Простая схема управления короткозамкнутым двигателем с помощью магнитного пускателя приведена на рис. 1.
Работаетона следующим образом. Включением вводного выключателя подается напряжение на силовую и вспомогательные цепи управления. Кнопкой «Пуск» замыкается цепь питания катушки контактора ПМ. При этом контактор замыкает свои рабочие контакты в силовой цепи питания двигателя иодновременно блок-контакт К, шунтирующий кнопку «Пуск». Дальнейшее удержание кнопки «Пуск» после этого не требуется. Для остановки двигателя нажимаем кнопку «Стоп», которая размыкает цепь катушки контактора ПМ, и контактор отключается. Схема приходит в исходное состояние.
Рис. 1. Схема управления электродвигателем.
На рис.2 изображена схема управления короткозамкнутым двигателем с помощью реверсивного пускателя. Такой пускатель имеет два контактора: «Вперед» и «Назад». Кнопки управления пуском двухцепные, благодаря чему исключается одновременное включение контакторов. Кнопка «Стоп» и контакты теплового реле РТ действуют на любой включенный контактор. В остальном схема рис.2 работает так же, как и предыдущая (рис.1).
Рис. 2. Схема реверсивного управления электродвигателем.
План выполнения работы
1. Внимательно прочитать инструкцию по работе, изучить назначение и принцип действия магнитных пускателей реверсивных и нереверсивных.
2. Ознакомиться с устройством и конструкцией магнитных пускателей, предоставленных на лабораторном стенде.
3. Собрать схему, представленнуюна стенде, для запуска асинхронного двигателя и осуществить пуск его в работу и отключение.
4. Собрать схему, представленную на стенде, для реверсивного управления электродвигателем и проконтролировать работу двигателя вперед-назад, для контроля направления вращения двигателя на ось ротора надет диск с радиальными красно-белыми полосами.
5. Собрать схему на стенде для снятия времятоковой характеристики теплового реле. По результатам опытов построить кривую зависимости t=f(Iсраб).
Содержание отчета
1. Назначение и принцип действия магнитных пускателей нереверсивных и реверсивных.
2. Схемывключения магнитных пускателей.
3. Результаты измерений, время-токовая характеристика теплового реле.
Литература
1. Родштейн Л.А. Электрические аппараты. – Л.: Энергия, 1971.
2. Чунихин А.А.Электрические аппараты. – М.-Л.: Энергия, 1975.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Электроснабжение»
Лабораторная работа №3
по курсу
«Электрические аппараты»
Изучение автоматических воздушных выключателей
Минск
Инструкция
по технике безопасности
при выполнении лабораторной работы №3
«Изучение автоматических воздушных выключателей»
При выполнении данной работы необходимо пользоваться всеми положениями инструкции по технике безопасности при работе в лаборатории «Электрические аппараты», а также следующими требованиями, обусловленными особенностями данной лабораторной работы:
1. Запрещается использование тонких проводников (малого сечения) для подключения автомата А 3124, во избежание перегрева и расплавления изоляции при прохождении больших токов.
2. При прохождении токов перегрузки тепловой расцепитель нагревается, поэтому повторное включение автомата возможно через несколько минут, после остывания.
3. При подаче напряжения следить за стрелкой амперметра на стенде. При зашкаливании прибора отключить напряжение и обратиться к преподавателю.
4. Помнить, что к автомату на щитке питания подключены также лабораторные работы №1, №2, №3.
Цель работы
Изучить назначение, конструкцию и принцип действия автоматов, применяемых в системах электроснабжения.
Общие сведения
Автоматический воздушный выключатель (автомат) – аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрических цепей. Воздушным он называется потому, что электрическая дуга гасится в среде окружающего воздуха в отличие от выключателей, в которых дуга гасится в маслеили другой среде.
Автоматы изготовляются на номинальные токи до 6000А, а отдельные серии до 20000 … 30000А и на номинальные напряжения до 660В переменного тока 50Гц и до 440В постоянного тока. Быстродействующие автоматические выключатели изготовляются на номинальное напряжение до 3300В постоянного тока. Отключающая способность современных автоматических выключателей достигает 200 … 300кА.
По числу полюсов автоматы выполняются одно-, двух-, трехполюсными.
Как правило, автоматические выключатели выполняет также и функции завиты при коротких замыканиях, перегрузках, снижении или исчезновении напряжения, изменении направления передачи мощностиили тока и т.п. При этом, независимо от выполняемых функций, их можно подразделить по собственному времени срабатывания на нормальные, селективные и быстродействующие, т.к. конструктивные особенности определяются, главным образом, данным параметром. В отдельную группу следует выделить автоматы гашения магнитного поля.
Различают следующие виды автоматов.
Нормальные автоматы – собственное время срабатывания, в зависимости от величины номинального тока и конструкции, лежит в пределах 0,02… 0,1с.
Селективные автоматы – после получения импульса на срабатывание могут осуществлять выдержку времени до 1с.
Они нужны для селективной защиты, т.е. такой защиты, при которой отключается ближайший к месту аварии участок.
Быстродействующие автоматы – время срабатывания их не должно превосходить 0,005с. В отдельных конструкциях достигнуто время срабатывания порядка 0,001с. Эти автоматы обладают токоограничивающим эффектом, а потому могут применяться длязащиты цепей с любыми, практически возможными, токами короткого замыкания.
Быстродействующие автоматы применяются во всех выпрямительных установках для защиты анодных цепей при обратном зажигании на электрифицированных железных дорогах, линиях метрополитена и трамваях, а также во многих других мощных установках.
Автоматы гашения поля – применяются в цепях возбуждения крупных машин. Если в результате нарушения изоляции внутри машины возникло короткое замыкание, то единственным способом, позволяющим ограничить размеры аварии, является быстрое сведение к нулю, т.е. гашение магнитного поля обмотки возбуждения. Эту задачу и выполняют автоматы гашения поля.
Устройство автоматов
Независимо от назначения, автоматы состоят из следующих основных элементов: контактной системы, дугогасительной системы, привода, механизма сводного расцепления, расцепителей и коммутатора с блокконтактами.
Контактная система автоматов должна находиться под током не отключаясь весьма длительное время и быть способной выключать большие токи короткого замыкания. Для удовлетворения возникающих в указанных условиях противоречивых требований, широкое распространение получили двух- (главные и дугогасительные) и трехступенчатые (главные, промежуточные, дугогасительные) контактные системы. В автоматах на малые и средние токи до 600A применяются одноступенчатые контактные системы.
В выключателях на большие номинальные токи применяют несколько параллельных контактных систем на полюс.
Дугогасительная система должна обеспечивать отключение больших токов короткого замыкания в ограниченном объеме пространства. Под воздействием возникающих электродинамических сил дуга быстро растягивается и гаснет, но ее пламя занимает очень большое пространство. Задача дугогасительного устройства заключается в том, чтобы ограничить размеры дуги и обеспечить ее гашение в малом объеме.
Распространение получили камеры с широкими щелями (одной или несколькими параллельными) и камеры с дугогасительными решетками. В последние годы применяются камеры с узкими щелями и даже полностью закрытые камеры. Комбинированные дугогасительные устройства:
- камеры с узкими щелями в сочетании с пламегасительной решеткой;
- способны обеспечить гашение дуги в ограниченном объеме при весьма больших токах (30… 40кА). Однако в ряде случаев при токах свыше 40… 50кА электродинамических сия только контура тока оказывается недостаточно, чтобы загнать дугу в камеру. Поэтому используется дополнительная сила, которая может быть создана либо внешним магнитным полем (магнитное дутье), либо воздушным дутьем.
Повышение отключающей способности автоматов может быть получено также применением ряда параллельных контактных систем. В этом случае размыкание параллельно включенных контактов происходит неодновременно, и дуга возникает на тех контактах, которые размыкаются последними. Можно, однако, создать такие условия, при которых дуга возникнет и будет одновременно существовать на всех параллельных контактах. В таком случае отключающая способность автомата повысится пропорционально числу параллельно включенных дугогасительных контактов.
Привод служит для включения автомата по команде оператора. Автоматы выполняются:
а) с ручным приводом непосредственного действия;
б) с дистанционным приводом (ручным, соленоидным, моторным, пневматическим).
Отключение автоматов осуществляется отключающими пружинами.
Механизм свободного расцепления предназначен:
а) исключить возможность удерживать контакты автомата включенном положении (рукояткой, дистанционным приводом) при наличии ненормального режима работы защищаемой цепи;
б) обеспечить моментальное отключение, т.е. не зависящую от оператора, рода и массы привода скорость расхождения контактов.
Механизм представляет собой систему шарнирно-связанных рычагов, соединяющих привод включения с системой подвижных контактов, которые связаны с отключающей пружиной (рис.1). Механизм свободного расцепления позволяет автомату отключаться в любой момент времени, в том числе и в процессе включения, когда включающая сила воздействует на подвижную систему автомата. Так, например, если при соприкосновении контактов включающего автомата по цепи пройдет ток короткого замыкания, то расцепитель сработает и переведет рычаги механизма свободно расцепления вверх за мертвую точку (см. рис. 1в). Автомат отключится и больше не включится, так как механическая связь между включающей силой и подвижной системой автомата нарушена. Если бы не было механизма свободного расцепления, то после автоматического отключения автомата последовало бы его немедленное повторное включения автомата последовало бы его немедленное повторное включение под воздействием включающей силы, которая к этому времени могла оказаться не снятой. Произошли бы быстро следующие друг за другом многократные отключения и включения автомата в тяжелом режиме короткого замыкания, что могло бы привести к его разрушению.
При отключении автомата первыми размыкаются главные контакты и весь ток перейдет в параллельную цепь дугогасительных контактов с накладками из дугостойкого материала. На главных контактах дуга не должна возникать, чтобы они не обгорели. Дугогасительные контакты размыкаются, когда главные контакты расходятся на значительное расстояние. На них возникает электрическая дуга, которая выдувается вверх и гасится в дугогасительной камере.
Рис. 1. Принцип работы автомата и его механизма свободного расцепления.
Расцепители – элементы, контролирующие заданный параметр цепи и воздействующие через механизм свободного расцепления на отключение автомата при отклонении заданного параметра за установленные пределы.
В зависимости от выполняемых функций защиты расцепители бывают:
1) токовый максимальный мгновенного или замедленного действия (используется как расцепитель перегрузки или селективный);
2) напряжения – минимальный, для отключения автомата при снижении напряжения ниже определенного уровня;
3) обратного тока – срабатывает при изменении направления тока;
4) тепловой – работает в зависимости от величины тока и времени его протекания (принимается обычно для защиты от перегрузок);
5) комбинированные – срабатывают при сочетании ряда факторов;
Схема автомата с расцепителем токовым максимальным мгновенного действия показана на рис. 2а. Когда ток станет выше определенного значения, тяговое усилие электромагнита превысит усилие пружины, якорь притянется,механизм свободного расцепления освободится и выключатель отключится.
Рис. 2. Автоматы с различного рода расцепителями.
Схема автомата с расцепителем минимального напряжения показана на рис. 2б. При нормальных режимах работы якорь катушки, включенной на контролируемое напряжение, притянут. При снижении контролируемого напряжения ниже определенной величины (установки) якорь под действием отключающей пружины отпадает, механизм свободного расцепления отключает выключатель.
Расцепитель напряжения отключающий (рис. 2в) представляет собой электромагнит, который притягивает свой якорь при включении катушки на соответствующее напряжение. Своим концом якорь воздействует на механизм свободного расцепления и отключает выключатель.
Блок-контакты служат для производства переключений в цепях управления, блокировки, сигнализации в зависимости от коммутационного положения автомата. Блок-контакты выполняются нормально-открытыми и нормально-закрытыми.
План выполнения работы
1. Внимательно прочитать инструкцию по работе, изучить назначение и принцип действия основных элементов автоматов.
2. Ознакомиться с устройством и конструкцией автоматов, представленных на лабораторном стенде. Записать их типы и основные технические характеристики.
3. Собрать схему для испытания действия теплового расцепителя автомата A3141T (схема приведена на стенде). Величина тока задается преподавателем.
4. Собрать схему для испытания действия теплового и электромагнитного расцепителя автомата АЕ (схема приведена на стенде). Величины токов задаются преподавателем.
Содержание отчета
1. Краткое описание устройства автомата и назначение его основных элементов.
2. Рисунок, поясняющий принцип работы автомата и его механизма свободного расцепления (см. рис.1).
3. Паспортные данные автоматов, установленных на лабораторном стенде.
4. Таблицы и время-токовые характеристики исследованных автоматов.
Литература
1. ЧунихинА.А. Электрические аппараты. – М.-Л.: Энергия, 1971.
2. Родштейн Л.А. Электрические аппараты. – Л.: Энергия, 1971.
3. Вабиков М.А. Электрические аппараты. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956.
4. Красин В.П. Электрические аппараты автоматического управления. – Мн.: Вышэйшая школа, 1970.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Электроснабжение»
Лабораторная работа №4
по курсу
«Электрические аппараты»
Изучение и снятие нагрузочных характеристик
магнитных усилителей
Минск
Инструкция
по технике безопасности
при выполнении лабораторной работы №4
«Изучение и снятие нагрузочных характеристик магнитных усилителей»
При выполнении данной работы необходимо пользоваться всеми положениями инструкции по технике безопасности при работе в лаборатории «Электрические аппараты», а также следующими требованиями, обусловленными особенностями данной лабораторной работы:
1. Разрешается подключать на вход схемы 127В провода только к клеммам «0» и «А» или «0» и «В».
2. Провода не должны перекручиваться, свиваться кольцами, не допустимо ошибочное соединение цепей постоянного и переменного тока.
3. Амперметр следует устанавливать так, чтобы провода не мешали снимать показания.
4. При подаче напряжения нужно следить за стрелкой амперметра, при её зашкаливании отключить напряжение и обратиться к преподавателю.
Цель работы
Изучить назначение, конструкцию, принцип действия магнитного усилителя (МУ). Снять нагрузочные характеристики Iн = f(Iу) (Iн – ток нагрузки;Iу – ток управления):
а) при отсутствии обратных связей (ОС);
б) с внешней параллельной ОС (ОС по напряжению);
в) с внутренней ОС (МУ с самонасыщением);
г) определить коэффициент усиления по мощности и коэффициент кратности тока.
Общие сведения