Электрические аппараты Лабораторные работы по электротехнике

Дизайн интерьера
Сопромат
Расчетные нагрузки
Расчеты на прочность
Усталостная прочность
Основы расчета и проектирования
деталей и узлов машин
Курс «Детали машин»
Надежность машин
Соединения деталей машин
Расчет на прочность клепаных соединений
Сварные, паяные и клееные соединения
Расчет на прочность сварных соединений
Соединения с натягом
Резьбовые соединения
Расчет шпоночных соединений
Механические передачи
Основные понятия о зубчатых передачах
Основы расчета на прочность
зубчатых передач
Расчет на контактную прочность
Расчет на изгиб
Редукторы
Основные понятия о ременных передачах
Проверочный расчет валов
Подшипники скольжения
Подшипники качения
Виды разрушения подшипников качения
Начертательная геометрия
Основы образования чертежа
Позиционные и метрические задачи
Поверхности вращения
Аксонометрические проекции
Наглядные изображения
Изображения на технических чертежах.
Соединение части вида и части разреза
Выполнить необходимые разрезы
Прямоугольная диметрия
Построить чертеж кондуктора
Построить проекции конуса вращения
Выполнение чертежей деталей,
имеющих сопряжения
Построить три проекции призмы
Построить проекции конуса вращения
Математика
Числовые ряды
Функции комплексной переменной
Операционное исчисление
Предел функции
Задачи курсового и типового расчета
Формула Тейлора
Интегрирование функций
нескольких переменных
Вычисление интеграла
Длина дуги в декартовых координатах
Физика
Лабораторные работы по электронике
Лабораторные работы
Расчет трехфазных цепей
Лабораторные работы по электротехнике
Оптика физика
Квантовая механика
Ядерный реактор
Информатика
Компьютерные сети
Кабели и интерфейсы
Обмен данных в сети
Сетевое оборудование и топологии
Теоретические основы Интернета
Служба World Wide Web (WWW)
Служба передачи файлов FTP
Понятие броузеров и их функции
Отправка и получение сообщений
Сервер
Сетевые топологии
Доступ к среде передачи
Беспроводные сети
Архитектура Ethernet
Выбор устройств связи и стека протоколов
Шлюзы
IP-адреса для локальных сетей
Основы безопасности при работе в сетях
Доменная система имен (DNS)
Протокол PPP Point-to-Point Protocol
Структура МАС-адреса
Нагрузочная способность сети
Протоколы маршрутизации
Маршрутизация для мобильных объектов
Формат DNS-сообщений

Виды и основные функции электрических аппаратов Электрических аппарат ‑ это электрическое устройство управления потоками энергии и информации, режимами работы, контроля и защиты технических систем и их компонентов.

Классификация электрических аппаратов Многообразие видов классификации ЭА определяется областями их применения: в схемах автоматического управления различного электротехнического оборудования; в устройствах автоматического регулирования, стабилизации, контроля и измерения систем распределения электрической энергии и электроснабжения предприятий электрической энергией.

Требования, предъявленные к электрическим аппаратам. Многообразие конструктивных разновидностей современных электрических аппаратов формирует различные требования, предъявляемые к ним. Однако существуют и некоторые общие требования вне зависимости от назначения, применения или конструкции аппаратов.

Составление уравнений для расчета токов в схемах с помощью законов Кирхгофа Законы Кирхгофа используют для нахождения токов в ветвях схемы. Обозначим число всех ветвей схемы в, число ветвей, содержащих источники тока, вт и число узлов у. В каждой ветви схемы течет свой ток. Так как токи в ветвях с источниками тока известны, то число неизвестных токов равняется в вит. Перед тем как составлять уравнения, необходимо произвольно выбрать: а) положительные направления токов в ветвях и обозначить их на схеме; б) положительные направления обхода контуров для составления уравнений по второму закону Кирхгофа.

Основные правила выполнения схем Схемы выполняются без соблюдения масштаба, действительное пространственное расположение составных частей установки в основном не учитывается; расположение графических элементов схемы определяется лишь удобством чтения схемы.

Логические функции Они могут быть записаны аналитически различными сочетаниями сложения и умножения переменных. Однако с точки зрения представления логических функций и последующего синтеза логической схемы наиболее удобны формы записи, при которых функция выражается либо в виде суммы произведений переменных, либо в виде их сумм

Магнито-полупроводниковые логические элементы В дискретной автоматике применяют магнитные элементы, выполненные на сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса. В этих материалах Вr » Bs.

Транзисторы Полупроводниковый элемент, работающий в цепях как постоянного, так и переменного тока, используется в усилительном и релейном режимах. Его можно рассматривать как управляемое сопротивление.

МДП – транзисторы В отличие от полевых транзисторов с р-n переходом, в которых затвор имеет непосредственный электрический контакт с ближайшей областью токопроводящего канала в МДП транзисторах затвор изолирован от указанной области слоем диэлектрика. Поэтому их относят к классу полевых транзисторов с изолированным затвором.

Особенности логических элементов на интегральной основе Логические элементы предназначены для реализации определенных логических зависимостей между входными и выходными сигналами. Они имеют один или несколько входов и один или два выхода (часто прямой и инверсный).

Функция И (для положительной логики)

Условные обозначения ИС. Силовые полупроводниковые приборы

Дискретный датчик приводимости вентилей

Электромагнитные преобразователи Такие преобразователи составляют большую группу преобразователей для измерения различных физических величин и в зависимости от принципа действия бывают параметрическими и генераторными.

Трансформаторные датчики На сердечнике располагают две обмотки w1 и w2, они одинаковы и включены таким образом, что когда по ним протекает ток, создаваемые ими магнитные потоки Ф1 и Ф2 направлены встречно в центральном сердечнике, на котором расположена выходная обмотка w0.

Индукционные преобразователи Это генераторные преобразователи постоянного тока. Для преобразования механического перемещения в электрический сигнал используется явление электромагнитной индукции – наведение ЭДС в электрическом контуре, связанном с изменяющимся магнитным потоком.

Датчики угла рассогласования Сельсины. Сельсины представляют собой трансформаторы с воздушным зазором, у которых при вращении ротора происходит плавное изменение величины ЭДС, наведенной в обмотке ротора. Обычно сельсины работают в паре: сельсин, связанный с ведомым валом, называют сельсином-приемником, а сельсин, связанный с ведущим валом, - сельсином-датчиком.

Схема фазовращения Используется для дистанционной передачи угла поворота. Сельсин-датчик связан с осью механизма, угол поворота которой необходимо передать. На оси сельсина-приемника закреплена стрелка, отсчитывающая этот угол поворота (режим индикации). Обе обмотки возбуждения подключены к источнику переменного тока.

Оптикоэлектронные преобразователи Применение оптических методов измерения физических величин как параметров технологических процессов исключает влияние средств измерений на технологический процесс, повышает точность измерений.

Пьезоэлектрические преобразователи Принцип действия таких датчиков основан на использовании прямого и обратного пьезоэлектрического эффекта.

Основы теории горения и гашения электрической дуги Коммутация контактных силовых аппаратов может сопровождаться возникновением электрической дуги.

Область дугового столба Энергия, приобретенная заряженными частицами в электрическом поле дугового столба, столь мала, что практически ионизация толчком не происходит.

Электрические дуги Принципиальной разницы между дугой постоянного и переменного тока нет. Однако род тока накладывает свои особенности в отношении гашения дуги.

Способы гашения электрической дуги Задачи дугогасительных устройств состоит в обеспечении гашения электрической дуги за минимальное время с допустимым уровнем перенапряжений, малом износе контактов, минимальном объеме распыленных газов, с минимальным звуковым и световым эффектами.

Дугогасительные решетки Здесь используются околоэлектродные падения напряжения Uэ (в электрических аппаратах постоянного тока) и околокатодная электрическая прочность (в электрических аппаратах переменного тока).

Выключатели переменного тока высокого напряжения Предназначены для коммутации цепей переменного тока с напряжением 3 кВ и выше во всех режимах:

Разъединители, отделители и короткозамыкатели Разъединители служат для включения и отключения цепи высокого напряжения либо при токах значительно меньше номинальных, либо в случаях, когда отключается номинальный ток, но напряжение на контактах аппарата недостаточно для образования дуги.

Отделители и короткозамыкатели В настоящее время широко применяются высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это проще, надежнее и дешевле. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители.

Реакторы Это электрический аппарат в виде катушки с неизменной индуктивностью L для ограничения токов к.з. и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме.

Индуктивность реактора

Разрядники постоянного тока Применяются вентильные разрядники с магнитным дутьем от постоянных магнитов

Автоматические воздушные выключатели Автоматы служат для автоматического отключения электрических цепей при перегрузках, к.з., чрезмерном понижении напряжения питания, изменения направления мощности, а также для редких включений и отключений вручную номинальных токов нагрузки. Является основным защитным аппаратом.

Дугогасительная система В автоматах применяется полузакрытое и открытое исполнение дугогасительных устройств.

Виды защит в электрических цепях При нарушении нормального режима работы электропривода для исключения выхода из строя электрооборудования и повышения надежности работы схемы в них применяется электрическая защита.

Позисторная защита Тепловая защита, реагирующая непосредственно на температуру защищаемого объекта. При этом датчики температуры устанавливаются на обмотке двигателя. В качестве датчиков температуры применяют термисторы и позисторы.

Электромагнитные реле Основные определения, классификация. Общие сведения. Реле – это слаботочный электрический аппарат, предназначенный для выполнения логических и измерительных функций в цепях управления с током до 5 А. Имеет упрощенную контактную систему с увеличенным числом контактов, при отсутствии дугогасительных устройств.

Электромеханические реле Такие реле преобразуют непрерывный входной сигнал в дискретный сигнал на выходе. В конструктивном отношении – это электромагнит, воздействующий на контактную систему. При этом механический момент создается пружиной и не зависит от величины сигнала на входе реле.

Реле напряжения, тока, промежуточные реле Реле напряжения применяются для управления разгоном и торможением электродвигателями постоянного и переменного тока, а также для реализации нулевой защиты по напряжению.

Тип реле РЭВ. Существует большое разнообразие поляризованных электромагнитов, которые можно различать по ряду признаков.

Реле времени Электромагнитное постоянного тока Выдержка времени создается при отпускании якоря после исчезновения тока в катушке электромагнита постоянного тока.

Полупроводниковое реле времени (серия ВЛ) Используется в автоматизированном электроприводе с большим числом включений в час. Принцип действия основан на интегрирующем действии RC-цепочки.

Электромагниты (ЭМ)

Расчет обмотки электромагнита ~ тока Исходными данными для расчета обмотки напряжения является амплитуды МДС, магнитный поток Ф и напряжение сети U

Порядок расчета катушки электромагнитного аппарата при постоянном токе

При поверочном расчете катушки известны напряжение питающей сети, размеры и обмоточные данные катушки и размеры магнитопровода. Поэтому в данном случае исходят из определения н.с. катушки, с помощью которой находят магнитный поток, и проверки требуемых величин В и F в соответствии с заданными размерами.

Поверочный расчет. Заданы: напряжение сети, размеры магнитной системы, обмоточные данные и размеры катушки.

Электромагнитные явления в электрических аппаратах Магнитная система и материалы ЭА Магнитная система – это совокупность проводников с током и магнитомягких элементов, предназначенных для создания заданной конфигурации магнитного поля и его значения в определенном месте пространства. Магнитные элементы образуют магнитопровод, который служит для уменьшения магнитного сопротивления потоку и подведения его к тому месту пространства, где поток используется.

Магнитные системы по роду тока делятся на системы: - постоянного и переменного тока. По способу действия: притягивающие; удерживающие.

Электромагниты Магнит – это источник магнитного поля чаще всего в виде намагниченного ферромагнетика. Электромагнит – это ферромагнитный сердечник из магнитомягкого материала с обмоткой, обтекаемой током.

Электромагниты переменного тока Расчет электромагнитной системы при переменном токе отличается от расчета магнитной системы постоянного тока в следующем.

Способы устранения вибрации якоря Как видно из формулы Qт и рисунке в некоторые моменты времени тяговые усилия Qт обращается в нуль.

Электромагнитные муфты Передачу вращающего момента с ведущего, входного вала на соостный ведомый вал осуществляется с помощью муфт.

Электромагниты порошковые муфты (ЭПМ) Исполнительный орган в таких муфтах – ферромагнитный порошок, заполняющий зазор в электромагнитной системе между ведущей и ведомой ее частями.

Гистерезисные муфты Возможны два варианта исполнения таких муфт: в первом – магнитное поле индуктора создается обмоткой; во втором – постоянным магнитами.

Электромагнитные муфты управления

Контакторы переменного тока Применяются для управления асинхронным электродвигателем с к.з. ротором, для выведения пусковых резисторов, включения трехфазных трансформаторов нагревательных устройств, тормозных электромагнитов и других электротехнических устройств.

Контактор серии МК Работает как в силовых цепях, так и в цепях управления постоянного и переменного тока при U= = 440 В, при U~ = 660 В при частоте 50 и 60 Гц. Имеет П-образный сердечник, шихтованный. Постоянный магнит до 160 А, Uкатушки = 24-220 В. Это комбинированный контактор с тиристорной приставкой.

Назначение, область применения и основные технические данные контакторов

Электродинамические усилия в электрических аппаратах При взаимодействии токов к.з. с магнитным полем других токоведущих частей аппарата создаются электродинамические усилия (ЭДУ). Эти усилия стремятся деформировать как проводники токоведущих частей, так и изоляторы, на которых они крепятся. При номинальных токах эти усилия малы и ими можно пренебречь.

Методы расчета ЭДУ Для расчета ЭДУ используются два метода. Закон Био-Савара-Лапласа – где ЭДУ определяется как результат взаимодействия проводника с током и магнитного поля по правилу Ампера. Этот метод целесообразно применять в тех случаях, когда рассматриваемый токоведущий контур состоит из проводников более или менее простой по конфигурации.

Электрические аппараты непосредственного воздействия Коммутационная аппаратура – устройства, предназначенные для включения, отключения и переключения электрических цепей – бывает ручного, дистанционного и автоматического управления.

Переключатели Рубильник – простейший аппарат, осуществляющий видимый на глаз разрыв электрической цепи.

Аппараты для коммутации цепей управления Коммутация цепей управления – более частая операция, чем коммутация силовых цепей. Для всех этих операций используют включатели и переключатели различных исполнений, расположенные на панелях, постах, пультах управления. Это одно- и многоцепные аппараты с двумя и более положениями.

Тепловые процессы в электрических аппаратах Источники теплоты в ЭА ЭА являются сложными электротехническими устройствами, содержащими много элементов, один из которых являются проводниками электрических токов, другие – проводниками магнитных потоков, а третьи служат для электрической изоляции. Часть элементов может перемещаться в пространстве, передавая усилия другим узлам и блокам.

Конвекция – распространение теплоты при перемещении объемов жидкостей или газов в пространстве из областей с одной температурой в области с другой температурой. Различают естественную и вынужденную конвекцию. При естественной конвекции движение происходит за счет выталкивающих (Архимедовых) сил, возникающих из-за различных плотностей холодных и горячих частиц жидкости или газа.

Нагрев при кратковременном режиме работы Такой режим характеризуется тем, что при включении температуры его не достигает установившегося значения. После кратковременного нагрева аппарат отключается и его температура падает до значения температуры окружающей среды.

Предохранители и автоматические выключатели Предохранители – это электроаппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от аварийных токовых перегрузок и токов к.з. в силовых цепях и цепях сигнализации, управления и защиты.

Нагрев плавкой вставки при к.з. Если ток, проходящий через вставку, в 3-4 раза больше номинального, то практически процесс нагрева идет адиабатически, т.е. все тепло, выделяемое плавной вставкой, идет на ее нагрев.

Предохранители с мелкозернистым наполнителем ПН-2 Эти предохранители более совершены, чем ПР-2. Корпус квадратного сечения изготовляется из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки и наполнитель – кварцевый песок. Плавкие вставки привариваются к диску, который крепится к пластинам, связанным с ножевыми контактами. Пластины крепятся к корпусу винтами.

Блок предохранитель-выключатель (БПВ). Для уменьшения габаритных размеров выпускают БПВ обеспечивающие отключение номинальных токов – защиту цепей от токовых перегрузок и к.з.

Выбор предохранителей по условию селективности Между источником энергии и потребителем обычно устанавливается несколько предохранителей, которые должны отключать поврежденные участки по возможности селективно.

Магнитные пускатели представляют собой специализированные комплексные электрические аппараты переменного тока, предназначенные для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутыми роторами.

Конструкции тепловых реле Современные магнитные пускатели и контакторы комплектуются с однофазными тепловыми реле типа ТРП, имеющим комбинированную систему нагрева, плавную регулировку (ручную) тока срабатывания в пределах 25 % номинального тока уставки. Эта регулировка осуществляется ручкой, меняющей первоначальную деформацию биметаллической пластины. Возврат реле в исходное положение после срабатывания производится кнопкой. Возможно исполнение реле с самовозвратом после остывания биметалла. Высокая температура срабатывания (выше 2000С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды. Уставка меняется на 5 % при изменении температуры окружающей среды на 100С.

Пускатели полупроводниковые Типы ПБР и ПБН (реверсивный и нереверсивный)

Магнитные бесконтактные элементы электрических аппаратов

Магнитный усилитель Управляемый дроссель – катушка индуктивности с магнитопроводом. Характеризуется переменным индуктивным сопротивлением, обусловленным подмагничиванием ферромагнитного сердечника постоянным током. Ток в рабочей обмотке дросселя можно изменять по величине путем изменения магнитной проницаемости магнитопровода, подвергая его одновременному воздействию переменной и постоянной м.д.с.

Измерительный трансформатор постоянного напряжения Обратные связи в ДМУ Для выбора рабочей точки магнитного усилителя применяют обмотки смещения, которые позволяют выбрать начальную рабочую точку в любом месте характеристики управления МУ.

Магнитные усилители с самонасыщением (МУС) Дроссельный магнитный усилитель в сочетании с внутренней положительной обратной связью по току – представляет собой МУС.

Бесконтактные магнитные реле на основе МУС Бесконтактное магнитное реле (БМР) представляют собой управляемый дроссель с внутренней положительной связью по току нагрузки в сочетании с обмоткой смещения и жесткой положительной обратной связи по напряжению нагрузки с сердечником с высокой прямоугольной петлей гистерезиса. Такие реле сохраняют включенное или отключенное состояние при кратковременном исчезновении питающего напряжения.

Cопромат, физика, электроника лабораторные работы. Математика решение задач