- •Сокращения
- •Раздел 1
- •1 Основные положения
- •1 Основные положения
- •1.2 Классификация электрических аппаратов
- •1.3 Основные требования, предъявляемые к электрическим аппаратам
- •Лекция №2
- •1.4 Материалы, применяемые в электрических аппаратах
- •1.5 Графическое изображение электрических аппаратов в соответствии с единой системой конструкторской документации (ескд)
- •Лекция №3
- •2. Нагрев электрических аппаратов
- •2 Нагрев электрических аппаратов
- •2.1 Потери в проводниках и деталях электрических аппаратов, поверхностный эффект и эффект близости
- •2.2 Отдача теплоты нагретым телом, коэффициент теплообмена
- •2.3 Нагрев и охлаждение однородного проводника по времени: уравнение теплового баланса, нагрев и расчет сечения при продолжительном режиме с постоянной нагрузкой, выбор сечения по таблицам пуэ
- •Лекция №4
- •2.4 Нагрев с начала включения, режимы нагрева
- •2.5 Нагрев при внезапном повышении тока короткого замыкания термическая стойкость, сущность расчета
- •2.6 Нагрев и охлаждение катушки контактора
- •3. Электродинамические силы в электрических аппаратах
- •3.2 Электродинамические силы между параллельными проводниками.
- •3.3 Электродинамические силы при переменном токе
- •Лекция №6
- •4 Электрические контакты
- •4 Электрические контакты
- •4.1 Основные понятия, классификация
- •4.2 Переходное сопротивление контакта
- •4.3 Температура площадки контактирования
- •4.4 Материалы контактов
- •4.5 Основные конструкции контактов
- •4.6 Режимы работы и износ контактов
- •5 Коммутация электрических цепей, электрическая дуга и ее гашение
- •5.2 Дуговой разряд и его особенности, распределение напряжений в дуге
- •5.3 Дуга постоянного токаи условия ее гашения
- •5.3.1 Статическая вольтамперная характеристика
- •5.3.2 Условия горения и гашения дуги постоянного тока
- •5.3.3 Энергия выделяемая в дуге при гашении
- •Лекция №9
- •5.4 Дуга переменного тока и условия ее гашения
- •5.5 Способы гашения электрической дуги, бездуговая коммутация
- •6 Электромагниты
- •6.2 Основные положения теории магнитных цепей
- •6.3 Сила тяги, статическая тяговая характеристика электромагнита, механическая характеристика контактора постоянного тока
- •6.4 Пример расчёта электромагнита постоянного тока клапанного типа
- •6.5 Сила тяги электромагнита переменного тока, короткозамкнутый виток
- •Лекция №11
- •Раздел 2
- •1 Пускорегулирующие аппараты
- •7 Пускорегулирующие аппараты
- •7.1 Контакторы. Электромагнитные контакторы. Контакторы постоянного и переменного токов.
- •7.2 Конструктивная схема, принцип действия контактора
- •Лекция №12
- •7.4 Категории применения, требования к контакторам
- •Выбор контакторов и пускателей
- •Лекция №13
- •2 Электромеханические аппараты автоматики
- •8 Электромеханические аппараты автоматики
- •8.1 Реле, классификация, характеристики
- •8.2 Конструкция измерительных реле тока и напряжения
- •8.3 Статическое реле тока рст–11
- •8.4 Поляризованные электромагнитные реле
- •8.5 Реле электротепловые: назначение, применение, выбор
- •Лекция №14
- •8.6 Реле времени, назначение, схема применения.
- •8.6 Реле времени с электромагнитным замедлением
- •8.7 Реле времени с механическим замедлением.
- •8.8 Герконовые реле
- •8.9 Контроллеры
- •8.10 Командоаппараты.
- •8.11 Реостаты.
- •3 Аппараты распределительных устройств низкого напряжения
- •9.2 Предохранители
- •9.2.1 Преимущества и недостатки предохранителей
- •9.2.2 Типы и конструкция предохранителей
- •9.2.3 Выбор предохранителей
- •9.3 Автоматические воздушные выключатели (автоматы)
- •9.3.1 Назначение, конструктивная схема
- •9.3.2 Рацепители автоматов и их защитные характеристики
- •9.3.3 Разновидности автоматов
- •9.3.4 Выбор автоматов
- •4 Бесконтактные полупроводниковые электрические аппараты
- •10.2 Схемы бесконтактного регулирования тока и напряжения
- •10.3 Фазовое управление, сифу
- •10.4 Тиристорные выключатели, упрощенные схемы, применение
- •10.5 Выбор тиристоров
- •Лекция №17
- •10.6 Логические операции и логические элементы, определение, назначение
- •10.7 Функции выполняемые логическими элементами и их релейные эквиваленты
- •10.8 Простейшие схемы: rs – триггер, d – триггер на элементах
- •Лекция №18
- •10.9 Операционные усилители, определение, назначение
- •10.10 Применение оу: усилитель, интегратор, дифференциатор, сумматор, компаратор
- •О днопороговый компаратор
- •10.11 Схема реле времени с бесконтактным входом и выходом
- •Библиографический список
- •Приложения
- •П1 электротехническая сталь п1.1 Электротехническая сталь для аппаратов переменного тока
- •П1.2 Параметры броневых сердечников
- •П3 контакторы и пускатели п3.1 Промышленные контакторы серии кт–5000
- •П3.3 Контакторы тиристорные типов ктжм–125 и ктжм–250
- •П3.5 Контакторы электромагнитные серии кти
- •П3.6 Контактор электромагнитный серии кп207б
- •Основные технические характеристики
- •П3.7 Контакторы постоянного тока серии кпв
- •Номинальное напряжение втягивающей катушки 110 в либо 220 в постоянного тока. Контакторы могут быть применены при других напряжениях втягивающих катушек по согласованию с заводом–изготовителем.
- •П3.8 Магнитные пускатели серии пмл (Гомель)
- •П3.9 Магнитные пускатели серии пм 12
- •П3.10 Контакторы малогабаритные кми (пускатели)
- •П6 электротепловые реле
- •6.2 Реле тепловые марки ртт 5–10
- •П6.4 Реле электротепловые серии ртл
- •Структура условного обозначения реле ртл – хххххххх4
- •П6.5 Электротепловое реле рти
- •П8 рубильники и пакетные выключатели п8.1 Выключатели – разъединители серии вр32
- •Серии ре19
- •П8.3 Рубильники типа рпс
- •П8.4 Ящики с рубильниками
- •П8.5 Ящики распределительные
- •П8.6 Пакетные выключатели пв
- •П8.7 Пакетные выключатели кулачковые типа пк
- •П9 предохранители п9.1 Предохранители пн-2
- •П9.3 Предохранители ппн
- •П10 автоматы типа ва–88 Технические характеристики
5 Коммутация электрических цепей, электрическая дуга и ее гашение
5.1 Основные законы коммутации, перенапряжение.
5.2 Дуговой разряд и его особенности, распределение напряжений.
5.3 Дуга постоянного токаи условия ее гашения: статическая ВАХ, условия горения и гашения дуги постоянного тока, энергия в дуге при гашении.
5 КОММУТАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ,
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА И ЕЕ ГАШЕНИЕ
5.1 Основные законы коммутации, перенапряжение
Каждая электрическая цепь имеет индуктивность L и ёмкость C. Установившемуся состоянию цепи соответствует запас энергии магнитных полей в индуктивности и запас энергии электрических полей в ёмкости
Эта энергия может изменяться только непрерывно, а переход из одного установившегося состояния в другое при коммутации занимает определённое время и происходит плавно.
Отсюда вытекают законы коммутации:
1 Ток в индуктивной цепи ступенчато измениться не может или в начальный момент коммутации ток остаётся таким же каким он был перед коммутацией, а затем плавно изменяется до нового установившегося значения.
(54)
2 Напряжение на ёмкости ступенчато измениться не может или в начальный момент коммутации напряжение остаётся таким же каким оно было перед коммутацией, а затем плавно изменяется до нового установившегося значения.
(55)
Определение перенапряжения на контактах рассмотрим на примере.
Имеется цепь с индуктивностью (рис. 26) с следующими параметрами: напряжение источника питания U=24 В, активное сопротивление нагрузки R=2,4 Ом, индуктивность достаточно велика, внутреннее сопротивление электронного вольтметра RВ=2000 Ом, выключатель S вакуумный, т. е. осуществляет коммутацию без дуги.
Найти показания вольтметра в момент после размыкания S (идеальная коммутация).
Р ешение:
Определяется сила тока до коммутации при замкнутом S
По первому закону коммутации
Показание вольтметра при размыкании S
Полученное напряжение способно пробить промежуток между контактами.
Увеличение напряжения на контактах относительно напряжения источника питания называется перенапряжением. В идеальном случае задачи перенапряжение составляет 19976 В.
В действительности при размыкании обычного выключателя возникает дуговой или тлеющий разряд и размыкание происходит не мгновенно, поэтому перенапряжение будет значительно меньше.
5.2 Дуговой разряд и его особенности, распределение напряжений в дуге
1 Дуговой разряд может быть только при относительно больших токах и напряжениях, например для меди I > 0,5 A, U > 25 В.
2 Температура дуги очень велика 6000 – 25000 0С, плавится любой металл
3 Плотность тока у катода очень велика 100 – 1000 А/мм2, из катода дуга горит практически из одной точки.
4 Падение напряжения у катода за счёт объёмного заряда в тонком слое составляет 10 – 20 В.
5 Падение напряжения у анода составляет 5 – 10 В.
Возникновение и горение дуги в воздушном промежутке свидетельствует об ионизации этого промежутка.
Одновременно имеют место процессы ионизации и деионизации. Если преобладает деионизация, то дуга гаснет.
Для дуговых процессов наибольшее значение при ионизации имеют место следующие факторы:
у электродов (у контактов)
– автоэлектронная эмиссия – это явление выхода электронов из катода под действием сильного электрического поля > 105 В/см (пробой),
– термоэлектронная эмиссия – это явление испускания электронов из накалённой поверхности.
в дуговом столбе
– ионизация толчком – это когда электрон при столкновении с нейтральным атомом выбивает из него электроны, которые могут ионизировать несколько нейтральных атомов и т. д.
– термическая ионизация – это ионизация под действием высокой температуры дуги.
Деионизация это:
– рекомбинация – процесс при котором заряженные частицы, приходя в соприкосновение, образуют нейтральные атомы,
– диффузия – это процесс выноса заряженных частиц из дугового промежутка.
Основным фактором горения дуги является термическая ионизация, то есть высокая температура дуги. Отсюда следует, что преобладающим способом гашения дуги между контактами является её охлаждение различными способами (растяжение, дутьё и т. д.) с помощью дугогасительных камер.
Распределение напряжений в стационарной дуге постоянного тока (рис. 27) может быть представлено следующим образом:
(56)
где UА = 5 – 10 В – напряжение у анода, UК = 10 – 20 В – напряжение у катода, эта область составляет ≈ 0,001 мм за счёт объёмного заряда, EП = 10 – 15 В – напряжённость электрического поля в столбе дуги, l – длина дуги, UС = EП l – напряжение в столбе дуги.
Способом гашения дуги является также разделение дугового столба решёткой, образуя много анодов и катодов, при этом увеличивается сумма падений напряжений , уменьшая долю напряжения в столбе дуги.