Меню

Защита электропривода от токов кз

Защиты в электроприводе

Защитой называют аппарат или узел схемы, который отклю­чает электропривод после возникновения в нем каких-либо ава­рийных режимов. Опишем работу некоторых из наиболее часто применяемых в системах электропривода защит.

Максимально-токовая защита главных цепей в схемах управления двигателями постоянного и переменного тока служит для отключения от сети главной цепи при появлении в ней токов короткого замыкания или ненормально больших токов, а также при длительных перегрузках.

Основными причинами появления токов короткого замыкания и опасно больших токов могут быть повреждение изоляции дви­гателя или подводящих проводов, выход из строя аппаратов на станции управления или пусковых резисторов, механическая пе­регрузка двигателя ненормально большим статическим момен­том.

Для осуществления максимально-токовой защиты применя­ют:

— автоматические воздушные выключатели (автоматы) с электромагнитными или комбинированными (тепловыми и элек­тромагнитными) расцепителями;

— электромагнитные токовые реле (с воздействием на ли­нейный контактор);

Автоматы устанавливаются для защиты от коротких замыка­ний на ответвлении к одному или к группе двигателей.

Предохранители применяют главным образом для защиты от токов короткого замыкания в схемах управления мелкими двига­телями. В электроприводах средней и большой мощности при­менять предохранители избегают, что связано как с неудобства-

Электроприводы с релейно-контакторными

ми обслуживания из-за необходимости менять плавкие вставки, так и опасностью применения некалиброванных плавких вставок. В статорных цепях асинхронных двигателей применение предо­хранителей влечет за собой опасность работы двигателя на двух фазах при перегорании одного из предохранителей. Использова­ние предохранителей оправдано для неответственных потреби­телей (бытовая техника) или в тех случаях, когда по своим вре­менным характеристикам автомат не может обезопасить защи­щаемый аппарат (например, быстродействующие предохраните­ли в цепях вентилей тиристорных агрегатов).

Максимальные токовые реле обычно выполняются с воздей­ствием на реле напряжения, при отключении которого отключа­ется и линейный контактор. Они отключают токи перегрузки, а их уставка срабатывания выбирается на 10% больше допустимого тока перегрузки. В электроприводах повторно-кратковременного режима эти реле выполняются с самовозвратом, что позволяет оператору после срабатывания этой защиты вновь пускать дви­гатель без вызова электрика. Воздействие максимального токо­вого реле непосредственно на линейный контактор с целью от­ключения токов короткого замыкания встречается реже и приме­няется в относительно простых схемах (нереверсивные магнит­ные пускатели асинхронных двигателей малой мощности).

Защиты в электроприводе

Защиты в электроприводе

Нулевая защита (защита минимального напряжения) от­ключает главную цепь при исчезновении (или снижении ниже до­пустимого уровня) напряжения так, что она после восстановле­ния напряжения самопроизвольно включиться не может. Для большинства технологических механизмов самозапуск электро­привода недопустим, поэтому они имеют такую защиту. Сказан­ное особенно актуально для подъемно-транспортных механиз­мов (подъемных кранов), где отсутствие или неисправное со­стояние такой защиты опасно для обслуживающего персонала

Работу нулевой защиты иллюстрирует схема (рис. 1.8 а). В исходном состоянии схемы реле FV включается через верхнюю цепочку командоаппарата. которая замкнута при нулевом поло­жении ручки этого аппарата. В дальнейшем реле FV самоблоки- руется своим нормально открытым контактом, через который происходит питание также катушек силовых контакторов направ

ления КМ1 и КМ2- Если при вращении привода вперед или на­зад. когда ручка командоаппарата SМ стоит в положении В или Н, произойдет исчезновение напряжения, то реле FV отпадет, а запитать цепи катушек КМ1 и КМ2 после восстановления напря­жения не удастся до тех пор, пока ручку командоаппарата не по­ставят в нулевое положение (т. е. включат реле FV).

Минимально-токовая защита (защита от потери возбуж­дения) двигателей постоянного тока (рис. 1.8 б) осуществляется реле нулевого тока KF, катушка которого включается в цепь об­мотки LM возбуждения двигателя, а контакт этого реле включает­ся з цепь катушки реле напряжения FV нулевой защиты электро­привода. При обрыве цепи возбуждения двигателя реле KF от­ключает реле напряжения FV, а оно — контакторы силовой цепи двигателя.

Для защиты крупных электродвигателей от чрезмерного по — зышения скорости применяют также центробежные реле скорости, которые дополняют действие нулевой токовой защи­ты.

Защита обмотки возбуждения двигателя от перена­пряжений, возникающих при ее отключении, обеспечивается разрядным резистором Rp (рис. 1.8 б). Диод VD обеспечивает протекание по резистору только разрядного тока, что уменьшает потребление тока из сети. Сопротивление разрядного резистора зыбирают с учетом допустимых перенапряжений, определяемых классом изоляции, и достигающих нескольких сотен вольт.

Конечная защита реверсивных механизмов выполняется с помощью конечных (путевых) выключателей (рис. 1.8 в). Здесь приведен вариант схемы с двумя конечными выключателями SQ1 и SQ2 для ограничения хода механизма (например, тележки мостового крана) в направлении вперед и назад. С учетом выбе­га электропривода при торможении флажок конечного выключа­теля устанавливается на определенном расстоянии от конечного положения механизма.

Оптимальные кривые переходных процессов разгона и торможения электропривода

Проектируя систему электропривода, инженер всегда заинте­ресован в наибольшей производительности электрифицируемого механизма. Но возможности электропривода и, в первую оче­редь, двигателя ограничены. Так, в двигателе постоянного тока независимого возбуждения приходится учитывать следующие ог­раничения:

— ограничение по максимально допустимому из условий коммутации току якоря

— ограничение по максимально допустимой скорости

Источник

Схемы защиты от токов короткого замыкания

На судах в качестве защитных устройств от токов короткого замыкания применяют:

2. автоматические выключатели;

3. реле максимального тока.

Все эти устройства действуют мгновенно.

Например, собственное время срабатывания автоматических выключателей в сред-

нем 0,03 с, реле максимального тока — 0,015 с, предохранителей — сотые доли секунды, причем время сгорания плавкой вставки тем меньше, чем больше ток короткого замыкания.

Рис. 111. Схемы защитных устройств от токов короткого замыкания: а — с предохра нителями; б — с автоматическим выключателем; в — с реле максимального тока

15. Прочитать и объяснить работу схем защит по снижению напряжения: а, б – нулевая; в – минимальная;

Схемы защит по снижению напряжения

Минимальная защита

Вначале, как более простую, рассмотрим минимальную защиту, которая применяет

ся только в рулевых электропривода ( рис. 109, в ).

Рис. 109. Защиты по снижению напряжения: а, б – нулевая; в – минимальная.

Катушка контактора КМ питается от линейных проводов В и С. При номинальном напряжении сети контактор включен, через его главные контакты КМ1…КМ3 подается питание на обмотку статора двигателя М.

При снижении напряжения до недопустимого ( обычно до 60% номинального ) якорь контактора отпадает, контакты КМ1…КМ3 размыкаются, двигатель отключается от сети.

При восстановлении напряжения до номинального ток в катушке КМ становится номинальным, контактор включается, происходит повторный пуск двигателя.

Таким образом, данная схема обеспечивает автоматическое повторное включе-

ние электродвигателя после восстановления напряжения.

16. Прочитать и объяснить работу структурных схем управления судном: а – с использованием РЭМ-привода; б — с использованием РЭГ-привода;

Угловое перемещение руля, не­обходимое для поворота судна, осуществляет-

ся с помощью силового электропривода.

Электроприводом производится перекладка руля, его остановка, реверсирование, регулирование скорости и т. д. В состав рулевого электропривода входит исполнительный электродвигатель ИД, передаточный механизм (рулевая машина) РМ, система управле­ния рулем , система контроля ( 10.2 ).

Рис. 10.2. Структурные схемы управления судном:

а – с использованием РЭМ-привода; б — с использованием РЭГ-привода;

I – ручное управление; II – автоматическое управление; III – управляющая программа; IV – изготовка; С – судно; Р – руль; ПУ – пост управления рулем; У —

усилитель; ИД – исполнительный двигатель; ИМ – исполнительный механизм

( насоса в электрогидравлических рулевых машинах ); Н – насос переменной или постоянной производительности ( в электрогидравлических рулевых машинах); РМ – рулевая машина; СРУ – счетно-решающее устройство ( навигационный комплекс ); А – аксиометр ( рулевой указатель ); К – репитер гирокомпаса ( сельсин-приемник гирокомпаса )

На рис. 10.2 показана общая структурная схема управления судном, где выходными звеньями являются руль Р и судно С.

17. Прочитать и объяснить работу схем управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного ( а ) и двух ( б ) постов управления;

Схема управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного и двух постов управ

ления приведена на рис. 103.

Рис. 103. Схема управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного ( а ) и двух ( б ) постов управления

Схема управления 3-фазным асинхронным двигателем с одного поста управления

Схема ( рис. 103, а ) предусматривает пуск и остановку двигателя при помощи кно

Почного поста, состоящего из кнопок «Пуск» и «Стоп». Эта схема применяется для управления наиболее простых судовых электроприводов – насосов, вентиляторов, шлюпочных и траповых лебедок и т.п.

Элементы схемы

1. А, В, С – линейные провода;

Читайте также:  Кто основал переменный ток

2. КМ1…КМ3 – главные контакты линейного контактора КМ;

3. М – обмотка статора 3-фазного асинхронного двигателя

1. SB1 – контакты кнопки «Пуск»;

2. SB2 – контакты кнопки «Стоп»;

3. КМ4 – вспомогательный контакт контактора КМ.

18. Прочитать и объяснить работу структурной схемы авторулевого;

Отклонение судна от заданного курса воспринимается гирокомпасом ГК (рис. 10.32 ), который через датчик повернет ротор сельсина-приемника курса СП.

Последний через необратимую передачу НП поворачивает вал механического дифференциала МД. На второй вал механического дифференциала от штурвала подает-

ся заданное значение курса α . На выходном (третьем) валу МД получается разность между заданным и истинным значениями курса, которая характеризуется углом откло-

нения отзаданного курса α.

Рис. 10.32. Структурная схема авторулевого

19. Прочитать и объяснить работу обобщенной разомкнутой системы ручного управления РЭГ-приводом;

Изменение направления подачи масла от насоса на рулевую машину, необходимое для перекладки руля, производится специальным управляющим устройством – сервомеханизмом.

В РЭГ-приводах с насосами постоянной подачи оконеч­ный каскад сервомеханизма представляет собой дросселирующий золот­ник, посредством которого насос связывается с рулевой машиной. Уп­равление золотником осуществляется магнитным (соленоид) или ма­шинным серводвигателем, который воздействует на золотник непосред­ственно или через промежуточный гидроусилитель.

В приводах с насосами переменной подачи сервомеханизм включает в себя электрический двигатель — серводвигатель, связанный через кинематическую передачу с манипулятором насоса.

Весьма часто в со­став управляющей кинематики включают гидроусилитель, что сущест­венно снижает мощность электрического серводвигателя.

Напомним, что при простом управления в качестве органов управления используют кнопки «Лево руля», «право руля» или рычаг управления ( «джостик» ).

Руль перекладывается все то время, пока нажата одна из кнопок или рычаг вы

веден из нейтрального положения. Перекладка пре­кращается, если отпустить кнопку или вернуть рукоятку поста в исходное — нулевое по­ложение.

Об угловом состоянии руля в каждый момент времени судят по рулевому указателю — аксиометру.

Обобщенная разомкнутая схема ручного управления рулем по времени показана на рис. 10.17.

Здесь представлены: РМ — рулевая ма­шина; Н — насос переменной подачи (ГЗ — гидрозолотник в системе управления с насосом нерегулируемой подачи); ГУ – гидроусили

тель; СР — серводвигатель; У — электрический усилитель.

Рис. 10.17. Обобщенная разомкнутая система ручного управления РЭГ-приводом

20. Прочитать и объяснить работу структурной схемы следящего управления РЭГ-приводом с механической обратной связью;

Изменение направления подачи масла от насоса на рулевую машину, необходимое для перекладки руля, производится специальным управляющим устройством – сервомеханизмом.

В РЭГ-приводах с насосами постоянной подачи оконеч­ный каскад сервомеханизма представляет собой дросселирующий золот­ник, посредством которого насос связывается с рулевой машиной. Уп­равление золотником осуществляется магнитным (соленоид) или ма­шинным серводвигателем, который воздействует на золотник непосред­ственно или через промежуточный гидроусилитель.

В приводах с насосами переменной подачи сервомеханизм включает в себя электрический двигатель — серводвигатель, связанный через кинематическую передачу с манипулятором насоса.

Весьма часто в со­став управляющей кинематики включают гидроусилитель, что сущест­венно снижает мощность электрического серводвигателя.

Напомним, что при следящем управления в качестве органа управления используют штурвал поста управления в рулевой рубке.

При повороте штурвала на определенный угол в необходимую сторону ( влево или вправо относительно нулевого положения ) перо руля повернется на такой же ( или пропорциональный ) угол и автоматически остановится.

Иначе говоря, перо руля повторяет поворот штурвала, как бы следит за движением штурвала, отсюда название – следящее управление.

При этом угол поворота пера руля тем больше, чем больше угловое расстояние ( угловой путь ) , описанное штурвалом, отсюда второе название – управление по пути.

Из сказанного следует, что у каждому положению штурвала после отработки соответствует определен­ное положение руля.

Таким образом, следящее управление является полуавтоматическим – на первом этапе управления участвует человек ( поворачивает вручную штурвал ), на втором этапе используются элементы автоматики ( сельсин-датчик руля в румпельном отделении ), обеспечивающие автоматическую ( без участия человека ) остановку руля.

Аксиометр является средством дополнительного контроля положения руля.

Система следящего управления может быть создана путем замыкания входа и выхода разомкнутой системы (рис. 10.16 ) через соответству­ющие преобразующие устройства.

Внутри следящего контура оказываются последовательно включенными два интегрирующих звена СР и РМ. Такие системы являются структурно неустойчивыми. Для прида­ния устойчивости одно из интегрирующих звеньев должно быть охва­чено жесткой обратной связью.

Широко распространены схемы (рис. 10.18 ), где обратной связью ох­вачены два звена: рулевая машина РМ и насос регулируемой подачи.

Рис. 10.18. Структурная схема следящего управления РЭГ-приводом с механической обратной связью

21. Прочитать и объяснить работу функциональной схемы электропривода подруливающего устройства с ВРШ;

К основным деталям устройства относятся ( рис. 10.34 ):

Рис. 10.34. Функциональная схема электропривода подруливающего устрой-

ЛПШ – линейный преобразователь шага, для преобразования угла поворота лопастей винта в пропорциональное напряжение ;

ДНШ – датчик нулевого шага, представляет собой конечный выключатель, контакты которого замкнуты только при нулевом шаге лопастей винта;

М – приводной электродвигатель винта, для вращения винта;

ПП – переключатель постов управления;

ПУ1- пост управления на крыле левого борта;

ПУ2 – то же, в рулевой рубке;

ПУ3- то же, на крыле левого борта;

ПУ0 – то же, в ЦПУ;

РУ – распределительное устройство ( щит электропитания );

РШ – регулятор шага винта, для выработки напряжения, ;

ЭГП – электрогидравлический преобразователь;

РЗ – распределительный золотник;

1 – рычаг, для передачи информации о положении лопастей в ЛПШ и ДНШ;

2 – сервомотор, для создания усилия, поворачивающего лопасти винта;

3 – шток сервомотора, для передачи усилия от поршня сервомотора 2 к кондуктору 5;

4 – коническая зубчатая передача, для передачи вращающего момента электродвигателя на ступицу винта ( т.е. для вращения винта );

5 – кондуктор, устройство для непосредственного разворота лопастей винта.

22. Прочитать и объяснить нагрузочные диаграммы электропривода брашпиля при подъеме одного ( а ) и двух ( б ) якорей;

Нагрузочной диаграммой электропривода называют зависимость мощности, тока или момента электродвигателя от времени. Нагрузочная диаграмма электропривода брашпиля – это зависимость момента на валу электродвигателя от времени ( рис. 12.4 ). Рассмотрим нагрузочные диаграммы электропривода брашпиля при подъеме 1-го якоря с полной расчётной глубины стоянки ( рис. 12.5,а ) и 2-х якорей с половинной расчётной глубины ( рис. 12.5, б ).

Режим подъёма одного якоря.

При стоянке судна на якоре один конец якорной цепи с якорем лежит на грунте, а

второй проходит через клюз и якорную звёздочку в цепной ящик. Провисающая в воде часть цепи “а” находится под действием внешних сил, действующих на судно: силы ветра F и силы течения воды Fт. Чем больше эти силы, тем сильнее натянута якорная цепь.

Увеличение натяжения цепи вызывает подъём части цепи с грунта, при этом увеличивается длина её провисающей части. Процесс снятия судна с якоря делится на 4 стадии ( рис. 12.4 ).

Рис.12.4. Процесс снятия судна с якоря

В стадии 1 брашпиль выбирает цепь, втягивая её звенья в клюз. При этом судно

под действием усилия в цепи, созданного работой электродвигателя брашпиля, движется с небольшой скоростью к месту залегания якоря. Количество звеньев, втягиваемых в клюз, равно количеству звеньев, поднятых с грунта, поэтому форма провисающей части цепи «б» не изменяется. Значит, сила натяжения цепи у входа в клюз и момент М на валу электродвигателя на этой стадии не изменяются ( рис. 12.5, а ).

Стадия 1 заканчивается, когда с грунта будет поднято последнее свободно лежащее звено цепи. На этой стадии скорость выбирания якоря увеличивается, как правило, от 9 до 12 м / мин.

Рис. 12.5. Нагрузочные диаграммы электропривода брашпиля при подъеме одного ( а ) и двух ( б ) якорей

23. Прочитать и объяснить нагрузочную диаграмму электропривода при работе одной лебедки;

Электроприводы ГПМ работают в повторно-кратковременном режиме, который в

соответствии с международной классификацией обозначается S3.

Этот режим характеризуется частыми пусками и остановками электродвигателя ГПМ. В общем виде цикл работы грузовой лебедки состоит из следующих 8 операций:

1. подъем груза; 2. перенос груза в горизонталь­ной плоскости; 3. опускание груза;

4. расстропка груза; 5. подъем холосто­го гака; 6. обратное перемещение гака в горизонтальной плоскости; 7. опускание холостого гака; 8. застропка груза.

Грузовые операции могут осуществляться одной лебедкой, двумя лебедками или грузо­вым краном.

Для обоснованного выбора режима эксплуатации ЭП, а также для выбора ЭД по мощности необходимо прежде всего знать, как изменяется нагрузка на валу ЭД во вре-

Читайте также:  Передача электрического тока по воздуху

мени. С этой целью используют нагрузочные диаграммы, представляющие собой зависимость момента на валу двигателя от времени, т.е. М ( t ).

Источник

АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

date image2020-05-12
views image322

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Изучить назначение, область применения аппаратов защиты. Изучить принцип действия аппаратов защиты.

2. ПРОГРАММА РАБОТЫ И УКАЗАНИЯ К ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ

Данная работа выполняется без включения лабораторных стендов. Аппараты изучается о помощью настоящих методических указаний, макетов, стендов, плакатов.

3. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Номер работы, название работы.

3. Рисунки аппаратов, краткие описания, поясняющие принцип их действия, область применения.

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите основные аппараты защиты электропривода.

2. Как осуществляется выбор плавкой вставки предохранителей?

3. Какие типы предохранителей применяются для защиты электрических цепей?

4. Для чего предназначены автоматические выключатели?

5. Объясните принцип действия автоматического выключателя.

6. Какие защиты осуществляет автоматический выключатель?

7. Что такое нулевая защита и как она осуществляется?

8. Что такое тепловая защита и как она осуществляется?

9. Объясните принцип действия электротеплового реле.

5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Для обеспечения надёжной работы электропривода и технологического оборудования в схемах управления предусматривается специальные защитные аппараты.

При работе электропривода может произойти замыкание электрических цепей между собой или на землю (корпус). Для защиты электрооборудования и питающей сети от появляющихся в этих случаях недопустимо больших токов предусматриваются различные защиты, которые реализуются различными средствами.

Основными элементами являются плавкая вставка и дугогасительное устройство.

Выбор плавкой вставки предохранителей производится по току, который рассчитывается таким образом, чтобы при пуске двигателей она не перегорала от пускового тока двигателя. Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при времени пуска до 5 с

а при времени пуска большем 5 с,

Для асинхронных двигателей с фазным ротором и двигателей. постоянного тока ток плавкой вставки рассчитывается по отношению к номинальному току, так как эти двигатели пускаются с помощью пусковых реостатов, ограничивающих пусковые токи

Для защиты цепей управления ток плавкой вставки выбирается из условия

где Iå — суммарный ток катушек максимального количества одновременно включенных аппаратов в схеме управления.

Для защиты электрических цепей электрооборудования при напряжении до 1000 В применяют следующие типы предохранителей: ПР2 — трубчатые без наполнителя; ПН2 — трубчатые с закрытым разборным патроном и наполнителем; НПН — с закрытым неразборным патроном и заполнением кварцевым песком; ПНБ-5 — быстродействующие; ППЗ1 — с высокой разрывной способностью; ПРС — резьбовые. Плавкие вставки этих предохранителей калибруются на токи от 6 до 1000 А.

Автоматические выключатели (автоматы) — комплексные многоцелевые аппараты, обеспечивающие как ручное включение и отключение двигателей, так и их защиту от сверхтоков и перегрузок. Автомат имеет контактную систему, замыкание и размыкание которой осуществляется вручную с помощью кнопок или рукоятки; максимальное токовое реле; тепловое токовое реле (рис.1). Когда рукоятка 8, укрепленная на рычаге 5, повернута вокруг оси А в положение «Включено», растянутая пружина 6 удерживает рычаги 4 и 10 в положении, указанном на рис.1.При этом рычаг 4 через шарнир С давит на планку 3, скрепленную с замыкающей пластиной 1 и удерживает ее во включенном положении. Ток нагрузки при этом протекает через контакты 2 автомата, замкнутые пластиной Т, нагреватель теплового реле 14, катушку 13 реле максимального тока.

Если рукоятку 8 повернуть в положение «Отключено», то под действием растянутой пружины 6 шарнир В переместится вниз, а рычаги 4 и 10 повернутся вокруг шарниров С и Е. Рабочие контакты 2 размыкаются. При этом размыкание и замыкание контактов происходит почти мгновенно за счет действия растянутой пружины 6 и не зависит от скорости поворота рукоятки 8.

Отключение автомата происходит и при перегрузке цепи, когда ток в ней больше номинального. Ток, протекающий через нагреватель 14, вызывает нагрев биметаллической пластины 15, которая поворачивается вправо. При этом валик 12поворачивается и защелка 11, прижатая пружиной к выступу валика, освобождает скобу 7, поворачивающуюся вокруг оси 9. Скоба и шарнир Е смещаются вправо. Под действием пружины 6 шарнир В смещается вверх и контакты размыкаются (замыкающая пластина уходит вправо).

При коротком замыкании, когда ток цепи многократно превышает номинальный, автомат также отключается. Ток, протекающий через катушку 13 максимального реле, втягивает сердечник 16, который давит на валик 12, поворачивает его и в итоге контакты цепи 2, из-за ухода замыкающей пластины 1, вправо, размыкаются.

Применяемые автоматы различаются между собой количеством контактов (полюсов), уровнями номинального тока и напряжения, набором и исполнением реализуемых защит, отключающей способностью, временем отключения. Диапазон их номинальных токов составляет 10 — 1000 А, время отключения различных автоматов находится в пределах от 0,02 до 0,7 с.

Электротепловое реле основано на использовании биметаллической пластины, состоящей из двух соединенных сваркой пластин с разными температурными коэффициентами расширения. Если нагревать такую пластину, то она изогнется в сторону материала с меньшим коэффициентом расширения.

Кинематическая схема теплового реле показана на рисунке 2. Ток защищаемого электродвигателя проходит через нагревательный элемент 1, около которого расположена биметаллическая пластина, сваренная из полос 2 и 3. До тех пор пока ток не превышает допустимого значения, механизм реле остается в положении, при котором контакты 6 замкнуты пластиной 8. При протекании через нагревательный элемент тока, превышающего допустимый, происходит нагревание биме­таллической пластины. При этом полоса 3 расширяется больше полосы 2, поэтому под действием нагрева биметаллическая пластина будет изгибаться вправо. Рычаг 4, находящийся под : действием пружины 5, соскочит с отходящего вправо конца биметаллической пластины и повернется против часовой стрелки. Контакты 6 разомкнутся и отключат двигатель от сети.

После остывания биметаллической пластины рычаг 4 может быть возвращен в прежнее положение путем нажатия кнопки возврата 7. Реле, после этого вновь готово к действию.

Нагревательные элементы тепловых реле включаются в две фазы трехфазных двигателей. Для защиты двигателей постоянного тока нагревательные элементы реле включаются в один или два полюса цепи их питания. Размыкающие контакты 6 включаются в цепи управления контакторов магнитных пускателей.

При значительном снижении напряжения сети или его исчезновении эта защита обеспечивает отключение двигателей и предотвращает самопроизвольное их включение (самопуск) после восстановления напряжения.

В тех, случаях, когда двигатели управляются магнитными пускателями, нулевая защита осуществляется самими этими аппаратами без применения дополнительных средств. Так как, если исчезло или сильно понизилось напряжение сети, то катушка линейного контактора КМ потеряет питание и он отключает двигатель от сети. При восстановлении напряжения включение двигателя может быть произведено только после нажатия на кнопку «Пуск»-.

При управлении от командоконтроллера или ключа с фиксированным положением рукояток нулевая защита осуществляется с помощью дополнительного реле напряжения.

ТЕСТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Электромагнитные устройства, электрические машины, основы электропривода и электроснабжения

Трансформаторы

1. Двухобмоточный трансформатор указан на рисунке стрелкой

2.Трехфазный трансформатор «звезда-звезда» указан на рисунке стрелкой

3. Трехфазный трансформатор «звезда-треугольник» указан на рисунке стрелкой

4. Автотрансформатор указан на рисунке стрелкой …

5. Дроссель указан на рисунке стрелкой …

6.Опыту холостого хода соответствует схема…

7. Опыту короткого замыкания соответствует схема…

8. Опыту номинального напряжения нагрузки соответствует схема…

9. Опыту номинального тока нагрузки соответствует схема…

10. Магнитопровод трансформатора выполняется из электротехнической стали с целью

1) увеличения тока холостого хода

2) увеличения коэффициента магнитной связи между обмотками

3) удобства сборки трансформатора

4) увеличения индуктивного сопротивления обмоток, обусловленных потоками рассеяния

11. Магнитопровод трансформатора собирается из отдельных тонких изолированных друг от друга листов с целью

1) уменьшения потерь на гистерезис

2) удобства сборки трансформатора

3) уменьшения потерь в меди

4) уменьшения потерь на вихревые токи

12. Показание амперметра при уменьшении числа витков первичной обмотки трансформатора путем перевода переключателя П из положения а в положение б

13. Показания ваттметра при уменьшении числа витков первичной обмотки трансформатора путем перевода переключателя П из положения а в положение б

14. Показание амперметра, при уменьшении числа витков первичной обмотки трансформатора путем перевода переключателя П из положения а в положение б

15. Показание вольтметра при уменьшении числа витков первичной обмотки трансформатора путем перевода переключателя П из положения а в положение б

16. Потери в стали сердечника при уменьшении толщины листов магнитопровода трансформатора и неизменной активной части его сечения

17. Потери в стали сердечника трансформатора определяют в режиме

1) холостого хода

2) короткого замыкания

Читайте также:  В катушке с постоянной индуктивностью сила тока

3) работы под нагрузкой

18. Потери в меди трансформатора определяют в режиме

1) холостого хода

2) короткого замыкания

3) работы под нагрузкой

19. Коэффициент трансформации – К двухобмоточного трансформатора с числом витков первичной – W1 и вторичной – W2 обмоток

20. Коэффициент полезного действия трансформатора, у которого мощность выделяемая на нагрузке , потери в стальном сердечнике , потери в обмотках трансформатора

21. При увеличении тока нагрузки трансформатора в полтора раза магнитный поток .

1) Увеличится в полтора раза

2) Увеличится в три раза

3) Уменьшится в полтора раза

22. Отношение напряжений на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора равно .

1) Отношению числа витков обмоток

2)Приближенно отношению чисел витков обмоток

3) Отношению мощностей на входе и выходе трансформатора

4) Отношению частот тока на входе и выходе трансформатора

23. Уменьшение вторичного напряжения трансформатора при увеличении его нагрузки происходит .

1) Из-за увеличения мощности нагрузки

2) Из-за увеличения падения напряжения на первичной обмотке

3) Из-за увеличения падения напряжения на вторичной обмотки

4) Из-за увеличения коэффициента мощности

24. Для чего сердечник трансформатора набирают из отдельных пластин?

1) для уменьшения воздушного зазора

2) для снижения затрат на изготовление

3) для снижения потерь на вихревые токи

4) для лучшего охлаждения

25. Известны ЭДС первичной и вторичной обмоток трансформатора: Е1= 10 В, Е2 = 130 В; число витков первичной обмотки W1 = 20.

Определить число витков вторичной обмотки

1) 2 2) 130 3) 260 4) 200

26. Зависимость потерь мощности в обмотках трансформатора от коэффициента нагрузки указаны стрелкой …

27. Зависимость потерь мощности в сердечнике трансформатора от коэффициента нагрузки …

28. Зависимость коэффициента полезного действия от коэффициента нагрузки указана на рисунке стрелкой

29. Внешняя характеристика трансформатора при активном характере нагрузки указана цифрой …

30. Внешняя характеристика трансформатора при индуктивном характере нагрузки указана цифрой …

31. Внешняя характеристика трансформатора при ёмкостной нагрузке указана цифрой …

32. Схема замещения работы трансформатора в режиме короткого замыкания изображена на рисунке …

33. Эквивалентная Т — образная схема замещения трансформатора представлена на рисунке …

34.Эквивалентная Г – образная схема замещения трансформатора представлена на рисунке …

Источник



Виды электрической защиты асинхронных электродвигателей

Двигатели трехфазного переменного тока напряжением до 500 в при мощностях от 0,05 до 350 – 400 кВт являются наиболее распространенным видом электродвигателей.

Надежная и бесперебойная работа электродвигателей обеспечивается в первую очередь надлежащим выбором их по номинальной мощности, режиму работы и форме исполнения. Не меньшее значение имеет также соблюдение необходимых требований и правил при составлении электрической схемы, выборе пускорегулирующей аппаратуры, проводов и кабелей, монтаже и эксплуатации электропривода.

Аварийные режимы работы электродвигателей

Даже для правильно спроектированных и эксплуатируемых электроприводов при их работе всегда остается вероятность появления режимов, аварийных или ненормальных для двигателя и другого электрооборудования.

К аварийным режимам относятся:

1. Короткие замыкания

Короткие замыкания являются наиболее опасными аварийными режимами в электроустановках. В большинстве случаев они возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции. Токи короткого замыкания иногда достигают величин, в десятки и сотни раз превосходящих значения токов нормального режима, а их тепловое воздействие и динамические усилия, которым подвергаются токоведущие части, могут привести к повреждению всей электроустановки;

2. тепловые перегрузки электродвигателя из-за прохождения по его обмоткам повышенных токов:

Тепловые перегрузки вызывают в первую очередь ускоренное старение и разрушение изоляции двигателя, что приводит к коротким замыканиям, т.е. к серьезной аварии и преждевременному выходу двигателя из строя.

Виды защиты асинхронных электродвигателей

Для того чтобы защитить электродвигатель от повреждений при нарушении нормальных условий работы, а также своевременно отключить неисправный двигатель от сети, предотвратив или ограничив тем самым развитие аварии, предусматриваются средства защиты.

Главным и наиболее действенным средством является электрическая защита двигателей, выполняемая в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).

В зависимости от характера возможных повреждений и ненормальных режимов работы различают несколько основных наиболее распространенных видов электрической защиты асинхронных двигателей.

Защита асинхронных электродвигателей от коротких замыканий

Защита от коротких замыканий отключает двигатель при появлении в его силовой (главной) цепи или в цепи управления токов короткого замыкания.

Аппараты, осуществляющие защиту от коротких замыканий (плавкие предохранители, электромагнитные реле, автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем), действуют практически мгновенно, т. е. без выдержки времени.

Защита асинхронных электродвигателей от перегрузки

Защита от перегрузки предохраняет двигатель от недопустимого перегрева, в частности и при сравнительно небольших по величине, но продолжительных тепловых перегрузках. Защита от перегрузки должна применяться только для электродвигателей тех рабочих механизмов, у которых возможны ненормальные увеличения нагрузки при нарушениях рабочего процесса.

Аппараты защиты от перегрузки (температурные и тепловые реле, электромагнитные реле, автоматические выключатели с тепловым расцепителем или с часовым механизмом) при возникновении перегрузки отключают двигатель с определенной выдержкой времени, тем большей, чем меньше перегрузка, а в ряде случаев, при значительных перегрузках, — и мгновенно.

Защита асинхронных электродвигателей от понижения или исчезновения напряжения

Защита от понижения или исчезновения напряжения (нулевая защита) выполняется с помощью одного или нескольких электромагнитных аппаратов, действует на отключение двигателя при перерыве питания или снижении напряжения сети ниже установленного значения и предохраняет двигатель от самопроизвольного включения после ликвидации перерыва питания или восстановления нормального напряжения сети.

Специальная защита асинхронных электродвигателей от работы на двух фазах предохраняет двигатель от перегрева, а также от «опрокидывания», т. е. остановки под током вследствие снижения момента, развиваемого двигателем, при обрыве в одной из фаз главной цепи. Защита действует на отключение двигателя.

В качестве аппаратов защиты применяются как тепловые, так и электромагнитные реле. В последнем случае защита может не иметь выдержки времени.

Другие виды электрической защиты асинхронных электродвигателей

Существуют и некоторые другие, реже встречающиеся виды защиты (от повышения напряжения, однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, увеличения скорости вращения привода и т. п.).

Электрические аппараты, применяемые для защиты электродвигателей

Аппараты электрической защиты могут осуществлять один или сразу несколько видов защит. Так, некоторые автоматические выключатели обеспечивают защиту от коротких замыканий и от перегрузки. Одни из аппаратов защиты, например плавкие предохранители, являются аппаратами однократного действия и требуют замены или перезарядки после каждого срабатывания, другие, такие как электромагнитные и тепловые реле, — аппараты многократного действия. Последние различаются по способу возврата в состояние готовности на аппараты с самовозвратом и с ручным возвратом.

Выбор вида электрической защиты асинхронных электродвигателей

Защита асинхронных электродвигателей от понижения или исчезновения напряженияВыбор того или иного вида защиты или нескольких одновременно производится в каждом конкретном слу­чае с учетом степени ответственности привода, его мощности, условий работы и порядка обслуживания (наличия или отсутствия постоянного обслуживающего персонала).

Большую пользу может принести анализ данных по аварийности электрооборудования в цехе, на строительной площадке, в мастерской и т. п., выявление наиболее часто повторяющихся нарушений нормальной работы двигателей и технологического обору­дования. Всегда следует стремиться к тому, чтобы защита была по возможности простой и надежной в эксплуатации.

Для каждого двигателя независимо от его мощности и напряжения должна быть предусмотрена защита от коротких замыканий. Здесь нужно иметь в виду следующие обстоятельства. С одной стороны, защиту нужно отстроить от пусковых и тормозных токов двигателя, которые могут в 5—10 раз превышать его номинальный ток. С другой стороны, в ряде случаев коротких замыканий, например при витковых замыканиях, замыканиях между фазами вблизи от нулевой точки статорной обмотки, замыканиях на корпус внутри двигателя и т. п., защита должна срабатывать при токах, меньших пускового тока.

Одновременное выполнение этих противоречивых требований с помощью простых и дешевых средств защиты представляет большие трудности. Поэтому система защиты низковольтных асинхронных двигателей строится при сознательном допущении, что при некоторых отмеченных выше повреждениях в двигателе последний отключается защитой не сразу, а лишь в процессе развития этих повреждений, после того как значительно возрастет ток, потребляемый двигателем из сети.

Одно из важнейших требований к устройствам защиты двигателей – четкое действие ее при аварийных и ненормальных режимах работы двигателей и вместе с тем недопустимость ложных срабатываний. Поэтому аппараты защиты должны быть правильно выбраны и тщательно отрегулированы.

Популярные товары

Источник