Электрические автоматы. виды и работа. характеристики

Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля

Выбор защитного автомата однозначно зависит от сечения кабеля. Если ток автомата выбран больше, чем надо, то возможен перегрев кабеля из-за протекания большого тока. Если же автомат выбран правильно, то при превышении тока он выключится, и кабель не повредится.

Таблица выбора автомата по сечению кабеля

Обратите внимание на способы прокладки кабеля (тип установки). От того, где проложен кабель, ток выбранного защитного автомата может отличаться в 2 раза!. По таблице – имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат

Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы

По таблице – имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат. Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы.

Теперь – как выбрать защитный автомат, если известна мощность приборов?

Как работает автоматический выключатель

Главная задача автоматического выключателя (автомата) — это улавливание чрезмерных токов в электросети, и мгновенное её обесточивание

Неважно, к какой категории относится автоматический выключатель, он должен уметь быстро обесточить электросеть и предотвратить тем самым повреждение кабелей

Поэтому главной функцией автоматического выключателя, является:

• Срабатывание в случае перегрузки электросети. Здесь все достаточно просто, и если в сети возникнет чрезмерно большая нагрузка, например, из-за большого количества подключённых электроприборов в доме, автоматический выключатель должен сработать и обесточить домашнюю электросеть. Если этого не произойдёт, и автомат не справится со своей задачей, то может загореться электропроводка в доме;
• Среагировать на сверхток, вызванный коротким замыканием электропроводки. Здесь все, также понятно. В случае замыкания, электропроводка подвергается сильному нагреву, а там где тонко, как известно, там и рвётся, поэтому, если автомат не сработает, возможно, повреждение и возгорание электропроводки.

Следует знать, что каждый автоматический выключатель рассчитан на разную силу тока. Время срабатывания автомата, зависит от величины перегрузки электросети. Если это короткое замыкание, то автоматический выключатель сработает мгновенно, буквально за считанные секунды. Если величина перегрузки не слишком большая, то автомат и электропроводка могут греться часами.

Что касается конструкции автоматического выключателя и его принципа работы, то в основе лежит биметаллическая пластина, через которую проходит электрический ток. Если он слишком большой величины, на которую автомат не рассчитан, то пластина начинает греться, что в итоге и приводит к срабатыванию автоматического выключателя.

Автоматы «В» и «С» — в чем разница, категории автоматических выключателей

Тех людей, которые занимаются модернизацией домашней электросети, часто интересует вопрос о том, чем именно отличаются автоматические выключатели категории «В» и «С», ведь именно они, чаще всего, устанавливаются в бытовых сетях. Главное отличие автоматов «В» и «С» в чувствительности электромагнитного расцепителя.

Буквы А, В, С, D и K, Z — как раз и указывают на характеристики расцепителя установленного в автоматическом выключателе:

А — автоматические выключатели данной категории имеют самую высокую чувствительность. Если номинальный ток на линии где будет установлен автомат категории «А» превысит 30%, то автоматический выключатель отключится.

В — автоматы этой категории срабатывают при превышении нагрузки по номинальному току в 3-5 раз. Автоматические выключатели категории «В» предназначены для установки в электросетях с отсутствием или с минимальным пусковым током (электродвигатели и т. д.). Простыми словами говоря, автоматы категории «В», более чувствительны к проходящему току, и при запуске мощных электродвигателей могут сработать.

С — автоматические выключатели стандартного типа с ещё большей перегрузочной способностью, чем у автоматов «В» класса. Их выключение происходит в том случае, если номинальный ток, проходящий через автомат, станет в 5-10 раз выше. Время срабатывания автомата категории «С», порядка 1,5 секунды. Такие автоматы предназначены для обеспечения защиты электросетей общего назначения.

Автоматы категории D, редко используются в быту. Чаще всего эти автоматические выключатели применяются в электросетях с большими пусковыми нагрузками. Ну и последние категории автоматов, это «K» и «Z», они используются в специальных целях, например, для защиты линий к которым подключены электронные устройства.

Виды и типы автоматических выключателей

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

Виды автоматических выключателей (АВ)

• Все автоматы можно разделить на выключатели переменного тока, постоянного тока и универсальные, работающие при любом электрическом токе в сети.

• По своей конструкции АВ бывают: воздушные, модульные, а также в литом корпусе.

• Автоматические выключатели подразделяются по показателю номинального тока.

• Также еще одно различие — это номинальное напряжение. В большинстве случаев АВ работают в сетях с напряжением 220 или 380 Вольт.

• Электрические автоматы бывают токоограничивающие и нетокоограничивающие. Токоограничивающий автоматический выключатель — это выключатель с чрезвычайно малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего максимального значения.

• Все модели электровыключателей классифицируются по количеству полюсов. Они делятся на однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматы.

• АВ подразделяются по виду расцепителей — максимальный расцепитель тока, независимый расцепитель, минимальный или нулевой расцепитель напряжения.

• По скорости срабатывания. Выделяют быстродействующие, нормальные и селективные автоматы. Бывают с выдержкой времени, без нее, независимой или обратно зависимой от тока выдержкой времени срабатывания. Характеристики могут сочетаться.

• Отличаются АВ и по степени защиты от окружающей среды — IP, механических воздействий, токопроводимости материала. По виду привода — ручной, двигатель, пружина.

• Также автоматы различают по наличию свободных контактов и способу присоединения проводников.

Типы автоматических выключателей

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

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

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

Совместная характеристика срабатывания зависит от вида подключаемой нагрузки.

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

• A – применяется для размыкания цепей с большой длинной электропроводки, служит хорошей защитой для полупроводниковых устройств.

Срабатывают при 2-3 номинальных токах.

• B – для осветительной сети общего назначения. Срабатывают при 3-5 номинальных токах.

• C – осветительные цепи, электроустановки с умеренными пусковыми токами. Это могут быть двигатели, трансформаторы. Перегрузочная способность магнитного размыкателя выше, чем у выключателей типа B. Срабатывают при 5-10 номинальных токах.

• D – применяются в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Для электродвигателей с большими пусковыми токами, например. При 10-20 номинальных токах.

• K – индуктивные нагрузки.

• Z – для электронных устройств.

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

Тепловой расцепитель автоматического защитного выключателя

Основным элементом этого устройства является биметаллическая пластина. При ее изготовлении используется два металла с различными коэффициентами теплового расширения.

Будучи спрессованными вместе, они при нагревании расширяются в разной степени, что приводит к искривлению пластины. Если ток не нормализуется в течение длительного времени, то по достижении определенной температуры пластина касается контактов АВ, прерывая цепь и обесточивая проводку.

Основной причиной чрезмерного нагрева биметаллической пластины, из-за которого срабатывает тепловой расцепитель, является слишком высокая нагрузка на определенном участке линии, защищенном автоматом.

Например, сечение выходного кабеля АВ, идущего в помещение, составляет 1 кв. мм. Можно подсчитать, что он способен выдерживать подключение приборов суммарной мощностью до 3,5 кВт, при этом сила проходящего в линии тока не должна превышать 16А. Таким образом, в эту группу можно спокойно подключить телевизор и несколько осветительных приборов.

Если хозяин дома решит включить в розетки этой комнаты дополнительно стиральную машину, электрокамин и пылесос, то общая мощность станет намного выше той, что способен выдержать кабель. В результате возрастет сила тока, проходящего по линии, и проводник станет нагреваться.

Перегрев кабеля может привести к тому, что изоляционный слой расплавится и загорится.

Чтобы этого не произошло, в действие вступает тепловой расцепитель. Его биметаллическая пластина нагревается вместе с металлом провода, и через некоторое время, изогнувшись, отключает питание группы. Когда она остынет, защитное устройство можно снова включить вручную, предварительно вытащив из розетки шнуры питания приборов, которые привели к перегрузке. Если этого не сделать, через некоторое время автомат вырубит снова.

Пример использования расцепителя в противопожарной защите на видео:

Важно, чтобы номинал АВ соответствовал сечению кабеля. Если он будет меньше нужного, то срабатывание будет происходить даже при нормальной нагрузке, а если больше, то тепловой расцепитель не отреагирует на опасное превышение тока, и в итоге проводка сгорит

В целях защиты электромоторов от длительных перегрузок и обрыва фаз на эти агрегаты могут также устанавливаться тепловые реле расцепления. Они представляют собой несколько биметаллических пластин, каждая из которых отвечает за отдельную фазу силового агрегата.

Типы автоматов

Данные изделия различаются по характеру процесса отключения на возникновение наиболее высокого тока. Существуют несколько основных типов автоматических устройств. Каждый вид отличается своей чувствительностью друг от друга.

В основном при производстве электромонтажа используются четыре ведущих типа: А, В, С, D. Кроме этого встречаются автоматы типа МА, K и Z.

Класс А

Защитные приборы данного типа имеют самую высокую чувствительность по отношению к остальным. Тепловой расцепитель такого автомата обесточивает электрическую цепь при повышении силы тока на 30%. Данный процесс осуществляется в течение 0,05 секунд, если ток превысил номинальное значение на 100%.

Автомат типа А не пользуется большой популярностью среди потребителей, так как завышенная чувствительность не допускает даже коротковременные повышенные нагрузки, которые вызывают постоянное срабатывание прибора. Эти типы зачастую устанавливают в электрические цепи, которые имеют соединения с полупроводниковыми элементами.

Класс В

Защитные средства категории В имеют меньшую чувствительность, чем тип В. Электронный расцепитель срабатывает на повышения силы тока на 200% от заявленной, при этом время отключения от электричества составляет 0,015 секунд. В случае если расцепитель по каким-то причинам не сработает, то биметаллическая пластина способна отключить электрическую систему за 4-5 секунд.

Такое устройство используется в электрических сетях, имеющих розетки, освещение и пусковое устройство с наименьшим значением.

Класс С

Аппараты типа С имеют большой спрос при монтаже бытовых электрических сетей. Они способны выдерживать наиболее высокие перегрузки. Чтобы произошел процесс отключения линии от напряжения, нужно чтобы протекающий ток в данной линии повысился в 5 раз от номинального показателя. При этом обесточивание линии происходит через 1,5 секунды.

Данные приборы хорошо выполняют свои защитные функции в общих бытовых сетях. Если в таких сетях розетки и осветительные приборы запитаны отдельно, то в этом случае защиту могут обеспечить приборы класса В. Данное действие производится для того, чтобы при появлении короткого замыкания не происходило обесточивание всего дома.

Класс D

Эти защитные изобретения выдерживают перегрузку сети, номинальный ток которой превышается в 10 раз. При этом отключение электрической цепи протекает в течение 0,4 секунд. Такие устройства нашли свое применение при защите зданий и сооружений в общем, то есть они устанавливаются дополнительно к имеющимся в квартирах автоматам.

Их отключение происходит лишь тогда, когда не сработали автоматические устройства отдельных помещений. Кроме этого их устанавливают в линиях с наиболее высоким значением пусковых токов.

Элестрический автомат: понятие и необходимость

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

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

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

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

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

Виды расцепителей

В бытовых автоматических выключателях чаще всего встречаются следующие
виды расцепителей: тепловой, электронный и электромагнитный. Они быстро
распознают критическую ситуацию (появление сверхтоков, перегрузки и перепады
напряжения) и размыкают контакты автоматического выключателя, предотвращая
порчу электрического оборудования и защищая проводку. Помимо этих видов,
существуют еще и расцепители нулевого напряжения, минимального напряжения,
независимые, полупроводниковые, механические.

Сверхтоки —
увеличение силы тока в электрической сети, превышающей номинальный ток
автомата. Это токи перегрузки, замыкания.

Ток перегрузки
— сверхток в функциональной сети.

Ток
короткого замыкания — сверхток, появляющийся в результате замыкания двух
составляющих сети при крайне низком сопротивлении между этими элементами.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель размыкает контакты автоматического
выключателя при небольших превышениях номинального тока, отличается увеличенным
временем срабатывания. При кратковременных превышениях токовой нагрузки он не
срабатывает, это удобно в сетях, где часты именно кратковременные превышения
номинального тока автомата.

Тепловой расцепитель является биметаллической пластиной, один
конец которой расположен рядом со спусковым механизмом расцепления. В случае
увеличения силы тока пластина начинает изгибаться и приближаться к спусковому
механизму, касается планки, а та, в свою очередь, размыкает контакты
автоматического выключатели. Принцип работы построен на физических свойствах
металла, расширяющегося при нагревании, поэтому такой расцепитель и называется
тепловым.

К достоинствам теплового расцепителя можно отнести отсутствие
трущихся друг о друга поверхностей, устойчивость к вибрациям, низкая стоимость
в силу простой конструкции

Но нужно обратить внимание и на недостатки — работа
теплового расцепителя сильно зависит от температуры окружающей среды, их
следует размещать в местах со стабильным температурным режимом вдали от
источников тепла, в противном случае возможны многочисленные ложные
срабатывания

Электронный расцепитель

В состав электронного расцепителя входят измерительные
устройства (датчики тока), блок управления и исполнительный электромагнит.
Электронные расцепители предназначены для подачи команды на автоматическое
отключения автомата с заданной программой при возникновении в электрической
цепи сверхтоков перегрузки или замыкания. При превышении силы тока через
автомат в блоке электронного расцепителя начинается отсчет времени срабатывания
в соответствии с время-токовой характеристикой. Если за время срабатывания ток
снизится до величины, ниже пороговой, то автоматического срабатывания не
произойдет.

К плюсам электронных расцепителей относятся: широкий выбор
настроек, четкое следование прибора заданной программе, наличие индикаторов.
Основной недостаток — довольно высокая стоимость, а также чувствительность
расцепителя к воздействию электромагнитного излучения.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель (отсечка) срабатывает мгновенно,
не допуская ни малейшей вероятности повреждения составных частей электроцепи. Это соленоид с подвижным
сердечником, который воздействует на механизм расцепления. В процессе протекания
тока по обмотке соленоида, в случае превышения токовой нагрузки, происходит
втягивание сердечника под воздействием электромагнитного поля.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при превышении тока
короткого замыкания. Он обладает достаточной прочностью, устойчив к вибрации,
однако создает магнитное поле.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

• Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
• Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
• Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводов

Допустимый длительный ток нагрузки

Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В

Номинальный ток защитного автомата

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм 2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал. Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников

Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным

Характеристики автоматических выключателей

Существует еще одна классификация автоматов – по их характеристикам. Этот показатель обозначает степень чувствительности защитного прибора к превышению величины номинального тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро в случае возрастания тока среагирует устройство. Одни типы АВ срабатывают моментально, в то время как другим на это понадобится определенное время.

Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:

• A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
• B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
• C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
• D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.

Типы автоматов

Классификация автоматических выключателей основана на их типах и особенностей. Что касается типов, то можно выделить следующее:

• Номинальные показатели способности к отключению — речь идет об устойчивости контактов выключателя к воздействию токов с высокими показателями, а также к условиям, в которых происходит деформация цепи. В таких условиях возрастает риск подгорания, который нейтрализуется благодаря появлению дуги и повышением температуры. Чем более качественным, прочным является материал изготовления оборудования, тем более высокими являются его соответствующие способности. Такие выключатели стоят дороже, однако их характеристики полностью оправдывают цену. Выключатели служат долго, не требуют регулярной замены
• Калибровка номинала — речь идет о параметрах, в которых оборудование работает в нормальном режиме. Они устанавливаются еще на этапе производства оборудования, и уже в процессе его использования не регулируются. Данная характеристика позволяет понять, насколько сильные перегрузки способен выдерживать аппарат, период времени его работы в таких условиях
• Уставка — обычно этот показатель отображается в виде маркировки на корпусе оборудования. Речь идет о максимальных значениях тока в нестандартных условиях, которая, даже при частом отключении, не окажет никакого влияния на функционирование аппарата. Выражается уставка в токовых единицах, маркируется латинскими буквами, цифровыми значениями. Цифры, в данном случае, отображают номинал. Латинские буквы можно увидеть в маркировке только тех автоматов, которые изготовлены в соответствии со стандартами DIN

Таблица различных типов автоматов

Типы и виды автоматических выключателей

Семейство электротехнических устройств, которые в повседневном употреблении нередко называют «электрический автомат», очень разнообразно. Если будет позволено такое сравнение, оно состоит из нескольких кланов, различающихся по типу воздействия, на которое они реагируют, а также по конструктивному исполнению.

В зависимости от этого они используются для защиты всей электрической сети в целом, отдельных цепей и устройств, или человека. Есть и внутриклановое деление. Например, по скорости срабатывания.

Типы автоматических выключателей по виду воздействия:

• Срабатывание от сверхтоков (короткое замыкание) и нагрева. Самый распространенный тип. Применяются для защиты всей схемы электроснабжения (вводные автоматы) или отдельных устройств.
• Реагирование на дифференциальный ток. Это так называемые УЗО – устройства защитного отключения, применяющиеся для предотвращения поражения человека электрическим током.
• Тепловые реле. Используются в электрических приводах для защиты электродвигателей от перегрузок.

Различия по конструктивному исполнению:

• Серия АП. Так называемые апэшки – большие черные коробки из электротехнического пластика с двумя кнопками: ВКЛ (белая) и ВЫКЛ (красная). Реагируют на тепло и сверхтоки. Обычно используются в трехфазных сетях для защиты отдельных устройств. Надежная массивная конструкция, считающаяся устаревшей.
• Серия ВА. Современное малогабаритное устройство с рычагом включения-выключения, расположенным горизонтально.
• Автоматические предохранители. Заменили так называемые пробки с резьбовым цоколем Эдисона Е14. Так же устаревшая, но еще широко применяющаяся в бытовых электрических сетях конструкция.

В зависимости от количества точек подключения, которые называют полюсами, выключатели бывают одно-, двух-, трех— и четырехполюсными.

Однополюсные коммутируют только одну линию, обычно фазную. Их используют в малонагруженных электрических цепях. Например, осветительных. Их второе название «модульные автоматические выключатели», поскольку их обычно собирают в пакет (на одну DIN-рейку несколько) и размещают в распределительном щите, по соседству с общей нулевой шиной. К ним же можно отнести и автоматические предохранители, входом которых является центральный контакт, а выходом – кольцо с резьбой.

Двухполюсные используются в однофазных сетях для защиты всей электрической схемы, тогда их называют вводными, или одного устройства.

Трех— и четырехполюсные устройства применяются для работы в трехфазных сетях, в которых может быть три (в случае глухозаземленной нейтрали) или четыре проводника.

как правильно выбрать автоматический выключатель тока

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

Принцип работы защитного автомата

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

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

Таблица номиналов автоматов по току

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

В таблице 1 указаны нормы каждого типа времятоковых показателей.

Таблица 1

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

В таблице 2 приведены времятоковые характеристики приборов автоматического выключения тока.

Таблица 2

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

Подбор автоматического выключателя по мощности

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

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

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке

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

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

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

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

Защита слабого звена электроцепи

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

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

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

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

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

Для расчета номинала можно использовать таблицу 3:

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

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

Недопустимые ошибки при покупке

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

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

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

Типы характеристика классификация виды автоматических выключателей. Устройство автоматического выключателя: маркировка, токи, обозначение

Типы автоматических выключателей Автоматический выключатель – защитный прибор, срабатывающий от короткого замыкания или тепловой перегрузки линии к которой подключен. Типы: Основные типы или виды автоматических выключателей: – Модульный автоматический выключатель. Устройство стандартного, модульного типа с установкой в электрический щиток на din-рейку. Применяется для защиты в бытовых целях, а так же в коммерческих и промышленных сетях энергораспределения. – Промышленные автоматические выключатели в корпусе. Предназначены для защиты распределительных сетей 50/60 Гц с напряжением до 660 В, рабочим током до 1600 А. Применяется в больших щитовых подстанциях и на производстве используются для подключения мощного оборудования или как главный вводной автоматический выключатель. – Автоматические выключатели для защиты электрических двигателей. Все вышеперечисленные типы автоматических выключателей имеют свои характеристики для определенных параметров срабатывания. Остановимся более подробнее на модульном автоматическом выключателе. Это основной элемент защиты в электрораспределении для жилищных, коммерческих помещений. Сразу обозначим, что внешний вид модульных автоматических выключателей одного и того же производителя будет одинаков, характеристики срабатывания на внешний вид не влияют. Различают автоматические выключатели по характеристике срабатывания: Характеристика срабатывания это настройка магнитного расцепителя, более простыми словами – настройка чувствительности на ток короткого замыкания. Токи автоматических выключателей Для бытовых условий электрораспределения (в жилом доме, квартире) применяются номинальные токи автоматических выключателей от 0,5 до 63 Ампер. Такие параметры автоматических выключателей являются достаточными для обеспечения защиты и правильного распределения электрических линий. Если, в жилом доме, возникает потребность установки автоматического выключателя на токи выше 63 Ампера, то такие приборы так же существует, но уже в промышленных сериях. Устанавливая в доме такой мощный автомат, убедитесь что сечение вводного кабеля позволяет устанавливать автоматический выключатель на такой ток. К примеру, для автоматического выключателя на ток 100 Ампер сечение кабеля, которого он защищает должно быть не менее 16 mm² медного проводника или же 25 mm² алюминиевого. Более точное определение номинального тока автомата защиты к сечению кабеля зависит от ряда таких факторов, как длина токоведущей линии, количество жил в проводнике (одножильный, двухжильный, трехжильный провод и т.д) и способ прокладки кабеля. Приняв во внимание потерю мощности, от длины линии, и условие охлаждения от способа прокладки кабеля вы сможете правильно подобрать номинальный ток автоматического выключателя для надежной и безопасной работы. Технические характеристики автоматического выключателя: Рассмотрим самые востребованные время-токовые характеристики автоматических выключателей в бытовых сериях: Классификация автоматических выключателей:
Итак, время-токовая характеристика автоматических выключателей, такая характеристика дает возможность индивидуального подбора защиты к каждому прибору или линии. – Кривая «B». В автоматическом выключатели такого типа срабатывания настройка магнитного расцепителя установлена в пределах 3÷5 Iноминального значения автомата. Автоматические выключатели с характеристикой отключения B, способны защищать от тока короткого замыкания с малым значением и подойдут для установки практически во всех случаях, где на линии нет устройств с большими пусковыми токами. Защита освещения, бойлеров, нагревательных приборов, электрочайника, тостера, бытовых электрических плит и других электроприборов за исключением электроприборов где присутствуют электродвигатели, насосы. – Кривая «C». Автоматический выключатель характеристики отключения у которого тип С — настройка 5÷10 от Iноминального значения. В современных квартирах и домах, практически везде стоят автоматические выключатели с такой характеристикой. Это обусловлено тем, что автомат с такими настройками способен надежно защищать линии практически со всеми электроприборами, включая те приборы, где при старте включения появляются большие пусковые токи (приборы в конструкции которых есть электродвигатели, большое количество дросселей и пр.). Например, бытовые электроприборы с большими пусковыми токами: стиральная машина, пылесос, холодильник, блендер и т.п.
– Кривая «D». Категория автоматических выключателей с характеристикой D предназначена для защиты электрических двигателей в однофазной и трёхфазной сети. Это устройства защиты с более грубыми настройками чувствительности к токам короткого замыкания: в пределах от 10 до 20 Iноминального значения. Автоматические выключатели характеристики которых мы не упомянули в этой статье («MA», «A», «K», «Z») относятся к промышленным сериям и о них мы расскажем в отдельной статье. Напишем немного о том, зачем такая градация по типам срабатывания. В электрораспределительных щитах, при распределении с большого количества потребителей, для правильной работы системы, необходимо соблюдение селективности. Селективность автоматического выключателя — можно назвать словом «избирательность». Селективность — согласование работы установленных последовательно защитных аппаратов, таким образом, чтобы в случае перегрузки или короткого замыкания (к.з.) отключалась только та часть установки, где возникла неисправность. Маркировка автоматических выключателей – Расшифруем основные показатели бытового, модульного автоматического выключателя по маркировке. Обращаем ваше внимание на то, что у фирменных, оригинальных устройств защиты, маркировка выполнена четко и нестирающейся краской. Бывают случаи когда вам предлагают автоматический выключатель маркировка которого не четкая, цифры напечатаны расплывчатой краской или вовсе стертые, знайте это подделка! На корпусе изделия должно быть все обозначение автоматических выключателей, даже такие технические характеристики, как отключающая способность автоматического выключателя и характеристика отключения. Например, напечатанный символ «C», рядом с номиналом, указывает на то, что автоматический выключатель С типа. Каталог автоматических выключателей Интернет-магазин «Электрика-Шоп» — это специализированный магазин электрики. В каталоге наших товаров вы найдете самые популярные, надежные, проверенные временем и практикой, автоматические выключатели европейских брендов. Например, автоматические выключатели Schneider Electric, считаются одними из самых лучших средств защиты от короткого замыкания и тепловой перегрузки. В каждой карточке товара автомата защиты Шнайдер Электрик можно скачать каталог автоматических выключателей Schneider Electric. Автоматические выключатели Moeller / Eaton – еще один качественный, надежный, а главное доступный по цене бренд автоматов защиты. Производитель Moeller / Eaton предлагает несколько серий для бытового и коммерческого сектора, подробнее о продуктах можно ознакомиться перейдя по ссылке – Автоматические выключатели Moeller
Устройство автоматического выключателя Мало кому приходилось разбирать автомат и исследовать устройство автоматических выключателей. Для общей информативности, мы решили показать вам, как должно выглядеть это защитное устройство изнутри, и как на практике выглядят разобранные автоматы оригинального фирменного бренда и обычный китайский (из дешевого ценового сегмента). Предлагаем фото и схему этих автоматических выключателей в разрезе с краткими комментариями.
Клеммы подключения у фирменного автоматического выключателя это два полноценных винтовых зажима, а у китайского одна верхняя клемма для подключения провода с нормальным креплением и одна нижняя с явной халтурой, зачем делать экономию на зажимах проводов мы не знаем, но даже такой ньюанс может повлиять на продолжительность работы автомата. Не будем подробно описывать достоинства и недостатки конкретно этих автоматических выключателей, но в результате увиденного, сделаем такое описательное заключение, что при разборке двух автоматов защиты (фирменного и с категории «подешевле») механические части, такие как подвижный и неподвижный силовой контакт, крепление гибкого проводника, плавность хода ручки управления и клеммы подключения даже визуально имеют явное отличие качества. Мы не тестировали тепловой и электромагнитный расцепитель автомата китайского, дешевого образца, но не идеальное качество применяемых деталей показал даже визуальный осмотр устройства этого автоматического выключателя.

Типы автоматических выключателей и их различия

21vek-220v.ru

12-07-2014

12-07-2014

Типы автоматических выключателей и их различия

21vek-220v.ru

Сегодняшний рынок электрической защитной техники предлагает очень широкий выбор автоматических выключателей. Это самые разные модели устройств, подходящие для различных электрических сетей. Рассмотрим же более детально типы и различия автоматических выключателей.

В первую очередь все автоматические выключатели делятся на выключатели постоянного тока, выключатели переменного тока и универсальные, которые работают в электрических сетях, как с постоянным, так и с переменным током.

Одно из главных различий всех автоматических выключателей это показатель номинального тока для каждого конкретного устройства. Минимальный номинальный ток, при котором могут работать автоматические выключатели, составляет 1 А. Пример такого устройства это «Автоматический выключатель АВВ 1-пол. S201 C1». Максимальный номинальный ток – 6300 А.

Еще одно различие автоматических выключателей заключается в показателе номинального напряжения. Преимущественно, большинство таких устройств предназначены для работы в электрических сетях с номинальным напряжением в 220 В, 380 В и 400 В. Для работы в электрической сети в напряжением в 220 В подойдет модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(тип С)». Примером модели, предназначенной для работы в электрической сети с напряжением в 380 В, может служить устройство «Автоматический выключатель ВА47-29 4Р 6А 4,5кА х-ка С ИЭК». Для электрических сетей с номинальным напряжением в 400 В используют «Автоматический выключатель DX 3P C10A 6,0кА(Legrand)».

Все модели автоматических выключателей классифицируются также в зависимости от количества полюсов. Выделяют однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Примером однополюсной модели может служить «Автоматический выключатель DX 1P C6A 6,0kA(Legrand)». В качестве примера двухполюсного устройства можно привести модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(типС)». Пример трехполюсного выключателя это «Автоматический выключатель АВВ 3-пол. Sh303L C20». И, наконец, в качестве примера четырехполюсного автоматического выключателя можно назвать «Автоматический выключатель АВВ 4-пол. S204 C25».

Еще одно важное различие автоматических выключателей это скорость их срабатывания. Здесь выделяют быстродействующие, селективные (с выдержкой времени) и нормальные устройства. Время срабатывания нормальных автоматических выключателей варьируется в пределах от 0,02 с до 0,1 с. Время срабатывания селективных устройств – до 1 с. А время срабатывания быстродействующих автоматических выключателей составляет не больше 0,005 с. Селективные автоматические выключатели используются в тех случаях, когда необходимо установить селективную защиту электрических сетей. Для этого устанавливают несколько различных автоматов такого типа с разными выдержками времени.

Также при выборе автоматического выключателя стоит обратить внимание на его тип по току мгновенного расцепления. Всего выделяют три типа: B, C и D. Устройства типа В срабатывают при 3-5 номинальных токах. Автоматические выключатели типа С срабатывают при 5-10 номинальных токах. А устройства типа D – при 10-20 номинальных токах. Также у некоторых производителей автоматических выключателей введены дополнительные типы, такие как A, K и Z. Автоматические выключатели типа А срабатывают уже при 2-3 номинальных токах. А данные о других типах лучше всего смотреть в таблицах автоматических выключателей конкретно по каждому производителю.

Автоматические выключатели отличаются не только своими характеристиками, но и компаниями-производителями. На сегодняшний день самыми популярными производителями автоматических выключателей являются российская компания «ИЭК», французская компания «Legrand» и немецкая компания «АВВ». Эти компании зарекомендовали себя как производители качественной защитной автоматической техники для электрических сетей всех видов. Их продукция популярна не только на родине этих компаний, но и далеко за их пределами.

Сегодняшний рынок электрической защитной техники предлагает очень широкий выбор автоматических выключателей. Это самые разные модели устройств, подходящие для различных электрических сетей. Рассмотрим же более детально типы и различия автоматических выключателей.

В первую очередь все автоматические выключатели делятся на выключатели постоянного тока, выключатели переменного тока и универсальные, которые работают в электрических сетях, как с постоянным, так и с переменным током.

Одно из главных различий всех автоматических выключателей это показатель номинального тока для каждого конкретного устройства. Минимальный номинальный ток, при котором могут работать автоматические выключатели, составляет 1 А. Пример такого устройства это «Автоматический выключатель АВВ 1-пол. S201 C1». Максимальный номинальный ток – 6300 А.

Еще одно различие автоматических выключателей заключается в показателе номинального напряжения. Преимущественно, большинство таких устройств предназначены для работы в электрических сетях с номинальным напряжением в 220 В, 380 В и 400 В. Для работы в электрической сети в напряжением в 220 В подойдет модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(тип С)». Примером модели, предназначенной для работы в электрической сети с напряжением в 380 В, может служить устройство «Автоматический выключатель ВА47-29 4Р 6А 4,5кА х-ка С ИЭК». Для электрических сетей с номинальным напряжением в 400 В используют «Автоматический выключатель DX 3P C10A 6,0кА(Legrand)».

Все модели автоматических выключателей классифицируются также в зависимости от количества полюсов. Выделяют однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Примером однополюсной модели может служить «Автоматический выключатель DX 1P C6A 6,0kA(Legrand)». В качестве примера двухполюсного устройства можно привести модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(типС)». Пример трехполюсного выключателя это «Автоматический выключатель АВВ 3-пол. Sh303L C20». И, наконец, в качестве примера четырехполюсного автоматического выключателя можно назвать «Автоматический выключатель АВВ 4-пол. S204 C25».

Еще одно важное различие автоматических выключателей это скорость их срабатывания. Здесь выделяют быстродействующие, селективные (с выдержкой времени) и нормальные устройства. Время срабатывания нормальных автоматических выключателей варьируется в пределах от 0,02 с до 0,1 с. Время срабатывания селективных устройств – до 1 с. А время срабатывания быстродействующих автоматических выключателей составляет не больше 0,005 с. Селективные автоматические выключатели используются в тех случаях, когда необходимо установить селективную защиту электрических сетей. Для этого устанавливают несколько различных автоматов такого типа с разными выдержками времени.

Также при выборе автоматического выключателя стоит обратить внимание на его тип по току мгновенного расцепления. Всего выделяют три типа: B, C и D. Устройства типа В срабатывают при 3-5 номинальных токах. Автоматические выключатели типа С срабатывают при 5-10 номинальных токах. А устройства типа D – при 10-20 номинальных токах. Также у некоторых производителей автоматических выключателей введены дополнительные типы, такие как A, K и Z. Автоматические выключатели типа А срабатывают уже при 2-3 номинальных токах. А данные о других типах лучше всего смотреть в таблицах автоматических выключателей конкретно по каждому производителю.

Автоматические выключатели отличаются не только своими характеристиками, но и компаниями-производителями. На сегодняшний день самыми популярными производителями автоматических выключателей являются российская компания «ИЭК», французская компания «Legrand» и немецкая компания «АВВ». Эти компании зарекомендовали себя как производители качественной защитной автоматической техники для электрических сетей всех видов. Их продукция популярна не только на родине этих компаний, но и далеко за их пределами.

Устройство и типы воздушных автоматов | Электрические аппараты автоматического управления | Архивы

Страница 14 из 50

Воздушный автомат состоит из изолирующей плиты или корпуса, на которых монтируются детали автомата, дугогасительного устройства, рабочих контактов, блок-контактов различного назначения, элементов защиты (реле защиты), привода с механизмом свободного расцепления, соленоид включения и отключения, рукоятки (при ручном управлении). Воздушные автоматы, собранные в закрытых пластмассовых кожухах, называются установочными.
Малогабаритные автоматы. К этому виду автоматов относятся малогабаритные автоматы пробочного типа. Они выпускаются на номинальные токи до 25 а и номинальное напряжение до 250 е. Эти автоматы предназначены для нечастых включений и отключений электрических цепей в нормальном режиме при перегрузках и коротких замыканиях.
Управление автоматом осуществляется с помощью встроенных в него кнопок. Отключение при перегрузках достигается тепловой защитой в виде биметаллических элементов.
При коротких замыканиях отключение осуществляется электромагнитом, встроенным в автомат, который срабатывает мгновенно. Отключающая способность малогабаритных пробочных автоматов достигает 1000—1200 а. К малогабаритным автоматам следует отнести также автоматы типов ЭАБ-4, АП-25, АП-50 и АК-50.
Автоматы типа ЭАБ-4 выпускаются на номинальные токи до 25 а и напряжение до 250 в. Автоматы типа АП-25 выпускаются на номинальные токи до 25 а и напряжение 380 в и трехполюсными при переменном токе. На постоянный ток они изготовляются двухполюсными — тип АП-25-2 — на номинальный ток 25 а и напряжение 220 в.
Автоматы типа АП-50 имеют номинальный ток 50 а и номинальное напряжение 380 в.
Автоматы серии АК-50 имеют номинальный ток от 2 до 50 а и номинальное напряжение до 320 в постоянного тока и до 400 в переменного тока.
Воздушные автоматы серии АЗ 100. Они служат для включения и отключения электрических сетей и установок в нормальном режиме, а также для защиты этих цепей и установок при перегрузках и токах короткого замыкания. Они могут применяться в цепях переменного тока напряжением до 500 в и постоянного на напряжении 220 в. Автоматы строятся на номинальные токи от 50 до 600 а постоянного и переменного тока. Эти автоматы могут отключать ток короткого замыкания до 50 000 а. Разрез автомата представлен на рис. 6.15: 1 — неподвижные контакты, 2 — подвижные контакты, 3 — рукоятка, 4 — дугогасительная камера. В нормальном режиме автомат управляется рукояткой. Автоматы изготовляются двухполюсными, в габаритах трехполюсного и трехполюсными. Основные части автоматов, перечисленные выше, содержит и автомат серии АЗ 100.
Автоматы серии А15 и типов А2050, А2050Н и А2050Б. Автоматы серии А15 и типов А2050 и А2050Н предназначены для работы в силовых цепях и установках постоянного тока напряжением 440 в и переменного до 500 в, а автоматы типа А2050Б — в цепях и установках постоянного и переменного тока напряжением до 250 в. Они служат для нечастых включений и отключений цепей и установок в нормальном режиме, а также целям защиты их при перегрузках и коротких замыканиях.
Внешний вид автомата серии А15 представлен на рис. 6.16. Эти автоматы изготовляются на номинальные токи до 800 а, двух- и трехполюсными. Они отключают токи короткого замыкания до 40 000 а в цепях переменного тока и до 30 000 а — в цепях постоянного тока. Управляются либо рукояткой, либо с помощью соленоидов включения и отключения.
Внешний вид автоматов А2050 и А2050Н и А2050Б представлен на рис. 6.17 Они изготовляются на номинальные токи от 200 до 1500 а. Автоматы типов А2050 и А2050Н отключают токи короткого замыкания до 30 000 а на переменном и до 20 000 а на постоянном токе; автоматы типа А2050Б — до 45 000 а на постоянном и переменном токе. Эти автоматы изготовляются одно-, двух- и трехполюсными. Управляются рукояткой или с помощью соленоидов включения и отключения.
Быстродействующие воздушные автоматические выключатели. Известно, что небыстродействующие воздушные автоматы общепромышленного назначения имеют время срабатывания 0,1 — 0,3 сек. Практика потребовала разработки быстродействующихвоздушных автоматических выключателей, полное время отключения которых лежит в пределах до 0,02 сек. Эти автоматы изготовляются только на постоянном токе и применяются для защиты ртутных выпрямителей и питающих их силовых трансформаторов при обратных зажиганиях ртутных выпрямителей, для защиты мощных генераторов и двигателей постоянного тока.

Рис. 6.18
Особенно  широкое распространение такие выключатели получили в электротяге на подстанциях с ртутными выпрямителями.
Быстродействующие автоматы постоянного тока по конструкции бывают электромагнитные, т. е. такие, которые удерживаются во включенном положении с помощью электромагнитов, и такие, которые во включенном положении удерживаются с помощью механического устройства. Первые более быстродействующие, проще, но для питания удерживающих электромагнитов требуют источника постоянного тока. Электромагнитные быстродействующие автоматы по способу отключения бывают с отключением при помощи мощных пружин и с электромагнитным отключением.
Первые во включенном положении удерживаются электромагнитами, а отключаются с помощью мощных пружин, обеспечивающих малое время отключения; применяются они на меньшие номинальные токи — до 1500 а; вторые удерживаются и отключаются с помощью электромагнитов и применяются на большие токи — до 6000 а.
Быстродействующие автоматы, кроме того, делятся на автоматы поляризованные и неполяризованные. Поляризованные действуют при токе одного определенного направления.
В электромагнитных быстродействующих автоматических воздушных выключателях важным элементом является электромагнит, принципиальная схема которого представлена на рис. 6.18. Здесь катушка 1 — отключающая, а 2 — удерживающая. Недостаток этой схемы в том, что обе катушки сидят на одном сердечнике и катушка 1 наводит в катушке 2 токи, которые замедляют отключение. Необходима мощная пружина для устранения этого недостатка, а это усложняет конструкцию.
Можно указать еще ряд схем электромагнитов воздушных автоматов со своими достоинствами и недостатками.
На рис. 6.19 изображен внешний вид быстродействующего автоматического воздушного выключателя типа ВАБ-20. Такие автоматы изготовляются на номинальные токи 1500—5000 а и на номинальные напряжения до 1500 в постоянного тока.

Рис. 6.19
Полное время отключения автомата около 0,022 сек.

Имеются и другие типы быстродействующих воздушных автоматических выключателей, выпускаемые отечественными заводами.
Комплектные аппараты представляют собой устройства, состоящие из нескольких различных или однотипных электрических аппаратов, связанных одной общей металлической или изоляционной конструкцией. Эти аппараты находят широкое применение в различных устройствах, например в КРУ (комплектное распределительное устройство), в КТП (комплектных трансформаторных подстанциях) в виде электроаппаратов управления для сложного механического и другого оборудования.
Комплектные устройства представляют собой единые конструкции, электрические аппараты которых объединены общей схемой, имеют определенное назначение и изготовляются серийно на аппаратных заводах. Аппараты, которыми комплектуются комплектные устройства, должны быть легкими, малогабаритными, надежными и дешевыми.

Технические характеристики автоматических выключателей

Рассмотрим технические характеристики автоматических выключателей, установленные требованиями стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011.

Вся информация, которую вы прочитаете ниже основана на материалах из книги Ю.В. Харечко [3], а также соответствующих ГОСТов.

Коммутационная износостойкость.

Коммутационная износостойкость представляет собой способность автоматического выключателя выполнять определенное число циклов оперирования, когда в его главной цепи протекает электрический ток, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

При номинальном напряжении и токовой нагрузке в своей главной цепи, равной номинальному току, любой автоматический выключатель должен выдерживать не менее 4000 циклов электрического оперирования.

Под циклом оперирования понимают последовательность оперирований автоматического выключателя из одного положения в другое с возвратом в начальное положение. Каждый цикл оперирования состоит из замыкания главных контактов автоматического выключателя с последующим их размыканием.

После выполнения 4000 циклов включения номинальной электрической нагрузки с ее последующим отключением автоматический выключатель не должен быть чрезмерно изношенным, не должен иметь повреждений подвижных контактов главной цепи, а также ослабления электрических и механических соединений. Кроме того, не должна ухудшаться электрическая прочность изоляции автоматического выключателя, которую проверяют соответствующими испытаниями.

Номинальное рабочее напряжение (номинальное напряжение).

Под номинальным рабочим напряжением (номинальным напряжением) U_е понимают установленное изготовителем значение напряжения, при котором обеспечена работоспособность автоматического выключателя, особенно при коротком замыкании. Для одного автоматического выключателя может быть установлено несколько значений номинального напряжения, каждому из которых соответствует собственное значение номинальной коммутационной способности при коротком замыкании.

В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие предпочтительные значения номинального напряжения для различных видов автоматических выключателей:

• для однополюсных – 120, 230, 230/400 В;
• для двухполюсных – 120/240, 230, 400 В;
• для трехполюсных и четырехполюсных – 240, 400 В.

Предпочтительные значения номинального напряжения, равные 120, 120/240 и 240 В, установлены стандартами для автоматических выключателей, предназначенных для использования в однофазных трехпроводных электрических системах переменного тока с номинальным напряжением 120/240 В.

Автоматические выключатели, имеющие значения номинального напряжения 230, 230/400 и 400 В, применяют в широко распространенных однофазных двухпроводных, трехфазных трехпроводных и четырехпроводных электрических системах переменного тока с номинальным напряжением 230 В, 400 и 230/400 В.

Помимо указанных выше в стандарте МЭК 60898-2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 установлены следующие предпочтительные значения номинального напряжения постоянного тока для универсальных автоматических выключателей:

для однополюсных – 125, 220 В;
для двухполюсных – 125/250, 220/440 В.

В обоих стандартах также сказано, что производитель должен указать в своей документации значение минимального напряжения, на которое рассчитан данный автоматический выключатель.

Номинальное напряжение изоляции U_i.

Номинальное напряжение изоляции U_i представляет собой установленное изготовителем напряжение, к которому отнесены напряжения испытания изоляции и расстояния утечки. Номинальное напряжение изоляции применяют для определения значений напряжения, используемых при испытании изоляции автоматического выключателя. Его также учитывают при установлении расстояний утечки автоматического выключателя. Когда отсутствуют другие указания, номинальное напряжение изоляции соответствует наибольшему номинальному напряжению автоматического выключателя. При этом значение наибольшего номинального напряжения автоматического выключателя не должно превышать значения его номинального напряжения изоляции.

Номинальный ток I_n.

Номинальный ток I_n – установленный изготовителем электрический ток, который автоматический выключатель способен проводить в продолжительном режиме при определенной контрольной температуре окружающего воздуха.

Под продолжительным режимом в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 понимают такой режим, при котором главные контакты автоматического выключателя остаются замкнутыми, проводя установившийся электрический ток без прерывания в течение продолжительного времени (неделями, месяцами и даже годами).

Контрольной температурой окружающего воздуха называют такую температуру окружающего воздуха, при которой устанавливают время-токовую характеристику автоматического выключателя. Стандартная контрольная температура окружающего воздуха принята равной 30 °С.

В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие предпочтительные значения номинального тока: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А.

Номинальная частота.

Характеристика «номинальная частота» определяет промышленную частоту, для которой разработан автоматический выключатель и с которой согласованы другие его характеристики. Автоматический выключатель может иметь несколько значений номинальной частоты. Автоматические выключатели, соответствующие требованиям стандарта МЭК 60898-2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011, могут также функционировать при постоянном токе. Стандартные значения номинальной частоты автоматических выключателей равны 50 и 60 Гц.

Характеристика расцепления.

Характеристика расцепления каждого автоматического выключателя, с одной стороны, должна обеспечивать надежную защиту проводников электрических цепей от сверхтока. С другой стороны, она не должна допускать в стандартных условиях эксплуатации расцепления автоматического выключателя при протекании в его главной цепи электрического тока, равного номинальному току. Характеристика расцепления автоматического выключателя должна быть стабильной во время его эксплуатации и находиться в пределах соответствующей стандартной время-токовой зоны¹.

Примечание 1: Эта характеристика автоматического выключателя в п. 8.6.1 ГОСТ IEC 60898-1-2020 названа нормальной время-токовой характеристикой, а п. 8.6.1 ГОСТ IEC 60898-2-2011 – стандартной время-токовой характеристикой. Однако время-токовая характеристика любого автоматического выключателя имеет вид кривой. В стандартах установлены граничные значения, в пределах которых должны находиться характеристики расцепления всех автоматических выключателей, т. е. в них заданы время-токовые зоны, которые находятся между граничными время-токовыми кривыми. Поэтому рассматриваемую характеристику логичнее поименовать стандартной время-токовой зоной. В п. 8.6.1 стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898-2 она названа именно так – «standard time-current zone».

Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Основные параметры стандартных время-токовых зон представлены в таблицах 7 стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2. Время-токовая характеристика любого качественного автоматического выключателя должна находиться в пределах его стандартной время-токовой зоны.

Ток мгновенного расцепления.

Под током мгновенного расцепления понимают минимальный электрический ток, вызывающий автоматическое срабатывание автоматического выключателя без выдержки времени.

В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 для каждого типа мгновенного расцепления установлены следующие стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления¹:

тип В – свыше 3 I_n до 5 I_n;
тип С – свыше 5 I_n до 10 I_n;
тип D – свыше 10 I_n до 20 I_n².

Примечание 1: В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика имеет наименование «стандартный диапазон мгновенного расцепления» («standard range of instantaneous tripping»). Однако это название нельзя признать удачным. Мгновенное расцепление не может иметь какой-либо диапазон. Оно либо происходит, либо нет. В требованиях стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ Р 50345 речь идет о диапазонах, в которых находятся минимальные электрические токи, вызывающие мгновенное расцепление автоматических выключателей, т. е. стандарты устанавливают диапазоны, в которых должны находиться токи мгновенного расцепления. Поэтому рассматриваемую характеристику автоматического выключателя в международном стандарте более правильно назвать стандартным диапазоном токов мгновенного расцепления, как она названа в п. 5.3.5 ГОСТ IEC 60898-1-2020.

Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Примечание 2: В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 указано, что для специальных автоматических выключателей, имеющих тип мгновенного расцепления D, верхняя граница может быть увеличена до 50 I_n.

Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Для универсальных автоматических выключателей требованиями стандарта МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 предусмотрены только два типа мгновенного расцепления – B и C. При этом для постоянного тока даны иные, чем для переменного тока, стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления.

тип В – свыше 4 I_n до 7 I_n;
тип С – свыше 7 I_n до 15 I_n.

Если в главной цепи автоматического выключателя протекает электрический ток, величина которого равна нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (3 I_n, 5 I_n, 10 I_n переменного тока, а для универсальных автоматических выключателей также 4 I_n и 7 I_n постоянного тока), то автоматический выключатель должен расцепиться за промежуток времени более 0,1 с, но менее 45 с или 90 с (тип мгновенного расцепления B), 15 с или 30 с (тип мгновенного расцепления C) и 4 с или 8 с (тип мгновенного расцепления D) соответственно при номинальном токе до 32 А включительно и более 32 А, т. е. нижняя граница стандартного диапазона токов мгновенного расцепления не является током мгновенного расцепления.

При протекании в главной цепи автоматического выключателя электрического тока, равного верхней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (5 I_n, 10 I_n, 20 I_n переменного тока или 7 I_n, 15 I_n постоянного тока), он должен расцепиться за промежуток времени менее 0,1 с, т. е. верхняя граница стандартного диапазона токов мгновенного расцепления представляет собой максимально допустимое значение тока мгновенного расцепления. Любой сверхток, превышающий верхнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, тем более
должен вызывать мгновенное расцепление автоматического выключателя.

В том случае, если значение электрического тока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя, находится между нижней и верхней границами стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, он может расцепиться либо с незначительной выдержкой времени (несколько секунд), либо без выдержки времени (менее 0,1 с). Фактическое время срабатывания конкретного автоматического выключателя определяется его индивидуальной время-токовой характеристикой. Ток мгновенного расцепления автоматического выключателя также определяется его индивидуальной время-токовой характеристикой.

Стандарт МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 классифицируют автоматические выключатели согласно их токам мгновенного расцепления по типам B, С и D, т. е. все автоматические выключатели подразделяют на три типа мгновенного расцепления: тип B, тип С и тип D. Конкретному типу мгновенного расцепления соответствует собственный стандартный диапазон токов мгновенного расцепления, а также собственная стандартная время-токовая зона. Для универсальных автоматических выключателей стандартом МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 предусмотрены два типа мгновенного расцепления B и С.

Импульсное выдерживаемае напряжение.

Под импульсным выдерживаемым напряжением понимают наибольшее пиковое значение импульсного напряжения предписанной формы и полярности, которое не вызывает пробоя изоляции при установленных условиях. Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение U_imp автоматического выключателя должно быть равным или превышать стандартные значения номинального импульсного выдерживаемого напряжения, которые установлены в таблицах 3 стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 в зависимости от номинального напряжения электроустановки (см. табл. 1).

Таблица 1. Стандартные значения номинального импульсного выдерживаемого напряжения
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (Uimp), кВ	Номинальное напряжение электроустановки, В
	Трехфазные системы	Однофазная система с заземленной средней точкой
2,5	—	120/240
4	230/400, 250/440	120/240, 240

Предельная отключающая способность при коротком замыкании I_cu.

Под предельной отключающей способностью при коротком замыкании I_cu¹ понимают отключающую способность, для которой предписанные условия соответственно установленной последовательности испытаний не предусматривают способности автоматического выключателя проводить в течение условного времени электрический ток, равный 0,85 его тока нерасцепления.

Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «предельная наибольшая отключающая способность». В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика названа иначе – «предельная отключающая способность при коротком замыкании» («ultimate short-circuit breaking capacity»). В национальных стандартах, распространяющихся на автоматические выключатели, вместо термина «предельная наибольшая отключающая способность» следует использовать термин «предельная отключающая способность при коротком замыкании». В требованиях стандарта МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 не используют рассматриваемый термин.

Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании I_cn.

Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании I_cn¹ представляет собой значение предельной отключающей способности при коротком замыкании, установленное изготовителем для автоматического выключателя.

Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «номинальная наибольшая отключающая способность». В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 эта характеристика названа иначе – «номинальная способность при коротком замыкании» («rated short-circuit capacity»). При этом под способностью при коротком замыкании (short-circuit capacity) в международных стандартах понимают (включающую и отключающую) способность при коротком замыкании (short-circuit (making and breaking) capacity), т. е. коммутационную способность автоматического выключателя при коротком замыкании. Для устранения расхождений в наименованиях одной и той же характеристики автоматического выключателя в международных и национальных нормативных документах целесообразно использовать термин «номинальная коммутационная способность при коротком замыкании».

Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Характеристика «номинальная коммутационная способность при коротком замыкании» определяет максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель должен гарантированно включить, проводить определенное время и отключить при заданных стандартом условиях, например, при установленном в стандарте диапазоне коэффициентов мощности (см. таблицу 17 ГОСТ IEC 60898-1-2020). Автоматический выключатель тем более должен отключить любой ток короткого замыкания, значение которого не превышает его номинальной коммутационной способности при коротком замыкании.

Для понимания характера поведения автоматического выключателя после отключения им максимального тока короткого замыкания обратимся к требованиям, изложенным в п. 9.12.11.4.3 стандартов¹. Каждый автоматический выключатель должен обеспечить одно отключение испытательной электрической цепи с ожидаемым током короткого замыкания, равным номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, а также одно включение с последующим автоматическим отключением электрической цепи, в которой протекает указанный испытательный ток.

Примечание 1: В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 этот пункт назван «Испытание при номинальной способности при коротком замыкании (I_cn)», в ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 − «Испытание при номинальной наибольшей отключающей способности (I_cn)». Этот пункт в международных и национальных стандартах целесообразно назвать иначе: «Испытание при номинальной коммутационной способности при коротком замыкании (I_cn)».

Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

После проведения этого испытания качественный автоматический выключатель не должен иметь повреждений, ухудшающих его эксплуатационные свойства, а также должен выдержать установленные стандартом испытания на электрическую прочность и проверку характеристики расцепления.

Рассматриваемую характеристику автоматического выключателя используют для согласования ее численного значения с токами короткого замыкания в электроустановке здания. Значение номинальной коммутационной способности при коротком замыкании должно превышать или быть равным максимальному току короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя.

Для автоматических выключателей бытового назначения в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании:

• в диапазоне сверхтока до 10 000 А включительно – стандартные значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, равные 1500, 3000, 4500, 6000, 10 000 А;
• в диапазоне сверхтока свыше 10 000 А до 25 000 А включительно – предпочтительное значение номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, равное 20 000 А.

Указанные значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании имеют и универсальные автоматические выключатели.

Включающая и отключающая способность при коротком замыкании.

Включающую и отключающую способность при коротком замыкании² автоматического выключателя оценивают в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 по действующему значению переменной составляющей ожидаемого тока³, который он предназначен включать, проводить в течение его времени размыкания и отключать при определенных условиях.

Примечание 2: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «наибольшая включающая и отключающая способность». В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика названа иначе – «(включающая и отключающая) способность при коротком замыкании» («short-circuit (making and breaking) capacity»). В национальных стандартах, распространяющихся на автоматические выключатели, вместо термина «наибольшая включающая и отключающая способность» следует использовать термин «включающая и отключающая способность при коротком замыкании». В стандарте МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 не используют рассматриваемый термин.

Примечание 2 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Примечание 3: Ожидаемый ток – электрический ток, который будет протекать в электрической цепи, если каждый полюс коммутационного устройства заменить проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением.

Примечание 3 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Время отключения и время дуги.

Для отключения сверхтока автоматическому выключателю требуется определенное время – время отключения, которое представляет собой интервал времени между началом времени размыкания и концом времени дуги. Началом времени размыкания считают момент, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигнет уровня срабатывания его расцепителя сверхтока. Концом времени дуги является момент гашения электрических дуг во всех полюсах автоматического выключателя. Поэтому время отключения однополюсного автоматического выключателя приблизительно равно сумме времени размыкания и времени дуги в полюсе, а многополюсного автоматического выключателя – сумме времени размыкания и времени дуги в многополюсном автоматическом выключателе.

Рабочая отключающая способность при коротком замыкании I_cs.

Номинальной коммутационной способности при коротком замыкании автоматического выключателя соответствует определенная рабочая отключающая способность при коротком замыкании I_cs¹ – отключающая способность, для которой предписанные условия соответственно установленной последовательности испытаний предусматривают способность автоматического выключателя проводить в течение условного времени электрический ток, равный 0,85 его тока нерасцепления.

Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «рабочая наибольшая отключающая способность». В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 эта характеристика названа иначе – «рабочая отключающая способность при коротком замыкании» («service short-circuit breaking capacity»). Для устранения расхождений в наименованиях одной и той же характеристики автоматического выключателя в национальных нормативных документах вместо термина «рабочая наибольшая отключающая способность» следует использовать термин «рабочая отключающая способность при коротком замыкании».

Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 между номинальной коммутационной способностью при коротком замыкании автоматического выключателя и его рабочей отключающей способностью при коротком замыкании установлены соотношения, представленные в табл. 2. Указанная информация приведена в таблицах 18 стандартов, в которых соотношение между рабочей отключающей способностью и номинальной коммутационной способностью задано посредством коэффициента, равного К = I_cs/I_cn.

Таблица 2. Соотношения между номинальной коммутационной способностью при коротком замыкании и рабочей отключающей способностью при коротком замыкании

Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании Icn	Рабочая отключающая способность при коротком замыкании Ics
Icn ≤ 6000 А	Ics = Icn
6000 А < Icn ≤ 10 000 А	Ics = 0,75 Icn, но не менее 6000 А
Icn > 10 000 А	Ics = 0,5 Icn, но не менее 7500 А

Рабочая отключающая способность при коротком замыкании значительно меньше номинальной коммутационной способности при коротком замыкании (при I_cn > 6000 А). Поэтому каждый автоматический выключатель способен отключить электрический ток, равный рабочей отключающей способности при коротком замыкании, бóльшее число раз, чем электрический ток, равный номинальной коммутационной способности при коротком замыкании.

Однополюсный и двухполюсный автоматические выключатели должны обеспечить два отключения испытательной электрической цепи с ожидаемым током короткого замыкания в ней, равным рабочей отключающей способности при коротком замыкании, и одно включение указанной электрической цепи с последующим ее автоматическим отключением. Трехполюсный и четырехполюсный автоматические выключатели должны обеспечить одно отключение электрической цепи, в которой протекает указанный испытательный ток, а также два ее включения с последующим автоматическим отключением.

Однополюсный и двухполюсный универсальные автоматические выключатели должны обеспечить одно отключение электрической цепи с ожидаемым постоянным током короткого замыкания в ней, равным рабочей отключающей способности при коротком замыкании, а также два ее включения с последующим автоматическим отключением.

После проведения указанного испытания качественный автоматический выключатель не должен иметь повреждений, ухудшающих его эксплуатационные свойства. Автоматический выключатель также должен выдержать предписанные стандартами испытания на электрическую прочность и проверку его характеристики расцепления.

В требованиях подраздела 533.3 «Выбор устройств для защиты электропроводок от коротких замыканий» стандарта МЭК 60364‑5‑53 сказано, что, когда стандарт на защитное устройство определяет и рабочую отключающую способность при коротком замыкании, и номинальную предельную отключающую способность при коротком замыкании, допустимо выбирать защитное устройство на основе предельной отключающей способности при коротком замыкании для максимальных характеристик короткого замыкания.

Однако условия эксплуатации могут сделать желательным выбор защитного устройства по рабочей отключающей способности при коротком замыкании, например, когда защитное устройство устанавливают на вводе низковольтной электроустановки. Аналогичное требование, сформулированное с терминологическими ошибками, имеется в ГОСТ Р 50571.5.53-2013, который разработан на основе стандарта МЭК 60364‑5‑53:2002. Поэтому при согласовании характеристик автоматических выключателей с характеристиками электрических цепей в электроустановке здания значения их рабочих отключающих способностей при коротком замыкании целесообразно выбирать так, чтобы они превышали или были равными максимальным токам короткого замыкания в местах их установки.

Характеристика I²t.

Характеристика I2t представляет собой кривую, отражающую максимальные значения I²t автоматического выключателя как функцию ожидаемого тока в указанных условиях эксплуатации. Эта характеристика позволяет оценить способность автоматического выключателя ограничивать ожидаемый сверхток в защищаемых им электрических цепях. Некоторые виды электрооборудования, например устройства дифференциального тока без встроенной защиты от сверхтока, имеют ограничения по значению характеристики I²t. Поэтому при проектировании электроустановок зданий с помощью рассматриваемой характеристики проводят проверку возможности использования автоматических выключателей для обеспечения защиты подобного электрооборудования от токов короткого замыкания.

Значения характеристики I²t для конкретных электрических токов – так называемый «интеграл Джоуля» – интеграл квадрата силы тока по данному интервалу времени (t₀, t₁) – определяют по следующей формуле:

В стандарте EN 60898‑1 рассматриваемая характеристика положена в основу классификации автоматических выключателей, устанавливающей способность автоматических выключателей ограничивать ожидаемые сверхтоки в защищаемых ими электрических цепях. Автоматические выключатели подразделяют на три класса ограничения энергии.

Класс ограничения электроэнергии.

Характеристика «класс ограничения электроэнергии» и значения характеристики I²t, по которым автоматические выключатели могут быть отнесены к определенному классу, не предусмотрены ни в стандарте МЭК 60898‑1, ни в ГОСТ IEC 60898-1-2020. Однако в обоих стандартах отмечается, что в дополнение к характеристике I²t, обеспеченной производителем, автоматические выключатели могут быть классифицированы согласно их характеристике I²t. По требованию производитель должен сделать доступным характеристику I²t. Он может указать классификацию I²t и соответственно маркировать автоматические выключатели.

В табл. 3 представлены максимальные значения характеристики I²t автоматических выключателей по классам ограничения электроэнергии, значения которых заимствованы из изменения А11, внесенного в стандарт EN 60898 в 1994 г.

Таблица 3. Предельные значения характеристики I2t для автоматических выключателей, А2с
Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании, А	Класс ограничения электроэнергии
	1	2		3
	Тип мгновенного расцепления автоматического выключателя
	B и C	В	С	В	С
Номинальный ток до 16 А включительно
3000	Предельные значения не установлены	31000	37000	15000	18000
4500		60000	75000	25000	30000
6000		100000	120000	35000	42000
10000		240000	290000	70000	84000
Номинальный ток свыше 16 А до 32 А включительно*
3000	Предельные значения не установлены	40000	50000	18000	22000
4500		80000	100000	32000	39000
6000		130000	160000	45000	55000
10000		310000	370000	90000	110000
* Для автоматических выключателей с номинальным током 40 А могут быть применены максимальные значения, равные 120 % от указанных в таблице. Такие автоматические выключатели могут быть маркированы символом соответствующего класса ограничения электроэнергии.

Автоматические выключатели, имеющие класс ограничения электроэнергии 2 и 3, представляют собой токоограничивающие автоматические выключатели, характеризующиеся малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего пикового значения. Применение токоограничивающих автоматических выключателей в электроустановках зданий позволяет уменьшить негативное воздействие токов короткого замыкания на низковольтное электрооборудование и, прежде всего, на проводники электрических цепей.

Современные автоматические выключатели бытового назначения, имеющие номинальный ток до 40 А и типы мгновенного расцепления B и C, как правило, представляют собой токоограничивающие автоматические выключатели и соответствуют третьему классу ограничения электроэнергии.

В стандарте МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 дополнительно установлена следующая классификация универсальных автоматических выключателей по постоянной времени:

• автоматические выключатели, пригодные для электрических цепей постоянного тока с постоянной времени T ≤ 4 мс;
• автоматические выключатели, пригодные для электрических цепей постоянного тока с постоянной времени T ≤ 15 мс.

В ГОСТ IEC 60898-2-2011 приведено следующее пояснение: «Очевидно, что токи короткого замыкания не превышают значения 1500 А в тех установках, где в силу присоединенных нагрузок постоянная времени при нормальной эксплуатации может быть не более 15 мс. В электроустановках со значениями токов короткого замыкания свыше 1500 А постоянная времени T = 4 мс считается достаточной».

Список использованной литературы

1. ГОСТ IEC 60898-1-2020
2. ГОСТ IEC 60898-2-2011
3. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 5// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2017. – № 2. – 160 c

Автоматические электрические выключатели (автоматы) — всё об электровыключателях-автоматах

Базовые понятия электрики Инструменты электрика Электроинструменты электрика Техника безопасности Помощь при поражении током Защита от электрического тока Кабели, провода и шнуры Характеристики составляющих проводов Маркировка кабельной продукции Виды кабелей, проводов и шнуров Сопутствующие изделия Способы соединения проводов Электромонтажные изделия Изделия для прокладки кабеля Электромонтажные коробки Розетки и выключатели Осветительная аппаратура Трансформаторы Автоматические выключатели Предохранители Ящики и боксы под автоматы Электрические счетчики Монтаж кабеля Выбор проводов Составление схемы электропроводки Монтаж скрытой проводки Штробление стен Скрытая прокладка проводки в трубах Скрытая прокладка кабеля в перегородках, полах и потолках Монтаж открытой электропроводки Прокладка кабеля сквозь стены, дверные проемы и оконные рамы Монтаж розеток, выключателей и распределительных коробок Освещение Виды светильников Основные правила освещения Монтаж освещения в квартире или ч. доме Галогенные лампы с трансформатором Монтаж уличного освещения Дизайнерские ухищрения в освещении Монтаж распределительных (ЩЭ) щитков Заземление Заземление в многоэтажном доме Система уравнивания потенциалов Электричество в частном доме Трехфазные и однофазные сети Ввод электроэнергии в частный дом Подключение к линии электропередачи Заземление в частном доме Защита от молний в частном доме Система уравнивания потенциалов Применение стабилизаторов Монтаж электрики на открытом воздухе Система «Умный дом» Ремонт электропроводки Отключение электроэнергии во всей квартире (доме) Срабатывание УЗО Приложения

Автоматические выключатели (ВА) совсем не похожи на обычные, которые устанавливаются в каждой комнате для включения и выключения света (рис. 5.93). Их задача несколько другая. ВА устанавливаются в распределительных щитах и служат для предохранения цепи от скачков напряжения и непериодического отключения энергии на определенных участках электросети.                     Автоматы, как их чаще называют, устанавливаются на входе в дом или квартиру и располагаются в специальных боксах, металлических или пластиковых (рис. 5.94). Рис. 5.94. Распределительный щит с автоматами Существует множество разновидностей ВА. Некоторые из них служат лишь в качестве выключателей цепи и предохранения сети от перегрузки. Таковы, например, старые ВА типа АЕ в черном карболитовом корпусе (рис. 5.95). В большинстве старых щитков в подъездах жилых домов стоят именно такие. Впрочем, они вполне надежны и эксплуатируются до сих пор (рис. 5.96). Современные вариации допускают дополнительные функции, например защиту от токов пониженной нагрузки. По времени срабатывания на недопустимое напряжение автоматы делятся на 3 вида: селективные, нормальные и быстродействующие. Время срабатывания нормального автомата колеблется от 0,02 до 0,1 с. В селективных ВА это время такое же. Быстродействующие ВА работают проворнее — у них данная величина составляет всего 0,005 с. Все ВА заключены в пластиковый небьющийся корпус со специальным креплением (планкой или рейкой) на задней плоскости. Устанавливать автомат на такое крепление очень легко — достаточно вставить его на рейку до щелчка. Снять можно при помощи отвертки, слегка потянув за специальное ушко сверху ВА. Это существенно облегчает задачу по установке автомата в шкафу (рис. 5.97). Внутри корпуса располагается «начинка» автомата, его главные предохранительные устройства, которых может быть 2 (рис. 5.98). Рис. 5.98. Внутреннее устройство автоматического выключателя Речь идет об электромагнитном и тепловом расцепителях — своеобразных механизмах автоматического прерывания цепи. Биметаллическая пластина при нагревании проходящим через нее током недопустимо высокого значения распрямляется и размыкает контакты — это тепловой расцепитель. По времени срабатывания он самый медленный. Электромагнитный расцепитель работает по правилу «мертвой руки». Катушка, находящаяся в центре автомата, непрерывно поддерживается на месте стабильным напряжением. Стоит ему выскочить за номинальные пределы, как катушка буквально выскакивает со своего места, разрывая цепь. Такой способ разрыва цепи самый быстрый. У всех ВА есть контакты для присоединения подходящих и отходящих проводов (рис. 5.99). Рис. 5.99. Провода подсоединяются к контактам АВ при помощи винтовых зажимов Автоматы различают по степени чувствительности к срабатыванию отключения. В стандартных наиболее распространенных моделях чаще всего применяются ВА с пороговым значением, примерно равным 140 % от номинального. При повышении напряжения в полтора раза срабатывает электромагнитный (быстрый) расцепитель. При незначительном превышении номинального напряжения работает тепловой расцепитель. Процесс отключения при этом может растянуться на часы, что сильно зависит от температуры внешней среды. Однако автомат среагирует на изменение напряжения в любом случае. Рис. 5.100. Двухполюсный автомат в пластиковом боксе в выключенном состоянии ВА различают по количеству полюсов. Что это значит? В одном автомате может быть несколько независимых друг от друга электрических линий, которые соединены между собой общим механизмом отключения (рис. 5.100 и 5.101). Автоматы бывают одно-, двух-, трех- и четырехполюсными (это касается бытового применения). У ВА есть различия по другим показателям. Они отличаются по пороговой силе тока, которую пропускают через себя. Чтобы автомат мог сработать и в аварийной ситуации отключить электросеть, он должен быть настроен на определенный порог чувствительности. Такую настройку производит изготовитель, поэтому на автомате сразу пишут числовое значение данного порога. Для бытовых нужд используют автоматы с показателями 6,3, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 А (рис. 5.102). Есть автоматы со значениями и 1000, и 2600 А, но в быту они не используются. Эти цифры означают суммарную мощность всех потребителей электрического тока, которые будут подключаться к цепи, «охраняемой» автоматом. Рис. 5.101. Трехполюсный выключатель: все линии срабатывают одновременно при отключении, они соединены вместе при помощи одной перемычки рычага Чувствительность автомата необходимо рассчитывать не только по суммарной мощности предполагаемых энергопотребителей, но и проводке, и электромонтажным изделиям — розеткам и выключателям. В табл. 5.9 представлена типология автоматов. Таблица 5.9. Типы автоматов Тип Назначение А Для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и защиты полупроводниковых устройств В Для осветительных сетей общего назначения С Для осветительных цепей и электроустановок с умеренными пусковыми токами (двигателей и трансформаторов) D Для цепей с активно-индуктивной нагрузкой, а также защиты электродвигателей с большими пусковыми токами К Для индуктивных нагрузок Z Для электронных устройств Далее рассмотрим соответствие сечения кабеля и автомата, защищающего этот проводник, при помощи табл. 5.10 и 5.11. Максимальный длительный ток кабеля принят для температуры жил +65 и воздуха +25 °С. Количество одновременно прокладываемых проводников — до 4. Ряд автоматов: 0,5 А, 1 А, 2 А, 3 А, 4 А, 6 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и 63 А. Данные табл. 5.11 подходят и для трехжильного кабеля. В этом случае третья жила должна быть проводом защитного заземления или зануления. Рис. 5.102. Ряд из однополюсных автоматов на 16 А. Допустим, за отдельный участок в квартире, например кухню, у нас отвечает один автомат на 6,3 А (бывает и такое — электрики пошутили). По известной формуле Ватт = Вольт х Ампер вычисляем, сколько приборов (и каких) может питаться от нашей сети. Получается, что это значение равно 1386 Вт, поскольку напряжение по умолчанию 220 В. Значит, на такой кухне нельзя включить даже мощный чайник, не говоря уже о холодильнике или электроплите — автомат сработает мгновенно и не даст недопустимому, на его взгляд, току проходить на подконтрольную территорию. В данном случае надо срочно менять ВА на 25 или даже 32 А. Таблица 5.10. Двухжильный проложенный в коробе медный кабель Сечение, мм2 Максимальная длительная сила тока кабеля, А Сила тока кабеля/1,45, А Автомат, А Превышение силы тока, % 1,5 19 13,1 13   2,5 27 18,62 16   4 38 26,2 25   6 50 34,48 32   10 70 48,27 40(50) 3,5 16 90 62,06 50 (63) 1,5 Таблица 5.11. Двухжильный проложенный в коробе медный провод Сечение, мм2 Максимальная длительная сила тока кабеля, А Сила тока кабеля/1,45, А Автомат, А Превышение силы тока, % 1 15 10,34 10   1,5 18 12,41 10(13) 4,7 2 23 15,86 13(16) 0,87 2,5 25 17,24 16   4 32 22,06 20   6 40 27,58 25   10 48 33,1 32   16 55 37,93 32 (40) 5,4 Устройство защитного отключения (УЗО) по внешнему виду очень напоминает обычный автомат: те же корпус и рычаг отключения (рис. 5.103). Собственно, УЗО и может выступать в качестве ВА, то есть как выключатель определенного участка цепи (рис. 5.104). Помимо этого, у него есть еще несколько функций. Главная из них — это защита человека от электрического тока и случайной утечки из сети. УЗО не может защитить от короткого замыкания, оно просто не прореагирует на него. Принцип работы УЗО — сравнивать входящий из сети ток с показателями, на которые настроен прибор. Допустим, если человек взялся рукой за провод и через него пошел ток, УЗО моментально Рис. 5.103. Устройство защитного отключения номинальной силой тока 25 А и отсечкой 30 мА Рис. 5.104. По внешнему виду УЗО практически не отличается от автомата, прозрачное окошко предназначено для закладки маркирующей бумажки, обозначающей, к какой зоне сети подключен прибор разомкнет цепь, поскольку сигнал из сети не будет совпадать с нормальными показателями. То же произойдет, если случится обрыв провода. УЗО обязательно устанавливается в любом распределительном щите, иногда их там несколько. Особенно это касается помещений с повышенным уровнем влажности — ванной и кухни. Важно помнить, что УЗО реагирует только на утечку тока из цепи. Любое другое нарушение работы, даже такой случай, когда человек возьмет в руки фазовый и нейтральный провода, то есть сам станет частью цепи, оставит его безучастным. Так что не стоит надеяться на одно лишь УЗО, а лучше укомплектовать распределительный щит дополнительными устройствами защиты от всех видов нарушения работы сети. На лицевой части любого УЗО есть кнопка «Тест», нажав которую можно узнать, в рабочем ли состоянии механизм. Если он исправен, то разорвет цепь (отщелкнется), если же изменений не произойдет — прибор не работает (рис. 5.105). Рис. 5.105. УЗО НА 40 А/30 мА Точно так же, как и В А, УЗО отличаются по чувствительности к значению силы тока и могут иметь несколько полюсов для подсоединения независимых проводников. Ряд числовых значений у них совпадает с автоматами: 6,3, 10, 16, 25 А и т. д. Однако у них есть и второй показатель — это отклонение величины силы тока по входящему проводнику. В бытовом УЗО, который предназначен в основном для защиты человека, порог чувствительности к отклонению от номинала равен 30 мА (рис. 5.106). УЗО срабатывает очень быстро, в течение 0,05 с. В идеале это должно означать, что человек даже не успеет почувствовать укол тока, как сеть обесточится. Менее чувствительные УЗО используются в электротехнике, в которой порог опасного отклонения много выше, чем в случае поражения человека. Показания такого УЗО — 300 и 500 мА. ПРИМЕЧАНИЕ Если номинальный ток превысит показатель силы тока в УЗО, то он не отключится подобно автомату, а просто сгорит, поэтому прибор нужно ставить с запасом. Дифференциальный автомат (АД) это гибридное устройство, совмещающее в себе УЗО и механизм защиты от перегрузки тока, то есть обычный автоматический выключатель (рис. 5.107). Дифавтоматы, как их часто называют, различаются по многочисленным показателям. Например, регуляция номинального порогового тока, задержка времени и т. д. Дифавтомат заменяет собой сразу два устройства: автоматический выключатель и УЗО. Рис. 5.107. Дифференциальный трехполюсный автомат Это сокращает время монтажа и удобно при обслуживании. Многие АД имеют специальную индикацию, которая при срабатывании показывает, от чего именно произошел разрыв цепи: короткого замыкания или утечки. По внешнему виду АД практически ничем не отличаются от УЗО, только маркировка на нем другая. Продукция российского производства имеет надпись на лицевом щитке «АД» и далее числовые значения.

Типы электрических машин — Все о технике

Что такое Различные типы электрических машин

Электрическая машина:

Устройство, способное к взаимному преобразованию между электрической и механической энергией, называется электрической машиной.

Проще говоря, электрическая машина преобразует электрическую энергию в механическую и наоборот. Трансформатор также является электрической машиной, за исключением того, что он преобразует уровни напряжения и тока.

Типы электрических машин:

Электрические машины подразделяются на два основных типа:

• Стационарные электрические машины
• Динамические электрические машины

Стационарные электрические машины:

Стационарная электрическая машина — это такая машина, у которой нет движущихся частей и они остаются неподвижными на протяжении всей своей работы.

Трансформатор :

Трансформатор — это стационарная электрическая машина, не имеющая движущихся частей.Это машина, потому что между обмотками трансформатора происходит преобразование электрической и магнитной энергии.

Он преобразует электрическую энергию в магнитную энергию и снова в электрическую энергию с увеличением или уменьшением уровня переменного напряжения / тока и поддержанием постоянной электрической частоты.

Он имеет две обмотки, т.е. первичную и вторичную обмотку. Обе обмотки намотаны вокруг неподвижного стального сердечника.

Изменяющийся переменный ток подается на первичную обмотку, что создает переменный магнитный поток в сердечнике трансформатора.Этот изменяющийся магнитный поток индуцирует ЭДС во вторичной обмотке трансформатора, в результате чего на выходе возникает переменный ток.

Динамические электрические машины:

Машины такого типа состоят из подвижных и неподвижных частей.

Есть два типа динамических электрических машин, т. Е.

• Электродвигатель
• Электрогенератор

Электродвигатель:

Двигатель — это тип динамической машины, преобразующей электрическую энергию в механическую.

Электродвигатели имеют подвижную часть, называемую ротором, и неподвижную часть, называемую статором.

Электродвигатели создают механическую силу из-за взаимодействия магнитного поля и тока в проводнике.

Существует два основных типа электродвигателей: электродвигатели постоянного тока и электродвигатели переменного тока.

Двигатели постоянного тока:

Везде, где проводник с током помещается внутри магнитного поля, он испытывает механическую силу. Двигатель постоянного тока работает по этому принципу.Ротор состоит из нескольких витков проводников, которые питаются от источника постоянного тока . Ротор помещен в магнитное поле. На проводник действует сила, благодаря которой ротор вращается.

Двигатели переменного тока:

В двигателях переменного тока статор состоит из обмотки, подключенной к источнику переменного напряжения. Он создает вращающееся магнитное поле.

Ротор состоит из проводника, который может легко проводить электричество. Ротор размещен внутри статора.

В отличие от двигателя постоянного тока, электрическое питание подключается к статору двигателей переменного тока.

Из-за вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, в роторе индуцируется ЭДС. Это, в свою очередь, создает собственное магнитное поле, противодействующее магнитному полю статора в соответствии с законом Ленца. Это магнитное поле пытается нейтрализовать вращающееся магнитное поле статора, вращая ротор с точно такой же скоростью вращения.

Электрогенераторы:

Генераторы — это такие типы электрических машин, которые преобразуют механическую энергию в электрическую.

Его работа прямо противоположна электродвигателю. Согласно закону Фарадея, проводник, помещенный в переменное магнитное поле, будет испытывать наведенную ЭДС. Другими словами, перемещение проводника в постоянном магнитном поле вызовет в проводнике ЭДС.

Ротор вращается в магнитном поле любым способом, известным как первичный двигатель. Результирующий индуцированный ток (электрическая энергия) течет через проводник.

Вы также можете прочитать:

Электрические машины — Виды и принцип работы

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

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

Классификация электрических машин

В основном электрические машины подразделяются на

• Статические электрические машины — трансформаторы
• Вращающиеся электрические машины — двигатели (преобразование электрической энергии в механическую) и генераторы (преобразование механической энергии в электрическую)

Трансформаторы

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

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

К первичной обмотке подключено переменное напряжение. При подключении создается переменный магнитный поток с амплитудой, пропорциональной величине приложенного напряжения, частоте и количеству витков. Этот поток связывается с вторичной обмоткой и индуцирует напряжение, пропорциональное количеству витков вторичной обмотки.

Отношение числа витков первичной обмотки и витков вторичной обмотки известно как отношение витков трансформатора . Возможен любой коэффициент трансформации напряжения, который достигается за счет правильного соотношения количества витков первичной и вторичной обмоток.

Коэффициент трансформации напряжения определяется выражением:

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

Для обеспечения эффективного связывания магнитного потока сердечник (конструкция, поддерживающая обмотки) изготовлен из высокопроницаемого железа или легированной стали.Трансформаторы доступны в различных размерах, формах и конструкциях, но основной принцип остается неизменным.

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

Машины электрические вращающиеся

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

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

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

Машины постоянного тока Машины

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

Вид в разрезе электрических машин постоянного тока

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

Наведенная ЭДС носит переменный характер. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, два конца якоря подключаются к коммутатору. Коммутаторы представляют собой металлические стержни, прикрепленные к валу машин и подключенные к обмотке якоря, которые изменяют направление тока на каждые пол-оборота.Коммутатор разделен на несколько сегментов, и каждый сегмент изолирован друг от друга. Угольные щетки используются для сбора тока от коммутатора.

В машинах постоянного тока якорь всегда остается на роторе, чтобы преобразовать индуцированное переменное напряжение в постоянное. Якорь состоит из нескольких пазов и установлен на валу, который опирается на подшипник.

Двигатели постоянного тока

и генераторы постоянного тока имеют одинаковую конструкцию. Обычно двигатель можно использовать в качестве генератора и наоборот.По соединению обмоток статора и ротора машину постоянного тока можно классифицировать следующим образом:

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

Машины постоянного тока с независимым возбуждением

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

Двигатели с самовозбуждением

Якорь и обмотки возбуждения самовозбуждающегося двигателя возбуждаются от одного источника питания.Возможны следующие подключения.

• Шунтирующее соединение — Якорь и поле подключены параллельно.
• Последовательное соединение — Якорь и поле соединены последовательно.
• Составное соединение

Соединение с машиной постоянного тока

Двигатели постоянного тока

Конструктивные особенности двигателей постоянного тока такие же, как и у генераторов. Они работают над свойством притяжения между разноименными магнитными полюсами и отталкивания между одинаковыми магнитными полюсами.Регулируя напряжение возбуждения и напряжение якоря, можно управлять скоростью двигателя постоянного тока. Кроме того, различные типы методов возбуждения делают двигатели постоянного тока более универсальными.

Скоростные характеристики двигателей постоянного тока

Синхронные машины

Генераторы переменного тока, присутствующие почти на всех турбинных электростанциях по всему миру, являются синхронными машинами. Генератор также может работать как двигатель, если на ротор подается постоянный ток, а на статор — переменное напряжение.Кратко рассмотрим принцип работы синхронных машин.

Изображение предоставлено: https://www.tonex.com/

Якорь синхронной машины находится на статоре, а поле — на роторе. На ротор (обмотку возбуждения) подается постоянный ток, который превращает его в электромагнит. В машинах PMDC (постоянный магнит постоянного тока) обмотка возбуждения ротора заменена постоянным магнитом.

Ротор может быть цилиндрического или явнополюсного типа. Цилиндрический; роторы механически устойчивы на высоких скоростях и используются в больших турбогенераторах, тогда как машины с явным полюсом используются в низкоскоростных гидроэлектрических генераторах.

Принцип работы синхронных машин

Генераторы

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

Источник: www.wikimedia.org

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

Синхронные двигатели

Как упоминалось ранее, постоянное напряжение подается на обмотку возбуждения синхронного двигателя, а переменный ток подается на статор для создания крутящего момента. Крутящий момент создается из-за тенденции ротора выравниваться по магнитному полю, создаваемому статором.

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

Ротор не может мгновенно набрать скорость из-за инерции. Кроме того, скорость вращения поля статора очень высокая (50 Гц или 60 Гц). Следовательно, ротору становится трудно первоначально набрать крутящий момент. Это делает синхронный двигатель несамостоятельным.Двигатель должен приводиться в движение другим вспомогательным средством, близким к его синхронной скорости. При скорости, близкой к синхронной, поля ротора и статора блокируются друг с другом, и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью, после чего вспомогательные средства, используемые для запуска двигателя, могут быть разъединены.

Еще одна особенность синхронного двигателя заключается в том, что при перевозбуждении он действует как конденсатор и может использоваться для компенсации реактивной мощности. Двигатель, используемый для компенсации реактивной мощности, известен как синхронный конденсатор и используется в крупных энергетических установках для коррекции коэффициента мощности.

Асинхронные двигатели или асинхронные двигатели Асинхронные двигатели

широко используются во всех отраслях промышленности. Без сомнения, можно сказать, что это самая используемая электрическая машина в мире. Однофазный асинхронный двигатель можно найти в каждом доме в виде потолочных вентиляторов, насосов и т. Д. Самое большое преимущество асинхронных двигателей заключается в том, что они не требуют отдельного источника питания для ротора.

Принцип работы асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели имеют трехфазную обмотку на статоре, аналогичную таковой в синхронных машинах.Когда на катушки статора подается трехфазное напряжение, образуется вращающееся магнитное поле. Это переменное магнитное поле вступает в контакт с проводниками ротора и индуцирует в нем ЭДС.

Концы обмотки ротора закорочены, так что по ним протекает ток, пропорциональный наведенной ЭДС. Из-за протекания тока создается другое магнитное поле, вращающееся в том же направлении, что и у статора. Взаимодействие между этими двумя магнитными полями создает крутящий момент, который стремится вращать двигатель в направлении вращающегося магнитного поля статора.Асинхронные двигатели — это самозапускаемые двигатели.

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

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

В асинхронных двигателях возможны два типа конструкции ротора. Первый — это ротор с обмоткой, а второй — ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор состоит из пазов для размещения проводов.Ротор с обмоткой состоит из трех фазных обмоток, аналогичных обмоткам статора в этих пазах. Один конец каждой фазы закорочен, образуя соединение типа «звезда» или «звезда», а другие концы подведены к контактному кольцу, прикрепленному к валу.

Угольные щетки используются для нарезания контактных колец на внешней клеммной коробке. К ротору можно добавить внешнее сопротивление для ограничения пускового тока.

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

Индукционные генераторы

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

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами

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

Бесщеточный двигатель постоянного тока

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

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

Серводвигатель Серводвигатели

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

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели — это двигатели с импульсным приводом, используемые для управления положением.Эти двигатели могут перемещаться под определенным углом для каждой применяемой фазы управления. Для них не требуются датчики положения.

Что такое электрическая машина?

Электрическая машина — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую или наоборот. Электрические машины также включают трансформаторы, которые фактически не преобразуют механическую и электрическую форму, а преобразуют переменный ток с одного уровня напряжения на другой.

Электрогенератор:

Электрогенератор — это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Генератор работает по принципу электромагнитной индукции. Он утверждает, что всякий раз, когда проводник движется в магнитном поле, внутри проводника индуцируется ЭДС. Это явление называется генератором.

Генератор в основном состоит из статора и ротора. Механическая энергия передается на ротор генератора с помощью первичного двигателя (т.е.е. турбина). Турбины бывают разных типов, такие как паровая турбина, водяная турбина, ветряная турбина и т. Д. Механическая энергия также может быть обеспечена двигателями внутреннего сгорания или аналогичными другими источниками.

Чтобы узнать больше о том, как работают генераторы, прочтите следующие статьи.

• Генератор переменного тока (преобразует механическую энергию в электричество переменного тока)
• Генератор постоянного тока (преобразует механическую энергию в электричество постоянного тока)

Электродвигатель:

Двигатель — это электрическая машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую.Когда проводник с током помещается в магнитное поле, на проводник действует механическая сила, и это принцип действия двигателя.

Как и генераторы, двигатели состоят из двух основных частей: статора и ротора. Во многих типах двигателей необходимо обеспечить электропитание как обмотки статора, так и обмотки ротора. Но в некоторых типах двигателей, таких как двигатели с фиксированным магнитом и асинхронные двигатели, может потребоваться питание только для одной обмотки. Электромагнитная сила между двумя обмотками заставляет ротор вращаться.

Чтобы узнать больше об электродвигателях, прочтите следующие статьи.

Трансформеры:

Трансформаторы фактически не преобразуют механическую энергию в электрическую, но они передают электрическую энергию из одной цепи в другую. Они могут увеличивать или уменьшать (повышать или понижать) напряжение при передаче мощности без изменения частоты, но с соответствующим уменьшением или увеличением тока. Входная мощность и выходная мощность электрического трансформатора в идеале должны быть одинаковыми.

Повышающие трансформаторы повышают уровень напряжения от первичной к вторичной, но с соответствующим уменьшением тока. В то время как понижающий трансформатор снижает уровень напряжения с соответствующим увеличением тока, чтобы поддерживать постоянную мощность.

Вы можете найти статьи, связанные с электрическими машинами, по следующей ссылке —

Index of Electrical Machines.

Типы электрических машин

ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Электрические машины классифицируются как машины переменного и постоянного тока.

Типы машин постоянного тока

Генератор постоянного тока

Двигатель постоянного тока

Типы машин переменного тока

i. Трансформаторы

а. (а) Однофазный

б.(б) трехфазный

ii. Генераторы

iii. Синхронный двигатель

iv. Асинхронный двигатель

а. (а) Однофазный

б. (b) трехфазный

1. ПРИМЕНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Шунтирующий: привод с постоянной скоростью, токарные станки, центробежные насосы, станки, нагнетатели и вентиляторы , поршневые насосы

Серия: электровозы, системы скоростного транспорта, троллейбусы, краны и подъемники, конвейеры

Состав: лифтов, воздушных компрессоров, прокатных станов, тяжелых проектировщиков.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Для выбора электродвигателя для конкретной цели необходимо знать характеристики электродвигателей. Следовательно, о характеристиках двигателя постоянного тока можно судить по его характеристикам.

Ø Электрические характеристики

Характеристики крутящего момента / тока якоря

Характеристики скорости / тока якоря

Ø Механические характеристики

Скорость / Характеристики крутящего момента

3.ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОРМОЗА

Существует три типа электрического торможения, а именно:

Ø реостатическое или динамическое торможение

Ø вставное или противоточное торможение или торможение обратным током

Ø Регенеративное торможение

РЕГЕНЕРАЦИОННОЕ ТОРМОЖЕНИЕ

Ø В режиме рекуперативного торможения двигатель работает как генератор, хотя здесь он все еще подключен к источнику питания, скорость двигателя больше, чем у синхронного скорость.

Ø Механическая энергия — это преобразование в электрическую энергию, часть которой возвращается в источник, а остальное в виде тепла в обмотке и подшипнике.

ДИНАМИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ

Ø При этом методе отключения двигатель отключается от источника питания, полевые соединения меняются местами, и двигатель подключается последовательно с переменным сопротивлением Р.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Операция вставки может быть достигнута путем изменения полярности двигателя путем изменения направления вращения двигателя на противоположное.

Этого можно достичь в двигателях переменного тока путем изменения последовательности фаз, а в двигателях постоянного тока — путем изменения полярности.

Электрическая машина — обзор

Стандарты

I.D.

Электрические машины должны соответствовать стандартам, установленным соответствующими профессиональными организациями.В Соединенных Штатах это Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) или Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и, если они существуют, Американский национальный институт стандартов (ANSI), работающий по принципу «все включено». Таблички с паспортными данными должны соответствовать Национальному электротехническому кодексу. В частности, электродвигатели, продаваемые в Соединенных Штатах, должны соответствовать публикации стандартов ANSI / NEMA № MG1-1978 и более поздним частичным изменениям. Подобные стандарты преобладают в других странах.

Стандарты определяют номинальную мощность и скорость, напряжение и частоту.Вращающиеся машины классифицируются по размеру на дробные, интегральные (до 500 л.с. при 3600 об / мин для переменного тока и 1,25 л.с. / об / мин для постоянного тока) и большие машины. Стандарты NEMA определяют следующие мощности: 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12,5, 16, 20, 25, 30 и 40 л.с. и 120,115,112,110,18,16, 15,14,13,12,34 и 1 л.с. для двигателей переменного тока малой мощности и 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 3, 5, 7,5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 , 60, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 и 500 л.с. для двигателей переменного тока со встроенной мощностью.Можно видеть, что в каждом классе соотношение между двумя соседними номинальными мощностями уменьшается с увеличением размера. Эта тенденция продолжается и с большими машинами, которые включают 60 номиналов с передаточными числами от 1,25 на уровне 100 л.с. до 0,9 на уровне 100 000 л.с. Синхронная скорость определяется количеством пар полюсов, p , которое обычно достигает 4 в двигателях с дробной мощностью, 7 в двигателях со встроенной мощностью, 16 в больших двигателях и 26 в синхронных генераторах с явнополюсными двигателями.Стандартные напряжения следующие: для универсальных и однофазных двигателей 115 и 230 В при 60 Гц и 110 и 220 В при 50 Гц; для трехфазных двигателей: 115, 200, 230, 460, 575, 2300, 4000, 4600, 6600 и 13200 при 60 Гц и 220 и 380 В при 50 Гц. Аналогичные характеристики справедливы для машин постоянного тока, но базовая скорость крупных промышленных двигателей может составлять всего 50 об / мин.

Монтажные размеры стандартизированы на национальном уровне, чтобы обеспечить взаимозаменяемость машин различных производителей.Стандартные кадры NEMA обозначаются следующим образом. В машинах с дробной мощностью номер рамы представляет собой высоту H от средней линии вала до основания футов в дюймах, умноженную на 16; в машинах с интегральной мощностью первые две цифры номера рамы равны 4 H , а последующие цифры относятся к расстоянию между осевыми линиями монтажных отверстий в лапах или в основании машины (вид сбоку). После номеров рам идут буквы, обозначающие тип монтажа, или буква T , обозначающая, что рама соответствует стандартам размеров, установленным NEMA в 1964 году.

Вращающиеся машины обозначаются в зависимости от их применения как генераторы или двигатели, а также как машины общего, определенного или специального назначения. В соответствии с защитой окружающей среды они обозначаются как открытые машины (каплезащищенные, брызгозащищенные, полузащищенные, охраняемые, каплезащищенные, с наружной вентиляцией и трубной вентиляцией) или полностью закрытые машины (невентилируемые, с вентиляторным охлаждением, водонепроницаемые, с трубной вентиляцией, водяные или с масляным охлаждением, водяным или масляно-воздушным охлаждением, воздушно-воздушным охлаждением, охлаждаемым вентилятором и воздушным охлаждением над машиной).Чтобы сделать полностью закрытые машины «взрывозащищенными» и «пыленевоспламеняемыми», требуется специальное усиление рам и специальная фурнитура. Классификация по типу включает индукционные, синхронные и коллекторные машины переменного тока с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором, а также серийные, шунтирующие и составные машины постоянного тока.

Стандартные конструкции также классифицируются по производительности. В случае генераторов это оценивается с точки зрения регулирования напряжения между условиями холостого хода и номинальными условиями, а также соотношением токов возбуждения в условиях холостого хода и короткого замыкания.В случае двигателей важными параметрами являются критические крутящие моменты, такие как пусковой или заблокированный ротор, крутящие моменты втягивания и извлечения для синхронных двигателей, а также крутящие моменты с заблокированным ротором, подъемный или минимальный, и пробой или максимальные крутящие моменты для асинхронные двигатели. Типичные кривые крутящий момент – скорость и ток – скорость для различных классов конструкции NEMA асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором показаны на рис. 3а и 3б соответственно. Мотор класса A является базовой конструкцией с размерами ниже 7,5 и выше 200 л.с. Класс B характеризуется нормальным пусковым моментом, низким пусковым током и малым скольжением.Класс C имеет ротор с двойной обоймой и обеспечивает высокий пусковой момент при низком пусковом токе. В классе D используется ротор с одной клеткой и стержнями с высоким сопротивлением, он обеспечивает еще более высокий пусковой момент при низком пусковом токе, но работает с высоким скольжением и, следовательно, имеет низкую эффективность работы. Типичные зависимости КПД и коэффициента мощности от нагрузки для четырехполюсных двигателей конструкции B показаны на рис. 4a и 4b соответственно, а типичные кривые зависимости коэффициента мощности при полной нагрузке от номинальной мощности в лошадиных силах показаны на рис.5.

РИСУНОК 3. Типичные характеристики асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. (а) Кривые крутящий момент – скорость; (б) кривые ток – скорость.

РИСУНОК 4. Типичные зависимости КПД (a) и коэффициента мощности (b) от нагрузки.

РИСУНОК 5. Типичные кривые зависимости коэффициента мощности при полной нагрузке от номинальной мощности.

Синхронные двигатели имеют более высокий КПД, чем асинхронные двигатели эквивалентного номинала. Когда при выборе в первую очередь учитывается эффективность, стандартный коэффициент мощности равен единице.Когда, вместо этого, основное внимание уделяется компенсации коэффициента мощности системы, коэффициент мощности опережает 0,8 (перевозбуждение). Это также стандартный коэффициент мощности для синхронных генераторов.

Характеристики системы самолета установлены требованиями спецификации MIL-G-21480A / AS для генератора и MIL-E-23001B для стабилизатора мощности.

Типы двигателей — Классификация двигателей переменного, постоянного и специального тока

Классификация различных типов электрических двигателей

Электродвигатель — это машина, преобразующая электрическую энергию в механическую.Он используется для создания крутящего момента для подъема грузов, перемещения предметов и различных других механических работ. В следующей статье мы обсудим различные типы электродвигателей, такие как электродвигатели переменного и постоянного тока, специальные типы электродвигателей и т. Д.

Электродвигатели в основном подразделяются на три типа.

• Двигатели переменного тока
• Двигатели постоянного тока
• Специальные двигатели

Двигатель переменного тока

Электродвигатель переменного тока преобразует электрическую энергию переменного тока (переменного тока) в механическую энергию.Эти электродвигатели питаются от однофазного или трехфазного переменного тока. Основным принципом работы двигателя переменного тока является вращающееся магнитное поле (RMF), создаваемое обмоткой статора, когда через нее пропускается переменный ток. Ротор (имеющий собственное магнитное поле) следует за RMF и начинает вращение.

Двигатели переменного тока подразделяются на два типа.

• Синхронный двигатель
• Асинхронный или асинхронный двигатель

Синхронный двигатель

Как следует из названия, такой двигатель переменного тока имеет постоянную скорость, называемую синхронной скоростью, которая зависит только от частоты тока питания.Скорость таких электродвигателей изменяется только при изменении частоты питания и остается постоянной при изменении нагрузки. Он используется для приложений с постоянной скоростью и точного контроля.

Синхронный двигатель имеет ту же конструкцию статора, что и асинхронный двигатель, и он генерирует вращающееся магнитное поле при питании от входного переменного тока. Хотя конструкция ротора может отличаться, то есть он использует отдельное возбуждение постоянного тока для генерации собственного магнитного поля.

Синхронный двигатель с возбуждением

Такой синхронный двигатель требует возбуждения постоянным током.Возбуждение постоянным током означает, что ротор имеет отдельный источник постоянного тока для генерации собственного магнитного потока. Этот поток реагирует с вращающимся потоком статора, вызывая вращение. Ротор использует проволочную обмотку с узлом коллектора и щеток для подачи тока на обмотки ротора.

Однофазный синхронный двигатель

Такой синхронный двигатель работает от однофазного источника переменного тока. Если быть точным, на самом деле он использует двухфазный, причем второй является производным от первого.Причина использования двух фаз заключается в том, что одна фаза не может генерировать вращающееся магнитное поле. Такой двигатель может запускаться в любом направлении, т. Е. Его направление не определено, поэтому для задания ему направления используется дополнительное пусковое устройство.

Скорость такого двигателя зависит только от частоты сети. Они используются в записывающих приборах, настенных электрических часах.

Трехфазный синхронный двигатель

Этот синхронный двигатель работает от трехфазного источника питания.Преимущество трехфазного переменного тока заключается в том, что он создает вращающееся магнитное поле в статоре, в то время как расположение фаз определяет направление вращения. Этому двигателю не нужен специальный пусковой механизм для определения его направления. Однако ротору по-прежнему нужен дополнительный источник постоянного тока для возбуждения.

Они используются в отраслях промышленности, где требуется постоянная скорость в широком диапазоне нагрузок и точное позиционирование в робототехнике.

Синхронный двигатель без возбуждения

Такой синхронный двигатель, который не требует возбуждения постоянным током i.е. ротор не требует отдельного источника постоянного тока для генерации магнитного потока. В них используются роторы с короткозамкнутым ротором, такие как тот, который используется в асинхронных двигателях.

Реактивный двигатель

Это однофазный синхронный двигатель, который работает по принципу создания крутящего момента на основе магнитного сопротивления. Есть два типа обмоток статора: основные и вспомогательные обмотки. Вспомогательные обмотки используются для запуска двигателя. Он имеет ротор с короткозамкнутым ротором (без обмоток), как и в асинхронном двигателе из ферромагнитного материала.

Двигатель запускается как настоящий однофазный асинхронный двигатель с использованием вспомогательной обмотки. Когда двигатель достигает почти синхронной скорости, вспомогательная обмотка отключается, и ротор синхронно блокируется из-за ферромагнитной природы ротора, пытающейся удерживаться в положении с меньшим сопротивлением во вращающемся магнитном поле.

Связанные сообщения:

Гистерезисный двигатель

Такой тип синхронного двигателя работает по принципу потери гистерезиса или остаточного магнетизма, возникающего в роторе.Такие электродвигатели работают как от однофазного, так и от трехфазного переменного тока. В однофазном двигателе с гистерезисом есть вспомогательная обмотка рядом с основной обмоткой, как в реактивном двигателе. Ротор цилиндрической формы изготовлен из ферромагнитного материала с высокой магнитной удерживающей способностью или гистерезисными потерями, например из закаленной стали. Ротор поддерживается немагнитным валом.

Двигатель запускается как асинхронный. Вращающееся магнитное поле статора индуцирует вихревой ток в роторе.Вихревой ток создает крутящий момент вместе с гистерезисным крутящим моментом из-за высоких свойств гистерезисных потерь материала ротора. Из-за вихретокового момента двигатель ведет себя как асинхронный двигатель.

Когда двигатель достигает почти синхронной скорости, вращающееся магнитное поле статора синхронно тянет ротор. Ферромагнитная природа ротора создает противоположные магнитные полюса из-за RMF статора, и он начинает вести себя как постоянный магнит. На такой скорости нет относительного движения между статором и ротором.Так что индукции нет. Следовательно, нет вихретокового или вихретокового момента. Крутящий момент, создаваемый двигателем при синхронной скорости из-за гистерезиса, поэтому его называют двигателем с гистерезисом.

Основным преимуществом гистерезисного двигателя является то, что он бесщеточный и внутри ротора отсутствуют обмотки. Он не издает шума и работает тихо.

Недостатки

• Он создает очень низкий крутящий момент
• Если крутящий момент нагрузки увеличивается до определенного предела, его скорость падает, поэтому он больше не работает как синхронный двигатель
• Он имеет меньшую эффективность
• Он доступен только в небольших размерах .

Используется в проигрывателях, которым требуется постоянная скорость для функций записи и воспроизведения. Также электрические часы требуют постоянной скорости и т. Д.

Асинхронный двигатель

Тип двигателя переменного тока, который никогда не работает с синхронной скоростью, называется асинхронной скоростью. Скорость его ротора всегда меньше синхронной скорости. Не требует отдельного возбуждения ротора.

Асинхронные двигатели кратко подразделяются на два типа;

• Асинхронный двигатель
• Коллекторный двигатель

Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель представляет собой тип асинхронного двигателя переменного тока, который работает по принципу электромагнитной индукции между статором и ротором.Вращающийся магнитный поток индуцирует ток в роторе из-за электромагнитной индукции, которая создает крутящий момент в роторе. Это наиболее часто используемый электродвигатель в промышленности.

Он в основном делится на два типа в зависимости от конструкции ротора.

Связанные сообщения:

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Ротор такого асинхронного двигателя напоминает беличью клетку. Он сделан из медных стержней, соединенных с обоих концов токопроводящим кольцом для создания замкнутой цепи.К ротору нет электрического соединения.

Изменяющееся магнитное поле статора индуцирует ток в стержнях ротора. Индуцированный ток создает собственное магнитное поле в роторе, которое взаимодействует с вращающимся магнитным полем статора и пытается устранить его, вращаясь вместе с ним в том же направлении.

Имеет простую конструкцию, недорогой и надежный. Поскольку нет электрического соединения или узла коллектора и щетки, он требует меньше обслуживания.

Асинхронный двигатель с фазным ротором или контактным кольцом

Контактный контактный двигатель с фазным ротором или Асинхронный двигатель с фазным ротором — это другой тип асинхронного двигателя, в котором ротор состоит из обмоток, соединенных с контактными кольцами. Контактные кольца используются для подключения обмоток к внешним резисторам для управления током ротора и, следовательно, для управления характеристиками скорости / крутящего момента.

Он имеет тот же принцип работы, что и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, за исключением того, что индуцированный ток в роторе можно контролировать с помощью внешних резисторов.Внешнее сопротивление также помогает увеличить сопротивление ротора во время запуска двигателя, чтобы снизить высокий пусковой ток. Это также увеличивает пусковой крутящий момент для левых высокоинерционных нагрузок.

Обратной стороной контактных колец является то, что они постоянно скользят вместе со щетками, что требует дорогостоящего обслуживания из-за механического износа. Конструкция сложная и дороже, чем двигатель с короткозамкнутым ротором.

Индукционный двигатель с конденсаторным запуском

Это однофазный асинхронный двигатель, в котором конденсатор последовательно соединен со вспомогательной обмоткой для создания дополнительного крутящего момента во время запуска.Его название ясно предполагает, что конденсатор используется только для запуска двигателя и отключается, когда двигатель достигает почти синхронной скорости с помощью центробежного переключателя.

Он имеет две обмотки статора, называемые главными и вспомогательными обмотками. Вспомогательная обмотка включена последовательно с конденсатором с помощью центробежного переключателя. Когда двигатель запускается, ток течет через обе обмотки, создавая высокий пусковой момент. Когда двигатель достигает 70-80% полной скорости, центробежный выключатель отключает питание вспомогательных обмоток.Двигатель возобновляет работу на основной обмотке.

Конденсаторный пусковой и конденсаторный двигатель

Это также однофазный асинхронный двигатель, но в его работе используются два конденсатора. Два конденсатора — это пусковой конденсатор и рабочий конденсатор. Пусковой конденсатор используется только для запуска конденсатора, чтобы обеспечить очень высокий пусковой крутящий момент, в то время как рабочий конденсатор используется постоянно для нормальной работы для запуска двигателя. Пусковой конденсатор подключается и отключается с помощью центробежного переключателя.

Когда двигатель запускается, оба конденсатора подключаются, обеспечивая высокий пусковой крутящий момент на ротор. По мере набора скорости ротора переключатель отключает пусковой конденсатор. В таком двигателе постоянно используются как основная, так и вспомогательная обмотки, поэтому его работа более плавная, чем у двигателя, работающего только с основными обмотками, например, двигателей с конденсаторным приводом.

Связанное сообщение: Какова роль конденсатора в двигателях потолочных вентиляторов?

Коллекторный двигатель

Это тип электродвигателя переменного тока, в котором для подачи питания на ротор используется узел коммутатора и щеток.Такие электродвигатели имеют винтовой ротор.

Двигатель серии переменного тока

Как известно, электродвигатели имеют два типа обмоток: обмотки статора, известные как обмотки возбуждения, и обмотки ротора или обмотки якоря.

Когда эти обе обмотки соединены последовательно, это называется двигателем с последовательной обмоткой. Он также известен как универсальный двигатель из-за его способности работать как от источника переменного, так и от постоянного тока.

Обмотки возбуждения проводят такой же ток, что и обмотки ротора.Щетки, которые подают ток в обмотку якоря через коммутатор, закорачивают обмотки якоря и действуют как закороченный трансформатор. Кисти создают дуги, которые уменьшаются с увеличением скорости.

Двигатель серии с компенсацией переменного тока

Это модифицированная форма двигателя серии переменного тока, где дополнительная обмотка, известная как компенсационная обмотка, добавлена ​​последовательно с существующими обмотками возбуждения и якоря, чтобы устранить эффект трансформатора, который происходит в двигателях с последовательной последовательной передачей. .

Компенсирующая обмотка добавляется к статору помимо обмоток возбуждения и подключается, как показано на рисунке, для устранения или уменьшения проблемы дугового разряда.

Связанные сообщения:

Отталкивающий двигатель

Отталкивающий двигатель также является однофазным двигателем переменного тока, в котором вход переменного тока применяется только к обмоткам возбуждения или статора. Обмотки якоря подключены к коммутатору. Обмотки якоря закорочены парой закороченных щеток.Нет электрического соединения между обмотками возбуждения и обмотками якоря. Ток ротора создается за счет индукции.

Щетки сконфигурированы таким образом, что их можно перемещать для изменения своего угла по отношению к воображаемой оси статора. Двигатель можно останавливать, запускать и реверсировать, изменяя угол наклона щеток, а также изменяя скорость двигателя.

Поскольку ротор закорочен с помощью щеток для образования петли, возникает ток, когда в обмотке возбуждения протекает переменный ток.Этот индуцированный ток, протекающий в обмотках ротора, создает собственное магнитное поле. Направление магнитного поля зависит от угла щетки. Это магнитное поле взаимодействует с полем статора, и ротор соответственно реагирует. Для вращения щетки слегка поворачивают на 20 ° в любом направлении, чтобы вращать двигатель в этом направлении. Установка щеток под углом 90 °, 180 ° или 0 ° остановит двигатель. Изменение угла увеличивает или уменьшает отталкивание между статором и магнитным полем ротора, а также изменяется скорость ротора.

Пусковой момент также можно контролировать, изменяя угол наклона щеток, обеспечивая максимальный пусковой момент при 45 °. Этот двигатель использовался для тяги из-за его превосходной регулировки скорости, но его заменили другие тяговые двигатели.

Связанные сообщения:

Индукционный двигатель с отталкиванием

Асинхронный двигатель с отталкиванием или также известный как асинхронный двигатель с отталкивающим запуском, представляет собой модифицированную версию асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, в которой используется функция отталкивания с высоким пусковым моментом двигатель и обычно работает как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Есть специальный механизм для запуска и запуска двигателя. Во время запуска двигателя пара закороченных щеток соединяется с коммутатором под углом, как в отталкивающем двигателе. Как только двигатель набирает скорость, механизм поднимает щетки и соединяет стержень вместе, закорачивая коммутатор, образуя ротор с короткозамкнутым ротором. Двигатель возобновляет работу как асинхронный двигатель.

Преимущество отталкивающего пуска обеспечивает в 5-6 раз больший пусковой момент по сравнению с любым другим асинхронным двигателем.Щетки также имеют более длительный срок службы, поскольку они используются только для запуска двигателя. Следовательно, эти электродвигатели имеют длительный механический ресурс и требуют меньшего обслуживания.

Двигатель постоянного тока

Двигатель постоянного тока — это еще один основной тип электродвигателя, который работает только от постоянного или постоянного тока. В постоянном токе нет фаз, поэтому электродвигатели постоянного тока используют только 2 провода для работы. Это первые изобретенные двигатели. Его скорость легче контролировать, изменяя только напряжение питания.Он предлагает простые механизмы запуска, остановки, ускорения и реверса. Стоимость установки двигателя постоянного тока очень низкая, но они требуют технического обслуживания, стоимость которого значительно возрастает с увеличением размера и мощности двигателя.

Основным принципом работы двигателей постоянного тока является правило левой руки Флеминга. На проводник с током внутри магнитного поля действует сила тяги, взаимно перпендикулярная друг другу.

Двигатели постоянного тока можно кратко разделить на следующие типы:

• Щеточный двигатель постоянного тока
• Бесщеточный двигатель постоянного тока
• Двигатели постоянного тока без сердечника или без сердечника

Щеточный двигатель постоянного тока

Как следует из названия, такие электродвигатели постоянного тока имеют щетки и коммутаторы.Они используются для соединения стационарного контура с вращающимся контуром. В этом случае обмотка ротора двигателя получает питание через токопроводящие щетки. Недостатком любого щеточного двигателя является то, что он требует частого обслуживания из-за непрерывного скольжения щеток и образования искр между ними. Однако они довольно просты по конструкции и стоят дорого.

Щеточные электродвигатели постоянного тока далее классифицируются на

• Электродвигатели с отдельным возбуждением
• Электродвигатели постоянного тока с самовозбуждением
• Электродвигатели постоянного тока с постоянным магнитом

Электродвигатели постоянного тока с раздельным возбуждением

У таких двигателей постоянного возбуждение.Возбуждение относится к возбуждению обмоток возбуждения, также известных как обмотки статора. Обе обмотки, т.е. обмотки возбуждения и обмотки якоря, подключены к отдельному источнику питания.

В такой конфигурации мы можем независимо усилить магнитное поле, увеличивая возбуждение постоянного тока без изменения тока якоря. Это основная отличительная черта, заключающаяся в том, что ток якоря не течет через обмотку возбуждения.

Электродвигатель постоянного тока с самовозбуждением

Щеточные электродвигатели постоянного тока такого типа имеют обмотки возбуждения с самовозбуждением.Обмотка возбуждения электрически связана с обмотками якоря. Обе обмотки питаются от одного источника питания. Следовательно, он не требует отдельного источника возбуждения.

Однако обмотки возбуждения могут быть соединены последовательно, параллельно и частично последовательно с обмотками якоря. Вот почему двигатели постоянного тока с самовозбуждением подразделяются на следующие типы.

• С обмоткой
• С шунтирующей обмоткой
• Сложной обмоткой

Двигатель постоянного тока с обмоткой серии

В двигателе постоянного тока с последовательной обмоткой обмотка возбуждения соединена последовательно с обмотками якоря.Следовательно, ток, протекающий через обмотки возбуждения, такой же, как ток, протекающий через обмотки якоря.

Скорость таких электродвигателей зависит от нагрузки, подключенной к двигателю.

Двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой

В таких двигателях постоянного тока обмотка возбуждения (также известная как обмотка возбуждения) подключена параллельно обмотке якоря. Это обеспечивает полное напряжение на клеммах обмотки возбуждения, в то время как обе обмотки имеют одинаковое напряжение на ней.В то время как подаваемый ток делится на ток возбуждения и ток якоря.

Такие электродвигатели используются для обеспечения постоянной скорости, поскольку они поддерживают свою скорость в диапазоне связанных с ними нагрузок. Под шунтирующей обмоткой понимаются обмотки, соединенные параллельно.

Связанные сообщения:

Электродвигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой

Электродвигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой использует характеристики как серийных, так и параллельных электродвигателей постоянного тока. он сочетает в себе как параллельную, так и последовательную комбинацию обмоток возбуждения и якоря.

Из-за комбинации последовательной и параллельной обмоток двигатели с комбинированной обмоткой можно разделить на следующие два типа в зависимости от характера обмоток.

• Суммарное соединение
• Дифференциальное соединение

Суммарное соединение

Когда шунтирующее поле и последовательные обмотки поля генерируют поток в одном и том же направлении, поток шунтирующего поля помогает увеличить поток основного последовательного поля, говорится в двигателе. быть кумулятивным составным двигателем с обмоткой.

Общий поток, генерируемый в этом случае, всегда больше, чем исходный поток.

Дифференциально составное соединение

Когда шунтирующее поле и последовательные обмотки возбуждения генерируют поток в противоположном направлении, поток уменьшает влияние друг друга, это называется дифференциально составным двигателем постоянного тока.

Общий генерируемый поток всегда меньше исходного. Они не находят практического применения в отраслях.

Оба составных двигателя могут быть короткими и длинными, в зависимости от расположения обмоток.Короткий шунтирующий и длинный шунтирующий двигатель постоянного тока описаны ниже.

Короткий шунтирующий двигатель постоянного тока

Двигатель называется коротким шунтирующим двигателем постоянного тока, если шунтирующие обмотки возбуждения параллельны только обмоткам якоря, и он включен последовательно с обмотками возбуждения, как показано на рисунке ниже. Он также известен как двигатель с комбинированной обмоткой.

Длинный шунтирующий двигатель постоянного тока

Говорят, что двигатель постоянного тока является длинным шунтирующим двигателем, если упомянутые шунтирующие обмотки возбуждения параллельны обеим обмоткам якоря, а также обмотке возбуждения.

Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом (PMDC)

Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом или коротко известный как двигатель с постоянным магнитом — это еще один тип щеточного двигателя постоянного тока. У него обычный якорь, как и у остальных щеточных электродвигателей постоянного тока, описанных выше. Однако здесь нет статора или обмотки возбуждения, магнитное поле создается с помощью постоянного магнита, помещенного в статор.

Когда обмотки якоря, несущие входной ток, расположены внутри северных и южных полюсов магнита.Магнитное поле взаимодействует с ним, и якорь испытывает вращающую силу.

Постоянный магнит создает фиксированное магнитное поле, которое разработано во время строительства и не может быть изменено после этого. Однако сила магнита со временем уменьшается. В некоторых конструкциях имеется дополнительное поле возбуждения, которое помогает увеличить его магнитную силу при ее уменьшении.

PMDC не требует возбуждения поля для генерации потока поля, поскольку он создается постоянным магнитом.Это увеличивает его эффективность, поскольку для возбуждения не требуется дополнительная мощность. Отсутствие обмоток возбуждения значительно уменьшает габариты двигателя в целом. Поэтому двигатели с постоянным постоянным током имеют компактную конструкцию. Они также очень дешевле и лучше всего подходят для приложений с низким энергопотреблением.

Связанный пост: Уравнение мощности, напряжения и ЭДС двигателя постоянного тока — формулы

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Как следует из названия, бесщеточный двигатель или двигатель с BLDC — это еще один основной тип двигателя постоянного тока, который не работает. есть угольные щетки и коллекторы в сборе.Это означает, что входная мощность подается не на вращающуюся часть двигателя, а на статор двигателя, который в данном случае состоит из нескольких обмоток, а ротор — из постоянного магнита.

Он имеет несколько обмоток статора, каждая из которых расположена под разным углом, чтобы генерировать поток в разных направлениях. Вход переключается между обмотками статора для создания магнитного поля, которое толкает и притягивает магнитное поле ротора, заставляя его вращаться в своем направлении.Датчик Холла используется для определения положения ротора и переключения входа на правильную обмотку статора соответственно.

Поскольку вход постоянного тока в статор необходимо переключать, в таких электродвигателях использовалась электронная коммутация вместо механической коммутации с использованием переключающих устройств, таких как тиристоры. Эти переключатели управляются с помощью микроконтроллера для точного переключения входа между обмотками статора. По сути, он переключает вход постоянного тока на трехфазное питание, которое создает плавно вращающееся магнитное поле.

Скорость бесщеточного двигателя зависит от частоты переменного тока, подаваемого контроллером. Поэтому его также называют синхронным двигателем

Контроллер, используемый для бесщеточного двигателя, более сложный и очень дорогой. Он не работает без контроллера, который также обеспечивает точное управление скоростью и позиционирование ротора. Но стоимость контроллера намного больше, чем самого мотора.

Поскольку щеток нет, отсутствуют электрические или электромагнитные шумы и искры, возникающие при механической коммутации.Это помогает увеличить срок службы двигателя, а также повысить его эффективность. Энергия, рассеиваемая щетками, преобразуется в механическую отдачу. К тому же они не требуют обслуживания.

Связанное сообщение: Разница между щеточным и бесщеточным двигателями

Двигатели постоянного тока без сердечника или без сердечника

Как следует из названия, такие двигатели постоянного тока не имеют ламинированного железного сердечника. Обмотка ротора имеет скошенную или сотовую форму, чтобы сформировать самонесущий полый сепаратор, который часто изготавливается с использованием эпоксидной смолы.Ротор из постоянных магнитов устанавливается в полый ротор.

Конструкция без сердечника устраняет проблемы и потери, связанные с железными сердечниками традиционных двигателей. Например, такие электродвигатели не имеют потерь в стали, что увеличивает КПД двигателя до 90%. Конструкция также снижает индуктивность обмотки, что снижает количество искр, возникающих между щетками и коммутатором, тем самым увеличивая срок службы двигателя. Это также снижает массу и инерцию ротора, что также увеличивает скорость ускорения и замедления двигателя.

Специальные двигатели

Есть несколько типов специальных электродвигателей, которые являются модифицированными версиями других двигателей, разработанных для специальных целей. Некоторые из этих электродвигателей приведены ниже.

Серводвигатели

Серводвигатели — это особый тип двигателя, используемый для толкания / тяги, подъема или вращения объекта под определенным углом. Серводвигатель может быть разработан для работы как от источника постоянного, так и переменного тока. Серводвигатель, который работает от источника постоянного тока, называется серводвигателем постоянного тока, а тот, который работает от переменного тока, называется серводвигателем переменного тока.Это простой двигатель с контроллером и несколькими передачами для увеличения крутящего момента.

Эти двигатели указаны в кг / см (килограмм на сантиметр). Он указывает, какой вес сервопривод может поднять на определенное расстояние. Например. сервопривод с номинальной мощностью 3 кг / см может поднять груз весом 3 кг, находящийся на расстоянии 1 см от его вала. Грузоподъемность уменьшается с увеличением дистанции.

Серводвигатель имеет редуктор, контроллер, датчик и систему обратной связи. Зубчатая передача используется для уменьшения скорости и значительного увеличения крутящего момента.Контроллер используется для сравнения входного сигнала (желаемое положение) и сигнала от датчика (фактическое положение сервопривода), полученного через систему обратной связи. Контроллер сравнивает эти два сигнала и устраняет ошибку между ними, вращая вал двигателя.

Серводвигатели имеют три провода. Два из них используются для подачи питания, а третий используется для управления положением сервопривода. Он управляется путем подачи пульсирующего сигнала через микроконтроллер с использованием ШИМ (широтно-импульсной модуляции).

Сервопривод может вращаться на 90 ° в любом направлении, что в сумме составляет 180 °. В нейтральном положении он находится в среднем положении под углом 90 °. Он может вращаться, изменяя ширину импульса от 1 мс до 2 мс, где 1 мс соответствует 0 °, 1,5 мс соответствует 90 °, а 2 мс соответствуют углу вала 180 °.

Прямой привод

Двигатель с прямым приводом или также известный как моментный двигатель — это еще один тип двигателя, который создает высокий крутящий момент на низкой скорости, даже когда он останавливается.Полезная нагрузка напрямую связана с ротором, что исключает использование коробки передач, ремней, редукторов скорости и т. Д. Это бесщеточный синхронный двигатель с постоянными магнитами, без коммутаторов и щеток. Поскольку нет механического износа, он надежен и имеет долгий срок службы. Тот факт, что в нем меньше механических частей, означает, что он требует меньше обслуживания и невысокую стоимость.

Связанные сообщения:

Линейные двигатели

Линейный двигатель имеет развернутый статор и ротор, которые обеспечивают линейную силу вместо силы вращения.Если вы разрежете какой-либо двигатель и положите его на поверхность, вы получите линейный двигатель.

Обмотки якоря спроектированы по линейному закону, по которому проходит трехфазный ток для создания магнитного поля. магнитное поле не вращается, а движется по прямой. Магнитное поле взаимодействует с магнитным полем, создаваемым лежащим под ним плоским постоянным магнитом. Взаимодействие между ними создает линейную силу друг на друга, поэтому якорь перемещается вперед или назад.

Это двигатель с питанием от переменного тока с контроллером, например, в серводвигателе. Питание подается на первичную часть двигателя, содержащую обмотки. Он генерирует собственное магнитное поле, полярность которого зависит от фазы источника переменного тока. Вторичная часть двигателя представляет собой постоянный магнит, магнитное поле которого взаимодействует с магнитным полем первичной части и в результате притягивает и отталкивает его, создавая линейную силу. Величина тока определяет силу, а скорость изменения тока определяет скорость первичной части.

Линейные двигатели используются в робототехнике, медицинском оборудовании, автоматизации производства и т. Д.

Шаговый двигатель

Шаговый двигатель или шаговый двигатель — это бесщеточный двигатель постоянного тока, полное вращение которого делится на ряд равных шагов. Такой двигатель вращается ступенчато (в фиксированных градусах) вместо непрерывного вращения. Такое шаговое движение обеспечивает высокую точность, которая используется в робототехнике.

Шаговый двигатель работает импульсным способом. Каждый импульс перемещает двигатель на один шаг.Точность двигателя зависит от количества шагов на оборот. Размер ступеней определяется при ее проектировании. Однако скорость двигателя можно контролировать, применяя последовательность импульсов переменной частоты. Контроллер внутри серводвигателя перемещает ротор вперед или назад на один шаг за каждый импульс.

Используется для точного и точного позиционирования. Он обеспечивает полный крутящий момент в состоянии покоя. Он требует меньше обслуживания благодаря бесщеточной конструкции. Таким образом, они очень надежны и имеют долгий срок службы.

Шаговый двигатель благодаря своему точному позиционированию используется в промышленных машинах, используемых для автоматического производства изделий, станках с ЧПУ. Он также нашел применение в медицинских инструментах и ​​оборудовании, а также в камерах видеонаблюдения. Степпер широко используется в электронных гаджетах и ​​других интеллектуальных электронных системах.

Универсальный двигатель

Универсальный двигатель — это двигатель особого типа, который может работать как от источника постоянного, так и переменного тока. это щеточный двигатель с последовательной обмоткой, в котором обмотки возбуждения соединены последовательно с обмотками якоря.Они предлагают максимальный пусковой крутящий момент при высокой рабочей скорости.

Поскольку обмотки соединены последовательно, направление тока через обе обмотки остается неизменным, даже если направление тока меняется несколько раз в секунду. Хотя двигатель может работать медленнее на переменном токе из-за реактивного сопротивления обмоток.

Похожие сообщения об электродвигателях:

типов электрических машин

Компьютеризированные швейные машины могут сделать до 7 различных типов петель для пуговиц… Электрические машины Однофазный трансформатор Конструкция однофазного трансформатора Потери в разомкнутой цепи трансформатора и тест короткого замыкания Трехфазный трансформатор Автотрансформатор D.C. Управление скоростью генераторов двигателей постоянного тока Пуск двигателей постоянного тока Типы машин постоянного тока Трехфазные асинхронные двигатели Типы трехфазных асинхронных двигателей без нагрузки на ротор и… Машины — это созданные человеком или модифицированные человеком устройства, выполняющие работу. Одна сторона машины может быть соединена с любой из наших испытательных машин с помощью… Двигатель или электродвигатель — это устройство, которое явилось одним из самых больших достижений в области техники и технологий с момента изобретения электричества. Асинхронный двигатель — это еще один вид машины переменного тока, которая имеет одиночное возбуждение; то есть переменного тока … Что такое электродвигатель.Где: ΔT — время, достаточное для того, чтобы машина достигла теплового равновесия. Вернуться к содержанию ↑ Кратковременный режим (тип S2) Для двигателя, подходящего для этого типа режима, номинальная мощность, при которой машина запускается при температуре окружающей среды, может составлять указан ограниченный период эксплуатации. Машины требуют входной энергии для производства выходной активности. Он имеет высокий пусковой момент и большую перегрузочную способность. Это позволяет фрезе, закрепленной на шпинделе, работать… Введение в AC Machine II. Эти потери также известны как потери в обмотках, поскольку потери в меди возникают из-за сопротивления обмоток.Материалы с высокой проводимостью. Изготовление всех типов обмоток, необходимых в электрических машинах, аппаратах и ​​устройствах. Шаговые приводы также известны как импульсные приводы и шаговые усилители. Электрические машины 1 Примечания Pdf — Примечания EM 1 Pdf Электрические машины Pdf Примечания. Однофазное питание переменного тока требуется для однофазного асинхронного двигателя, тогда как трехфазное питание переменного тока требуется для трехфазного асинхронного двигателя. Типы генераторов постоянного тока: методы возбуждения — отдельно возбужденные и самовозбужденные генераторы — наращивание Э.M.F — критическое сопротивление поля и критическая скорость — причины отсутствия самовозбуждения и меры по их устранению. Страница типа машин для системы обучения современным электрическим машинам 24В для электротехники. Шунтирующий двигатель постоянного тока: ротор и статор… Метод передачи — это инженерный метод, который соответствует силовой машине и рабочей части машины с точки зрения конфигурации энергии, скорости движения и формы движения. Существуют различные типы машин постоянного тока, такие как последовательные, шунтирующие, короткие и длинные шунтирующие соединения.Головка шпинделя закреплена на вертикальной стойке, которая поворачивается под углом. Электродвигатель — это электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. В основном существует три типа электродвигателей: электродвигатели переменного тока (синхронные и асинхронные электродвигатели), электродвигатели постоянного тока (щеточные и бесщеточные) и электродвигатели специального назначения. Принцип работы машины постоянного тока заключается в том, что электрический ток протекает через катушку в магнитном поле, а затем магнитная сила создает крутящий момент, который вращает двигатель постоянного тока.Материалы с высоким удельным сопротивлением. Синхронные генераторы III. Системы возбуждения в основном подразделяются на три типа: возбуждение постоянным током… машины постоянного тока; Классификация машин постоянного тока… Основы электрических машин 1. Динамометр. Их можно использовать для подъема, наклона, зажима, открытия, закрытия, дозирования, перемешивания и поворота, а также для многих других операций. Они используются во многих приложениях, включая станки, микропозиционирование и робототехнику, а также многие другие типы оборудования, такие как конвейеры или OEM-оборудование.Динамометр состоит из машины с постоянным магнитом постоянного тока с длинным валом, свободно вращающейся между подшипниками, установленными в опоре. Компьютеризированная швейная машина — это электронная швейная машина с дополнительной возможностью выполнять вышивку и устанавливать программы (сделанные с вашими предпочтительными настройками операций). Видеолекция «Типы двигателей постоянного тока» главы «Машина постоянного тока» предмета «Основы электротехники» для студентов-первокурсников. Есть шесть простых машин. Что такое привод постоянного тока? Этот тип дрели, также известный как перфораторы или перфораторы, используется для решения задач… Существует три типа классических электрических двигателей: магнитные, пьезоэлектрические и электростатические.Скорость асинхронного двигателя с контактным кольцом может быть изменена до 50% от его нормальной скорости. Шаговые контроллеры также … На протяжении всего курса вы узнаете: Изображение предоставлено: MagneLink, Inc. Электрические переключатели — это электромеханические устройства, которые используются в электрических цепях для управления мощностью, обнаружения, когда системы выходят за пределы их рабочих диапазонов, а также сигнализации контроллерам о местонахождении машины. элементы и детали, обеспечивают средства для ручного управления машиной и… Другими словами, система возбуждения определяется как система, которая используется для создания магнитного потока путем пропускания тока в обмотке возбуждения.Широко используются электрические машины. Некоторыми примерами оборудования Класса I могут быть посудомоечные машины / стиральные машины / утюги / холодильники / электрические машины / сверлильные станки / пилы / верстаки и т. Д. Трехфазные индукционные машины V. Трехфазные индукционные двигатели VI. Индукционные генераторы VII. Учитывая широкое использование, домашнее приложение, связанное с бытовым прибором, связано с определением прибора как «прибор или устройство, предназначенное для определенного использования или функции». Процесс, при котором тепло, возникающее в результате потерь в машине, передается теплоносителю первого контура за счет повышения его температуры.Это из-за двигателей, жизнь — это то, чем она является… Закон Фарадея и закон Ленца. Законы электромагнитной индукции. Обмотки, которые присутствуют в дополнение к обмоткам якоря, представляют собой обмотки возбуждения, межполюсные и компенсационные обмотки. Учебная программа I. Типы электродвигателей Электродвигатели Двигатели постоянного тока Другие двигатели h Двигатели переменного тока Непрерывный двигатель Асинхронный двигатель с независимым возбуждением Двигатель шагового двигателя Бесщеточный двигатель постоянного тока Серийный двигатель Гистерезисный двигатель Постоянный магнит постоянного тока (PMDC) Синхронный двигатель Компонентный двигатель Универсальный двигатель.Определение. Способы охлаждения электрических машин 1. Электроприводы сегодня являются перспективной тенденцией — не только в автомобилях, но и в мобильных погрузочно-разгрузочных машинах. Двигатель — это не что иное, как электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. «Ultimate Electrical Machines Course Bundle» Единственный набор курсов, в котором есть все, что вам нужно знать о машинах постоянного тока, индукционных машинах, трансформаторах, магнитных цепях, синхронных машинах и генераторах.Этот тип станка приспособлен для обработки канавок, пазов и плоских поверхностей. Электрическая машина — это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую или наоборот. Электрические машины также включают в себя трансформаторы, которые на самом деле не преобразуют механическую и электрическую форму, но преобразуют переменный ток с одного уровня напряжения на другой уровень напряжения. Контроллер, обычно интегрированный со схемами привода, подает управляющие сигналы на привод. Электростимуляция под высоким напряжением — это тип электростимуляции, который физиотерапевт может использовать для уменьшения боли или улучшения кровообращения.Введение в устройство Все электрические машины… Некоторыми примерами этих машин являются электрический генератор, в котором вращение вала преобразуется в электрическую энергию, и гидравлический насос, в котором энергия вращения… Магнитная, как… Система, которая используется для Обеспечивая необходимый ток возбуждения обмотке ротора синхронной машины, такой тип системы называется системой возбуждения. Индукционные регуляторы. В частности, словарь английского языка Collins определяет «бытовую технику» как: «устройства или машины, обычно электрические, которые находятся в вашем доме и которые вы используете для выполнения таких работ, как уборка или… В этом модуле мы обсудим принцип работы. , конструкция,… 4 типа передачи энергии — механическая, электрическая, гидравлическая и пневматическая (за и против) Гидравлика / 9 минут чтения.Машины, преобразующие механическую энергию: Эти машины называются преобразовательными машинами, потому что они преобразуют механическую энергию в другую форму энергии, такую ​​как электричество, гидравлическая энергия и т. Д. Якорь из меди… Омические потери возникают из-за тока, протекающего в обмотках. Источник изображения: Indiamart.com. Синхронные двигатели IV. Механическая энергия, используемая для выполнения работы. МОДУЛЬ 5 EE100 Основы электротехники Страница 1 из 19 МОДУЛЬ 5 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Электрическая машина потребляет электрическую энергию для выполнения определенной работы или преобразует электрическую энергию в другие формы, такие как механическая энергия, световая энергия, тепло и т. Д.Введение: Датчик — это устройство, которое идентифицирует прогрессию в электрических, физических или других величинах и таким образом дает урожай как подтверждение прогресса в количестве. Даже в нашей повседневной жизни мы можем найти так много приложений, в которых приводы с регулируемой скоростью (или приводы с регулируемой скоростью) используются для выполнения широкого спектра функций, включая управление электробритвами, периферийное управление компьютером, автоматическое выполнение стирки. машины и тд. Работа и типы приводов постоянного тока.Магнитный выключатель с корпусом MLP. Это особенно характерно для внутренних помещений, стационарных машин и железнодорожных ходовых механизмов, в которых мощные электрические приводы с нулевым уровнем выбросов, которые чрезвычайно просты в обслуживании, имеют очень ощутимые преимущества. Вращающиеся электрические машины также бывают двух типов: машины постоянного и переменного тока. Приводы — это устройства, используемые для преобразования гидравлической, пневматической и электрической энергии в механическую. Асинхронный двигатель с контактным кольцом. Функции приведения в действие:… Этот тип прибора часто называют «заземленным» прибором; Оборудование класса II.Рисунок 1 — Продолжительный режим работы: режим работы S1. Приводы выполняют функции, прямо противоположные насосу. По способу возбуждения поля машины постоянного тока классифицируются как: Сверлильный станок с ручным и электрическим приводом используется для множества задач, таких как пробивание отверстия в стене, закрепление шурупов в сплошном пространстве и т. Д. 2) A.S. Теория Лангсдорфа для машин переменного тока… Машины постоянного тока подразделяются на два типа, такие как генераторы постоянного тока и двигатели постоянного тока. У них будет возможность комбинировать множество вышивальных стежков, чтобы вышивать так, как мы захотим.Что такое охлаждение? Асинхронный двигатель может быть двух типов: однофазный асинхронный двигатель и трехфазный асинхронный двигатель. Эта классификация асинхронного двигателя основана на типе источника питания, необходимого для его работы. Подшипник изготовлен из любого твердого материала, например из углеродистой стали. Первый курс «Полный курс по машинам постоянного тока для электротехники» стоит 197 долларов. Некоторые из них включают низкорабочие и… Двигатели постоянного тока 1. Паб «Питман». 7. В машине постоянного тока используется блокировка шарикового или роликового типа.Сформулируйте и объясните основные особенности автоматизированного проектирования электрических устройств. Нагретый теплоноситель первого контура может быть заменен новым теплоносителем с более низкой температурой или может охлаждаться второстепенным теплоносителем в теплообменнике той или иной формы. Иногда его также используют для заживления ран. Машина постоянного тока. Считается, что стимуляция высоким напряжением помогает изменить тип клеток рядом с вашей раной, и это может ускорить заживление. Станок может быть простого или универсального типа и имеет все движения стола для правильной установки и подачи работы.Типы датчиков, используемых в промышленной автоматизации. Главная (current) … Типы электрических машин. Правило левой руки и правило правой руки Флеминга Для определения направления движения в двигателях или направления тока в генераторах. Электрооборудование класса безопасности II основано на двухслойной изоляции, во многих случаях усиленная изоляция заменяет два слоя… 6. И, конечно же, привод Duracell. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ II Лектор: Д-р Суад Ибрагим Шахл. Электрические машины Код модуля: D / 600/7115 QCF Уровень 3: Национальные специалисты BTEC Стоимость кредита: 10 Количество часов управляемого обучения: 60 Цель и цель Этот модуль дает учащимся знания и понимание функций и применения ряда электрических машин и опасности, законодательные и нормативные акты, связанные с работой с электрическими приборами.Электрические или медные потери в машине постоянного тока. Сверлильные станки можно найти во множестве разновидностей; Самым популярным из них является ударная дрель, о которой говорится ниже: Ударная дрель. Классификация машин постоянного тока. Из четырех основных типов трансмиссий (механическая, электрическая … Основная функция генератора постоянного тока заключается в преобразовании механической энергии в электрическую мощность постоянного тока … Асинхронный двигатель с контактным кольцом используется для тех промышленных приводов, которые требуют высокого пускового момента и управления скоростью, например подъемники, насосы, намоточные машины, печатные машины, линейные валы, лифты и… VI SEM EEEEr.Р.РАМАНАТАН, AP / EEEMBEC EE 2355 ДИЗАЙН ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Приложения i. Это список бытовой техники. Бытовой прибор — это устройство, которое выполняет бытовые функции, такие как приготовление пищи или уборка. Бытовые приборы можно разделить на: основные приборы; Мелкая бытовая техника; Бытовая электроника; См. Также Рекомендуемый учебник: 1) Машины переменного тока М.Г. Сай. Машины делятся на две основные категории: простые и сложные. Определение и виды «электрические машины». II. Правило Максвелла для захвата правой руки Направление магнитного поля вокруг прямого проводника с током.