В2. Функции электрических аппаратов
Функции управления током включают в себя следующие разновидности: коммутацию, стабилизацию, регулирование, преобразовние, контроль и защиту.
К о м м у т а ц и я (от латинского commutatio – изменение) может быть дискретной (ступенчатой) или плавной (непрерывной) (рис. 1). Пример дискретной коммутации – включение или отключение электри ческой цепи контактами аппарата. Такую коммутацию осуществляют,
например, выключатели, контакторы, реле и другие аппараты на основе размыкаемых контактных соединний. Плавную коммутацию тока в цепи осуществляют аппараты, основанные на полупроводниковых элементах или элементах, использующих нелинейные свойства магнитных материалов.
С т а б и л и з а ц и я (от латинского stabilis – устойчивый) приведение какого-либо параметра или
а б нагрузки работающего оборудования
а – дискретная; б – плавная; в устойчивое состояние. Эту функ-
Рис. 1. Методы коммутации цию выполняют такие аппараты как стабилизаторы (феррорезонансные или полупроводниковые).
Р е г у л и р о в а н и е (от латинского regulare) автоматическое поддержание заданного режима работы какой-либо установки илиавтоматическое поддержание на определенном уровне того или иного технического параметра работающего оборудования (электрическое напряжение, частота вращения, температура и т.п.).
П р е о б р а з о в а н и е – изменение величины какого–либо параметра, например, напряжение одного уровня в напряжение другого уровня, частоты, мощности, температуры и т.д. Эту функцию выполняют трансформаторы, преобразователи и др.
К о н т р о л ь – наблюдение за изменением какого-либо параметра, его измерение, выдача информации о состоянии контролируемой величины. Эту функцию выполняют датчики.
З а щ и т а электротехнического оборудования от аварийных режимов (короткого замыкания, перегрузки, изменения частоты тока, перенапряжения, изменения направления потоков электроэнергии и др.). Эту функцию выполняют такие аппараты, как предохранители, автоматические выключатели, варисторы и др.
В3. Классификация электрических аппаратов.
Классификация электрических аппаратов может быть проведена по ряду признаков: назначению, области применения, принципу действия, роду тока, исполнению защиты от воздействий окружающей среды, конструктивным особенностям и др.
В3.1. По назначению:коммутационные аппараты распределительных устройств, служащие для включения и отключения электрических цепей. К этой группе относятся: рубильники, пакетные выключатели, выключатели нагрузки, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, короткозамыкатели, автоматические выключатели, предохранители. Для аппаратов этой группы характерно относительно редкое их включение и отключение.
Ограничивающие аппараты, предназначенные для ограничения токов короткого замыкания (реакторы) и перенапряжений (разрядники). Режимы короткого замыкания и перенапряжения являются аварийными, и эти аппараты редко подвергаются наибольшим перегрузкам.
Пускорегулирующие аппараты предназначенны для пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин или каких–либо других потребителей электрической энергии. К этой группе относятся контролеры, командоконтролеры, контакторы, пускатели, резисторы и реостаты. Для аппаратов этой группы характерны частые включения и отключения, число которых достигает 3600 в час и более.
Аппараты для контроля заданных электрических или не электрических параметров. К этой группе относятся реле и датчики. Для реле характерно плавное изменение входной (контролируемой) величины, вызывающее скачкообразное изменение выходного сигнала. Выходной сигнал обычно воздействует на схему автоматики. В датчиках непрерывное изменение входной величины преобразуется в изменение какой-либо электрической величины, являющейся выходной. Это изменение выходной величины может бить как плавным (измерительные датчики), так и скачкообразным (реле-датчики). С помощью датчиков могут контролироваться как электрические, так и не электрические величины.
Аппараты для измерений. С помощью этих аппаратов цепи первичной коммутации (главного тока) изолируются от цепей измерительных и защитных приборов, а измеряемая величина приобретает стандартное значение, удобное для измерений. К ним относятся трансформаторы тока, напряжения, емкостные делители напряжения.
Электрические регуляторы. Предназначены для регулирования заданного параметра по определенному закону. В частности, такие аппараты служат для поддержания на неизменном уровне напряжения, тока, частоты вращения и других величин.
В3.2.По областям применения:аппараты электрических систем и электроснабжения. Сюда относятся электрические аппараты распределительных устройств низкого и высокого напряжений и ограничивающие аппараты.
Аппараты управления. К этой группе относятся в основном пускорегулирующие аппараты.
Аппараты автоматики. Группа включает в себя аппараты контролирующих функций.
В3.3. По номинальному напряжениюэлектрические аппараты разделяются на аппараты низкого напряжения (с номинальным напряжением до 1000 В) и высокого напряжения (с номинальным напряжением более 1000 В).
В3.4. По исполнению защиты электрические аппараты разделяются на аппараты открытого исполнения, защищенного исполнения, герметичного исполнения и взрывобезопасного исполнения.
В4. Вопросы для самоконтроля
1. Что называется электрическим аппаратом?
2. Какие функции выполняют ЭА?
3. В чем состоит классификация ЭА?
4. Какие ЭА относятся к аппаратам управления, а какие к аппаратам распределительных устройств?
5. Какие физические явления имеют место в ЭА?
6. Приведите примеры электрических аппаратов, выполняющих функцию защиты и дайте им краткую характеристику.
7. Назовите электрические аппараты, выполняющие контролирующие функции и охарактеризуйте их.
8. Может ли один аппарат выполнять несколько функций? Приведите примеры.
9. Что такое коммутация и какие бывают виды коммутаций? Приведите примеры аппаратов, выполняющих эти виды коммутации.
10. В чем заключается электромагнитный принцип действия электрических аппаратов? Перечислите аппараты, основанные на этом принципе действия.
11. Какие электрические аппараты выполняют функцию преобразования? Охарактеризуйте их.