Лекция 1. Электрический аппарат презентация

Лекция 1. 1.Определение понятия “электрический аппарат”. 2. Назначение и классификация электронных и электрических аппаратов. 3.Требования, предъявляемые к электронным и электрическим аппаратам. 4.Условно-графическое обозначение основных типов аппаратов. 5.Примеры включения электрических и электронных аппаратов (Э и ЭА) в принципиальные электрические схемы сильноточных и слаботочных электрических цепей.

1. Определение. “Электрическими аппаратами” (ЭА) называются электротехнические устройства, предназначенные для управления потоками энергии и информации, режимами работы, контроля и защиты технических систем и их компонентов.


Из определения следует, что ЭА управляют потоками энергии любого вида (электрической, механической, тепловой и т.д.) и могут использовать для своего функционирования также энергию любого вида. Однако непременным условием отнесения аппарата к классу “электрических” необходимо соблюдение условия использования его для коммутации электрических цепей или использования электрической энергии для его функционирования.

обеспечения функционирования электротехнических устройств путем включения, регулирования режимов их работы и отключения при обеспечении требования безопасной эксплуатации и сохранения работоспособности устройств в пределах нормативных сроков.

Классификация электрических аппаратов
1. По функциональному назначению: коммутирующие;
регулирующие;
стабилизирующие;
компенсирующие;
ограничивающие;
контролирующие;
измерительные.
2. По принципу действия: непрерывного или дискретного (импульсного).
3. По конструктивному исполнению исполнительного органа: контактные;
бесконтактные;
гибридные.
4. По величине коммутируемого напряжения: низковольтные (до 1000 В ≈ тока и 1500 В = тока);
высоковольтные (свыше 1000 В ≈ тока и 1500 В = тока).
5. По величине коммутируемого тока: слаботочные (до 5 А) и сильноточные (свыше 5 А);
6. По типу привода: электромагнитный;
электродвигательный;
электропневматический;
пружинный;
грузовой;
мускульный.

см. ГОСТ 14254 – 80): IP00 – открытое исполнение, защита персонала от соприкосновения с токоведущими или подвижными частями отсутствует, инородные тела могут попадать внутрь аппарата; • • • IP20 – защищенное исполнение, оболочка предохраняет от случайного прикосновения к токоведущим или подвижным частям и от проникновения внутрь посторонних предметов (металлический щуп диаметром более 12 мм и длиной 80 мм или шарик того же диаметра); • • • IP23 – в дополнение к свойствам исполнения IP20 оболочка защищает от дождя, падающего под углом 60º к вертикали; • • • IP60 – пылезащитное исполнение, оболочка полностью препятствует попаданию пыли; • • • IP67 – герметичное исполнение, в дополнение к свойствам исполнения IP60 оболочка обеспечивает полную герметичность аппарата.

8. По особенностям исполнения и категории размещения:
- с умеренным климатом – У (N или 0); - с сухим и влажным тропическим
- с умеренным и холодным климатом – УХЛ (NF или 1); климатом – Т (Т или 4);
- с влажным тропическим климатом – ТВ (ТН или 2); - для всех макроклиматических
- с сухим тропическим климатом – ТС (ТА или 3); районов на суше, кроме района
с очень холодным климатом
(общеклиматическое исполнение) – О (U или 5).

Классификация электронных аппаратов Классификация электронных аппаратов по пунктам 1…5 совпадает с классификацией электрических аппаратов, приведенной выше. Отличительные признаки приводятся ниже. 1. По элементной базе: диодные; транзисторные; тиристорные; симисторные; стабилитронные и т.д. 2. По способу коммутации: с естественной (выключаются при уменьшении питающего напряжения до 0); с искусственной (за счет применения принудительного запирающего узла на базе конденсатора, дросселя, трансформатора и т.д.). 3. По конструктивному исполнению: штыревого (с жестким или гибким выводом); таблеточного; корпусные; бескорпусные; 4. По способу охлаждения: с естественным (за счет конвекции и теплового излучения); с принудительным (за счет обдува воздухом либо циркуляции в охладителе какой-либо жидкости).

Требования к Э и ЭА. 1. Технические характеристики аппарата должны соответствовать области его применения; 2. В номинальном режиме работы температура токоведущих частей аппарата не должна превышать значений, рекомендованных нормативными документами; 3. Изоляционные свойства аппаратов должны сохраняться в течение всего срока службы; 4. Однотипные аппараты должны отвечать требованию взаимозаменяемости и унификации; 5. Элементы аппаратов должны быть одинаковой долговечности, а при невозможности ее обеспечения – быть ремонтопригодными; 6. Аппарат должен обладать возможностью регулировки параметров; 7. Аппарат должен обладать перегрузочной способностью; 8. Аппарат должен обладать минимальными массогабаритными показателями и стоимостью. 9. Эксплуатационные расходы по обслуживанию аппарата должны быть минимальными. Требования к электрическим аппаратам Требования к электронным аппаратам 1. Аппараты, предназначенные для частых 1. Аппарат должен быть оснащен устройствами коммутаций, должны иметь высокую защиты от : перенапряжений, степень износостойкости; токов перегрузки и КЗ; 2. Контакты аппаратов, предназначенных для превышений di /dt и du /dt; отключения токов короткого замыкания (КЗ), 2. Отпирающие импульсы должны иметь должны быть рассчитаны на этот режим; оптимальные параметры; 3. Нагрузки токов КЗ не должны вызывать 3. Силовые полупроводниковые приборы (СПП) остаточных деформаций элементов должны обеспечиваться оптимальными аппарата после устранения КЗ. условиями охлаждения.

нормальное функционирование. Последнее может быть достигнуто при использовании, как электрических, так и электронных аналогов. Поэтому необходимо знать положительные и отрицательные свойства используемых аппаратов, которые можно сформулировать следующим образом: преимущества аппаратов одного типа является недостатком другого. Электрические аппараты Электронные аппараты Гибридные аппараты П Р Е И М У Щ Е С Т В А 1. Внутреннее сопротивление << , 1. Быстродействие >>, чем у 1. Сочетает в себе преимущества чем у электронных; у электрических; тех и других, но уступают и тем 2. Обеспечивают видимый разрыв 2. Количество циклов Nсраб → ∞; и другим по массогабаритным цепи (гальваническую развязку); 3. Ресурс (работоспособность → ∞); и стоимостным показателям. 3. Сохраняют технические 4. Управляющее воздействие → 0; характеристики, как при >, 5. Функциональные возможности так и < tº; → ∞. 4. Устойчивы к воздействию радиации.

4. Применение Э и ЭА в технике вызывает необходимость присвоения им символьного обозначения для использования в чертежах. С этой целью введено условно-графическое обозначение (УГО) Э и ЭА и их элементов, которое состоит из графического символа и буквенно-цифровой транскрипции.
Примеры буквенно-цифровой транскрипции: транзистор – VT16; диодный мост - VD1…VD4; тиристор - VS5, электродвигатель – М, генератор – G4, конденсатор – С27; дроссель – L; контактор – К; амперметр – РА2 и т.д.

примера использования УГО Э и ЭА в принципиальных электрических схемах рассмотрим схему подключения тягового электродвигателя к контактной сети. При разработке схемы необходимо помнить, что Э и ЭА должны обеспечить его нормальное функционирование: обеспечить коммутацию (с прямым и косвенным управлением), регулирование режимов работы (плавный пуск и торможение), измерение токов и напряжений, защиту. Принципиальная электрическая приведена на рис.1.