Назначение и классификация электрических аппаратов

 

На всех этапах производства, передачи, распределения и потреб­ления электрической энергии практически во всех отраслях народ­ного хозяйства важную роль играют электрические аппараты.

Электрические аппараты (контакторы, пускатели, реле, электро­магниты) входят в состав автоматических, полуавтоматических и ручных систем управления электроэнергетическими установками, электроприводами, устройствами электрического освещения, электротехнологическими установками и т. д. Их применяют для управления пуском, регулирования частоты вращения и осуществ­ления электрического торможения электродвигателей. С помощью электрических аппаратов производится регулирование токов и на­пряжений генераторов. Они осуществляют функции контроля и за­щиты установок, потребляющих электроэнергию.

Таким образом, использование электромеханических устройств позволяет управлять по заданной программе работой электрических и неэлектрических объектов, а также защищать эти объекты от неже­лательных режимов: перегрузок, перенапряжений, недопустимо больших токов и т. д.

Многие электрические аппараты предназначаются для выполне­ния какой-либо одной функции в системе управления или защиты, однако имеются и многофункциональные аппараты.

Работа электромеханических устройств в системах автоматики основывается на ряде физических явлений: взаимодействии ферромагнитных тел в магнитном поле, силовом взаимодействии

Электротехника и электроника проводника с током и магнитного поля, возникновении ЭДС в ка­тушках и вихревых токов в массивных телах из электропроводяще­го материала при появлении переменного магнитного поля, тепло­вом действии электрического тока и др.

Основными частями электрических аппаратов являются: электрические контакты (неподвижные и подвижные, главные и вспомогательные), механический или электромагнитный привод контактной группы (приведение в соприкосновение и прижатие подвижных и неподвижных контактов), рукоятки (кнопки) управ­ления и рабочие обмотки.

Электрический аппарат срабатывает, т. е. осуществляет замыка­ние и размыкание контактов или соединение подвижной и непо­движной частей электромагнитного механизма, под воздействием:

1) обслуживающего персонала, нажимающего на рукоятки (кноп­ки) управления; в этом случае аппарат называют ручным или полу­автоматическим;

2) электрических величин, характеризующих работу контролиру­емого (управляемого) объекта, изменяющих ток или напряжение на рабочих обмотках; в этом случае аппарат называют автоматическим.

В зависимости от функций, которые должен обеспечить аппарат, к нему могут предъявляться различные требования, но главными требованиями являются надежность и точность работы: надежность соединения контактов, малое электрическое сопротивление в мес­те соединения контактов, точность зависимости момента срабаты­вания от значения управляющего тока или напряжения.

По назначению различают следующие электрические аппараты:

1) коммутационные (разъединители, выключатели, переключатели);

2) защитные, основным назначением которых является защита электрических цепей от недопустимо больших токов, перенапря­жений, снижения напряжения и т. д. (предохранители, реле защиты);

3) пускорегулирующие, предназначенные для управления элек­троприводами и другими промышленными потребителями электро­энергии (контакторы, пускатели, реле управления);

4) контролирующие и регулирующие, предназначенные для кон­троля и поддержания в заданном диапазоне основных параметров процесса (датчики и реле);

5) электромагниты (силовые), служащие для удерживания или перемещения объектов в производственном либо управленческом процессе.

В данном разделе рассматриваются электрические аппараты (реле, пускатели, контакторы и электромагниты) и некоторые схемы управления и регулирования, использующие электромеханические устройства.

Прежде всего, рассмотрим особенности работы электрических контактов и работу электромагнитного механизма - привода контактной группы электрических аппаратов.