Основные понятия l l l Электрические цепи в

Основные понятия l l l Электрические цепи, в которых значения и направления ЭДС, напряжения и тока периодически изменяются во времени по синусоидальному закону, наз-ся цепями синусоидального или просто переменного тока. Обл-ть применения перем. тока намного шире, чем постоянного т. к. его напряжение легко понижать или повышать практически в любых пределах. Его легче трансп-ть на большие расстояния. Трехфазная цепь состоит из трехфазного генератора тока, соед-х проводов и приемников т. е. нагрузки.

Закон Ома для пост. и перем. тока l l Сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. I=U/R и измеряется в Амперах Закон Ома и Кирхгофа справедливы для мгновенных значений токов и напряжений переменного тока. Действующими т. е средними значениями I, U и ЭДС называют такой неизменный во времени ток, при котором в нагрузке с сопротивлением R выделяется то же кол-во энергии, что и при действительном изменяющемся синусоидальном токе. Они меньше амплитудного в 1. 41 раза.

Основные понятия 3 ф. сети l l Трехфазной называется эл. цепь в ветвях которой действуют три одинаковые по амплитуде синусоидальные ЭДС. Имеющие одну и ту же частоту, сдвинутые по фазе одна относительно другой на угол 120. От 3 -фазного источника питания питание получают как 3 -фазные так и однофазные двухпроводные приемники эл. энергии Два типа соединения – звезда(более распространенный) и треугольник. Соединение звезда бывает трехпроводным и 4 проводным (3 фазы+нейтраль)

продолжение - Фазными называют напряжения – между началами и концами отдельных фаз источника или приемника. - Линейными называются напряжения между началами фаз источника или приемника либо между линейными проводами. - Линейное в 1. 73 раза больше фазного. фазное 220 В 380 В линейное фазное 127 В 220 В линейное фазное 380 В 660 В линейное Актуально для характеристики эл. счетчиков

Понятие об ЭДС l l l Если постоянный магнит вдвигать в катушку, то гальванометp во вpемя движения магнита покажет наличие тока. Чем быстpее вдвигается магнит, тем сила возникающего тока больше. Можно вдвигать не магнит в катушку, а катушку в магнит - pезультат будет тот же самый (pис. 4. 3, а). Если выдвигать магнит из катушки, то появляется ток пpотивоположного напpавления. Если вдвигать магнит в катушку пpотивоположным полюсом, то также появляется ток пpотивоположного напpавления в сpавнении с пеpвоначальным. Можно добиться появления тока в катушке дpугим путем: напpимеp, помещая по соседству с данной катушкой дpугой контуp, по котоpому от внешнего источника тока течет пеpеменный ток(pис. 4. 3, б). Общая чеpта во всех ваpиантах опыта: ток индукции появляется тогда, когда сцепленный с катушкой магнитный поток изменяется с течением вpемени. Ток всегда вызывается электpодвижущей силой Ток индукции появляется в двух случаях: а) когда магнит неподвижен, а пpоводник движется, б) пpоводник неподвижен, а поле изменяется.

ЭДС l l l Электродвижущая сила (ЭДС), физическая величина, характеризующая действие сторонних сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура. ЭДС источника pавна напpяжению на зажимах pазомкнутого источника. Этим целесообpазно пользоваться пpи измеpениях ЭДС, измеряется она соответственно в вольтах. Работа многих эл-техн. устр-в основана на использовании индукционного и силового действия магнитного поля.

ЭДС (продолжение) l l l На индукционном действии магнитного поля основан принцип действия генераторов, транф-ров и многих приборов контроля, управления и автоматизации произв-х процессов. Силовое действие магн. поля заключ-ся в том, что на проводники с токами и детали из ферромагнитных материалов , наход-ся в магнитном поле, действуют электромагнитные силы. Использование силового действия магнитного поля лежит в основе принципа действия эл. двиг-й, многих электроизмерительных устройств, реле, эл-магнитных расцепителей ВА. Ферромагнитные материалы(чистое Fe, сталь и ее сплавы) обладают свойством сильного намагничивания от обмоток(катушек). Эти мат-лы позволяет сильно экономить на размере, массе оборудования и затрачиваемой на намагничивание эл. энергии

Мощность цепи l l l Р - активная мощность цепи, Вт или к. Вт, Q – реактивная мощность цепи (индуктивная+емкостная), Вар или к. Вар, это та мощность которой приемник (нагрузка) обменивается с сетью S – полная мощность цепи, ВА или к. ВА Полезной для нас явл-ся только активная мощность. Реактивная не совершает никакой полезной работы, однако приводит к нагреву линий передач, тр-ов и др. оборудования, поэтому ее небходимо учитывать.

Коэффициент мощности имеет большое практическое значение: он показывает, какая часть полной мощности является активной мощностью. Полная мощность и коэф-т мощности наряду с другими параметрами являются расчетными величинами и в конечном счете определяют габаритные размеры тр-ов, генераторов, двигателей и др. эл. устройств. Чем он ближе к 1, тем ниже потребление эл. энергии данным устр-м, т. е. меньше затраты.

Определение автоматического выключателя Автоматический выключатель – механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания. автоматический выключатель с тепловым и электромагнитным расцепителем

Выключатели для распределительных сетей Термомагнитные расцепители Защита от перегрузки – биметаллическая пластина l l Защита от КЗ – электромагнит -термомагнитный расцепитель с фиксированной уставкой тепловой и электромагнитной защиты; -термомагнитный расцепитель с регулируемой уставкой тепловой и фиксированной уставкой электромагнитной защиты -термомагнитный расцепитель с регулируемыми уставками тепловой и электромагнитной защиты -электромагнитный расцепитель с регулируемой уставкой

Выключатели для распределительных сетей Электронные расцепители Основаны на использовании микропроцессорной технологии Преимущества: l Высокий уровень надежности; l Точность настройки и срабатывания; l Нечувствительность к тепловым и электромагнитным воздействиям. Расцепитель при срабатывании выдает сигнал отключения на электромагнит отключения (SA) Питание осуществляется от встроенных трансформаторов тока.

Характеристики автоматических выключателей Номинальный длительный ток Iu: значение тока, которое устройство может проводить неограниченное время (недели, месяцы или даже годы). Используется для определения размера автоматического выключателя. Номинальный ток In: значение тока, характеризующее защитный расцепитель, установленный на автоматический выключатель. Данный ток обычно соотносится с номинальным током нагрузки, защищаемой автоматическим выключателем.

Электрические характеристики Ном. предельная отключающая способность Icu Макс. значение тока, который автоматический выключатель может отключить при рабочем цикле: 3 мин O - - CO После этого, автомат должен гарантировать только: изоляцию в двух положениях: замкнут или разомкнут само-защиту, т. e. тепловой расцепитель должен срабатывать при токе 2, 5 In

Электрические характеристики Ном. рабочая отключающая способность Ics Значение тока К. З. (в пределах которого гарантируется продолжительность работы), который автоматический выключатель может отключить при рабочем цикле : 3 мин O - 3 мин - CO - - CO После этого, автомат должен гарантировать продолжительность работы; т. e. автомат должен проводить свой номинальный ток, не требуя обслуживания Ics должен находиться в процентном соотношении к Icu: 50 - 75 - 100% от Icu

Электрические характеристики 25% Icu = 15 k. A Ics Icu = 60 k. A 1 Icc 50% Icu = 30 k. A 75% Icu = 45 k. A 100% Icu = 60 k. A 50 k. A 0 35 k. A 20 Ics 4 3 2 10 30 L Ics L 50 k. A Icu Ics L 40 Ics = Icu

Номинальные напряжения Номинальное рабочее напряжение ( ) – напряжение, на которое рассчитан аппарат, как с точки зрения коммутации, управления и регулирования, так и изоляции его токоведущих частей [В]; Номинальное напряжение изоляции ( ) – установленное изготовителем значение напряжения, по которому определяют испытательное напряжение при испытании на электрическую прочность изоляции и расстояния утечки [B]; Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение – наибольшее пиковое значение импульсного напряжения предписанной формы и полярности, не вызывающее пробоя в указанных условиях испытания [B].

Ток перегрузки Определения сверхтоков Сверхток в электрически не поврежденной цепи Примечание: Достаточно длительный ток перегрузки может привести к повреждению. Ток короткого замыкания Сверхток, обусловленный замыканием с ничтожно малым полным сопротивлением между точками, которые в нормальных условиях эксплуатации должны иметь различный потенциал Примечание: Ток короткого замыкания может явиться результатом повреждения или неправильного соединения

Характеристики при коротких замыканиях Номинальный кратковременно выдерживаемый допустимый ток ( ) –значение кратковременного тока, установленного изготовителем, который может выдержать аппарат без каких-либо повреждений [A]; Длительность прохождения Icw должна составлять по крайней мере 0, 05 с. Предпочтительные значения: 0, 05; 0, 1; 0, 25; 0, 5; 1; 3 с. Номинальная наибольшая включающая способность (на короткое замыкание) ( ) – указанное изготовителем значение тока, который аппарат может удовлетворительно включать в установленных условиях включения [А];

Характеристики при коротких Номинальная рабочая наибольшая замыканиях отключающая способность ( ) – максимальный ток, после отключения которого аппарат должен остаться работоспособным (О-t. CO- t-CO) [А]; Номинальная предельная наибольшая отключающая способность ( ) – максимальный ток, после отключения которого автомат может выйти из работоспособного состояния (О-t-CO) [А]; Ics – (25, 50, 75, 100) % от Icu

Понятие селективности Принцип селективности: При возникновении повреждения должен отключаться выключатель, расположенный электрически непосредственно перед повреждением.

Трансформаторы l l Трансформатор представляет собой электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования величин токов и напряжений без изменения частоты. Состоит из замкнутого ферромагнитного сердечника, на котором размещены две или большее число обмоток. Обмотка, подключенная к источнику энергии, называется первичной. Обмотки, подключенные к сопротивлениям нагрузки, называются вторичными. Сердечник (магнитопровод) трансформатора изготавливают из листовой электротехнической стали, имеющей малые потери на перемагничивание и на вихревые токи. Отдельные листы стали изолируют слоем лака, после чего стягивают болтами. Такое устройство применяется для уменьшения вихревых токов, индуктируемых в стали переменным потоком. По конструкции сердечника различают два типа трансформатора: броневые и стержневые. броневой трансформатор, или трансформатор с Ш-образным сердечником l стержневой трансформатор с П-образным

Принцип работы трансформаторов -Основан на явлении взаимоиндукции. При включении перв. обмотки перем. ток в ней создает в магнитопроводе магн. поток, индуктирующий во вторичн. обмотке переменную Э. Д. С. - Если к ней подкл-ть нагрузку, то по образовавшейся цепи пойдет эл. ток. - Отношение напряжений в обмотках равно отношению числа витков в них. Таким обpазом, коэффициент тpансфоpмации напpяжения, pавный отношению напpяжения во втоpичной цепи к напpяжению в пеpвичной цепи, опpеделяется как отношение числа витков втоpичной обмотки к числу витков пеpвичной обмотки.

Типы трансформаторов По типу охлаждения l Масляные (ТМГ) l Сухие (ТСЗИ) По назначению - силовые (ТМГ) - тока (Т-0. 66, ТОЛ, ТПЛ, ТШП) - напряжения (НАМИТ, ЗНОЛ, НОЛ) - специального назначения

РЕЛЕ Реле – это устройство, содержащее релейный элемент и скачкообразно меняющее двух- или трехпозиционное электрофизическое состояние контактного или бесконтактного выхода, вследствие непрерывного или дискретного управляющего входного воздействия. По виду контактов реле могут быть с замыкающими, размыкающими и переключающими контактами или их сочетанием. По виду управляющих физических воздействий реле подразделяются на электрические, магнитные, опти ческие, тепловые, акустические и механические реле.

Классификация реле

РЕЛЕ (продолжение) Вообще любой коммутирующий эл. аппарат явл-ся устройством релейного действия. Под реле обычно понимают несиловой и невысоковольтный автоматический аппарат. l Коммутационный цикл реле – последовательный переход реле через все состояния, включая возврат в исходное состояние. l Рабочее напряжение (ток) – значение напряжения (тока) на обмотке l (в цепи питания), при котором гарантируется работоспособность реле в l эксплуатационных условиях. l Напряжение (ток) срабатывания реле – минимальное значение напряжения l (тока) на обмотке, при котором происходит срабатывание реле. l Напряжение (ток) возврата реле– максимальное значение напряжения (тока) на обмотке, при котором происходит возврат реле. l

Термины - Переключающий контакт – контакт электрической цепи, который размыкает одну электрическую цепь и замыкает другую при заданном действии устройства. - Перекрывающий контакт – переключающий контакт электрической цепи, не размыкающий одну электрическую цепь до замыкания следующей цепи. - Замыкающий контакт – контакт электрической цепи, разомкнутый начальном положении реле и замыкающийся при переходе реле в конечное положение. - Размыкающий контакт – контакт электрической цепи, замкнутый в начальном положении реле и размыкающийся при переходе реле в конечное положение.

Асинхронные двигатели Асинхронный двигатель имеет l неподвижную часть, именуемую статором, вращающуюся часть, называемую ротором. В статоре размещена обмотка, создающая вращающееся магнитное поле. l

Асинхронные двигатели (продолжение) l l l Различают асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором. В пазах ротора с короткозамкнутой обмоткой размещены алюминиевые или медные стержни. По торцам стержни замкнуты алюминиевыми или медными кольцами. Статор и ротор набирают из листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на вихревые токи. Фазный ротор имеет трехфазную обмотку (для трехфазного двигателя). Концы фаз соединены в общий узел, а начала выведены к трем контактным кольцам, размещенным на валу. На кольца накладывают неподвижные контактные щетки. К щеткам подключают пусковой реостат. После пуска двигателя сопротивление пускового реостата плавно уменьшают до нуля.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей l l частоту вращения асинхронного двигателя можно менять тремя способами: изменением частоты питающего напряжения; изменением числа полюсов двигателя. Для этого в пазы статора закладывают обмотку, которую можно переключать на различное число полюсов; изменением скольжения. Этот способ можно применить в асинхронных двигателях с фазным ротором. Для этого в цепь ротора включают регулировочный реостат. Увеличение активного сопротивления цепи ротора приводит к увеличению скольжения а, следовательно, и к уменьшению частоты вращения двигателя

Реверсирование асинхронного двигателя l l Чтобы реверсировать трехфазный асинхронный двигатель (изменить направление вращения двигателя на противоположное), необходимо поменять местами две фазы, то есть поменять местами два любых линейных провода, подходящих к обмотке статора. Эту задачу выполняет реверсивный контактор.