потеряна в виде тепла и трения.

Электродвигатели производят линейную или вращательную силу (крутящий момент), и их можно отличить от таких устройств, как магнитные соленоиды и громкоговорители, которые преобразуют электричество в движение, но не генерируют полезную механическую силу, которые соответственно называются исполнительными механизмами и преобразователями.

Компоненты

Ротор
В электродвигателе движущейся частью является ротор, который вращает вал для передачи механической энергии. В ротор обычно вложены проводники, по которым текут токи, которые взаимодействуют с магнитным полем статора, создавая силы, вращающие вал. В качестве альтернативы некоторые роторы несут постоянные магниты, а статор удерживает проводники.

Подшипники
Ротор поддерживается подшипниками, которые позволяют ротору вращаться вокруг своей оси.Подшипники, в свою очередь, опираются на корпус двигателя. Вал двигателя проходит через подшипники наружу двигателя, где прикладывается нагрузка. Поскольку силы нагрузки действуют за пределы самого внешнего подшипника, говорят, что нагрузка висит.

Статор
Статор является неподвижной частью электромагнитной цепи двигателя и обычно состоит либо из обмоток, либо из постоянных магнитов. Сердечник статора состоит из множества тонких металлических листов, называемых пластинами. Ламинирование используется для уменьшения потерь энергии, которые могли бы возникнуть при использовании твердого сердечника.

Воздушный зазор
Расстояние между ротором и статором называется воздушным зазором. Воздушный зазор имеет важные последствия и, как правило, должен быть как можно меньше, так как большой зазор оказывает сильное негативное влияние на производительность. Это основной источник низкого коэффициента мощности, при котором работают двигатели. Ток намагничивания увеличивается с увеличением воздушного зазора. По этой причине воздушный зазор должен быть минимальным. Очень маленькие зазоры могут создавать механические проблемы в дополнение к шуму и потерям.

Обмотки
Обмотки представляют собой провода, уложенные в витки, обычно намотанные на ламинированный магнитный сердечник из мягкого железа, чтобы при подаче тока образовывались магнитные полюса.

Электрические машины бывают двух основных конфигураций полюсов магнитного поля: конфигурации с явно выраженными и неявнополюсными полюсами. В машине с явно выраженными полюсами магнитное поле полюса создается обмоткой, намотанной вокруг полюса под поверхностью полюса. В машине с неявнополюсным ротором, или с распределенным полем, или с круглым ротором обмотка распределяется в пазах на поверхности полюса. Двигатель с экранированными полюсами имеет обмотку вокруг части полюса, которая задерживает фазу магнитного поля для этого полюса.

В некоторых двигателях проводники состоят из более толстого металла, такого как стержни или листы металла, обычно из меди или алюминия.Обычно они питаются от электромагнитной индукции.

Коммутатор
Коммутатор — это механизм, используемый для переключения входа большинства машин постоянного тока и некоторых машин переменного тока. Он состоит из сегментов контактных колец, изолированных друг от друга и от вала. Ток якоря двигателя подается через стационарные щетки, находящиеся в контакте с вращающимся коммутатором, что вызывает необходимое изменение направления тока и оптимальным образом передает мощность на машину при вращении ротора от полюса к полюсу. В отсутствие такого реверсирования тока двигатель затормозит до полной остановки. В свете усовершенствованных технологий в области электронного контроллера, бездатчикового управления, асинхронных двигателей и двигателей с постоянными магнитами, асинхронные двигатели с внешней коммутацией и двигатели с постоянными магнитами вытесняют двигатели с электромеханической коммутацией.

Питание и управление двигателем

Питание двигателя
Питание двигателя постоянного тока обычно осуществляется через контактный коллектор, как описано выше. Коммутация двигателей переменного тока может быть либо контактным коллектором, либо внешней коммутацией, может быть с фиксированной или переменной скоростью, а также может быть синхронного или асинхронного типа.Универсальные двигатели могут работать как на переменном, так и на постоянном токе.

Управление двигателем
Двигатели переменного тока с регулируемой скоростью вращения снабжены пускателями прямого пуска или плавного пуска.

Двигатели переменного тока с регулируемой скоростью поставляются с рядом различных инверторов мощности, частотно-регулируемых приводов или электронных коммутаторов.

Термин «электронный коммутатор» обычно ассоциируется с самокоммутируемыми бесщеточными двигателями постоянного тока и вентильными реактивными двигателями.

Основные категории
Электродвигатели работают на трех различных физических принципах: магнетизм, электростатика и пьезоэлектричество.Безусловно, наиболее распространенным является магнетизм.

В магнитных двигателях магнитные поля формируются как в роторе, так и в статоре. Произведение этих двух полей создает силу и, следовательно, крутящий момент на валу двигателя. Одно или оба из этих полей должны изменяться при вращении двигателя. Это делается путем включения и выключения шестов в нужное время или изменения силы шеста.

Основными типами являются двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока, причем первые все чаще вытесняются последними.

Электродвигатели переменного тока

бывают асинхронными или синхронными.

После запуска синхронному двигателю требуется синхронизация с синхронной скоростью движущегося магнитного поля для всех нормальных условий крутящего момента.

В синхронных машинах магнитное поле должно создаваться с помощью средств, отличных от индукции, таких как отдельно возбуждаемые обмотки или постоянные магниты.

Двигатель с дробной мощностью (FHP) либо имеет номинальную мощность ниже примерно 1 лошадиной силы (0,746 кВт), либо изготовлен со стандартным размером рамы меньше, чем стандартный двигатель мощностью 1 л.с.Многие бытовые и промышленные двигатели относятся к классу малой мощности.

Сокращения:

BLAC — бесщеточный двигатель переменного тока
BLDC — бесщеточный двигатель постоянного тока
BLDM — бесщеточный двигатель постоянного тока
EC — электронный коммутатор
PM — постоянный магнит
IPMSM — синхронный двигатель с внутренним постоянным магнитом
PMSM — синхронный двигатель с постоянными магнитами
SPMSM — синхронный двигатель с поверхностными постоянными магнитами
SCIM — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
SRM — реактивный двигатель с переключателем
SyRM — синхронный реактивный двигатель
VFD — частотно-регулируемый привод
WRIM — асинхронный двигатель с фазным ротором
WRSM — синхронный двигатель с фазным ротором
LRA — ток с заторможенным ротором : Ток, который вы можете ожидать при пусковых условиях при подаче полного напряжения. Это происходит мгновенно при запуске.
RLA — Ток с номинальной нагрузкой: максимальный ток, который должен потреблять двигатель при любых условиях эксплуатации. Часто их ошибочно называют токами рабочей нагрузки, что заставляет людей ошибочно полагать, что двигатель всегда должен тянуть эти усилители.
FLA — Ток полной нагрузки: изменен в 1976 году на «RLA — Ток номинальной нагрузки».

Самокоммутируемый двигатель

Коллекторный двигатель постоянного тока
По определению, все двигатели постоянного тока с автоматической коммутацией работают от электроэнергии постоянного тока. Большинство двигателей постоянного тока представляют собой двигатели с небольшими постоянными магнитами (ПМ).Они содержат щеточную внутреннюю механическую коммутацию для реверсирования тока обмоток двигателя синхронно с вращением.

Двигатель постоянного тока с электрическим возбуждением
Коммутируемый двигатель постоянного тока имеет набор вращающихся обмоток, намотанных на якорь, установленный на вращающемся валу. На валу также установлен коммутатор, долговечный поворотный электрический переключатель, который периодически меняет направление тока в обмотках ротора при вращении вала. Таким образом, через вращающиеся обмотки каждого коллекторного двигателя постоянного тока протекает переменный ток.Ток протекает через одну или несколько пар щеток, опирающихся на коммутатор; щетки соединяют внешний источник электроэнергии с вращающимся якорем.

Вращающийся якорь состоит из одной или нескольких катушек проволоки, намотанной на многослойный, магнитно «мягкий» ферромагнитный сердечник. Ток от щеток протекает через коммутатор и одну обмотку якоря, образуя временный магнит (электромагнит). Магнитное поле, создаваемое якорем, взаимодействует со стационарным магнитным полем, создаваемым либо ПМ, либо другой обмоткой (катушка возбуждения) как часть корпуса двигателя.Сила между двумя магнитными полями имеет тенденцию вращать вал двигателя. Коммутатор переключает питание на катушки по мере вращения ротора, удерживая магнитные полюса ротора от полного совмещения с магнитными полюсами поля статора, так что ротор никогда не останавливается (как стрелка компаса), а продолжает вращаться. пока подается питание.

Многие ограничения классического коллекторного двигателя постоянного тока связаны с необходимостью прижимать щетки к коллектору.Это создает трение. Искры создаются щетками, замыкающими и размыкающими цепи через катушки ротора, когда щетки пересекают изолирующие промежутки между секциями коллектора. В зависимости от конструкции коммутатора это может включать в себя щетки, замыкающие соседние секции — и, следовательно, концы катушек — на мгновение при пересечении зазоров. Кроме того, индуктивность катушек ротора вызывает повышение напряжения на каждой из них, когда ее цепь размыкается, увеличивая искрение щеток. Это искрообразование ограничивает максимальную скорость машины, так как слишком быстрое искрение приведет к перегреву, эрозии или даже расплавлению коллектора.Плотность тока на единицу площади щеток в сочетании с их удельным сопротивлением ограничивает мощность двигателя. Замыкание и размыкание электрического контакта также вызывает электрический шум; искрение генерирует РЧ-помехи. Щетки со временем изнашиваются и требуют замены, а сам коллектор подлежит износу и обслуживанию (на более крупных двигателях) или замене (на небольших двигателях). Сборка коллектора на большом двигателе является дорогостоящим элементом, требующим точной сборки многих деталей. В небольших двигателях коммутатор обычно постоянно встроен в ротор, поэтому его замена обычно требует замены всего ротора.

Хотя большинство коммутаторов имеют цилиндрическую форму, некоторые из них представляют собой плоские диски, состоящие из нескольких сегментов (обычно не менее трех), закрепленных на изоляторе.

Большие щетки желательны для большей площади контакта щеток, чтобы максимизировать мощность двигателя, но маленькие щетки желательны для малой массы, чтобы максимизировать скорость, с которой двигатель может работать без чрезмерного подпрыгивания щеток и искрения. (Маленькие щетки также желательны из-за более низкой стоимости.) Более жесткие пружины щеток также можно использовать, чтобы заставить щетки данной массы работать с более высокой скоростью, но за счет больших потерь на трение (более низкой эффективности) и ускоренного износа щетки и коллектора. Следовательно, конструкция щеток двигателя постоянного тока влечет за собой компромисс между выходной мощностью, скоростью и эффективностью/износом.

Машины постоянного тока определяются следующим образом:

Цепь якоря – Обмотка, по которой проходит ток нагрузки, которая может быть стационарной или вращающейся частью двигателя или генератора.
Цепь возбуждения — Комплект обмоток, создающих магнитное поле, благодаря чему в электрических машинах может иметь место электромагнитная индукция.
Коммутация: Механический метод, с помощью которого можно добиться выпрямления или из которого можно получить постоянный ток в машинах постоянного тока.

Существует пять типов коллекторных двигателей постоянного тока:

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением
Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением
Составной двигатель постоянного тока (две конфигурации):
Суммарный составной двигатель
Дифференциальный составной двигатель
Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами (не показан)
Отдельное возбуждение (не показан).

Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами
Двигатель с постоянными магнитами не имеет обмотки возбуждения на раме статора, вместо этого он использует магнитное поле с постоянными магнитами, с которым поле ротора взаимодействует для создания крутящего момента.Компенсационные обмотки, включенные последовательно с якорем, могут использоваться в больших двигателях для улучшения коммутации под нагрузкой. Поскольку это поле является фиксированным, его нельзя настроить для управления скоростью. Поля с постоянными магнитами (статоры) удобны в миниатюрных двигателях для устранения потребляемой мощности обмотки возбуждения. Большинство больших двигателей постоянного тока относятся к типу «динамо», которые имеют обмотки статора. Исторически сложилось так, что PM нельзя было заставить сохранять высокий поток, если они были разобраны; обмотки возбуждения были более практичными для получения необходимого количества потока.Однако большие ПМ дороги, а также опасны и сложны в сборке; это благоприятствует раневым полям для больших машин.

Чтобы свести к минимуму общий вес и размер, в миниатюрных двигателях с постоянными магнитами могут использоваться магниты высокой энергии, изготовленные из неодима или других стратегических элементов; большинство из них представляют собой сплав неодим-железо-бор. При более высокой плотности потока электрические машины с высокоэнергетическими ПМ как минимум конкурентоспособны со всеми оптимально спроектированными синхронными и асинхронными электрическими машинами с однополярным питанием. Миниатюрные двигатели напоминают конструкцию, показанную на иллюстрации, за исключением того, что они имеют как минимум три полюса ротора (для обеспечения запуска независимо от положения ротора), а их внешний корпус представляет собой стальную трубу, которая магнитным образом связывает внешние поверхности изогнутых магнитов возбуждения.

Двигатель с электронным коммутатором (EC)

Бесщеточный двигатель постоянного тока
В конструкции BLDC устранены некоторые проблемы, связанные с щеточным двигателем постоянного тока. В этом двигателе механический «вращающийся переключатель» или коммутатор заменен внешним электронным переключателем, синхронизированным с положением ротора. Двигатели BLDC обычно имеют КПД 85–90% или более. Сообщается, что КПД двигателя постоянного тока BLDC составляет до 96,5%, тогда как КПД двигателей постоянного тока с щеточным механизмом обычно составляет 75–80%.

Форма волны характеристической трапециевидной противоэлектродвижущей силы (CEMF) двигателя BLDC частично получена из-за равномерного распределения обмоток статора и частично из-за размещения постоянных магнитов ротора.Также известные как двигатели постоянного тока с электронной коммутацией или двигатели постоянного тока наизнанку, обмотки статора трапециевидных двигателей BLDC могут быть однофазными, двухфазными или трехфазными и использовать датчики на эффекте Холла, установленные на их обмотках для определения положения ротора и низкой стоимости. -контур управления электронным коммутатором.

Двигатели

BLDC обычно используются там, где необходимо точное регулирование скорости, например, в компьютерных дисководах или кассетных видеомагнитофонах, шпинделях в приводах компакт-дисков, компакт-дисков (и т. д.) и механизмах в офисных продуктах, таких как вентиляторы, лазерные принтеры. и копировальные аппараты.Они имеют ряд преимуществ перед обычными двигателями:

По сравнению с вентиляторами переменного тока, использующими двигатели с расщепленными полюсами, они очень эффективны и работают намного медленнее, чем аналогичные двигатели переменного тока. Эта холодная операция приводит к значительному увеличению срока службы подшипников вентилятора.
Без изнашиваемого коллектора срок службы бесконтактного двигателя постоянного тока может быть значительно больше по сравнению с двигателем постоянного тока, использующим щетки и коллектор. Коммутация также имеет тенденцию вызывать сильный электрический и радиочастотный шум; без коммутатора или щеток двигатель BLDC можно использовать в электрически чувствительных устройствах, таких как аудиооборудование или компьютеры.
Те же самые датчики на эффекте Холла, которые обеспечивают коммутацию, могут также обеспечивать удобный сигнал тахометра для приложений с замкнутым контуром управления (управляемых сервоприводом). В вентиляторах сигнал тахометра можно использовать для получения сигнала «вентилятор в норме», а также для обеспечения обратной связи по скорости вращения.
Двигатель можно легко синхронизировать с внутренними или внешними часами, что обеспечивает точное регулирование скорости. Электродвигатели
BLDC не имеют шансов искрения, в отличие от щеточных двигателей, что делает их более подходящими для сред с летучими химическими веществами и топливом.Кроме того, искрообразование приводит к образованию озона, который может скапливаться в плохо проветриваемых зданиях, что может нанести вред здоровью жильцов. Двигатели
BLDC обычно используются в небольшом оборудовании, таком как компьютеры, и обычно используются в вентиляторах для избавления от нежелательного тепла.
Это также акустически очень тихие двигатели, что является преимуществом при использовании в оборудовании, подверженном вибрации.
Современные двигатели BLDC имеют мощность от долей ватта до многих киловатт. В электромобилях используются более крупные двигатели BLDC мощностью до 100 кВт.Они также находят широкое применение в высокопроизводительных электрических моделях самолетов.

Импульсный реактивный двигатель
SRM не имеет щеток или постоянных магнитов, а в роторе отсутствуют электрические токи. Вместо этого крутящий момент возникает из-за небольшого смещения полюсов ротора с полюсами статора. Ротор выравнивается с магнитным полем статора, в то время как обмотки возбуждения статора последовательно возбуждаются, чтобы вращать поле статора.

Магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения, следует по пути наименьшего магнитного сопротивления, что означает, что поток будет течь через полюса ротора, которые находятся ближе всего к полюсам статора, находящимся под напряжением, тем самым намагничивая эти полюса ротора и создавая крутящий момент.Когда ротор вращается, различные обмотки будут получать питание, поддерживая вращение ротора.

SRM используются в некоторых приборах и транспортных средствах.

Универсальный электродвигатель переменного/постоянного тока
Коммутируемый электродвигатель с последовательным или параллельным возбуждением называется универсальным двигателем, поскольку он может быть рассчитан на работу от сети переменного или постоянного тока. Универсальный двигатель может хорошо работать на переменном токе, потому что ток как в катушках возбуждения, так и в катушках якоря (и, следовательно, в результирующих магнитных полях) будет чередоваться (обратная полярность) синхронно, и, следовательно, результирующая механическая сила будет иметь постоянное направление вращения. .

Универсальные двигатели, работающие на обычных частотах сети, часто имеют мощность менее 1000 Вт. Универсальные двигатели также легли в основу традиционных железнодорожных тяговых двигателей на электрических железных дорогах. В этом приложении использование переменного тока для питания двигателя, изначально предназначенного для работы на постоянном токе, привело бы к снижению эффективности из-за нагрева вихревыми токами их магнитных компонентов, особенно полюсных наконечников возбуждения двигателя, которые для постоянного тока использовали бы твердые ( неламинированное) железо и сейчас они используются редко.

Преимущество универсального двигателя заключается в том, что источники питания переменного тока могут использоваться с двигателями, которые имеют некоторые характеристики, более характерные для двигателей постоянного тока, в частности, высокий пусковой момент и очень компактную конструкцию при использовании высоких рабочих скоростей. Отрицательным аспектом являются проблемы с обслуживанием и коротким сроком службы, вызванные коммутатором. Такие двигатели используются в устройствах, таких как миксеры для пищевых продуктов и электроинструменты, которые используются только с перерывами и часто имеют высокие требования к пусковому крутящему моменту. Несколько касаний катушки возбуждения обеспечивают (неточное) ступенчатое регулирование скорости.Бытовые блендеры, которые рекламируют много скоростей, часто сочетают в себе катушку возбуждения с несколькими ответвлениями и диод, который можно включить последовательно с двигателем (заставляя двигатель работать на однополупериодном выпрямленном переменном токе). Универсальные двигатели также поддаются электронному регулированию скорости и поэтому являются идеальным выбором для таких устройств, как бытовые стиральные машины. Двигатель можно использовать для вращения барабана (как вперед, так и назад) путем переключения обмотки возбуждения относительно якоря.

В то время как SCIM не могут вращать вал быстрее, чем позволяет частота сети, универсальные двигатели могут работать на гораздо более высоких скоростях.Это делает их полезными для таких приборов, как блендеры, пылесосы и фены, где желательны высокая скорость и малый вес. Они также широко используются в портативных электроинструментах, таких как дрели, шлифовальные машины, циркулярные и лобзиковые пилы, где характеристики двигателя работают хорошо. Частота вращения двигателей многих пылесосов и триммеров превышает 10 000 об/мин, а у многих аналогичных миниатюрных кофемолок — 30 000 об/мин.

Машина переменного тока с внешней коммутацией
Конструкция асинхронных и синхронных двигателей переменного тока оптимизирована для работы от однофазной или многофазной синусоидальной или квазисинусоидальной формы волны, например, подаваемой для приложений с фиксированной скоростью от сети переменного тока или для приложений с переменной скоростью от контроллеров VFD.Двигатель переменного тока состоит из двух частей: неподвижного статора с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и ротора, прикрепленного к выходному валу, которому вращающееся поле придает крутящий момент.

Асинхронный двигатель
Асинхронный двигатель с клеткой и фазным ротором
Асинхронный двигатель представляет собой асинхронный двигатель переменного тока, в котором мощность передается на ротор за счет электромагнитной индукции, подобно действию трансформатора. Асинхронный двигатель напоминает вращающийся трансформатор, потому что статор (неподвижная часть) по существу является первичной стороной трансформатора, а ротор (вращающаяся часть) — вторичной стороной.Многофазные асинхронные двигатели широко используются в промышленности.

Асинхронные двигатели можно дополнительно разделить на асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и асинхронные двигатели с фазным ротором (WRIM). SCIM имеют тяжелую обмотку, состоящую из сплошных стержней, обычно алюминиевых или медных, соединенных кольцами на концах ротора. Если рассматривать только перекладины и кольца в целом, они очень похожи на вращающуюся клетку для упражнений животного, отсюда и название.

Токи, наведенные в этой обмотке, создают магнитное поле ротора.Форма стержней ротора определяет скоростно-моментные характеристики. На низких скоростях ток, индуцируемый в короткозамкнутом роторе, почти соответствует частоте сети и имеет тенденцию быть во внешних частях клетки ротора. По мере того, как двигатель разгоняется, частота скольжения становится ниже, а внутри обмотки протекает больший ток. Путем формирования стержней для изменения сопротивления частей обмотки во внутренней и внешней частях клетки в цепь ротора эффективно вводится переменное сопротивление.Однако большинство таких моторов имеют единые стержни.

В WRIM обмотка ротора состоит из множества витков изолированного провода и соединена с контактными кольцами на валу двигателя. В цепь ротора можно подключить внешний резистор или другие устройства управления. Резисторы позволяют управлять скоростью двигателя, хотя на внешнем сопротивлении рассеивается значительная мощность. Преобразователь может питаться от цепи ротора и возвращать мощность с частотой скольжения, которая в противном случае была бы потрачена впустую, обратно в энергосистему через инвертор или отдельный двигатель-генератор.

WRIM используется в основном для пуска нагрузки с высокой инерцией или нагрузки, требующей очень высокого пускового момента во всем диапазоне скоростей. При правильном выборе резисторов, используемых во вторичном сопротивлении или пускателе с контактными кольцами, двигатель может создавать максимальный крутящий момент при относительно низком токе питания от нулевой до полной скорости. Этот тип двигателя также предлагает регулируемую скорость.

Скорость двигателя может быть изменена, поскольку кривая крутящего момента двигателя эффективно изменяется за счет величины сопротивления, подключенного к цепи ротора.Увеличение значения сопротивления снизит скорость максимального крутящего момента. Если сопротивление, подключенное к ротору, превышает точку, в которой возникает максимальный крутящий момент при нулевой скорости, крутящий момент еще больше уменьшится.

При использовании с нагрузкой, кривая крутящего момента которой увеличивается с увеличением скорости, двигатель будет работать на скорости, при которой развиваемый двигателем крутящий момент равен крутящему моменту нагрузки. Уменьшение нагрузки вызовет ускорение двигателя, а увеличение нагрузки приведет к замедлению двигателя до тех пор, пока нагрузка и крутящий момент двигателя не сравняются.При такой работе потери на скольжение рассеиваются во вторичных резисторах и могут быть очень значительными. Регулировка скорости и чистая эффективность также очень плохи.

Моментный двигатель
Моментный двигатель представляет собой особую форму электродвигателя, который может работать неограниченное время в остановленном состоянии, то есть с заблокированным от вращения ротором, без каких-либо повреждений. В этом режиме работы двигатель будет прикладывать к нагрузке постоянный крутящий момент (отсюда и название).

Моментный двигатель обычно применяется в двигателях подающего и приемного барабанов в ленточном накопителе.В этом приложении, приводимом в действие от низкого напряжения, характеристики этих двигателей позволяют прикладывать к ленте относительно постоянное легкое натяжение независимо от того, подает ли ведущее колесо ленту мимо головок ленты. Приводимые в действие более высоким напряжением (и, таким образом, обеспечивающие более высокий крутящий момент), моментные двигатели также могут выполнять быструю перемотку вперед и назад, не требуя каких-либо дополнительных механизмов, таких как шестерни или муфты. В мире компьютерных игр моментные двигатели используются в рулевых колесах с силовой обратной связью.

Другим распространенным применением является управление дроссельной заслонкой двигателя внутреннего сгорания в сочетании с электронным регулятором. В этом случае двигатель работает против возвратной пружины, чтобы перемещать дроссель в соответствии с выходным сигналом регулятора. Последний контролирует скорость двигателя, подсчитывая электрические импульсы от системы зажигания или от магнитного датчика и, в зависимости от скорости, вносит небольшие коррективы в величину тока, подаваемого на двигатель. Если двигатель начнет замедляться относительно желаемой скорости, ток будет увеличен, двигатель будет развивать больший крутящий момент, подтягивая возвратную пружину и открывая дроссельную заслонку.Если двигатель работает слишком быстро, регулятор уменьшит ток, подаваемый на двигатель, в результате чего возвратная пружина оттянется и закроет дроссельную заслонку.

Синхронный двигатель
Синхронный электродвигатель представляет собой двигатель переменного тока, отличающийся тем, что ротор вращается с катушками, проходящим через магниты с той же скоростью, что и переменный ток, что приводит к возникновению магнитного поля, которое приводит его в движение. Другой способ сказать это, что он имеет нулевое скольжение в обычных условиях эксплуатации. Сравните это с асинхронным двигателем, который должен проскальзывать для создания крутящего момента.Один тип синхронного двигателя подобен асинхронному двигателю, за исключением того, что ротор возбуждается полем постоянного тока. Токосъемные кольца и щетки используются для подачи тока на ротор. Полюса ротора соединяются друг с другом и движутся с одинаковой скоростью, отсюда и название синхронного двигателя. Другой тип, для низкого крутящего момента нагрузки, имеет плоские поверхности, притертые к обычному ротору с короткозамкнутым ротором, для создания дискретных полюсов. Еще один, например, сделанный Хаммондом для часов до Второй мировой войны и в более старых органах Хаммонда, не имеет обмоток ротора и дискретных полюсов.Это не самозапуск. Часы требуют ручного запуска с помощью небольшой ручки на задней панели, в то время как более старые органы Hammond имели вспомогательный пусковой двигатель, подключенный с помощью подпружиненного переключателя с ручным управлением.

Наконец, синхронные двигатели с гистерезисом обычно представляют собой (по существу) двухфазные двигатели с фазосдвигающим конденсатором для одной фазы. Они запускаются как асинхронные двигатели, но когда скорость скольжения значительно уменьшается, ротор (гладкий цилиндр) временно намагничивается. Его распределенные полюса заставляют его действовать как синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM).Материал ротора, как и у обычного гвоздя, останется намагниченным, но его также можно размагнитить с небольшими трудностями. После запуска полюса ротора остаются на месте; они не дрейфуют.

Синхронные двигатели малой мощности (например, для традиционных электрических часов) могут иметь многополюсные роторы с внешними чашками с постоянными магнитами и использовать теневые катушки для обеспечения пускового момента. Моторы часов Telechron имеют заштрихованные полюса для пускового момента и кольцевой ротор с двумя спицами, который работает как дискретный двухполюсный ротор.

Электрическая машина с двойным питанием
Электродвигатели с двойным питанием имеют два независимых набора многофазных обмоток, которые вносят активную (т. е. рабочую) мощность в процесс преобразования энергии, при этом по крайней мере один из наборов обмоток имеет электронное управление для работы с переменной скоростью. Два независимых набора многофазных обмоток (т. е. двойной якорь) — это максимум, предусмотренный в одном корпусе без дублирования топологии. Электродвигатели с двойным питанием — это машины с эффективным диапазоном скоростей постоянного крутящего момента, который вдвое превышает синхронную скорость для данной частоты возбуждения.Это в два раза превышает диапазон скоростей с постоянным крутящим моментом по сравнению с электрическими машинами с односторонним питанием, которые имеют только один активный набор обмоток.

Двигатель с двойным питанием позволяет использовать электронный преобразователь меньшего размера, но стоимость обмотки ротора и контактных колец может компенсировать экономию на компонентах силовой электроники. Трудности с контролем скорости вблизи синхронных приложений с ограничением скорости.

Источник из Википедии

Родственные

Специальный выпуск: Термический анализ приводов электрических машин

Уважаемые коллеги,

На этапе проектирования электрические машины моделируются и оптимизируются как автономные машины.Однако при разнообразии новых технологий электрические машины используются в разных сферах деятельности, таких как железнодорожная тяга, атомные станции, производство возобновляемых источников энергии и т. д. В разных режимах работы эти электрические машины работают в разных условиях и подвергаются различным воздействиям. явления. Большое внимание уделяется тепловому анализу автономных электрических машин. Однако изучение теплопередачи (теплопроводность, конвекция и излучение) с учетом реальных условий все еще требует дополнительных исследований и разработок.

Теплопередача включает явления высокой сложности и нелинейности. Выбор подходящего метода охлаждения оказывает существенное влияние на количество тепла, отводимого от электрической машины. Это улучшение количества отводимого тепла напрямую влияет на номинальную мощность электрических машин, а также на надежность чувствительных к температуре компонентов.

Приглашаются статьи для специального выпуска «Тепловой анализ приводов электрических машин». Этот специальный выпуск предоставит исследователям и практикам форум для обмена последними теоретическими и технологическими достижениями и выявления критических вопросов и задач для будущих исследований в области теплового анализа приводов электрических машин.Ожидается, что в представленных статьях будут представлены оригинальные идеи и потенциальный вклад в теорию и практику. Темы включают, помимо прочего, следующие направления исследований:

  • Прогнозирование температуры приводов электрических машин, используемых в определенных условиях;
  • Оценка тепловых характеристик приводов электрических машин при различных режимах управления;
  • Управление температурой приводов электрических машин путем внедрения различных систем охлаждения;
  • Теплообмен и течение жидкости в приводах электрических машин;
  • Оценка конвективного теплообмена с использованием аналитических и численных методов;
  • Охлаждающие конструкции/приложения для приводов электрических машин;
  • Методы улучшения теплообмена в приводах электрических машин.

Проф. д-р Антонио Х. Маркес Кардосо
д-р Пайам Шамс Гахфарохи
д-р Амель Адуни
Приглашенные редакторы

Информация о подаче рукописей

Рукописи должны быть представлены онлайн на сайте www.mdpi.com путем регистрации и входа на этот сайт. После регистрации нажмите здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до указанного срока. Все материалы, прошедшие предварительную проверку, рецензируются экспертами. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска.Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для планируемых статей в редакцию можно отправить название и краткую аннотацию (около 100 слов) для размещения на сайте.

Представленные рукописи не должны быть опубликованы ранее или находиться на рассмотрении для публикации в другом месте (за исключением материалов конференции). Все рукописи проходят тщательную рецензирование в рамках единого процесса слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая необходимая информация для подачи рукописей доступны на странице Инструкции для авторов. Machines — международный рецензируемый ежемесячный журнал с открытым доступом, издаваемый MDPI.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.