ЛАБОРАТОРНА РОБОТА ’1а Підготовка електровимірювальних приладів до проведення електричних вимірю.html

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Міністерство аграрної політики України

Житомирський національний агроекологічний університет

ЕП і ЕО	Кафедра механізації
Сп. 6.091. 900	тваринництва

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1а

«Підготовка електровимірювальних приладів до

проведення електричних вимірювань»

Житомир

2009

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1а

Підготовка електровимірювальних приладів до

проведення електричних вимірювань

1. Мета роботи:

– отримати практичні навички при роботі з електровимірювальними приладами.

2. Обладнання:

Вимірювальні прилади:

1. Комбінований електровимірювальний прилад Ц4352 (Ц4353).

2. Низькочастотний генератор сигналів ГЗ-109.

3. Програма роботи:

3.1. Вивчити призначення і побудову вимірювальних приладів.

3.2. Підготувати вимірювальні прилади до роботи.

4. Порядок виконання роботи:

Вивчити призначення і побудову електровимірювальних приладів, які використовуються в лабораторних установках.

Прилад комбінований електровимірювальний Ц4352 (Ц4353) з автоматичним захистом від електричних перевантажень призначений для вимірювання сили і напруги змінного струму і опру постійного струму.

Максимальна величина вимірюваної напруги постійного і змінного струму складає 900В, а сила постійного і змінного струмів – 600 mA. Максимальне значення вимірюваного опору складає 3 МОм. Елементи електричної схеми приладу знаходяться в ізоляційному корпусі. Органи управління, відрахунковий пристрій, з'єднувальні затискачі розміщені на передній панелі корпуса.

В приладі використаний вимірювальний механізм магнітоелектричної системи. Поширення меж вимірювань досягається за допомогою комутації шунтів і додаткових опорів вольтметра. Випрямлення змінного струму проходить в двонапівперіодній схемі на напівпровідникових діодах.

5. Вказівки по правилам безпеки:

При роботі з приладом необхідно керуватися діючими типовими правилами техніки безпеки.

При вимірюваннях в колах напругою вище 36 В слід включати прилад при виключеній напрузі в колі, що досліджується.

Недопустимо переключення діапазонів вимірювання без відключення від досліджуваної схеми.

Вимірювання в колах з напругою вище 200 В повинні проводитись в присутності інших осіб.

Підключення приладів до досліджуваного кола за допомогою щупів необхідно проводити однією рукою, тримаючись за ізоляційну втулку щупа.

При дослідженні електричної схеми прилад розташований так, щоб при зніманні показів була виключена небезпека торкання до струмоведучих частин досліджуваної схеми.

6. Підготовка приладу до роботи:

Для отримання вірних результатів вимірювань і для попередження можливих пошкоджень приладу необхідно виконати слідуючи дії:

– встановити прилад в горизонтальне положення;

– натисненням на кнопку « », ввімкнути автоматичний захист;

– перевірити працездатність пристрою захисту – при натисненні кнопки « » повинен спрацювати захист, після чого необхідно ввімкнути автозахист;

– ввімкнути одну з кнопок перемикача роду роботи в залежності від виду вимірюваної величини ( –, ~, Ω, кΩ, МΩ);

– перед вимірюванням опорів в діапазоні вимірювань «Ω» ручкою з позначенням «Ω, кΩ, МΩ» встановити стрілкою на відмітку «∞» шкали «Ω». В діапазоні вимірювання «кΩ» і «МΩ» цією ж ручкою встановити стрілку на відмітку «0» шкали «кΩ, МΩ», попередньо закоротивши затискачі для підключення вимірюваного опору;

– підключити прилад до досліджуваного кола і провести відлік результатів вимірювань по відповідній шкалі відрахункового пристрою.

Для розрахунку отриманих вимірювань необхідно знати число великих і малих поділок шкали приладу, а також ціну великої (ЦВП) і ціну малої (ЦМП) поділок.

При підготовці приладу до проведення вимірювань необхідно оцінити ЦВП і ЦМП по такій методиці:

1. За допомогою перемикача діапазонів вимірювань вибрати межу шкали приладу.

2. Визначити ціну великої поділки, для чого межу шкали поділити на кількість великих поділок:

де n – кількість великих поділок.

3. Визначити ЦМП, для чого ціну великої поділки поділити на кількість малих поділок:

де m – кількість малих поділок.

Приклад:

1. Перемикач діапазону вимірювань поставити в положення U150. Цим самим визначена межа шкали вольтметра 150 В, тобто максимальне значення напруги складає 150 В.

2. Дивлячись на шкалу приладу визначити кількість великих поділок. Одна велика поділка визначається як інтервал між двома числами, які розташовані над рисками поділок. Для вольтметра таких поділок n = 6.

3. Поділивши вибрану межу шкали на кількість ВП, отримаємо:

4. Визначити кількість МП в великій поділці. Для вольтметра m = 5.

5. Поділивши ЦВП на число m, отримаємо ЦМП:

Якщо, наприклад, стрілка вольтметра при зміні напруги відхилилась на три великих і чотири малих поділки, то це означає, що величина напруги складає:

Аналогічна методика оцінки вимірювання величини струму, опору, потужності. Після ознайомлення з приладами заповнити таблицю.

Таблиця 1

	Прилади
Вольтметр, В	Амперметр, мА
межа	1,5	3	6	15	30	60	150	300	600	0,6	3	15	60	300	1500
ЦВП
ЦМП

Генератор сигналів низькочастотний ГЗ-109 призначений для дослідження різних електрорадіокіл в лабораторних і виробничих умовах.

Діапазон частот, які генеруються, перекривається чотирма піддіапазонами з плавним регулюванням всередині піддіапазонів відповідно від 20 Гц до 200 Гц, від 200 Гц до 2 кГц, від 2 кГц до 20 кГц, і від 20 кГц до 200 кГц. Найбільше значення опорного вихідного рівня напруги на гнізді «Вихід 1» при опорі навантаження 50 Ом не менше аніж 15 В. В генераторі передбачено ступінчате регулювання вихідної напруги за допомогою атенюатора 60 дБ.

Засоби безпеки

Перед підключенням генератора до мережі необхідно прилад заземлити. При використанні генератора разом з іншими приладами необхідно з'єднати між собою з'єднані з корпусом клеми всіх приладів «».

Підключення навантажень до клем слід проводити при виведеному потенціометрі «Регулювання вих.».

Підготовка до проведення вимірювань

Для підготовки генератора до роботи необхідно:

– ввімкнути вилку шнура до мережі 220 В, 50 Гц;

– поставити тумблер включення мережі в положення «Мережа вкл.», при цьому повинна світитися сигнальна лампочка;

– прогріти прилад на протязі 15 хв.

Проведення вимірювань

1. За допомогою ручки плавної установки частоти і перемикача «Помножувач частоти» встановити необхідну частоту вихідного сигналу.

2. Поставити перемикач «Навантаження Ω» в положення «АТТ» і подати сигнал навантаження не менше 50 Ом з гнізда «Вихід 1».

3.Регулювання рівня вихідної напруги з гнізда «Вихід 1» здійснювати плавно за допомогою потенціометра «Регулювання вих.» і ступінчасто за допомогою атенюатора «15 mV – 15 V».

7. Зміст звіту:

1. Записати призначення вимірювальних приладів у звіт.

2. Представити у звіті порядок підготовки приладів до вимірювань.

8. Контрольні питання

1. Пояснити призначення електровимірювальних приладів.

2. Викласти засоби безпеки при роботі з приладами.

3. Пояснити методику підготовки приладу до роботи.

4. Пояснити методику електричних вимірювань за допомогою вимірювальних приладів.

Список літератури

1. Механізація та автоматизація у тваринництві і птахівництві. О.С. Марченко, О.В. Дацишин, Ю.М. Лавріненко та ін.; за ред. О.С. Марченка. – К.: Урожай. 1995. – 416 с.

2. Електропривод с.-г. машин, агрегатів та потокових ліній. Є.Л. Жулай, Б.В. Зайцев, Ю.М. Лавріненко та ін., – К.: Вища освіта. 2001. – 288 с.

3. Практикум з електропривода. В.С. Олійник, О.С. Марченко, Є. Л. Жулай та ін.; – К.: Урожай, 1995. – 192 с.

4. Гончар В.Ф., Тищенко Л.П. Електрообладнання і автоматизація сільськогосподарських агрегатів і установок. – К.: Вища школа, 1989 – 207 с.

Міністерство аграрної політики України

Житомирський національний агроекологічний університет

ЕП і ЕО	Кафедра механізації
Сп. 6.091. 900	тваринництва

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1б

«Дослідження трифазних кіл струму»

Житомир

2009

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1б

Дослідження трифазних кіл струму

1. Мета роботи:

– вивчити принцип генерування і перетворення трифазного струму. Встановити відношення між параметрами кола трифазною струму при різних схемах з'єднання фаз споживачів і джерел струму.

2. Обладнання:

Трансформатори трифазного струму, діючі моделі освітлювального навантаження, макет обертаючого магнітного поля, установка для визначення залежності коефіцієнта потужності (cos φ) від навантаження. З'єднувальні провідники, плакати, схеми.

3. Програма роботи:

3.1. Вивчати особливості будови і принцип дії трифазною синхронною генератора і трансформатора.

3.2. Нарисувати принципові схеми генератора і трансформатора.

3.3. Виміряти напругу на клемах трансформатора. Визначити схему з'єднання фаз освітлювального навантаження, при якій лампи розжарення будуть працювати в

нормальному режимі.

Напруга на клемах трансформатора

Таблиця 1

Напруга на клемах	а-в	а-с	в-с
U, В

Дані проведених вимірювань

Таблиця 2

Спосіб

з'єднання

Іл, А

Іф, А

Іл/Іф

Uл, В

Uф, В

Uл/Uф

P, Вт

РΔ/PY

трикутник

зірка

Визначити відношення PΔ/PY.

4. Під'єднати до клем трансформатора (И-220 В) електродвигун з механічним гальмом, увімкнувши в одну з фаз живлення електродвигуна амперметр. Перевірити, що двигун розгальмований. Запустити двигун і ступінчасто (4-5 ступені) гальмувати фіксуючи покази в таблицю 3.

Результати гальмування

Таблиця 3

	1	2	3	4	5
І, А
cos φ

Примітка: В процесі гальмування будьте уважні, запобігайте різкому гальмуванню, за ефективністю гальмування слідкуйте по амперметру. При цьому струм гальмування не повинен перевищувати номінальний струм електродвигуна.

5. Підключити статорну обмотку трифазного асинхронного електродвигуна до

клем трансформатора 1. Подавши живлення до обмоток статора слідкуйте за моделлю короткозамкненого ротора. Обертання моделі свідчить про наявність в обмотках статора обертаючого магнітного поля.

6. Підведіть результат роботи (1, 2, 3, 4, 5).

4. Зміст звіту:

1. Намалювати принципову схему асинхронного генератора і трифазного трансформатора.

2. Намалювати принципову схему включення освітлювального навантаження

дослідної установки робочого місця.

3. Записати результати виконаної програми і провести їх аналіз.

5. Контрольні запитання

1. Що таке електрична мережа?

2. Яка будова трифазного синхронного генератора?

3. Для чого потрібен трансформатор?

4. Що називають трифазним колом змінного струму?

5. Назвіть особливості з'єднання фаз в «зірку» і в «трикутник»?

6. Яке відношення між лінійними і фазними струмами і напругами в схемах «зірка» і «трикутник»?

7. Від яких параметрів залежить значення коефіцієнта потужності?

6. Теоретичні відомості

Електричне коло служить для передачі, розподілення і взаємного перетворення електричної енергії в інші види – механічну, променеву, теплову та інші.

Основними елементами електричного кола являються джерела і приймачі, з'єднані проводами, а також апарати управління і захисту (рубильники, перемикачі, запобіжники), вимірювальні апарати (амперметр, вольтметр, лічильник електричної енергії) та інші пристрої (трансформатори тощо).

Трифазним колом змінного струму називають коло, в якому одночасно діють три синусоїдні ЕРС однієї частоти, зсунуті відносно одна одної по фазі на 1/3 періоду або на 120° і індуковані в одному джерелі – трифазному генераторі, який виробляє енергію трифазного змінного струму, перетворюючи механічну енергію в електричну.

При передачі електричної енергії від електростанції до споживачів які її перетворюють: напругу підвищують до декількох сотень тисяч вольт для зменшення сили струму і як наслідок втрати енергії в проводах.

На місці споживання (в колгоспах і радгоспах) високу напругу понижують до споживчої 380, 220 В.

Перетворення енергії здійснюється за допомогою трансформатора. Принцип дії трансформатора оснований на явищі електромагнітної індукції. Коли в первинній обмотці протікає змінний струм, в осерді виникає змінний магнітний потік, який перетинає витки обох обмоток, індукуючи в первинній обмотці електрорушійну силу (ЕРС) самоіндукції, а в вторинній ЕРС взаємоіндукції.

Окремі електричні кола трифазної системи називаються фазами. Існує два основних способи з'єднання обмоток генераторів, трансформаторів, електричних двигунів та інших навантажень в трифазних колах: «трикутником» і «зіркою» (рис. 1).

При з'єднанні фазних обмоток генератора «зіркою» кінці всіх трьох фаз об'єднують в одну точку, яку називають нейтральною (нульовою). Початки фаз виводять до затискачів і до них підключають проводи 1, 2, 3, за допомогою яких джерело живлення з'єднують з приймачем. Ці проводи називаються лінійними. Провід, який з'єднує нейтральну точку джерела є нейтральним або нульовим, таку систему називають трифазною чотирипровідною.

В одержаній системі струм в лінійному проводі називають лінійним струмом, струм в фазі приймача називають фазним струмом. Напругу між лінійними проводами називають лінійною Uл; напругу між кожним лінійним проводом і нульовим називають фазною напругою Uф. Відношення між величинами струмів і напруг при з'єднанні «зіркою»: ; .

Відповідно, чотирипровідна система дозволяє мати дві напруги які відрізняються одна від одної в . Наприклад, якщо в мережі Uл = 380 В, то Uф = 220 B.

При з'єднанні по схемі «трикутник» кінець першої фази К1 з'єднують з початком другої П2, кінець другої К2 з початком третьої П3, кінець третьої К3 з початком першої П1. До загальних точок з'єднання підключають лінійні проводи 1, 2, 3. При з'єднанні «трикутником» відношення: ; .

Електричні установки які працюють в сільському господарстві споживають активну і реактивну потужності і енергію.

Активна, енергія перетворюється споживачами в інші види енергії. Реактивна енергія пульсує між генератором і споживачами, не продуктивно завантажуючи електричну мережу струмом.

Показником ефективності використання електричної енергії являється коефіцієнт потужності cos φ. Він визначається відношенням активної потужності Р до повної потужності електроустановки S.

де S, P, Q – відповідно повна активна і реактивна потужності.

Активна потужність трифазної системи

, Вт

або

, Вт

Реактивна потужність

, ВА

де sin φ – синус кута зсуву початкової фази струму відносно початкової фази напруги ділянки кола.

Повна потужність

В процесі експлуатації електроустановок коефіцієнт потужності змінюється із зміною навантаження.

При випробовуванні електродвигуна з механічним гальмом можемо спостерігати зміни cos φ.

При холостому ході в наслідок великого відносного значення реактивної потужності і незначної активної потужності, cos φ зменшується.

По мірі збільшення навантаження до деякого її значення активна потужність зростає швидше реактивної і cos φ зростає. При подальшому збільшенню навантаження активна потужність зростає повільніше реактивної, із-за чого cos φ знову зменшується.

Струм трифазного синхронного електродвигуна визначається так:

де η – коефіцієнт корисної дії електродвигуна.

Із вищенаведеної формули видно, що сила струму, що споживається із мережі, прямопропорційна потужності і оберненопропорційна значенню напруги і cos φ. Відповідно, при одній і тій активній потужності електродвигуна при роботі його з низьким cos φ струм із мережі буде споживатись більше, що потребує більше генераторної і трансформаторної потужності.

Для підвищення cos φ, а відповідно, і економії електроенергії необхідно: правильно вибрати електродвигун до робочої машини за потужністю, повністю загружати його під час роботи і обмежувати тривалість роботи двигуна на холостому ходу.

Схеми з'єднань обмоток генератора «зіркою» і «трикутником» та схеми і групи з'єднань обмоток трифазних двообмоточних трансформаторів показані на рис. 2-4 відповідно.

Рис. 1. Схеми з'єднання трифазних кіл

Рис. 2. Схема з'єднання обмоток генератора «зіркою»

Рис. 3. Схема з'єднання обмоток генератора «трикутником»

Рис. 4. Схеми і групи з'єднань обмоток трифазних двообмоточних трансформаторів

Список літератури

3. Практикум з електропривода. В.С. Олійник, О.С. Марченко, Є. Л. Жулай та ін.; – К.: Урожай, 1995. – 192 с.

Міністерство аграрної політики України

Житомирський національний агроекологічний університет

ЕП і ЕО	Кафедра механізації
Сп. 6.091. 900	тваринництва

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

«Дослідження силового трансформатора»

Житомир

2009

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

Дослідження силового трансформатора

1. Мета роботи:

– вивчити призначення і конструкції різних видів трансформаторів.

– отримати практичні навички в підключені трансформаторів до навантаження.

– вміти вимірювати параметри первинного і вторинного контурів трансформатора.

– отримати навички по роботі з контрольно-вимірювальними приладами (амперметрами, вольтметрами).

2. Обладнання:

Силовий трансформатор, ЛАТР, вольтметри, амперметри, з'єднувальні провідники, лінійка для вимірювання розмірів магнітопроводу, обчислювальні прилади.

3. Програма роботи:

3.1. Вивчити принцип дії і конструкцію трансформатора, електричну схему лабораторної установки, знати технічні параметри трансформаторів.

3.2. Зібрати електричну схему лабораторної установки.

3.3. Визначити коефіцієнти трансформації трансформатора при наявності трьох вторинних обмоток.

3.4. Дослідити характеристики намагнічування при змінному струмі магнітопроводу силового трансформатора.

3.5. Проаналізувати отримані результати і зробити висновки.

4. Порядок виконання роботи:

Пункт 3.1 повинен бути виконаний в процесі підготовки до лабораторної роботи. Основну увагу звернути на знання технічних параметрів і побудови трансформаторів.

До пункту 3.2. Зібрати електричну схему лабораторної установки, згідно рис. 1.

1. В первинному контурі трансформатора включити послідовно з обмоткою амперметр А, а паралельно – вольтметр V1.

2. У вторинному контурі трансформатора паралельно обмотці включити вольтметр V2.

3. Перевірити правильність зборки контурів установки і за згодою викладача включити установку до мережі.

До пункту 3.3. Визначити коефіцієнти трансформації при наявності трьох вторинних обмоток у трансформаторі. Для цього необхідно:

1. Почергово вмикати вольтметр V2 до 1, 2 і 3 вторинних обмоток і вимірювати вихідну напругу U2.

2. Зафіксувати виміряну напругу у звіті.

3. Вимкнути установку.

4. Розрахувати коефіцієнти трансформації Ктр для трьох значень напруги U2 за формулою:

де U2 ,U1 – вихідна та вхідна напруга трансформатора відповідно.

5. Експерементальні і розрахункові дані занести в таблицю і побудувати графік залежності Ктр = f(U2) при фіксованій напрузі U1 на вході трансформатора.

Таблиця 1

	1	2	3
U2, В
Ктр

До пункту 3.4. Для дослідження характеристики намагнічування на змінному струмі магнітопровода трансформатора необхідно:

1. Вхід (первинну обмотку) трансформатора з'єднати з виходом автотрансформатора.

2. Підключення вимірювальних приладів залишити без зміни (див. підпункт 3.2).

3. Змінюючи регулятором напруги ЛАТРа напругу на вході силового трансформатора, послідовно реєструвати діючі значення струмів І1 і напруг U2.

4. Експериментальні дані струмів І1 і напруг U2 занести в табл. 2. Провести 5-6 вимірювань вказаних величин.

Таблиця 2

І1, А
U2, В

5. Вимкнути установку.

6. Побудувати по даним таблиці 2 характеристику намагнічування магнітопроводу трансформатора. За відомими даними амперметра визначити діюче значення напруженості магнітного поля в осерді:

де w1 – число витків первинної обмотки: 2×103, І1 – струм у первинній обмотці, lc – довжина середньої лінії магнітопроводу – 0,3 м.

З показань вольтметра визначаємо максимальне значення магнітної індукції за формулою:

де f – частота напруги в мережі, f = 50 Гц; w2 – число витків вторинної обмотки, 400, S – площа перетину магнітопроводу, 5×10-3 м2, Вm – магнітна індукція, Тл,

Результати розрахунку занести в таблицю 3 і побудувати графік Bm = f(H).

Таблиця 3

В, Тл
Н, А/м

Для визначення розмірів магнітопроводу з метою визначення lс і S використати учнівську лінійку, кількість витків w2 вторинної обмотки прийняти рівним 400 (w2 = = 400).

До пункту 3.5. Проаналізувати отримані результати і зробити висновки.

5. Зміст звіту:

1. Принципова схема лабораторної установки (рис. 1).

2. Результати розрахунків і експерименту (таблиці, графіки).

3. Найменування, границя вимірювання і ціна поділки приладів, які використовуються в роботі.

4. Висновки по роботі.

6. Контрольні питання

1. Призначення і класифікація трансформаторів.

2. Побудова і принцип роботи трансформаторів.

3. Режими роботи і технічні параметри трансформатора.

4. Електричні характеристики трансформатора і їх визначення.

5. Призначення автотрансформатора і його особливості.

7. Теоретичні відомості

Трансформатором називається електромагнітний пристрій, призначений для перетворення електричної енергії змінного струму однієї напруги в електричну енергію змінного струму другої напруги.

Ідея трансформації електромагнітних величин здійснюється таким чином. Розташуємо поряд дві котушки, які мають різне число витків wl і w2 (рис. 2).

Підведемо до однієї з котушок змінну напругу U1(t). Тоді під дією електромагнітної індукції в іншій котушці виникає змінна ЕРС e2(t). Таким чином на під'єднаний до затискачів другої котушки електричний контур буде подаватись напруга U2(t), вона є трансформаторною. Для збільшення коефіцієнту зв'язку між кат ушками їх розташовують на замкнутому магнітопроводі (осерді). Таким чином найпростіший трансформатор складається з двох котушок і загального магнітопроводу.

Трансформатори класифікуються по розташуванню обмоток (стержневі, броньові, тороїдальні), по призначенню (силові, вимірювальні, та інші), по кількості фаз (одно-, дво-, трифазні), по напрузі (низько- і високовольтні), по потужності (малої, середньої і великої), а також по частоті.

Трансформатори можуть працювати в режимі холостого ходу і під навантаженням. В режимі холостого ходу вторинна обмотка розімкнена, тобто І2 = 0, а до його первинної обмотки підведено номінальну змінну напругу. В режимі під навантаженням до вторинної обмотки підведений зовнішній контур – споживачі, які мають взагалі комплексний опір Z.

В лабораторній установці в якості споживача використовується вимірювальні прилади – вольтметр V2 (рис. 3).

На схемі для дослідження силового трансформатора ЛАТР Тр1 дозволяє подавати на вхід змінну напругу U, котра вимірюється вольтметром V1. Амперметр використовується для контролювання струму в первинному контурі трансформатора. Напруга на вторинних обмотках трансформатора 2, 3 (w2, w2*, w2**) оцінюється по вольтметру V2.

Виміряні діючі значення струмів і напруг дозволяють оцінити величини магнітної індукції В і напруженості магнітного поля Н. Зв'язок між ними визначається формулою:

де μа – абсолютна магнітна проникність середовища, Г/м.

В вищенаведеній формулі напруженість магнітного поля Н можна підрахувати так:

Інколи необхідно знати магнітний потік Ф, існуючий в магнітопроводі трансформатора. В цьому випадку можна використовувати формулу:

де S – площа перетину магнітопроводу.

Фізичні величини, вказані в формулах згідно міжнародної системи вимірювань СВ, мають слідуючи основні одиниці вимірювань:

В – [Тл = Вс/м];

Ф – [Вб = В×с];

H – [А/м].

Робочими характеристиками трансформатора є:

1. Зовнішня характеристика U2 = f(I2) при постійних значеннях cos φ, U, Iн.

2. Характеристика зміни вторинної напруги: U2 = f(cos φ) при постійних значеннях І2 і U1н.

3. ККД: η = f(I2) або η = f(P2) при постійному значенні cos φ, Р2 – потужність у вторинному контурі трансформатора.

При розрахунках ККД трансформатора при будь-якому навантаженні визначається за формулою:

;

де β – коефіцієнт навантаження, який визначається як відношення струму у вторинній обмотці до номінального струму цієї обмотки;

Sном – повна потужність, яка споживається трансформатором при номінальному навантаженні, ВА;

cosφ2 – коефіцієнт потужності вторинної обмотки;

Рк, Р0 – втрата потужності при короткому замиканні і при холостому ході, Вт.

ККД трансформатора підвищується з підвищенням навантаження, тому що зростає доля корисної потужності в порівнянні з потужністю Рк втрат.

Автотрансформатором (AT) називаються такі трансформатори, в котрих деяка частина обмоток відноситься як до первинного, так і до вторинного контуру трансформатора.

Рис. 1. Принципіальна електрична схема лабораторної установки

Рис. 2. Принцип трансформації

Рис. 3. Ввімкнення вимірювальних приладів в схему

Список літератури

3. Практикум з електропривода. В.С. Олійник, О.С. Марченко, Є. Л. Жулай та ін.; – К.: Урожай, 1995. – 192 с.

Міністерство аграрної політики України

Житомирський національний агроекологічний університет

ЕП і ЕО	Кафедра механізації
Сп. 6.091. 900	тваринництва

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

«Електричні апарати керування та

захисту електроустановок»

Житомир

2009

Лабораторна робота №3

Електричні апарати керування та захисту електроустановок

1. Мета роботи:

– вивчити призначення, будову і принцип дії електричних апаратів ручного, електромагнітного керування і апаратів захисту електропристроїв і електроприймачів від аварійних режимів роботи;

– навчитися приводити вибір, налагодження та використання апаратури управління та захисту.

2. Обладнання:

Магнітні пускачі серії (ПМА і ПМЕ), автомати, запобіжники, кулачковий і пакетні перемикачі, рубильники, теплові реле, контактори, теплові реле, діючі схеми реверсивного і нереверсивного пускачів, установка для дослідження теплового реле, плакати, схеми, секундомір і методичні вказівки.

3. Програма роботи:

3.1. За рекомендованою літературою та інших джерел в позаурочний час ознайомитися з класифікацією апаратів керування та захисту електроустановок, вивчити будову принцип дії та технологічне налагодження на роботу.

3.2. На практиці вивчити будову рубильників, запобіжників, пакетних перемикачів, теплових реле, нереверсивних і реверсивних магнітних пускачів, що є в наявності на робочому столі лабораторії, відомості про апарати керування занести в табл. 1.

Технічні характеристики апаратів керування і захисту

Таблиця 1

№ п/п	Назва апарата	Тип керування	Паспортні дані
Тип/марка	Uап, В	Іап, А
1.	Рубильники	ручне
2.	Пакетний перемикач	ручне
3.	Магнітний пускач	електричне
4.	Реле	електричне
5.	Теплове реле	електричне
6.	Запобіжник	електричне

3.3. Вивчити схему вмикання нереверсивного магнітного пускача. Перевірити його роботу. Для цього ввімкнути автомат на лабораторному столі та натиснути кнопку «Пуск». При замкненні лінійних контактів засвітиться сигнальна лампочка. Ознайомившись з роботою магнітного пускача натиснути кнопку «Стоп».

3.4. Вивчити схему вмикання реверсивного магнітного пускача. Для цього включити кнопкою «Вперед» або «Назад» електродвигун РД-0,9 і ознайомитись з роботою реверсивного пускача П-324 та кінцевих вимикачів. Після спостереження за роботою установки, виключіть її кнопкою «Стоп», натиснувши її зразу ж після зміни напряму обертання.

3.5. Вивчити електричну схему пристрою для дослідження теплового реле. Зняти захисну характеристику теплового реле (залежність часу спрацювання теплового реле від струму навантаження). Визначити область використання теплового реле, вказати принцип дії, недоліки та переваги. Вивчити методику вибору та налагодження теплового реле, запобіжника. Для цього дати живлення на робочий стіл, перемикач «П» поставити в положення налагодження «Н» (горизонтальне положення ручки), натиснути на кнопку «Пуск» і, переміщуючи рухомий контакт реостата R виставити почергово струм навантаження 10, 9, 8, 7, 6 А на налагоджуваному нагрівальному елементі РТ. Потім вимкнути навантаження кнопкою «Стоп». Перемикач «П» встановити в положенні «Д» («Дослідження») і одночасно з підключенням навантаження на нагрівальний елемент теплового реле, через кнопку «Пуск» включити секундомір. В момент спрацювання біметалевих, пластинок теплового реле (чути, що реле клацне і стрілка амперметра переходить в нульове положення) необхідно зупинити секундомір, а його покази записати в таблицю 2. Включити вентилятор та охолодити нагрівальний елемент. Дослід провести при одному і тому ж навантаженні 2-3 рази. По отриманим даним таблиці 2 побудувати графік залежності I = f(t). По побудованому графіку знайти марку електродвигуна, якому дане теплове реле забезпечить захист від перевантаження. При цьому необхідно пам'ятати, що теплове реле повинно відключати 6-кратне навантаження за 10 секунд.

Результати дослідів теплового реле

Таблиця 2

Навантаження, А	10	9	8	7	6	5
Час спрацювання, с

3.6. По завданню викладача провести вибір апаратури управління та захисту для конкретного електроспоживача.

3.7. Навчитися читати принципіальні схеми управління з нереверсивним та реверсивним магнітним пускачом.

3.8. Проаналізувати недоліки та переваги кожного з апаратів та запропонувати більш удосконалений засіб управління та захисту електроустановок. Для вирішення цього питання використовувати методи вирішення технічних задач «мозговий штурм», синтетику або морфологічний аналіз.

4. Зміст звіту:

1. Тема та мета роботи.

2. Описати область застосування, будову та принцип дії апаратури управління та захисту електроустановок.

3. Записати технічні дані апаратів управління та захисту електроустановок.

4. Нарисувати схеми управління електродвигунів за допомогою реверсивного

та нереверсивного магнітних пускачів. Описати процес роботи.

5. Нарисувати принципіальну схему установки для дослідження теплового реле. Нарисувати графічну характеристику досліджуваного теплового реле. Підібрати електродвигун, який би захищало дане теплове реле.

6. Описати методику підбору магнітного пускача, теплового реле, запобіжника, автомата, пакетного вимикача.

5. Контрольні запитання

1. Де використовуються електричні апарати керування?

2. Призначення та принцип роботи магнітного пускача?

3. Призначення та будова теплового реле?

4. Вкажіть відмінності в конструкції електромагнітного реле та магнітного пускача?

5. Поясніть призначення та будову теплового реле?

6. Яке призначення має запобіжник та як вибрати для нього плавку вставку?

7. В мережах якого струму використовуються трьохполюсні електричні апарати управління?

8. Які аварійні режими роботи мають місце в електроустановках?

9. Чим характеризується режим короткого замикання?

10. В чому суть нульового захисту та які апарати його забезпечують?

11. Яка відмінність між тепловим та температурним захистом?

12. Вкажіть на недоліки запобіжників?

13. Яка відмінність між струмом апарата та струмом вставки?

14. Чи можливе використання в якості управління автомата замість магнітного

пускача?

15. Яка відмінність між реле напруги та реле струму?

6. Теоретичні відомості

Різні групи апаратів ручного та автоматичного керування (рубильники, пакетні вимикачі, перемикачі, контактори, магнітні пускачі тощо), призначені для ввімкнення і вимикання електроустановок, а також для реверсування електродвигунів, що працюють у сільському господарстві в електричних колах напругою до 500 В, відносяться до апаратів низької напруги.

На тваринницьких фермах пускова і захисна апаратура працює, як правило, у важких умовах: при підвищеному вмісті у повітрі домішок хімічно активних газів, високій вологості, запиленості, підвищеній вібрації, різких змінах температури тощо. Тому одна з вимог до цієї апаратури – відповідати навколишньому середовищу.

За здійсненням захисту проти дії навколишнього середовища апарати виготовляють відкритими, захищеними і закритими (пилонепроникними). Апарати відкритого виконання не мають оболонки (кожуха), вони призначені для установлення всередині шаф, блоків або пультів керування.

Апарати захищеного виконання мають оболонку, що запобігає можливому дотиканню до струмоведучих частин і потраплянню всередину апарата сторонніх предметів. Захищені апарати, у свою чергу, поділяють на краплезахищені, оснащені пристроєм, що захищає механізм від проникнення в нього прямовисне падаючих крапель вологи, та бризкозахищені з захистом від потрапляння водяних бризок, що падають під кутом 45° до вертикалі з будь-якого боку.

У закритих апаратах механізм відділений від зовнішнього середовища оболонкою, що перешкоджає потраплянню всередину пилу. Такі апарати називаються пилонепроникними. У приміщеннях тваринницьких ферм рекомендується користуватися саме такими апаратами.

Керування електроустановками може здійснюватися:

а) неавтоматичне, коли пуск і зупинку здійснюють вручну;

б) напівавтоматичне, коли ввімкнення здійснюється вручну, а вимикання – автоматично;

в) автоматично, коли установка вмикається і вимикається внаслідок дії зовнішніх факторів (наприклад, температури, тривалості дії, числа одиниць тощо).

У зв'язку з цим електроапаратура повинна забезпечувати: надійне живлення установок енергією, їх пуск і зупинку згідно з технологічним режимом; захист електродвигунів від перевантажень; при аварійних перервах у постачанні електроенергією – вимкнення з мережі двигунів, які працюють без постійної присутності обслуговуючого персоналу, з тим, щоб запобігти самочинному запуску двигунів при поновленні надходження напруги; безпеку обслуговуючого персоналу електроустановок і технологічних машин; послідовне автоматичне ввімкнення і вимикання машин і механізмів однієї потокової лінії так, щоб вони вмикалися від кінця лінії (звідки виходить готовий продукт) до її початку (куди продукт надходить на переробку), а вимикалися – у зворотній послідовності; при виході з ладу однієї машини вимкнення всіх механізмів, що передують їй у потоці машин і механізмів; індивідуальне керування кожною машиною і механізмом автоматизованої лінії для виконання технологічних робіт у період налагодження і ремонту.

При неавтоматичному керуванні електроустановками застосовують рубильники, вимикачі, пакетні вимикачі, контактори, магнітні пускачі без теплового захисту. На відміну від рубильників і пакетних вимикачів магнітні пускачі мають так званий нульовий захист, який запобігає самочинному ввімкненню електроустановок після зникнення напруги у живильній мережі та її появи знову.

На неавтоматичних установках, які працюють без обслуговуючого персоналу, застосовують автоматичні вимикачі АП50 і АЕ1000. Вимикачі АП50 для захисту мережі від струмів короткого замикання можуть бути оснащені електромагнітними, а від перевантаження – максимальними і тепловими розчіплювачами. В автоматичних установках і установках з дистанційним керуванням нерідко застосовують магнітні пускачі з тепловим захистом, що забезпечує вимкнення установок при перевантаженнях та зникненні фази.

Найпоширеніші апарати ручного керування – рубильники, перемикачі, пакетні вимикачі тощо. Вони розраховані на роботу в мережах напругою до 500 В.

Рубильники і перемикачі бувають одно-, дво- і триполюсні. Вони мають один, два і три нерухомих контакти (губки) і відповідну кількість рухомих контактів (ножі), скріплених траверсою з ізолюючого матеріалу, і встановлені на шарнірах. На траверсі є рукоятка для ввімкнення. Контактна система рубильників може бути виготовлена з розривними (дугогасильними) контактами і без них. Триполюсні рубильники бувають з центральною (тип Р) або бічною (тип РБ) рукояткою, з бічним важільним приводом (тип РПБ) і центральним важільним приводом (тип РПЧ). Струмоведучі частини рубильника змонтовані на основі з ізоляційного матеріалу – мармуру, шиферу, пластмаси, азбоцементу тощо. Для захисту обслуговуючого персоналу від можливого дотику до струмоведучих частин і від дії електричної дуги рубильники закривають захисними кожухами або вміщують у ящики.

Рубильники застосовують у сухих приміщеннях. Для встановлення надворі, а також у сирих і запилених приміщеннях рекомендується користуватися розподільними ящиками типу ЯРВ, що їх випускають у металевих корпусах бризко- і пилозахисного виконання з вмонтованим у них триполюсним рубильником і трьома запобіжниками. Для того щоб ящик не можна було відкрити, коли рубильник ввімкнений, на кришці ящика змонтовано блокувальний пристрій. Пускові ящики ЯРБ без запобіжників напругою до 380 В випускають на 100, 200 і 400 А, а з запобіжниками ПР-2 – на 60, 100, 200 і 400 А.

Пакетні вимикачі ПК (рис. 1), які встановлюють у сухих, незапилених і вибухобезпечних приміщеннях, служать для нечастого ввімкнення і вимикання електродвигунів, освітлювальних приладів та інших споживачів.

Рис. 1. Рубильники:

а – відкритий трифазний; б – закритий; в – керований з допомогою механічного приводу; г – пусковий ящик типу П; 1 – ножі; 2 – губки; 3 – рукоятки; 4 – кожух; 5 – тяга; 6 – плавка вставка

Рис. 2. Пакетний вимикач:

а – зовнішній вигляд; б – контактна система; в – перемикальний механізм; г – пакет

Пакетні вимикачі – компактні; при напрузі 220 В і активному навантаженні струми, що вмикаються, можуть досягати 6-100 А, а при 380 В – від 6 до 60 А. Вимикачі мають спеціальну пружину, що дає змогу швидко замикати і розмикати коло. При повертанні рукоятки вимикача натягується пружина, під дією якої контакти з великою швидкістю замикаються і розмикаються.

Пакетні вимикачі оснащені іскрогасною фібровою шайбою. Під дією електричної дуги, що виникає при розриві контакту, фібра виділяє гази (вуглекислий, водень і водяну пару), які сприяють швидкому гасінню дуги. У сирих і вологих приміщеннях та надворі встановлюють герметичні пакетні вимикачі типу ГПК, які випускають на струми 10 і 25 А.

Перемикачі ЗТ призначені для перемикання електродвигунів з зірки на трикутник. Щоб уникнути помилок, рукоятки цих перемикачів обертаються лише в одному напрямі, і спочатку відбувається ввімкнення зіркою, потім трикутником.

Магнітні пускачі відносяться до апаратів дистанційного керування. Для керування магнітними пускачами застосовують кнопкові станції. Магнітні пускачі встановлюють поблизу електроустановок, а кнопкові станції можуть бути віддалені від них.

До складу магнітного пускача (рис. 3) входять електромагніт і контактна група. Контакти пускача перемикаються під дією електромагніту, який складається з осердя, набраного з Ш-подібних листів сталі 7, якоря 3 і котушки 2, встановленої на внутрішній виступ осердя магнітопроводу. Переріз цього виступу удвоє більший, ніж у кожного з бічних виступів, тому що магнітний потік, створюваний котушкою, проходить по внутрішньому виступу і порівну розгалужується у бічні виступи.

Вібрації якоря магнітного пускача усуваються короткозамкненими витками, які охоплюють половину перерізу кожного крайнього виступу осердя.

Рис. 3. Схеми магнітного пускача (а) та кнопкової станції (б): Л1-Л3 – лінійні

контакти; С1-С3 – силові контакти; 1, 2 – блок контакти

Магнітний пускач має три групи контактів: лінійні, силові та блок-контакти. До лінійних контактів Л1, Л2 та Л3 вмикають проводи, що йдуть від джерела живлення; до силових С1, С2 та С3 – навантаження (споживача), а до блок-контактів 1(А) і 2 (Б) – проводи від кнопкової станції. Кнопки випускають відкриті втоплені (для встановлення на лицьовому боці пульта керування), захищені і пиловодонепроникні, ручні й ножні (педальні), з замикаючими та розмикаючими контактами. На рис. 3 наведено схему кнопкової станції. Натискуючи вручну на кнопку, яка під дією пружини повертається у вихідне положення, кола замикають і розмикають.

На рис. 4 показано схему ввімкнення електродвигуна в мережу магнітним пускачем. Для пуску двигуна треба натиснути на кнопку «Пуск». Внаслідок замикання кола котушки магнітного пускача МП осердя котушки намагнічується і притягує якір – при цьому контакти замикаються.

Одночасно замикаються і блок-контакти 1 і 2. Коли кнопку «Пуск» відпустити, коло котушки МП замкнеться через блок-контакти. Якщо натиснути на кнопку «Стоп», коло розімкнеться, котушка знеструмиться і магнітний пускач вимкне двигун з мережі.

Для захисту двигунів від перевантажень нерідко застосовують магнітні пускачі з тепловим реле (рис. 5).

Рис. 4. Схема ввімкнення електродвигуна в мережу через магнітний пускач

Теплові реле мають біметалеву пластинку 3. Нагрівальний елемент 1 реле вмикають у коло живлення електродвигуна послідовно. При перевантаженні двигуна через нагрівальний елемент проходить збільшений струм. Від тепла, що виділяється нагрівальним елементом, біметалева пластинка нагрівається, вигинається у бік металу з меншим лінійним розширенням (на рисунку – вгору) і звільняє важіль 4, який під дією пружини розмикає контакт 5 у колі котушки магнітного пускача. Для повернення реле у вихідне положення служить кнопка 2.

а б

Рис. 5. Схема дії теплового реле РТ-1:

а – до спрацювання; б – після спрацювання; 1 – нагрівальний елемент; 2 – кнопка повернення; 3 – біметалева пластинка; 4 – важіль; 5 – контакти

Теплові реле серії ТРН установлюють у магнітних пускачах типу ПМЕ, реле ТРП – у пускачах типу ПА, а реле РТ – у пускачах типу П. Під час настроювання і регулювання реле перевіряють роботу контактів, тривалість спрацьовування і повернення реле, встановлюють нагрівальні елементи відповідно до струму навантаження двигуна.

Правильно підібране реле при температурі навколишнього повітря 20°С не повинно спрацьовувати протягом 1 год, коли через нього пропускають струм, на 5% більший від номінального. Потім, при дальшому збільшенні навантаження, яке на 20% перевищує номінальний струм, реле повинно спрацювати через 20 хв. Тривалість повернення реле у вихідне положення не повинна перевищувати 3 хв. Тривалість спрацьовування теплових реле визначають секундоміром. Якщо нагрівальних елементів теплових реле РТ немає, їх можна виготовити з ніхромового дроту, діаметр якого визначають за формулою:

де d – діаметр дроту, мм; Іном – номінальний струм навантаження, А.

Опір R нагрівального елемента обчислюють так:

Знаючи діаметр і опір, визначають довжину нагрівального дроту.

Рис. 6. Схема ввімкнення електродвигуна в мережу через

реверсивний магнітний пускач:

Л1-Л3 – лінійні контакти; С1-С3 – силові контакти; 1, 2 – блок-контакти

Теплове реле не захищає від струмів короткого замикання, тому, крім нього, у силовій мережі встановлюють плавкі запобіжники.

Магнітні пускачі за призначенням поділяють на реверсивні та нереверсивні. Реверсивні пускачі змінюють напрям обертання електродвигунів і являють собою два звичайних магнітних пускачі, з'єднаних електричне й механічно так, що при замиканні кола одним пускачем другий вимикається. Для керування реверсивним магнітним пускачем користуються трикнопковими станціями керування з кнопками «Вперед», «Назад» і «Стоп». На рис. 6 зображено схему реверсивного магнітного пускача. При натисканні на кнопку «Вперед» замикається коло котушки В. Котушка намагнічується, замикаються головні контакти і блок-контакти В. Для вимкнення першого магнітного пускача натискують на кнопку «Стоп», а для ввімкнення другого – на кнопку «Назад». У цьому разі замикається коло котушки КМ2, замикаються головні контакти і блок-контакти КМ2 магнітного пускача.

Магнітні пускачі випускають відкритими (без кожуха), захищеними (у кожусі, що запобігає дотику до струмоведучих частин і захищає пускач від потрапляння в нього сторонніх предметів), а, також пиловодонепроникними. Як і всі інші електричні апарати, пускачі мають паспорт, де зазначено їхні основні технічні дані.

У табл. 3 наведено перелік магнітних пускачів типу ПА і потужність керованих ними електроустановок і електродвигунів.

Промисловість випускає також магнітні пускачі серій МПЕ, ПМИ, П, ПА, ПАЕ, ПНВ та інші.

Автоматичні повітряні вимикачі серії А-3100 призначені для вимикання електричних установок в разі перевантаження, короткого замикання, зникнення чи великого зниження напруги в мережі тощо. Автомати застосовують для нечастих вмикань і вимикань електроустановок.

На рис. 7 показано принципову схему автоматичного повітряного вимикача. При проходженні номінального струму по котушках 4 і 6 електромагнітів (максимальних струмових реле) пружини 1 і 3 зрівноважують їхню силу притягання. При перевантаженні по котушках іде збільшений струм, якорі притягуються і діють на механізм розчеплення 2. Пружина 8, відтягуючи контакти, розриває силову мережу двигуна.

Коли в ланцюгу зникає напруга, котушка напруги 7 відпускає якір, пружина 8 повертає його, і механізм розчеплення спрацьовує, розриваючи силовий ланцюг. При натисненні на кнопку 9 ланцюг реле мінімальної напруги 7 розривається, вимикаючи автомат. У ланцюг мінімального реле ввімкнено додатковий опір.

Рис. 7. Принципова схема автоматичного повітряного вимикача: 1, 3, 8, 5 – пружини; 1 – розчіплювач; 4, 6 – струмові котушки; 7 – котушка напруги; 9 – кнопка для вимикання автомата вручну; 10 – додатковий опір

Перелік магнітних пускачів і допустима потужність керованих ними

електроустановок і електродвигунів залежно від лінійної напруги

Таблиця 3

Величина пускача	Пускачі	Найбільша потужність електроустановки або електродвигуна, кВт, при напрузі, В
нереверснвні	реверсивні
без теплового захисту	з тепловим захистом	без теплового захисту	з тепловим захистом	127	220	380
Відкрите виконання
3-тя	ПА-311	ПА-312	ПА-313	ПА-314	5,5	10	17
4-та	ПА-411	ПА-412	ПА-413	ПА-414	7,5	14	28
5-та	ПА-511	ПА-512	ПА-513	ПА-514	14	30	55
6-та	ПА-611	ПА-612	ПА-613	ПА-614	20	40	75
Захищене виконання
3-тя	ПА-321	ПА-322	ПА-323	ПА-324	5,5	10	17
4-та	ПА-421	ПА-422	ПА-423	ПА-424	7,5	14	28
5-та	ПА-521	ПА-522	ПА-523	ПА-524	14	30	55
6-та	ПА-621	ПА-622	ПА-623	ПА-624	20	40	75
Пиловодонепроникне виконання

3-тя	ПА-331	ПА-332	ПА-333	ПА-334	5,5	10	17
4-та	ПА-431	ПА-432	ПА-433	ПА-434	7,5	14	28
5-та	ПА-531	ПА-532	ПА-533	ПА-534	14	30	55
6-та	ПА-631	ПА-632	ПА-633	ПА-634	20	40	75

Автоматичні повітряні вимикачі бувають миттєвої дії та з витримкою часу при перевантаженнях. У табл. 4 наведено технічні характеристики повітряних автоматичних вимикачів (автоматів).

Технічні характеристики повітряних автоматичних вимикачів

Таблиця 4

Тип вимикача	Номінальний струм, А	Номінальна напруга, В	Число полюсів	Тип розчіплювача максимального струму	Номінальний струм розчіплювача, А
А-3160	50	220	1; 2; 3	Тепловий	15; 20; 25; 30; 40; 50
А-3110	100	500	2 – 3	Електромагнітний комбінований	15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 80; 100
А-3120	100	500	2 – 3	Електромагнітний комбінований	15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 80; 100
А-3130	200	500	2 – 3	Електромагнітний комбінований	120; 150; 200

Дво- і триполюсні автоматичні вимикачі серії А-4100 призначені для захисту електричних установок від коротких замикань і перевантажень, для нечастих ввімкнень у мережах змінного струму напругою до 440 В. Вимикачі мають ручне і дистанційне керування. Вимикачі серії А-4110 розраховані на номінальний струм 50, 63, 80, 100, 125 і 160 А; серії А-4120 – на 125, 160, 200 і 250 А; серії А-4130 – на 250, 300 і 400 А; серії А-4140 – на 250, 300, 400, 500 і 600 А.

Малогабаритні автоматичні вимикачі АК-25 призначені для оперативного вмикання, вимикання і захисту електроприймачів від перевантажень і коротких замикань. Вони надійно працюють при температурах від -40 до +45°С і відносній вологості до 98%.

У ланцюгах з номінальними струмами до 50 А для автоматичного вимикання у випадках небезпечних перевантажень чи коротких замикань застосовують автоматичні вимикачі АП50. Для захисту від перевантажень в них можна встановлювати тільки теплові розчіплювачі (такі вимикачі мають позначення АП50-3Т), а для захисту від коротких замикань – тільки електромагнітні (АП50-3М). Якщо ж в автоматі використовують тепловий і електромагнітний розчіплювачі, його позначають АП50-3МТ. В автоматах АП50 можуть бути встановлені теплові розчіплювачі на такі номінальні струми (з регулюванням їхніх значень у межах 63-100%: 1,6; 2,5; 4; 6,4; 10; 16; 25; 40; 50 А. Автомати добирають за номінальною напругою, струмом і способом захисту від умов навколишнього середовища. До електродвигунів їх добирають за номінальним струмом теплового розчіплювача, враховуючи при цьому температуру навколишнього середовища. Так, при температурі 40°С струм уставки теплового розчіплювача повинен дорівнювати номінальному струму електродвигуна або дещо перевищувати його. Для інших умов навколишньої температури (нижче від 40°С) струм уставки визначають з відношення:

де α = 1 + 0,0006(40 – τнавк. серед).

Для електромагнітних розчіплювачів струм уставки добирають так, щоб він дорівнював від 1,5 до 1,8 пускового струму.

Автомати АП50-3МТ, АП50-2МЗТН, АП50-2МТ, АП50-М2ТН, АП50-М2ТО, А3161Т, А3163Т, А3123Т, А3124Т; А3133Т, А3134Т, А3143Т, А3144Т випускають у захищеному тропічному виконанні, вони призначені для сирих і особливо сирих сільськогосподарських виробничих приміщень. Для частого ввімкнення силового електричного кола застосовують контактори – апарати дистанційної дії, що вмикаються вручну (кнопкою) або автоматично. Випускають контактори постійного і змінного струму. Контактори, які вмикають електродвигуни в мережу і змінюють напрям їх обертання, називають реверсивними, а такі, що вмикають пускові опори в ланцюгу двигуна – пусковими.

З допомогою контакторів можна лише вмикати і вимикати електричні установки. Від ненормальних режимів роботи вони не захищають.

Плавкі запобіжники. Для захисту електричних установок від значних перевантажень і коротких замикань застосовують плавкі запобіжники, в яких захисним елементом служать плавкі вставки, виготовлювані з легкоплавких металів (міді, цинку, свинцю) або сплавів. Дія плавких запобіжників ґрунтується на тому, що при значному збільшенні струму виділюване ним тепло розплавляє вставку, тим самим розриваючи коло. Чим більший струм проходить через вставку, тим швидше вона плавиться і вимикає пошкоджене коло.

Запобіжники розраховані на певні (номінальні) напруги і номінальні струми. Вмикати запобіжники на напругу, більшу за номінальну, категорично забороняється.

Контакти й інші частини запобіжника розраховані на номінальний струм, при якому плавка вставка може працювати тривалий час. У запобіжнику можуть бути встановлені плавкі вставки на струм, що дорівнює номінальному або менший за нього. Застосовувати вставки на більший струм так само, як і некалібровані, забороняється. У запобіжниках на струми понад 25 А вставка не плавиться протягом 1 год. при струмі, що становить 130% номінального. При струмі, що дорівнює 160% номінального, плавка вставка повинна перегоріти менш як за 1 год., а при струмах, що дорівнюють 200-250% номінального, вставка перегоряє за кілька секунд.

Рис. 8. Запобіжники:

а – трубчастий; б – розбірний типу ПР; в – нерозбірний типу ПН; 1 – контактний наконечник (ніж); 2 – фарфорова трубка; 3 – кінцева обойма; 4 – плавка вставка;

5 – фіброва трубка

За конструкцією запобіжники бувають нарізні (пробкові), пластинчасті,

трубчасті (розбірні й нерозбірні).

Для захисту освітлювальних і малопотужних силових установок користуються пробковими запобіжниками. Вони складаються з фарфорової основи з гвинтовою гільзою, фарфорової або пластмасової знімної кришки і змінної пробки з плавкою вставкою, вміщеною всередину пробки. Пробкові запобіжники випускають на напругу до 500 В з різьбою діаметром 27 мм (П-27) на струм 6, 10, 15, 20 А і з різьбою діаметром 33 мм (Ц-33) на струм до 60 А. Щоб не можна було вкрутити у запобіжник пробку, що не відповідає його номінальному струму, для різних запобіжників установлено різну висоту контактного гвинта. Пробкові запобіжники виготовляють

прямокутними і квадратними (останні застосовують головним чином для монтажу розподільних щитків).

Запобіжники типу ПТ (рис. 8, а) – це фарфорова трубка, на кінцях якої є контактні ножі. До ножів кріпиться плавка вставка, вміщувана усередину трубки.

Запобіжник типу ПР (рис. 8, 6) – розбірний. Він являє собою фібровий патрон з латунними обоймами на кінці, на які нагвинчуються ковпачки, що закріплюють плавку вставку. Ці запобіжники випускають на напругу до 250 і 500 В, на номінальні струми 16, 60, 100, 350, 600 і 1000 А.

Запобіжник типу ПН (рис. 8, в) — нерозбірний. його трубка виготовлена із скла (для малих струмів) або з фарфору (для великих струмів). Трубка запобіжника заповнена кварцовим піском, який сприяє швидкому гасінню дуги, що виникає при розплавлянні плавкої вставки. Заряджати запобіжники такого типу можна тільки в майстерні.

Максимальна температура нагрівання для проводів з гумовою чи венілітовою

ізоляцією становить 55°С, для кабелів з паперовою ізоляцією – 80°С, а для голих проводів – 70°С (таблиці найбільших тривало допустимих струмових навантажень на провідники наводяться у довідковій літературі).

Переріз проводу вибирають за розрахунковим навантаженням. При цьому

обов'язково треба дотримувати умови Іпр > Ір, де Ір – розрахунковий струм навантаження, А; Іпр – найбільший тривало допустимий струм для проводу чи кабелю, А.

Розрахунковий струм навантаження визначають за формулою:

де Sp – повна розрахункова потужність, кВА; Uном – номінальна напруга мережі, В.

Плавка вставка запобіжника повинна забезпечувати захист електродвигуна і в той самий час не перегоряти при пуску, хоч пускові струми двигуна перевищують номінальні у чотири – сім разів. Струм плавкої вставки запобіжників для електродвигуна з тривалістю розбігу до 10 с обчислюють так:

де Івст – струм плавкої вставки, А; Іп – пусковий струм електродвигуна з короткозамкненим ротором, А.

Для установок з важкими умовами пуску (часті пуски з розбігом тривалістю до 40 с) струм вставки можна визначити за формулою:

Рис. 9. Схеми реверсивного керування двигуном:

а – при ручному керуванні за допомогою кнопок;

б – при автоматичному керуванні за допомогою кінцевих вимикачів

Рис. 10. Принципіальна електрична схема лабораторної

установки дослідження теплового реле

Список літератури

3. Практикум з електропривода. В.С. Олійник, О.С. Марченко, Є. Л. Жулай та ін.; – К.: Урожай, 1995. – 192 с.

1. биологическое На развитие человека большее влияние оказывает социальное окружение чем биологические з
2. тематики программисты операторы
3. Тема 6 КОМПЛЕКСНАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА И ОСВОЕНИЯ НОВОЙ ПРОДУКЦИИ- СУЩНОСТЬ СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ 6
4. Экономическое действие рекламы Кока-Кола на потребление.html
5. тематики и информатики Конспект урока по информатике Основные функции PowerPoint
6. Торгово-экономическое сотрудничество между Монголией и Российской Федерацией
7. курсовий проект з дисципліни Автомобільні двигуни Студентові групи
8. Тема 28. Эндодонтия
9. Теоретические основы развития творческого мышления личности
10. 1 Изотермический процесс ~ это процесс происходящий при постоянной температуре
11. Китай после 2-й мировой войны
12. . Понятие законного оборота наркотических и психотропных средств и законодательство регулирующее оборот на
13. Конструирование и технология без технологиирадиоустройств Печатные электрические соединения
14. Тема 3 Ділові папери як засіб писемної професійної комунікації Класифікація документів
15. Основные понятия и проблемы Главной производительной силой любого общества является человеческий ресур
16. 08 Мясной фарш 09 Лапша 033
17. Солнечные и лунные затмения
18. Методические рекомендации по применению гл
19. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 37 Изучение законов теплового излучения ЦЕЛЬ РАБОТЫ- 1
20. Тема Рождественской мистерии как театрального действа ~ близкая и знакомая художнику театра Наталии Клемино

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе