Расчет автоматов для электропроводки: Расчет автоматов защиты по планируемой нагрузке

зачем нужны, типы автоматов, как выбрать

Вступление

Как таковые, автоматические выключатели не защищают человека, от токов утечки. Для этой цели служат УЗО или дифференциальные автоматы защиты. Правильно рассчитанный автомат защиты защищают электрический кабель, а следовательно саму групповую цепь от перегрева и короткого замыкания.

Автоматы защиты — устройство

Основойустройства автоматы защиты являются два расцепителя. Именно они реагируют на перегрузку и короткое замыкание в цепи. Согласно СП31-110–2003 во внутрених сетях квартиры применяются автоматы защиты с двумя типами расцепителя, тепловым и электромагнитным. Такие автоматы носят название автоматы с комбинированным расцепителем.

Тепловые расцепители служат для размыкания цепи при перегрузке.

Работают они следующим образом. Основа теплового расцепителя биметаллическая пластина. В нормальном режиме работы, то есть когда ток с цепи соответствует норме, биметаллическая пластина не работает. При увеличении тока в цепи, а возникает это при перегрузке или коротком замыкании, биметаллическая пластина деформируется и «щелкает» по механизму расцепления. Все цепь разомкнута, автомат выполнил свою задачу. После остывания и взведении рычага управления автомат опять готов к работе.

Так как процесс нагрева процесс не моментальный, то автоматы защиты срабатывают на перегрузку с временной задержкой, порой очень длительной.

Если для защиты групповой цепи ставить автомат защиты, только с тепловым расцепителем, то для защиты от короткого замыкания цепи требуется дополнительно установить плавкий предохранитель.

Вторым расцепителем в автомате защиты, является индукционный или электромагнитный расцепитель. Этот тип расцепителя срабатывают моментально. Предназначен индукционный для защиты электрической цепи от короткого замыкания.

Принцип работы индукционного расцепителя в следующем. Механизм расцепления это сердечник двигающийся внутри катушки. При нормальном режиме он замкнут. При аварийном режиме увеличение тока в катушке, приводит к втягиванию сердечника и цепь расцепляется.

Относительный недостаток индукционного расцепителя, это  срабатывание при токах (токи отключения) значительно превышающих номинальные токи цепи. Такие токи могут возникать только при коротком замыкании (КЗ).

Значение тока отключения индукционного автомата зависит от типа покупаемого автомата защиты. О типах автоматов защиты чуть ниже по тексту.

Автоматы защиты по время-токовой характеристике

Не буду занимать ваше внимание теорией, просто скажу, что время-токовая характеристика «придумана» за тем, чтобы разделить автоматы защиты по месту их применения. А за основу взяты следующие вычисления тока защиты от короткого замыкания (КЗ):

• Тип B: Ток защиты (отключения) при КЗ от 3 до 5 значений номинального тока в цепи.
• Тип C:  Ток защиты (отключения) при КЗ от 5 до 10 значений номинального тока в цепи.
• Тип D: Ток защиты (отключения) при КЗ от 10 до 20 значений номинального тока в цепи.

На самом деле для практики, приведенные выше значения токов отключения, не имеют особого значения. Для практики, большее значение имеет места применения автоматов защиты в зависимости от типа: B; C; D; K; Z. Смотрим таблицу.

Разделение автоматов на типы, происходит по их характеристикам зависимости токов отсечки и времени отсечки, называемых время-токовые характеристики. Для электросети квартиры актуальны автоматы типа B и C.

Тип автомата вы можете увидеть, при покупке автомата, на его корпусе в связке с номинальным током. Например: C16A. Это значит автомат защиты типа C на номинальный ток 16 Ампер. Или B32A  — это автомат типа B на 32 Ампера.

Практика применения знаний про автоматы защиты

Например. У вас в квартире групповая цепь из 8 розеток для устройств со средней мощностью 300 Вт. Рассчитаем минимально допустимый ток срабатывания автомата защиты и выберем его тип.

• I номин.= 300×8⁄220=10,9 А;
• I расчетная автомата защиты= 10,9×1,45=15,8 А.
• Розеточная группа, значит тип автомата C.

Рассчитанный таким образом расчетный ток автомата защиты, не может служить основанием для установки автомата защиты, C16A. В окончательном расчете автомата защиты нужно учесть сечение токопроводящих жил кабеля и способ их прокладки. Сечение жил связать с допустимым током нагрузки на кабель, по нему рассчитать ток автомата защиты, сравнить его с расчетным током автомата защиты, как в этом примере, и только потом определить номинал автомата защиты.

©Ehto.ru

Еще статьи

Похожие посты:

Расчёт электропроводки в квартире своими силами

Вступление

Если вы ремонтируете, меняете, делаете новую электропроводку в квартире, нельзя обойти этап расчёта электропроводки. Этот расчёт даст требуемое сечение кабеля проводки и прояснит варианты защиты проводки.

Что включает расчёт электропроводки в квартире?

Давайте определимся, что включает полный расчёт электропроводки квартиры.

• Во-первых, это расчёт сечения кабеля или кабелей необходимого для проводки.
• Во-вторых, это вычисление длины необходимых кабелей.
• В третьих, это подбор номиналов автоматов и устройств  защиты электропроводки.

Посмотрим подробно на каждый этап расчёта электропроводки подробно, но для начала выполним некоторые подготовительные работы.

Выбор типа проводки

На этом этапе вы должны определиться с типом электропроводки, а именно будет ли проводка скрытой или она будет открытой.

Скрытой электропроводкой считается проводка, монтируемая внутри строительных конструкций помещений. Иначе, скрытая проводка это проводка визуально не видимая глазу. При чём, невидимость распространяется не только на кабели, но и конструкции монтажа.

Например, кабель, уложенный в слой штукатурки в стене, считается скрытым, а кабель, уложенный в кабель канале плинтуса или кабель канале, относится к открытой проводке.

Открытой электропроводкой считается проводка визуально видимая глазу. При чём, кабель, уложенный в плинтусе, наличнике, видимом коробе, лотке, видимой трубе относится к открытой проводке.

Выбор типа проводки повлияет на расчёт сечения жил кабеля, о котором чуть ниже.

Расчёт сечения кабеля

Этот расчёт важнейший в общем расчёт электропроводки квартиры. От него будет зависеть безаварийная и стабильная работа электропроводки, а также её безопасность для окружающих.

Расчёт сечения кабеля проводится по мощности планируемых к подключению электроприборов и длине электрических линий. Второй расчёт называется расчётом потерь, и он не актуален для проводки квартиры.

Сечение кабеля рассчитываем по мощности на основе простых законов физики из курса средней школы и таблиц ПУЭ.

Напомню, ПУЭ это «Правила Устройства Электроустановок» — базовый нормативный закон электрика. Скачать его можно тут и тут.

Простейший расчёт по мощности проводим на основе закона Ома: Электрическая мощность сети прямо пропорциональна силу тока и напряжению в сети. Нам нужно рассчитать не мощность, а силу тока, поэтому нам актуальна такая версия закона: сила тока в электрической цепи прямо пропорциональная мощности, и обратно пропорциональна напряжению в цепи.

Математическая формула расчёта выглядит так:

P=U×I

Для этой формулы у нас точно известно напряжения в цепи (U). Бытовое напряжение в квартире равно 220-230 Вольт.

Мощность для формулы (P) нам нужно посчитать самостоятельно, сложив потребляемые мощности всех бытовых приборов, которые будут включены в эту электрическую цепь.

Взять мощность бытовых приборов можно из их паспорта, описании в магазине или запросив в Интернет поиск «мощности бытовых приборов». Вы легко найдете таблицу основных бытовых приборов используемых в квартире.

Имея суммарную мощность и напряжение цепи, мы легко посчитаем максимальную силу тока (I) этой цепи. Например, вы делаете новую розетку для электрической плиты. Пусть по паспорту её максимальная мощность будет 5100 Вт. Напряжение мы знаем оно 220 Вольт. Простым делением получаем, что максимальная сила тока этой цепи будет 23,18 А. Округляем в большую сторону, получаем, что сила тока этой цепи, с максимальной нагрузкой, будет 24 Ампера.

Имя это значения, мы легко рассчитаем сечение необходимого кабеля, воспользовавшись таблицам 3 из ПУЭ. Не буду приводить все таблицы ПУЭ, покажу сводный вариант расчёта:

Как видите по таблице, вы легко по силе тока определите сечение необходимого кабеля. Более того вы можете это сделать даже по расчётной мощности включаемый приборов.

Расчет автоматов и устройств защиты

Итак, мы рассчитали сечение необходимого кабеля, заодно рассчитав максимальную силу тока в цепи. По значению силы тока мы можем подобрать автомат защиты этой цепи.

Автомат защиты это электротехническое устройство, обеспечивающее автоматическое отключение электропитания цепи за безопасно короткое время при возникновении аварийных ситуаций короткого замыкания и перегрузки.

При подборе номинала автомата защиты нам понадобится округлённое в большую сторону значение силы тока нашей цепи и знание шага номиналов имеющихся в продаже. В продаже вы найдете автоматы защиты с номиналов по току 6, 10, 16, 25, 32, 64 Ампера.

Чтобы выбрать устройство защиты, нужно вспомнить, что это такое.

Устройство защиты или УЗО, это электротехническое устройство, обеспечивающее автоматическое отключение электропитания цепи при возникновении потенциальных угроз человеку быть пораженным электротоком.

Например, в ванной идет утечка тока от питающего кабеля на металлический корпус машины. Сила этого тока недостаточна, чтобы сработал автомат защиты. Вместе с тем во влажной среде этот ток может быть опасен для человека. УЗО определяет такие токи, которые называются дифференциальными, и отключает электропитание цепи.

При выборе УЗО нужно учесть, что:

• УЗО ставится в цепь со стороны подачи электропитания вместе с автоматом защиты.
• Устройство ставится в цепь после автомата защиты этой электрической группы.
• Номинал УЗО по току должен быть на шаг меньше номинала автомата защиты, установленного вместе с УЗО.

Данные правила относятся к УЗО отдельной группы, но не относятся к выбору УЗО используемого для защиты нескольких групп электропроводки.

Чтобы упростить задачу расчёта номиналов автоматов защиты квартирной электропроводки, есть рекомендуемый вариант, который сработает для любой средней квартиры.

В этой визуальной таблице вы видите, как нужно разбить электропроводку квартиры на группы и какой подобрать номинал автомата защиты для каждой группы.

Расчёт длины кабеля

Длину необходимых кабелей нужно промерить рулеткой от мест расстановки розеток и светильников квартиры до щита.

Если вы делаете проводку для отдельной электро точки это сделать несложно. Однако если вы делаете проводку для всей квартиры с несколькими группами вам нужно предварительно нарисовать схему электропроводки с обозначением на схеме групп проводки и трасса прокладки кабелей.

К полученной длине кабеля нужно прибавить 10%-15% для запаса. Для правильного выбора трассировки кабеля нужно помнить о правилах монтажа электропроводки.

Пример

Для примера проведём расчёт электропроводки в квартире для новой стиральной машины. Я выбрал для примера, стиральную машину Bosch WAN20060OE. Её максимальная потребляемая мощность 2300 Вт (по описанию).

Для стиральной машины нужно сделать отдельную группу со своим автоматом защиты и УЗО. Отдельная группа защиты означает, что розетка стиральной машины должна питаться электрическим кабелем, идущим от квартирного щита и защищаться отдельным автоматом защиты и желательно, отдельным УЗО.

Расчёт по току:

Делим 2300 Вт на 220 Вольт и получаем силу тока цепи равную 10,45 Ампер. Здесь округляем в меньшую сторону, так как напряжение может быть 220-230 В.

Получаем ток данной цепи 10 Ампер. По таблице смотрим сечение кабеля. Оно равно 2,5 мм², для меди. Алюминиевый кабель  в рассмотрение не берем.

Автомат защиты выбираем с запасом на 16 Ампер. УЗО выбираем на рабочий ток 10 или 16 Ампер. Ток срабатывания УЗО 30 мА.

Для улучшения эргономии щита, пару автомат защиты+УЗО лучше заменить на дифференциальный автомат защиты (дифавтомат). Он выполнит обе функции защиты. Номинал дифференциального автомата защиты 16 Ампер.

Длину необходимого кабеля промеряем рулеткой от места установки розетки до места установки автомата защиты. К этой длине прибавляем 10%.

Всё, расчет электропроводки в квартире для новой стиральной машины проведён.

Вывод

В этой статье я показал общий расчёт электропроводки в квартире своими силами. Конечно, расчёт всей электропроводки более сложен, но базироваться он будет именно на этих общих принципах.

©elektriksan.ru

Еще статьи

Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В предыдущей серии статей мы подробно изучили назначение, конструкцию и принцип действия автоматического выключателя, разобрали его основные характеристики и схемы подключения, теперь, используя эти знания, вплотную приступим к вопросу выбора автоматических выключателей. В этой публикации мы рассмотрим, как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя.

Эта статья продолжает цикл публикаций Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство. В следующих публикациях планирую подробно разобрать, как выбрать сечение кабеля, рассмотреть расчет электропроводки квартиры на конкретном примере с расчетом сечения кабеля, выбором номиналов и типов автоматов, разбивкой проводки на группы. В завершении серии статей по автоматическим выключателям будет подробный пошаговый комплексный алгоритм их выбора.

Хотите не пропустить выхода этих материалов? Тогда подписывайтесь на новости сайта, форма подписки справа и в конце этой статьи.

Итак, приступим.

Электропроводка в квартире или доме обычно разделена на несколько групп.

Групповая линия питает несколько однотипных потребителей и имеет общий аппарат защиты. Другими словами — это несколько потребителей, которые подключены параллельно к одному питающему кабелю от электрощита и для этих потребителей установлен общий автоматический выключатель.

Проводка каждой группы выполняется электрическим кабелем определенного сечения и защищается отдельным автоматическим выключателем.

Для расчета номинального тока автомата необходимо знать максимальный рабочий ток линии, который допускается для ее нормальной и безопасной работы.

Максимальный ток, который кабель может выдержать не перегреваясь, зависит от площади сечения и материала токопроводящей жилы кабеля (медь или алюминий), а так же от способа прокладки проводки (открытая или скрытая).

Также необходимо помнить, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков электропроводки, а не электрических приборов. То есть автомат защищает кабель, который проложен в стене от автомата в электрическом щите к розетке, а не телевизор, электроплиту, утюг или стиральную машину, которые подключены к этой розетке.

Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из сечения применяемго кабеля, а затем уже берется в расчет подключаемая электрическая нагрузка. Номинальный ток автомата должен быть меньше максимально допустимого тока для кабеля данного сечения и материала.

Расчет для группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.

Начнем с расчета для одиночного потребителя.

1.А. Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя

В паспорте на прибор (или на табличке на корпусе) смотрим его потребляемую мощность и определяем расчетный ток:

В цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому мощность нагрузки характеризуется двумя параметрами: активной мощностью и реактивной мощностью.

Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.

Холодильники, кондиционеры, электродвигатели (например, погружной насос), люминисцентные лампы и др. вместе с активной составляющей имеют также и реактивную, поэтому для них необходимо учитывать cos φ.

1.Б. Расчет токовой нагрузки для группы потребителей

Общая мощность нагрузки групповой линии определяется как сумма мощностей всех потребителей данной группы.

То есть для расчета мощности групповой линии необходимо сложить мощности всех приборов данной группы (все приборы, которые Вы планируете включать в этой группе).

Берем лист бумаги и выписываем все приборы, которые планируем подключать к этой группе (т.е. к этому проводу): утюг, фен, телевизор, DVD-проигрыватель, настольную лампу и т.д.):

При расчете группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса Кс, который определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Если все электроприборы группы работают одновременно, то Кс=1.

На практике обычно все приборы одновременно не включаются. В общих расчетах для жилых помещений коэффициент спроса принимается в зависимости от количества потребителей из таблицы, приведенной на рисунке.

Мощности потребителей указываются на табличках электроприборов, в паспортах к ним, при отсутствии данных можно принимать согласно таблицы (РМ-2696-01, Приложение 7.2), или посмотреть на похожие потребители в интернете:

По расчетной мощности определяем полную расчетную мощность: Определяем  расчетный ток нагрузки для группы потребителей:

Ток, рассчитанный по приведенным формулам, получаем в амперах.

2. Выбираем номинал автоматического выключателя.

Для внутреннего электроснабжения жилых квартир и домов в основном применяют модульные автоматические выключатели.

Номинальный ток автомата выбираем равным расчетному току или ближайший больший из стандартного ряда:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.

Если выбрать автомат меньшего номинала, то возможно срабатывание автоматического выключателя при полной нагрузке в линии.

Если выбранный номинальный ток автомата больше величины максимально возможного тока автомата для данного сечения кабеля, то необходимо выбрать кабель большего сечения, что не всегда возможно, или такую линию необходимо разделить на две (если понадобится, то  и более) части, и провести весь приведенный выше расчёт сначала.

Необходимо помнить, что для осветительной цепи домашней электропроводки используются кабели 3×1.5 мм², а розеточной цепи — сечением 3×2.5 мм². Это автоматически означает ограничение потребляемой мощности для нагрузки, питаемой через такие кабели.

Из этого также следует, что для линий освещения нельзя применять автоматы с номинальным током более 10А, а для розеточных линии — более 16А. Выключатели освещения выпускаются на максимальный ток 10А, а розетки на максимальный ток 16А.

Смотрите подробное видео Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя

Рекомендую материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номинал токовые характеристики автоматических выключателей.

Автоматические выключатели технические характеристики.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Пример расчета номинала автоматического выключателя

Приветствую вас, дорогие читатели сайта elektrik-sam. info.

В предыдущих публикациях мы подробно рассмотрели, как рассчитать основной параметр автоматического выключателя — его номинальный ток, и выбрать необходимое сечение кабеля.

Давайте на конкретном примере рассчитаем номинал автоматического выключателя.

Предположим, что мы хотим использовать розеточную группу в однофазной сети переменного тока для подключения следующих приборов:

— микроволновка, 1150Вт ;

— электрочайник, 2000Вт;

— посудомоечная машина, 2200Вт.

Суммарная мощность потребителей этой группы составляет 1150+2000+2200=5350 Вт;

Коэффициент спроса примем К_с =0,75;  cos φ=0.98.

Расчетная мощность этой группы   Р_расч =0,75*5350=4013 Вт.

Полная  расчетная мощность  S_pасч=4013/0,98=4095 ВА.

Расчетный ток равен  I_pасч=4095/220=18,61 А. (Напряжение однофазной сети 220 В).

Ближайший больший номинал  автоматического выключателя 20 А, однако мы знаем, что для розеточных групп  номинал автомата не должен превышать 16 А.

Поэтому эту группу необходимо разделить на две: к первой группе будут подключаться чайник и микроволновка, тем более они обычно включаются по отдельности, поскольку работают не долго и тем самым не будут перегружать линию; ко второй группе подключим посудомоечную машину, поскольку она обычно работает продолжительное время.

На практике обычно так и делают – под мощные потребители предусматривают отдельные линии.

Первую и вторую группу выполним кабелем 3х2,5мм² с установкой автомата защиты номиналом 16А в каждой группе.

Подведем итог.

— Если розеточная группа, выполненная кабелем 3х2,5мм² из нескольких розеток и к ней подключается несколько мощных потребителей, нельзя устанавливать автоматы на больший ток, чем допустимо по безопасности, так сказать «чтоб не выбивало».

Помним, что розетки рассчитаны на ток не более 16А, поэтому на розеточные  группы, независимо от количества розеток в самой группе, устанавливаются автоматические выключатели номиналом в 16А, сечение кабеля должно быть 2,5 мм2.

Если мощность всех подключаемых приборов превышает допустимую 3,5  кВт (что соответствует току в линии 16А), эту группу необходимо разделить на две или более групп, и в каждую группу установить автомат номиналом 16А, проводку выполнить кабелем сечением 2,5мм².

Автоматические выключатели на 20 и более ампер устанавливаются только на мощные потребители, которые подключаются непосредственно к кабелю с помощью клеммных соединений, либо устанавливается специальная силовая розетка, при этом применяют кабель соответствующего сечения.

— Для групп освещения применяется кабель 3х1,5мм² с установкой автомата защиты номиналом 10А. При этом, если мощность всех светильников в группе превышает допустимую 2,2 кВт (что соответствует току 10А), эту группу необходимо разделить на две или более групп, и установить в каждую группу автомат номиналом 10А, проводка выполняется кабелем сечением 1,5 мм².

Таким образом, на этих примерах мы разобрали, как правильно рассчитать и подобрать номинал автоматического выключателя для одиночного потребителя и для группы потребителей.

В следующих материалах мы рассмотрим, как подбирать автоматические выключатели по остальным параметрам. В завершении серии публикаций по автоматическим выключателям обобщающий пошаговый алгоритм.

Подписывайтесь на новостную рассылку, и вы не пропустите новые материалы курса Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Более наглядно смотрите видео Пример расчета номинала автоматического выключателя:

Рекомендую материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номинал токовые характеристики автоматических выключателей.

Автоматические выключатели технические характеристики.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

6 важных критериев выбора автоматического выключателя

Основное назначение автоматического выключателя – защита электропроводки от токов короткого замыкания (в дальнейшем КЗ) и перегрузок электросети. Если произойдет аварийная ситуация и по домашней проводке пройдет сверхток, изоляция кабеля мгновенно расплавится, а сама проводка вспыхнет, как бенгальские огни. Результат будет, как Вы понимаете, плачевный – возникновения пожара и что еще хуже – поражение электрическим током. Чтобы такого не произошло, в квартирном щитке нужно обязательно установить автомат (а лучше несколько) с подходящими характеристиками. О том, как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля и остальным техническим характеристикам, читайте дальше! Сразу же советуем обязательно просмотреть видео инструкцию, предоставленную ниже, в которой наглядно показывается методика расчета нужных параметров автоматики.

Содержание:

Основные критерии выбора
Недопустимые ошибки при покупке

Что защищает автоматический выключатель

Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.

Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки.

Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.

Поэтому правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.

Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!

Автомат вводной: особенности выбора и виды

При подаче электричества в квартиру на этажном электрощите могут быть установлены следующие аппараты коммутации ввода:

автоматический выключатель;
предохранители;
пакетный выключатель;
рубильник.

Вводной автомат (ВА) – это автоматический выключатель подачи электричества от питающей сети к объекту, если возникает перегрузка в цепи, или произошло короткое замыкание (КЗ). От перечисленных аппаратов он отличается большей величиной номинального тока. На фото изображен щит с расположенным в нем сверху вводным автоматом.

Щит с автоматическим выключателем

Правильнее называть устройство – вводный автоматический выключатель. Поскольку он ближе других устройств находится к воздушной линии, аппарат должен обладать повышенной коммутационной стойкостью (ПКС), характеризующей нормальное срабатывание устройства при возникновении КЗ (максимальный ток, при котором автоматический выключатель способен хотя бы однократно разомкнуть электрическую цепь). Показатель указывается на маркировке прибора.

Типы автоматов ввода

Подача электричества к объекту зависит от его потребностей и схемы электросети. При этом подбираются соответствующие типы автоматов.

Однополюсный

Вводный выключатель с одним полюсом применяется в электросети с одной фазой. Устройство подключается к питанию через клемму (1) сверху, а нижняя клемма (2) соединяется с отходящим проводом (рис. ниже).

Схема однополюсного автомата

Автомат с одним полюсом устанавливается в разрыв фазного провода и отключает его от нагрузки при возникновении аварийной ситуации (рис. ниже). По принципу действия он ничем не отличается от автоматов, установленных на отводящих линиях, но его номинал по току выше (40 А).

Схема вводного однополюсного автомата

Питающая фаза красного цвета подключается к нему, а затем – к счетчику, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод синего цвета проходит сразу на счетчик, а с него на шину N, затем подключается к каждой линии.

Автомат ввода, установленный перед счетчиком, должен быть опломбирован.

Вводной автомат защищает кабель ввода от перегрева. Если КЗ произойдет на одной из линий ответвлений от него, сработает ее автомат, а другая линия останется работоспособной. Подобная схема подключения позволяет быстро найти и устранить неисправность во внутренней сети.

Двухполюсный

Двухполюсник представляет собой блок с двумя полюсами. Они снабжены объединенным рычажком и имеют общую блокировку между механизмами отключения. Эта конструктивная особенность важна, так как ПУЭ запрещают производить разрыв нулевого провода.

Не допускается установка двух однополюсников вместо одного двухполюсника.

Вводной автомат с двумя полюсами применяется при однофазном вводе из-за особенностей схем подключения в домах старой постройки. В квартиру делается ответвление от стояка межэтажного электрощита однофазной двухпроводной линией. Жэковский электрик может случайно поменять местами провода, ведущие в квартиру. При этом нейтраль окажется на вводном однофазном автомате, а фаза – на нулевых шинах.

Чтобы обеспечить полную гарантию отключения, надо обесточить квартирный щиток с помощью двухполюсника. Кроме того, часто приходится менять пакетный выключатель в этажном щите. Здесь удобнее сразу поставить вместо него двухполюсный вводной автомат.

В квартиру нового дома идет сеть с фазой, нейтралью и заземлением со стандартной цветовой маркировкой. Здесь также не исключена возможность перепутывания проводов из-за низкой квалификации электрика или просто ошибки.

Еще одной причиной установки двухполюсника является замена пробок. На старых квартирных щитках еще остались пробки, которые установлены на фазе и на нуле. Схема соединений при этом остается прежней.

ПУЭ запрещают установку предохранителей в нулевых рабочих проводах.

Двухполюсник в данной ситуации установить удобнее, поскольку нет необходимости переделывать схему.

При подключении электричества к частному дому по схеме ТТ двухполюсник необходим, так как в такой системе возможно появления разности потенциалов между нейтральным и заземляющим проводом.

На рис. ниже изображена схема подключения электричества в квартиру с однофазным вводом через двухполюсный автомат.

Схема ввода с двухполюсным автоматом

Питающая фаза подается на него, а затем – на счетчик и на устройство противопожарного защитного заземления УЗО, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод проходит сразу на счетчик, с него на УЗО, шину N, а затем подключается к УЗО каждой линии. Нулевой проводник заземления зеленого цвета подключается сразу к шине PE, а с нее подходит к заземляющим контактам розеток №1 и №2.

Вводной автоматический выключатель защищает кабель ввода от перегрева и КЗ. Он также может сработать при КЗ на отдельной линии, если там неисправен другой автомат. Номиналы счетчика и противопожарного УЗО подбираются выше (50 А). В этом случае устройства будут также защищены вводным автоматом от перегрузок.

Трехполюсный

Устройство применяется для трехфазной сети, чтобы обеспечить одновременное отключение всех фаз при перегрузке или коротком замыкании внутренней сети.

К каждой клемме трехполюсника подключается по фазе. На рис. ниже изображены его внешний вид и схема, где для каждого контура существуют отдельные тепловой и электромагнитный расцепители, а также дугогасительная камера.

Трехполюсный автомат в шкафу и его схема

При подключении к частному дому вводной автоматический выключатель устанавливается перед электросчетчиком с защитой на 63 А (рис. ниже). После счетчика ставится УЗО на ток утечки 300 мА. Это связано с большой протяженностью электропроводки дома, где имеет место высокий фон утечки.

После УЗО осуществляется разделение линий от распределительных шин (2) и (4) к розеткам, освещению, а также отдельным группам (6) подачи напряжения в пристройки, трехфазным нагрузкам и другим мощным потребителям.

Трехфазная сеть частного дома

Расчет автомата ввода

Независимо от того, является автомат вводным или нет, его рассчитывают путем суммирования токов отходящих к нагрузкам линий. Для этого определяется мощность всех подключаемых потребителей. Номинал определяется для одновременного включения всех потребителей электроэнергии. По этому максимальному току подбирается ближайший номинал автомата из стандартного ряда в сторону уменьшения.

Какой телевизионный кабель лучше: особенности выбора

Мощность вводного автомата зависит от номинального тока. При трехфазном питании мощность определяется тем, как подключены нагрузки.

Требуется также определить количество аппаратов коммутации. На ввод требуется только один выключатель, а затем по одному на каждую линию.

На мощные приборы типа электрокотла, водонагревателя, духового шкафа необходимо установить отдельные автоматы. В щитке должно быть предусмотрено место для установки дополнительных автоматических выключателей.

Выбор ВА

Выбор устройства производится по нескольким параметрам:

Номинальный ток. Его превышение приведет к срабатыванию автомата от перегрузки. Подборка номинального тока производится по сечению подключенной проводки. Для нее определяют допустимый максимальный ток, а затем выбирают номинальный для автомата, предварительно уменьшив его на 10-15%!,(MISSING) приводя к стандартному ряду в сторону уменьшения.
Максимальный ток КЗ. Автомат выбирается по ПКС, которая должна быть равна ему или превышать. Если максимальный ток КЗ составляет 4500 А, подбирается автомат на 4,5 кА. Класс коммутации подбирается для освещения – В (Iпуск>Iном в 3-5 раз), для мощных нагрузок типа отопительного котла – С (Iпуск>Iном в 5-10 раз), для трехфазного двигателя большого станка или сварочного аппарата – D (Iпуск>Iном в 10-12 раз). Тогда защита будет надежной, без ложных срабатываний.
Установленная мощность.
Режим нейтрали – тип заземления. В большинстве случаев он представляет собой систему TN с разными вариантами (TN-C, TN-C-S, TN-S),
Величина линейного напряжения.
Частота тока.
Селективность. Номиналы автоматов подбираются по распределению нагрузок в линиях, например, автомат ввода – 40 А, электроплита – 32 А, другие мощные нагрузки – 25 А, освещение – 10 А, розетки – 10 А.
Схема питания. Автомат подбирается по количеству фаз: одно,- или двухполюсный для однофазной сети, трех,- или четырехполюсный для трехфазной.
Изготовитель. С целью повышения степени безопасности, автомат выбирается у известных производителей и в специализированных магазинах.

Количество полюсов для трехфазной сети равно четырем. При наличии только трехфазных нагрузок со схемой подключения треугольником, можно использовать трехполюсный автомат.

Выключатель на вводе должен отключать фазы и рабочий ноль, так как в случае утечки на одной из фаз на ноль существует вероятность удара током.

Трехполюсный автомат можно применять для однофазной сети: фаза и ноль подключаются к двум клеммам, а третья останется свободной.

Выбор вводного автомата в зависимости от типа заземления:

Система TN-S: подводящие нулевые защитный и рабочий провода разделены от подстанции до потребителя (рис. а ниже). Чтобы одновременно отключить фазы и ноль применяются двухполюсные или четырехполюсные вводные автоматы (в зависимости от количества фаз на вводе). Если они с одним или тремя полюсами, нейтраль проводится отдельно от автоматов.
Система TN-С: подводящие нулевые защитный и рабочий провода совмещены и проходят до потребителя через общий проводник (рис. б). Автомат устанавливается однополюсный или трехполюсный на фазные проводники, а ноль вводится через счетчик на шину N.

Схемы распространенных типов заземлений

Установка

Почему выбивает автомат в щитке

Автомат ввода устанавливается в щитке сверху, с левой стороны. Отводящие линии удобно монтировать сверху вниз. При малом количестве нагрузок он может быть однополюсным и подключаться через фазный провод. В таком случае полного разрыва питающей цепи не происходит.

Монтаж обычно производится на DIN-рейку, при отключении питания.

Видео про электрощит

Критерии для выбора номиналов автомата по параметрам

Ответ на вопрос, как скоммутировать вводной электрощит, можно получить из видео ниже.

Как показывает практика, подключение вводного автомата не является сложной работой. Важно правильно рассчитать его по мощности, продумать схему соединений и установить с учетом особенностей, приведенных в статье.

Источник: elquanta.ru

3

Электрические вводы для трёхфазной сети

В квартирах, оборудованных электрическими плитами, а также некоторых домах может быть проведена трёхфазная сеть. В качестве вводных устройств используют трёхполюсные или четырёхполюсные АВ. Трёхполюсник применятся для одновременного отключения всех фаз сети в случае возникновения короткого замыкания (КЗ) или перегрузки. К каждой клемме прибора подключается отдельная фаза. После ВА устанавливается счетчик, защита которого должна быть 63 А. Поскольку в доме электропроводка имеет большую длину, то существует большой риск утечки тока. С этой целью после счетчика устанавливается УЗО на ток утечки 300 мА.

Четырёхполюсные автоматы являются довольно редким вариантом для использования их в трёхфазной сети. Они используются в случае подвода четырёхпроводной электросети. Главным отличием его от трёхполюсного автомата является то, что здесь нулевой провод подводится к четвертому полюсу после подключения на первых трёх фазовых проводов. Дальнейшая схема распределения проводов происходит по аналогии с трёхполюсным вводным устройством. Часто можно встретить варианты применения четырёхполюсного автомата для подключения четырёх фаз. В этом случае при замыкании на одной из линий будут обесточиваться все четыре.

При выборе вводного автомата для трёхфазной сети нужно сложить все нагрузки, приходящиеся на каждую фазу в отдельности. Рабочий ток автомата подсчитать просто. Для этого полученную сумму в киловаттах умножают на 1,52 (коэффициент для напряжения 380 В). Номинальный же ток автомата должен быть выше рабочего, поэтому подбираем для него ближайшее значение. Это условие действует в случае одинаковой нагрузки на все три фазы. В случае если на какую-то из них приходится большая нагрузка, расчет ведут по максимальному значению, показатель которого в киловаттах умножается на коэффициент 4,55 (для напряжения 220 В).

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры — Хозяин Дома

Вопрос о том, как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры или дачи встаёт перед нами не часто. Однако, когда возникает необходимость такого выбора, к решению этого вопроса нужно подходить со всей ответственностью.

Параметры автоматического выключат

Как производится расчет автоматического выключателя

Как производится расчет автоматического выключателя

              Те времена, когда на электрических щитках квартир или частных домов можно было встретить традиционные керамические пробки, уже давно прошли. Сейчас повсеместно применяются автоматические выключатели новой конструкции – так называемые автоматы защиты. Конечно, основная функция этих устройств заключается в защите электросети от коротких замыканий и перегрузок.

Автомат должен отключаться, когда нагрузка существенно превышает допустимую норму или при возникновении короткого замыкания, когда значительно возрастает электрический ток. Однако он должен пропускать ток и работать в нормальном режиме, если вы, например, одновременно включили стиральную машинку и электроутюг.

Что защищает автоматический выключатель

            Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.

            Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки. Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.

Внимание! Правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.

          Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!

По каким токам производят расчет автоматов

         Функция автоматического выключателя состоит в защите электропроводки, подключенной после него. Основным параметром, по которому производят расчет автоматов, является номинальный ток. Но номинальный ток чего, нагрузки или провода?

Внимание! Требования ПУЭ 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей, которые служат для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или по номинальному току приемника.

Примечание: Расчет автомата по мощности (по номинальному току электроприемника) производят, если провода по всей длине на всех участках электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток электропроводки больше номинала автомата.

Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.

          Например, на участке, где используется провод сечением 1 кв. мм, величина нагрузки составляет 10 кВт. Выбираем автомат по номинальному току нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что произойдет в этом случае? Провод начнет греться и плавиться, поскольку он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат отключится лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание. В результате может выйти из строя проводка и даже случиться пожар.

Внимание! Определяющей величиной для выбора номинального тока автомата является сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки учитывается лишь после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше максимального тока, допустимого для провода данного сечения.

Примечание: Выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.

Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм, составляет 19 ампер. Значит, для данного провода выбираем ближайшее значение номинального тока автомата в меньшую сторону, составляющее 16 ампер. Если выбрать автомат со значением 25 ампер, то проводка будет греться, так как провод данного сечения не предназначен для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматического выключателя, необходимо, в первую очередь, учитывать сечение провода.

Расчет вводного автоматического выключателя

             Система электропроводки делится на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током удовлетворяющему этому сечению.

            Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток автомата, нужно произвести расчет предполагаемой нагрузки. Этот расчет производят, суммируя мощности приборов, которые будут подключены к участку. Суммарная мощность позволит определить ток, протекающий через проводку.

Определить величину тока можно по следующей формуле:

Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;

U — напряжение сети, В (U=220 В).

               Несмотря на то, что формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрочайники, обогреватели), она все же поможет приблизительно определить величину тока на данном участке. Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы по таблице сможем выбрать сечение кабеля для данного тока.

А для тех, у кого питание трёхфазное или более сложная задача, опубликую полную таблицу:

Определение размеров электрического кабеля / провода — Центр электротехники

На этот раз я хочу рассказать о , как определить размер электрического кабеля . Эта тема важна, потому что она связана с вопросами безопасности, стоимостью и сроками для проекта электромонтажа.

Размер кабеля или провода уже обсуждался давно, и это горячая тема для электриков и инженеров, поэтому я надеюсь, что из этого поста он может дать четкое представление и понимание того, как выбрать номинальный ток для провода, номинал кабеля, напряжение падение и размер провода для приложения проекта проводки

.Из расчета размеров кабеля / провода мы можем оценить правильный размер кабеля для нашего проекта установки проводки. Единственное, что нам нужно подготовить перед определением размера кабеля или провода, — это несколько данных или информация о проекте проводки, включая:

Как определить размер электрического кабеля / провода?

1) Тип нагрузки: для фидера, панели управления, распределительного щита (DB) или двигателя

2) Источник питания: питание переменного / постоянного тока для трехфазной или однофазной

3) Ток полной нагрузки (Ампер)

4) Типоразмер автоматического выключателя

5) Типы кабеля (ПВХ, СПЭ, огнестойкий)

6) Условия установки (под землей, трилистник, короб, лоток или кабелепровод)

7) Расстояние / длина кабеля от источника до нагрузки

Расчет размеров электрического кабеля / провода

Ib ≤ In ≤ Iz

Ib = Амперная нагрузка

In = размер автоматического выключателя

Iz = Номинальный ток кабеля / провода

Пример:

Планируется установка 1 агрегата асинхронного двигателя 75 л.с. для работы водяного насоса.Значение коэффициента мощности составляет 0,8, а КПД двигателя — 0,85. Источник питания для этого двигателя — 415 В, 3 фазы, 50 Гц. Расстояние от панели до двигателя составляет 75 м. Эта панель и насос находятся за пределами завода. Пожалуйста, выберите подходящий автоматический выключатель. электрический кабель, а также тип кабеля для этого приложения.

Расчет

Ib ≤ In ≤ Iz

Ib = (л.с. x 746) / (√3 x Вольт x PF x КПД)

Ib = (75 x 746) / (√3 x 415 x 0,8 x 0,85)

Ib = 114.5 ампер

In = Ib ≤ типоразмер выключателя

In = 114 ≤ 150 ампер

In = 150 ампер (мы решили использовать 3-полюсный MCCB с номиналом 150 ампер)

Из = In ≤ Из

Из = 150 ≤ Из

Iz = 187 ампер (допустимая нагрузка для кабеля сечением 50 мм²)

Итак, мы решили использовать кабель сечением = 50 мм² с 4-жильным кабелем, прикрепленным непосредственно к кабельному лотку. Чтобы подтвердить этот размер кабеля, нам нужно рассчитать падение напряжения.

* Для получения полной таблицы размеров кабелей, пожалуйста, загрузите таблицу / таблицу размеров кабелей ниже. Щелкните ссылку, чтобы загрузить PDF-файл с таблицей номинальных значений тока кабелей

Расчет падения напряжения

Ниже приведен расчет падения напряжения, который я сделал для кабеля питания от панели к асинхронному двигателю.

От панели до асинхронного двигателя = 75 метров

мВ = 0,87 (см. Таблицу ниже)

Формула падения напряжения: Vd = Ib x длина (метр) x мВ / 1000

Vd = (114.5 х 75 х 0,87) / 1000

Vd = 7,47 (допустимо, см. 17-е издание IEE)

* Допустимое значение падения напряжения составляет 4% x 415 В = 16,6 В

Заключение

Исходя из этого расчета, мы полностью уверены в возможности прокладки кабеля размером 50 мм² с 150 ампер MCCB, используя многожильный армированный ПВХ кабель (для наружной проводки), а также прокладку кабеля с кабельным лотком.

Вот почему все электрики и инженеры-электрики должны знать о расчете размеров кабеля, чтобы убедиться, что проект монтажа проводки успешен и соответствует требованиям электробезопасности и норм без каких-либо катастроф.

«Конструирование электрических машин» — Учебные лекции | МОТОРНИК

Инструктор: J.R. HENDERSHOT | Язык: английский | © J.R. HENDERSHOT

Лекция 1 — История и введение в типы электрических машин

Лекция 2 — Основы электродвигателя и генератора — Теория функционирования

Лекция 3 — Трехфазный преобразователь мощности — Стратегии управления для трех типов машин

Лекция 4 — Практический процесс проектирования электрических машин

Лекция 5 — Определение размеров электрических машин

Лекция 6 — Потери в электрических машинах

Лекция 7 — Метод аналитического проектирования и метод анализа методом конечных элементов

Лекция 8 — Обсуждение производительности электрических машин

Лекция 9 — Магнитные материалы для электрических машин

Лекция 10 — Выбор фаз, полюсов, статора и пазов ротора

Лекция 11 — Критерии проектирования конфигурации Sator

Лекция 12 — Расслоение статора и исследования конструкции сердечника

Лекция 13 — Система изоляции статора vs.Напряжение и температура

Лекция 14 — Фазовые цепи статора и конструкция катушек, часть 1

Лекция 15 — Фазовые цепи статора и конструкция катушек, часть 2

Лекция 16 — Введение в многофазные индукционные машины

Лекция 17 — Теория многофазных индукционных машин

Лекция 18 — Стратегия проектирования многофазных индукционных машин

Лекция 19 — Параметры эквивалентных цепей, измерения и графики зависимости крутящего момента от скорости

Лекция 20 — Конструкция ротора для асинхронной асинхронной машины, часть 1

Лекция 21 — Конструкция ротора для асинхронной асинхронной машины, часть 2

Лекция 22 — Расчет производительности индукционных машин с инверторным питанием

Лекция 23 — Синхронные двигатели с реактивным сопротивлением (статора IM и ротора с явным полюсом)

Лекция 24 — Теория синхронных машин с сопротивлением

Лекция 25 — Конструкция ротора реактивных синхронных машин

Лекция 26 — Анализ производительности синхронных машин с сопротивлением

Лекция 27 — Бесщеточные машины PM-DC и синхронные машины PM-AC

Лекция 28 — Теория синхронного проектирования PM, типы ротора SPM и IPM

Лекция 29 — Конструкция ротора с постоянным магнитом (SPM & IPM)

Лекция 30 — Расчет рабочих характеристик бесщеточных машин SPM и IPM

Лекция 31 — Крутящий момент против скорости и Kt vs.Бесщеточные двигатели Ke, SPM, IPM и PMSM

Лекция 32 — Принципы проектирования синхронных генераторов с постоянными магнитами

Лекция 33 — Рассмотрение теплового расчета электрических машин

Лекция 34 — Стратегии охлаждения электрических машин

Лекция 35 — Вопросы механического проектирования электрических машин

Лекция 36 — Производство электрических машин

электрических машин. Электротехника. для

ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОГО ТОКА

ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОГО ТОКА Редакция 12:50 14 ноя 05 ВВЕДЕНИЕ Генератор — это машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую, используя принцип магнитной индукции.Этот принцип

Дополнительная информация

Основы электричества

Основы теории электрогенераторов Государство и члены PJM Департамент обучения PJM 2014 8/6/2013 Цели Студент сможет: Описать процесс электромагнитной индукции. Определить основные компоненты.

Дополнительная информация

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ Геометрия синхронной машины очень похожа на геометрию индукционной машины.Сердечник статора и обмотки трехфазной синхронной машины практически идентичны

Дополнительная информация

Лаборатория 14: Трехфазный генератор переменного тока.

Лабораторная работа 14: Трехфазный генератор переменного тока. Цель: получить кривую насыщения генератора без нагрузки; для определения характеристики регулирования напряжения генератора переменного тока с резистивной, емкостной и индуктивной

Дополнительная информация

Расчет трансформатора

Расчеты трансформаторов Трансформаторы Трансформаторы — одно из самых простых, но практичных устройств, используемых сегодня.Где бы вы ни находились, рядом всегда есть трансформатор. Они используются в цепях переменного тока

.

Дополнительная информация

Теория асинхронного двигателя

Курс PDHonline E176 (3 PDH) Инструктор по теории асинхронных двигателей: Джерри Р. Беднарчик, P.E. 2012 PDH Online PDH Center 5272 Meadow Estates Drive Fairfax, VA 22030-6658 Телефон и факс: 703-988-0088 www.pdhonline.org

Дополнительная информация

Двигатели и генераторы

Двигатели и генераторы Электромеханические устройства: преобразуют электрическую энергию в механическое движение / работу и наоборот. Работают на связи между токонесущими проводниками и магнитными полями.

Дополнительная информация

Двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Машина постоянного тока может работать как генератор и как двигатель.Глава 5. «Электрические машины» Вилди, 6 e Лектор: Р. Альба-Флорес Государственный колледж Альфреда Весна 2008 г. Когда машина постоянного тока

Дополнительная информация

Основы моторики. Двигатель постоянного тока

Основные принципы работы двигателя Прежде чем мы сможем исследовать функцию привода, мы должны понять основные принципы работы двигателя. Он используется для преобразования электрической энергии, подаваемой контроллером, в механическую энергию

.

Дополнительная информация

Теория индукционного нагрева

ГЛАВА 2 Теория нагрева индукцией ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ впервые был отмечен, когда было обнаружено, что тепло выделяется в обмотках трансформатора и двигателя, как упоминалось в главе «Термическая обработка металла»

.

Дополнительная информация

ГЛАВА 5 СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

ГЛАВА 5 СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР Резюме: 1.Конструкция синхронного генератора 2. Скорость вращения синхронного генератора 3. Внутреннее генерируемое напряжение синхронного генератора 4. Эквивалент

Дополнительная информация

ИНДУКЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР. Задача:

ИНДУКЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР Цель: Используя асинхронный двигатель с фазным ротором и индукционный регулятор, изучить влияние положения ротора на выходное напряжение регулятора. Также изучите его поведение под нагрузкой

Дополнительная информация

Ключевые слова: синхронный генератор, синхронный двигатель, автоматический регулятор напряжения, V-образные кривые, синхронизирующая мощность, охота, система возбуждения.

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ Tze-Fun Chan Гонконгский политехнический университет, Гонконг, Китай Ключевые слова: синхронный генератор, синхронный двигатель, автоматический регулятор напряжения, V-образные кривые, синхронизирующая мощность, охота,

Дополнительная информация

БЛОК 3 АВТОМОБИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

БЛОК 3 АВТОМОБИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Электрическая конструкция автомобиля 3.1 Введение Цели 3.2 Система зажигания 3.3 Требования к системе зажигания 3.4 Типы зажигания 3.4.1 Зажигание от батареи или катушки

Дополнительная информация

БЛОК II: СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

БЛОК II: СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ Известно, что генератор постоянного тока удовлетворительно работает как двигатель. Причем разницы в конструкции генератора постоянного тока и

практически нет.

Дополнительная информация

Технический каталог О компании KOLEKTOR ETRA является производителем трансформаторов более 75 лет.Специализируется на производстве силовых трансформаторов мощностью до 500 МВА и 420 кВ типа

.

Дополнительная информация

Eisflisfræði 2, vor 2007 г.

[Просмотр задания] [Печать] Eðlisfræði 2, vor 2007 30. Назначение индуктивности должно быть произведено в 2:00 ночи в среду, 14 марта 2007 г. Кредит за проблемы, представленные с опозданием, уменьшится до 0% после того, как крайний срок достигнет

.

Дополнительная информация

Сетевые реакторы и приводы переменного тока

Сетевые реакторы и приводы переменного тока Rockwell Automation Mequon Wisconsin Довольно часто линейные и нагрузочные реакторы устанавливаются на приводы переменного тока без четкого понимания того, почему и каковы положительные и отрицательные последствия

Дополнительная информация

Глава 6.Синхронные машины

48550 Электроэнергетика Глава 6. Синхронные машины Темы для обсуждения: 1) Введение 2) Структуры синхронных машин 3) Вращающееся магнитное поле 4) Модель эквивалентной схемы 5) Характеристики

Дополнительная информация

d di Поток (B) Ток (H)

Сравнение методов расчета индуктивности Технологический центр Tony Morcos Magnequench Research Triangle Park, North Carolina 1 VCM Baseline: Geometry Аксиально намагниченный диск MQ3-F 42 NdFeB Br = 131kG

Дополнительная информация

ИСПЫТАНИЕ НА ОБМОТКУ

ИСПЫТАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОБМОТКИ НАБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА МОЩНОСТЬ, МОДЕЛЬ WRT-100 ADWEL INTERNATIONAL LTD.60 Ironside Crescent, Unit 9 Скарборо, Онтарио, Канада M1X 1G4 Телефон: (416) 321-1988 Факс: (416) 321-1991

Дополнительная информация

Установка 33 Трехфазные двигатели

Модуль 33 Трехфазные двигатели Задачи: Обсудить работу двигателей с фазным ротором. Обсудите работу сельсиновых моторов. Обсудите работу синхронных двигателей. Определить направление вращения

Дополнительная информация

Глава 14: Конструкция индуктора

Глава 14 Конструкция индуктора 14.1 Ограничения на конструкцию индуктора фильтра 14.2 Пошаговая процедура проектирования 14.3 Конструкция многообмоточного магнетика с использованием метода Kg 14.4 Примеры 14.5 Сводка ключевых моментов

Дополнительная информация

Индукторы. Теория переменного тока. Модуль 3

Модуль 3 Теория переменного тока Что вы узнаете в Модуле 3. Раздел 3.1 Электромагнитная индукция. Магнитные поля вокруг проводников. Соленоид. Раздел 3.2 Индуктивность и обратная э.д.с.Единица индуктивности. Факторы

Дополнительная информация

Направление наведенного тока

Направление наведенного тока Стержневой магнит движется через катушку Ток, индуцированный в катушке A S N v Обратный полюс Индуцированный ток меняет знак B N S v v Катушка движется мимо фиксированного стержневого магнита Ток, индуцированный в катушке как

Дополнительная информация

ТРАНСФОРМАТОР: ТРЕХФАЗНЫЙ

СОДЕРЖАНИЕ Трансформатор: трехфазный 1211 C H A P T E R 33 Цели обучения Трехфазные трансформаторы Соединения трехфазного трансформатора Соединение звездой / звездой или Y / Y Соединение треугольником или соединение звезда / треугольник

Дополнительная информация

Термисторная защита двигателя

Термисторная защита двигателя CM-E Серия Термисторная защита двигателя Термисторная защита двигателя Реле защиты двигателя Преимущества и преимущества Таблица выбора Принцип действия и области применения термистора

Дополнительная информация

Цепи трехфазного переменного тока

Цепи трехфазного переменного тока Этот рабочий лист и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/1.0/,

.

Дополнительная информация

5. Измерение магнитного поля.

H 5. Измерение магнитного поля 5.1 Введение Магнитные поля играют важную роль в физике и технике. В этом эксперименте исследуются три различных метода измерения

Дополнительная информация

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СЕРТИФИКАТ (ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СЕРТИФИКАТ (ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ) ПРИНЦИПЫ ПО ТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ПРАКТИКА NQF Уровень 4 Сентябрь 2007 г. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ПРАКТИКА УРОВЕНЬ 4 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ И ОБУЧЕНИЕ

Дополнительная информация

Индуктивность.Моторы. Генераторы

Индуктивные двигатели Генераторы Самоиндукция Самоиндукция возникает, когда изменяющийся поток через цепь возникает из самой цепи. По мере увеличения тока магнитный поток через петлю из-за

Дополнительная информация

Генераторы переменного тока. Базовый генератор

Генераторы переменного тока Базовый генератор Базовый генератор состоит из магнитного поля, якоря, контактных колец, щеток и резистивной нагрузки.Магнитное поле обычно представляет собой электромагнит. Арматура — любое число

Дополнительная информация

Уроки управления и силовой разводки

• Тренажеры PLC

• Симуляторы и тестеры

• Панели управления

• Промышленный контроль

• Товар

• Поддержка

• Уроки

  • Обучение ПЛК Начало работы

  • Обучение ПЛК RsLogix 500

  • Обучение работе с ПЛК Studio 5000

  • Обучение CCW Micro800

  • Панели управления UL 508A

  • Уроки ПИД-пропорциональной интегральной производной

  • Обучение аналоговым схемам

  • Электропроводка промышленного управления

    • Контакторы и реле — пусковые двигатели, отправка сигналов…Какая разница?
    • Использование мультиметра, вольтметра, амперметра и омметра
    • Типы промышленных переключателей | Тумблер, кнопка, селекторный переключатель и т. Д.
    • Управляющая проводка — приемник и источник, устройства NPN-PNP и входы ПЛК
    • Проводка управления — 2-проводное управление — Цепь включения / выключения
    • Проводка управления — 3-проводное управление — цепь запуска и остановки
    • Как подключить цепь автоматического управления HOA Hand Off
    • Как подключить последовательные и параллельные схемы управления
    • Расчет вольт и ампер в последовательных и параллельных цепях постоянного тока.
    • Как подключить трехпозиционный переключатель. Перевозчик … Путешественник … Что?
    • Электропроводка — типовые цветовые коды электропроводки
    • Проводка управления — типы датчиков, механический переключатель, датчик приближения, световозвращающий фотоэлектрический, рассеянный фотоэлектрический
    • Управляющая проводка — первичная и вторичная проводка трансформатора
    • Электропроводка — максимальная токовая защита первичной и вторичной обмоток трансформатора с помощью предохранителей или автоматических выключателей
    • Электропроводка — что такое ВА вольт-амперы и кВА киловольт-амперы и как их рассчитать
    • Поиск и устранение неисправностей в цепи переменного тока с помощью бесконтактного датчика по сравнению с измерителем
    • Электропроводка — определение сечения провода и падения напряжения на ток — 240/120 В переменного тока
    • Электропроводка — определение сечения провода и падения напряжения для ампер — 480/277 В переменного тока
    • Электропроводка — максимальное количество проводников в кабелепроводе
    • Обычный ток по сравнению с электронным током

  • Двигатели, частотно-регулируемые приводы переменного тока и обучение трехфазному питанию

  • Бонусная серия о программировании ПЛК и промышленной автоматизации

• Свяжитесь с нами

• Товары

• Поддержка

• Уроки

  • Обучение ПЛК Начало работы

  • Обучение ПЛК RsLogix 500

  • Обучение работе с ПЛК Studio 5000

  • Обучение CCW Micro800

  • Панели управления UL 508A

  • Уроки ПИД-пропорциональной интегральной производной

  • Обучение аналоговым схемам

  • Электропроводка промышленного управления

    • Контакторы и реле — пусковые двигатели, отправка сигналов…Какая разница?
    • Использование мультиметра, вольтметра, амперметра и омметра
    • Типы промышленных переключателей | Тумблер, кнопка, селекторный переключатель и т. Д.
    • Управляющая проводка — приемник и источник, устройства NPN-PNP и входы ПЛК
    • Проводка управления — 2-проводное управление — Цепь включения / выключения
    • Проводка управления — 3-проводное управление — цепь запуска и остановки
    • Как подключить цепь автоматического управления HOA Hand Off
    • Как подключить последовательные и параллельные схемы управления
    • Расчет вольт и ампер в последовательных и параллельных цепях постоянного тока.
    • Как подключить трехпозиционный переключатель. Перевозчик … Путешественник … Что?
    • Электропроводка — типовые цветовые коды электропроводки
    • Проводка управления — типы датчиков, механический переключатель, датчик приближения, световозвращающий фотоэлектрический, рассеянный фотоэлектрический
    • Управляющая проводка — первичная и вторичная проводка трансформатора
    • Электропроводка — максимальная токовая защита первичной и вторичной обмоток трансформатора с помощью предохранителей или автоматических выключателей
    • Электропроводка — что такое ВА вольт-амперы и кВА киловольт-амперы и как их рассчитать
    • Поиск и устранение неисправностей в цепи переменного тока с помощью бесконтактного датчика по сравнению с измерителем
    • Электропроводка — определение сечения провода и падения напряжения на ток — 240/120 В переменного тока
    • Электропроводка — определение сечения провода и падения напряжения для ампер — 480/277 В переменного тока
    • Электропроводка — максимальное количество проводников в кабелепроводе
    • Обычный ток по сравнению с электронным током

  • Двигатели, частотно-регулируемые приводы переменного тока и обучение трехфазному питанию

  • Бонусная серия о программировании ПЛК и промышленной автоматизации

• Свяжитесь с нами

Электроприводы — Основы электрических машин

Майкл Фарадей показал, что прохождение тока через проводник, свободно подвешенный в фиксированном магнитном поле, создает силу, которая заставляет проводник двигаться через это поле.
И наоборот, если ограничен проводник, а не магнит, то магнит, создающий поле, будет перемещаться относительно проводника.

В более общем смысле сила, создаваемая током, известная теперь как сила Лоренца, действует между проводником тока и магнитным полем или магнитом, создающим поле.

Величина силы, действующей на проводник, определяется выражением:

F = BLI

Где F — сила, действующая на проводник, L — длина проводника, а I — ток, протекающий по проводнику

Фарадей также показал, что верно и обратное: перемещение проводника через магнитное поле или перемещение магнитного поля относительно проводника вызывает протекание тока в проводнике.

Величина создаваемой таким образом ЭДС определяется выражением:

E = BLv

Где E — ЭДС генератора (или обратная ЭДС в двигателе), а v — скорость проводника через поле

Другая форма движущей силы, которая не зависит от силы Лоренца и протекания электрического тока, в принципе может быть получена из чисто притягивающей (или отталкивающей) магнитной силы, действующей на магнит или на магнитно-восприимчивые материалы, такие как как железо, когда их помещают в поле другого магнита.Примером может служить движение стрелки компаса в присутствии магнита. Однако на практике по меньшей мере один магнит, создающий поле, должен быть электромагнитом, чтобы получить необходимый контроль магнитного поля для достижения устойчивого движения, а также практических уровней крутящего момента.

Бесщеточные двигатели постоянного тока и реактивные двигатели зависят от этого явления, известного как «реактивный момент», поскольку в роторе не протекают электрические токи. Вращательное движение достигается за счет последовательной пульсации полюсов статора для создания вращающегося магнитного поля, которое увлекает за собой движущийся магнит.

В асинхронных двигателях переменного тока вращающееся поле получается другим способом, и основное действие двигателя зависит от силы Лоренца, однако синхронные двигатели переменного тока имеют элементы магнитного ротора, которые вращаются синхронно с вращающимся полем, как в бесщеточном двигателе постоянного тока. .

• Момент сопротивления

Крутящий момент создается за счет реакции между магнитными полями.Рассмотрим небольшой стержневой магнит в поле другого большего магнита, такого как зазор между полюсами магнита для подковы или одной из пар полюсов электродвигателя. (См. Схему реактивного двигателя). Когда стержневой магнит выровнен с полюсами большого магнита, его поле будет соответствовать внешнему полю. Это положение равновесия, и стержень не будет испытывать никаких усилий, чтобы переместить его. Однако, если стержень не совмещен с полюсами, либо повернут, либо смещен, он будет испытывать силу, возвращающую его в соответствие с внешним полем.В случае бокового смещения сила уменьшается с увеличением расстояния, но в случае вращения сила будет увеличиваться, достигая максимума, когда стержень находится под прямым углом к ​​внешнему полю. Другими словами, крутящий момент на магните является максимальным, когда поля ортогональны, и нулевым, когда поля выровнены.

• Яркие полюса

Двигатели, зависящие от реактивного момента, обычно имеют «выступающие полюса» — полюса, которые выступают наружу.Это необходимо для концентрации потока в дискретных угловых секторах, чтобы максимизировать и сфокусировать выравнивающую силу между полями.

• Крутящий момент от вращающихся полей

В двигателях, которые зависят от вращающихся полей, таких как асинхронные двигатели, бесщеточные двигатели постоянного тока и реактивные двигатели, мгновенный крутящий момент на роторе зависит от его углового положения по отношению к угловому положению магнитной волны. Хотя магнитная волна пытается подтянуть полюса ротора в соответствии с магнитным потоком, всегда будут инерция и потери, сдерживающие ротор.

• Клинья

Из-за трения, сопротивления воздуха и других потерь ротор асинхронного двигателя вращается с меньшей скоростью, чем вращающееся поле, что приводит к угловому смещению между вращающейся магнитной волной и вращающимся полем, связанным с полюсами ротора. Разница между скоростью магнитной волны и скоростью ротора называется «скольжением», а крутящий момент двигателя пропорционален скольжению.

• Угол крутящего момента

Даже в синхронных двигателях, в которых ротор вращается с той же скоростью, что и магнитная волна, из-за потерь, указанных выше, полюса ротора никогда не достигнут полного совпадения с пиками магнитной волны, и все равно будет смещение между вращающаяся магнитная волна и вращающееся поле. Иначе бы не было крутящего момента. Это смещение называется «углом крутящего момента». Крутящий момент двигателя равен нулю, когда угол крутящего момента равен нулю, и максимален, когда угол крутящего момента равен 90 градусам.Если угол крутящего момента превышает 90 градусов, ротор выйдет из синхронизма и остановится.

Для многооборотных катушек эффективный ток составляет NI (ампер-витков), где N — количество витков в катушке.

Если на катушку подается ток, машина действует как двигатель. Если катушка вращается механически, в катушке индуцируется ток, и машина, таким образом, действует как генератор.

Во вращающихся машинах вращающийся элемент называется ротором или якорем, а неподвижный элемент — статором.

На практике эффекты двигателя и генератора имеют место одновременно.

Прохождение тока через проводник в магнитном поле заставляет проводник перемещаться через поле, но как только проводник начинает двигаться, он становится генератором, создающим ток через проводник в направлении, противоположном приложенному току. Таким образом, движение проводника создает «обратную ЭДС», которая противодействует приложенной ЭДС.

И наоборот, перемещение проводника через поле вызывает прохождение тока через проводник, который, в свою очередь, создает силу на проводнике, противодействующую приложенной силе.

Фактический ток, протекающий в проводнике, определяется по формуле:

I = (V — E)

р

Где В, — приложенное напряжение, E — это обратная ЭДС и R — сопротивление проводника (якоря двигателя)..

Из вышесказанного, обратная ЭДС в электродвигателе равна приложенному напряжению за вычетом падения напряжения на якоре.

E = V — RI

Это известно как «Уравнение ЭДС двигателя».

Падение напряжения на аматуре RI иногда называют Net Voltage

.

Умножение напряжения на ток якоря для получения мощности дает следующее соотношение:

P = EI = VI — I ² R

Это показывает, что
механическая мощность, передаваемая двигателем, равна обратной ЭДС, умноженной на ток якоря, ИЛИ электрическая мощность, подаваемая на двигатель, за вычетом потерь I ² R в обмотках.(Без учета потерь на трение).

Это известно как «Уравнение мощности двигателя».

Эффекты «Действие и реакция», описанные выше, обеспечивают важный автоматический саморегулирующийся механизм обратной связи в двигателях постоянного и переменного тока для адаптации к изменениям приложенной нагрузки. По мере увеличения нагрузки на двигатель он имеет тенденцию замедляться, уменьшая обратную ЭДС.Это, в свою очередь, позволяет протекать большему току, создавая больший крутящий момент, чтобы приспособиться к увеличенной нагрузке, пока не будет достигнута точка баланса или равновесия. Таким образом, двигатель установит скорость, соответствующую требуемому крутящему моменту. См. Также раздел «Управление мощностью» ниже.

• Магнитные цепи
  В случае электрических машин магнитная цепь — это путь магнитного потока через корпус статора, через воздушный зазор, через ротор и обратно через воздушный зазор в статор.Длина l этого пути известна как средняя длина магнитного пути MMPL
  Магнитные цепи предназначены для создания максимально возможного магнитного потока и его концентрации в воздушном зазоре между ротором и статором, через который движутся катушки. Поток Φ измеряется в Webers
  .
  Плотность потока B измеряется в теслах и определяется как магнитный поток Φ на единицу площади A .Таким образом, B = Φ / A , где A — это площадь, через которую проходит поток.

Из приведенных выше уравнений видно, что крутящий момент, создаваемый электродвигателем, или ЭДС, создаваемая генератором, прямо пропорциональны плотности магнитного потока B в области, окружающей движущиеся электрические проводники, а для эффективных машин B должно быть как можно выше.

• Магнитодвижущая сила (MMF)
  
  Магнитный поток, возникающий в магнитной цепи, пропорционален создаваемой магнитодвижущей силе (МДС). Для электромагнита MMF — это эффективный ток в намагничивающей катушке, измеренный в амперах витков NI , и, как указано выше, это фактический ток в I , умноженный на количество витков N в катушке.
  Таким образом, MMF = NI = Φ X R , где R — сопротивление магнитной цепи.Сопротивление — это внутреннее сопротивление материала магнитной цепи возникновению магнитного потока через него. (Для железа сопротивление очень низкое. Для воздуха очень высокое)
  Это уравнение для потока в магнитных цепях аналогично закону Ома для тока в электрических цепях, в котором:
  ЭДС = I X R , где R — это сопротивление электрической цепи.
  Поскольку сопротивление воздушного зазора между статором и ротором очень велико, воздушный зазор должен быть как можно меньше, чтобы свести к минимуму количество витков Ампера, необходимых для создания желаемой плотности магнитного потока.
• Магнитная сила (H) , также называемая напряжением магнитного поля

Напряженность магнитного поля H соответствует MMF на единицу длины в магнитной цепи. Таким образом:

H = NI

л

Магнитодвижущая сила является причиной магнитного поля, магнитная сила — следствием.

• Плотность потока (B) и Магнитная проницаемость (µ )

Для однородных полей плотность потока, связанная с магнитной силой, пропорциональна напряженности поля и определяется выражением:

B = µ ₀ µ _r H

где

µ ₀ известна как магнитная постоянная или проницаемость свободного пространства.

µ _r — относительная проницаемость магнитного материала.

К сожалению, зависимость становится нелинейной по мере увеличения плотности магнитного потока и насыщения магнитного материала. Затем поток, создаваемый увеличением магнитного поля, уменьшается и выравнивается, а относительная проницаемость µ _r стремится к 0.

• Насыщенность

Из вышеизложенного видно, что увеличение MMF (ампер-витков) в магнитной цепи увеличивает поток через цепь, но есть предел плотности потока, который может быть создан в магнитных материалах, таких как железо, когда материал называется быть насыщенным.Выше этой точки требуется все больше и больше MMF для создания все меньшего и меньшего потока. Другими словами, сопротивление резко возрастает при насыщении материала.

Для максимальной эффективности электрические машины обычно рассчитаны на работу чуть ниже точки насыщения.

• Магнитные полюса
  Электрические машины могут иметь несколько пар полюсов. Многополюсные машины обычно обеспечивают более эффективные магнитные цепи и более плавные характеристики крутящего момента.

Соединение с подвижной катушкой в ​​базовой машине, показанной выше, осуществляется через угольные щетки, опирающиеся на пару контактных колец, по одному на каждом конце катушки.

Если машина используется в качестве генератора, направление генерируемого тока будет меняться каждые полцикла, поскольку плечо катушки последовательно проходит через противоположные полюса.Если требуется однонаправленный ток, контактные кольца разъединяются и соединяются между собой так, что в каждом полупериоде ток снимается с чередующихся плеч катушки. Этот простой механизм переключения называется коммутатором.

Аналогично, когда машина используется в качестве двигателя постоянного тока, коммутатор переключает напряжение питания постоянного тока на чередование плеч катушки каждый полупериод, чтобы добиться однонаправленного вращения.

Таким образом, во всех машинах постоянного тока с фазным ротором, как в двигателях, так и в генераторах, ток в обмотках ротора является переменным, и именно коммутатор обеспечивает соответствующий вход или выход постоянного тока.Однако есть некоторые заметные исключения. Первые в мире двигатели и генераторы, изобретенные Фарадеем, были униполярными или униполярными машинами, в проводниках которых протекал однонаправленный ток. Двигатель Фарадея был лабораторным диковинным предметом, не имевшим практического применения, но его так называемая динамо-машина «Диск Фарадея» могла генерировать полезный ток.

На протяжении более 100 лет механическая коммутация была единственным практическим способом переключения направления тока, однако с 1970-х годов наличие мощных полупроводников сделало возможной электронную коммутацию.

В машинах переменного тока можно избежать сложностей коммутации, поскольку ток может индуцироваться в обмотках ротора за счет действия трансформатора с обмотками статора, устраняя необходимость в прямых соединениях между линией питания и вращающимися обмотками. См. Асинхронные двигатели.

Поскольку коммутатор по сути является механическим переключателем, быстро замыкающим и размыкающим сильноточную цепь, переключатель склонен к искрообразованию и генерации радиочастотных помех, которые могут нарушить работу других электронных схем, находящихся поблизости.

В очень больших двигателях склонность к искрообразованию может быть снижена путем добавления «межполюсных» или «коммутирующих полюсов», узких вспомогательных обмоток на полпути между основными полюсами статора. Они соединены последовательно с обмотками ротора и создают MMF, равную и противоположную MMF ротора, так что эффективный магнитный поток между главными полюсами равен нулю. Коммутация предназначена для того, чтобы происходить в тот момент, когда ток проходит через ноль между отрицательным и положительным полупериодами, и это происходит, когда ротор находится на полпути между основными полюсами.За счет нейтрализации потока в этой области снижается вероятность искрения.

Самые ранние электрические машины зависели от постоянных магнитов для создания магнитного поля, однако лучшие магнитные материалы, доступные в то время, были способны создавать только очень слабые поля, что ограничивало потенциальные применения машин до лабораторных демонстраций. В конце концов стало понятно, что гораздо более сильные магнитные поля могут быть созданы с помощью электромагнитов, питаемых от приложенного или генерируемого сетевого напряжения.Это позволило построить гораздо более мощные машины, дающие возможность разработки практических приложений. Достижения в области магнитных материалов привели к созданию гораздо более мощных постоянных магнитов, позволяющих использовать их в практических машинах, упрощая конструкцию машины за счет исключения одного набора обмоток. В то же время многие функции, такие как энкодеры, тахогенераторы, термовыключатели, тормоза и вентиляторы, встроены в машины. См. Также Контроллеры

.

Вообще говоря, крутящий момент, создаваемый двигателем, пропорционален потребляемому им току и также пропорционален потоку в воздушном зазоре.

T = K ₁ I B

• Двигатели постоянного тока

В двигателях постоянного тока скорость вращения пропорциональна приложенному напряжению, и нормальный метод управления скоростью заключается в изменении входного напряжения.

N = K ₂ V

Б

Скорость, однако, обратно пропорциональна потоку в воздушном зазоре.Это означает, что скорость увеличивается по мере уменьшения магнитного потока, создаваемого катушками возбуждения. Теоретически скорость может стремиться к бесконечности, если ток в катушке возбуждения будет удален, хотя двигатель, скорее всего, будет разрушен до того, как это произойдет. На практике ограниченное увеличение скорости может быть получено за счет контролируемого уменьшения тока возбуждения. Но обратите внимание на приведенное выше уравнение крутящего момента, что уменьшение тока возбуждения также снижает крутящий момент. Этот метод управления скоростью называется « Ослабление поля »

• Двигатели переменного тока

В двигателях переменного тока скорость пропорциональна частоте приложенного напряжения и обратно пропорциональна количеству магнитных полюсов.

N = K ₃ f

П

Двигатели

постоянного тока развивают максимальный крутящий момент при нулевой скорости или когда они остановлены (когда они потребляют максимальный ток), и крутящий момент линейно падает с увеличением скорости, достигая нуля, когда обратное напряжение, создаваемое вращающимися катушками в магнитном поле ( обратная ЭДС) равна приложенному напряжению.

Для двигателей переменного тока пусковой момент при нулевой скорости может составлять примерно от 70% до 90% от максимального значения, возрастая до пика при увеличении скорости, а затем резко снижаясь до нуля, когда двигатель приближается к синхронной скорости. См. Примечание о синхронных двигателях.

(Характеристики крутящего момента электродвигателей отличаются от двигателей внутреннего сгорания, крутящий момент которых очень низок на низких скоростях, обычно останавливается ниже 800 об / мин, но увеличивается с увеличением скорости до пика при падении примерно 80% максимальной скорости. отключается лишь незначительно при достижении максимальной скорости.)

Некоторые конструкции двигателей не являются самозапускающимися в своей базовой конфигурации, но они обычно включают конструктивные изменения, позволяющие самозапускаться, чтобы пользователь мог не осознавать проблему.

Выходная мощность двигателя прямо пропорциональна его скорости.
В
выходная мощность P в ваттах определяется по формуле:

P = ωT

Где ω — скорость в радианах в секунду, а T — крутящий момент в Ньютон-метрах

ИЛИ

P = 2π NT = NT

60 9.55

Где N — скорость в оборотах в минуту (об / мин)

ПРИМЕЧАНИЕ : Это соотношение показывает, что для заданной мощности скорость уменьшается по мере увеличения нагрузки или крутящего момента и наоборот. Это в некотором смысле эквивалентно тому, что происходит в механической коробке передач, и соответствует рабочему равновесию, упомянутому выше.

Максимальная мощность, которую может выдержать двигатель, определяется его максимально допустимой температурой.Пропускная способность может быть увеличена за счет использования материалов, способных выдерживать более высокие температуры, особенно для изоляции обмоток, или путем обеспечения принудительного охлаждения, которое снижает температуру двигателя при заданном потреблении тока.

Угловая мощность — это альтернативный способ определения мощности двигателя, который некоторые люди считают полезным для сравнения машин.

Это просто произведение максимального крутящего момента двигателя и максимальной скорости, которую он может достичь.Поскольку максимальный крутящий момент редко, если вообще возникает, возникает одновременно с максимальной скоростью, фактическая передаваемая мощность машины всегда будет меньше угловой мощности.

В двигателях постоянного тока предел коммутации определяется способностью сегментов коммутатора и щеток выдерживать высокие напряжения (ограничение скорости) и большие токи (ограничение крутящего момента).

Обратите внимание, что при высоких напряжениях и токах может потребоваться принудительное охлаждение.

Допустимая мощность электрической машины ограничена максимально допустимой температурой ее обмоток.

Для двигателей большей мощности требуются более высокие магнитные поля, и ток, необходимый для обеспечения более высокой плотности магнитного потока, линейно увеличивается с размером двигателя. Однако площадь поперечного сечения медного кабеля, необходимого для протекания тока, увеличивается пропорционально квадрату тока.

Допустимая мощность может быть увеличена за счет использования изоляции, которая может выдерживать более высокие температуры, или путем обеспечения принудительного охлаждения для отвода тепла от обмоток. Принудительное охлаждение обычно не требуется для машин с дробной мощностью, но более мощные встроенные двигатели в лошадиных силах обычно имеют встроенный охлаждающий вентилятор, который нагнетает воздух через машину.Принудительное воздушное охлаждение может быть эффективным в машинах мощностью до 50 мегаватт, но более крупные машины с номинальной мощностью в несколько мегаватт, используемые в электроэнергетике, должны прибегать к жидкостному охлаждению, при котором хладагент циркулирует по полым проводникам. Рабочей жидкостью может быть вода, но в самых больших машинах используется водород из-за его малого веса и высокой теплоемкости.

Для заданного крутящего момента мощность двигателя пропорциональна скорости.Таким образом, низкооборотные двигатели будут обеспечивать очень низкую мощность. Приложения, требующие высокого крутящего момента на низких скоростях, потребуют очень больших токов и непрактично больших двигателей. Для таких применений лучше подходят более высокоскоростные двигатели с зубчатыми передачами для снижения скорости и увеличения крутящего момента.

Размер двигателя определяется крутящим моментом, который он должен передать. Для аналогичных двигателей с аналогичными системами охлаждения крутящий момент двигателя пропорционален объему ротора и, следовательно, общему объему двигателя.

Как отмечалось выше, для заданного крутящего момента мощность двигателя пропорциональна скорости, в то время как электрические потери и потери на ветер имеют тенденцию быть примерно постоянными, возрастая относительно медленно. Таким образом, КПД двигателя увеличивается с увеличением скорости.

КПД также зависит от размера двигателя, поскольку резистивные потери имеют тенденцию быть пропорционально намного выше в устройствах меньшего размера, чем в машинах большего размера, которые могут быть сконструированы с более эффективными магнитными цепями.

Зубчатость — это резкая, неравномерная угловая скорость ротора машины, особенно заметная на низких скоростях в двигателях с небольшим количеством полюсов. Это происходит потому, что ротор имеет тенденцию ускоряться по мере приближения к полюсам статора и замедляться, когда он выходит из полюсов. Это также заметно при использовании импульсного постоянного тока, если частота сигнала питания слишком мала. Проблема может быть уменьшена путем использования перекошенных обмоток ротора, а также увеличения количества полюсов в двигателе.

• Потери в меди
  Это тепловые потери I ² R из-за протекающего в обмотках тока. Потери в меди варьируются в зависимости от тока и, следовательно, нагрузки на машину. Потери в стали и другие потери обычно относительно постоянны.
• Сопротивление обмотки статора
• Сопротивление обмотки ротора
• Потери в железе
  Это потери, возникающие в магнитной цепи.
• Насыщенность

Это расточительное использование энергии, связанное с использованием материалов с плотностями потока выше точки насыщения.

• Гистерезис потери
  Это энергия, необходимая для намагничивания и размагничивания железа в магнитной цепи в каждом машинном цикле. Поскольку потери за цикл фиксированы, они будут увеличиваться в соответствии с частотой.См. Дополнительную информацию о гистерезисе. Для уменьшения этих потерь были разработаны специальные стали с низким гистерезисом.
• Потери на вихревые токи
  Эти потери возникают из-за нежелательных циркулирующих токов, которые индуцируются в железе магнитной цепи машины.
  по машинным обмоткам. Их можно минимизировать за счет использования в магнитных цепях ламинированного железа вместо твердого железа. Изолирующий оксидный слой на пластинах препятствует протеканию вихревых токов между пластинами.
• Утечка флюса

В практических магнитных цепях не всегда возможно сконцентрировать весь магнитный поток там, где это необходимо для оптимальной магнитной связи и максимального обмена энергией между ротором и статором. Следовательно, часть приложенной энергии теряется.

• Ветер / трение

Это механические потери, возникающие из-за сопротивления движению ротора.

• Коэффициент мощности

Асинхронный двигатель выглядит в линии питания как большой индуктор, и, следовательно, линейный ток отстает от приложенного напряжения. Тогда эффективная мощность двигателя составит VAcos Φ , где V, — приложенное напряжение, A, — протекающий ток, а Φ — фазовый угол, на который ток отстает от напряжения.

CosΦ известен как коэффициент мощности.Когда Φ = 0, ток находится в фазе с напряжением, cosΦ = 1, и потери мощности отсутствуют. Когда Φ = 1, ток отстает от напряжения на 90 °, cosΦ = 0, и на нагрузку не будет подаваться эффективная мощность. Коэффициент (1 — cosΦ ) представляет собой дополнительную мощность, которую машина должна потреблять от источника для обеспечения своей номинальной мощности.

Как отмечалось выше, из-за реакции системы на приложенную силу все вращающиеся машины одновременно действуют как двигатели и генераторы.В обоих случаях действуют одни и те же электромагнитные силы, и одни и те же уравнения представляют поведение машин в обоих случаях.

Как и в случае с двигателями, вышеупомянутые принципы могут применяться по-разному. См. Несколько практических примеров в разделе «Генераторы».

См. Описания и приложения некоторых наиболее распространенных из множества типов электрических машин и приводов, доступных сегодня

Основные принципы: Основные принципы электрических машин

Основные принципы электрических машин

Электромеханическое преобразование энергии

Устройство электромеханического преобразования энергии является связующим звеном между электрическими и механическими системами.

Когда механическая система передает энергию через устройство в электрическую систему, устройство называется генератором.

Процесс обратимый; однако часть энергии, преобразованной в тепло, теряется и необратима. Электрическая машина может работать как генератор или как двигатель. Электромеханическое преобразование зависит от взаимосвязи между:

• Электрические и магнитные поля

• Механические силы и движение.

Во вращающихся машинах мощность создается за счет относительного движения катушек.

В случае генератора обмотка механически вращается в магнитном поле. Это вызывает изменение магнитных связей с обмотками, вызывая индуцированные напряжения.

В случае двигателя токопроводящий провод может находиться внутри магнитного поля. Механическая сила действует на проводник с током в магнитном поле и, следовательно, создается результирующий крутящий момент, действующий на ротор.

Как в генераторе, так и в двигателе токопроводящий провод находится в магнитном поле. Проводники и поток движутся друг относительно друга с определенной скоростью. Во вращающихся машинах вырабатываются как напряжение, так и крутящий момент. Только направление потока мощности определяет, работает ли машина как генератор или как двигатель. Для генератора e и i находятся в одном направлении.

В генераторе мощность обеспечивается первичным двигателем. Электроэнергия вырабатывается генератором, и результирующая мощность, произведенная из-за трения, теряется.В то время как в случае двигателя мощность подается от входов электрического источника питания, и возникает небольшая потеря результирующей механической мощности, производимой из-за трения.

Основные принципы электромагнетизма

Магнитное и электрическое поля

Как вы знаете, каждый электрический заряд имеет свое собственное электрическое поле; то есть силовые линии. Линии электрического поля направлены от положительных зарядов в сторону отрицательных зарядов (рис. 1.7). Каждый заряд оказывает силу на другой заряд, которая всегда касается силовых линий, созданных другим зарядом.

Точно так же силовые линии магнитного поля «текут» от N-полюса к S-полюсу (рис. 1.8). Ток, перемещающий электрические заряды, создает магнитное поле. Каждый вращающийся электрон образует токовую петлю, которая создает собственное магнитное поле. Линии магнитного поля всегда образуют круги вокруг создаваемого ими тока.

Магнитное поле, создаваемое проводником с током

Если по проводнику течет ток, он создает вокруг него магнитное поле.Направление тока и направление создаваемого таким образом поля имеют определенную связь, которая задается следующими правилами:

Th e линейка для правой руки Удерживайте проводник в правой руке, сомкнув пальцы вокруг проводника, а большой палец должен смотреть в направлении тока. Пальцы будут указывать в направлении магнитных линий потока, создаваемого вокруг проводника.

Поток, создаваемый токоведущей катушкой. Поток может быть получен путем протекания тока через катушку вместо проводника.Введение магнитного материала в сердечник, на который намотана катушка, увеличивает магнитный поток. Направление магнитного потока в катушке определяется правилом правой руки.

В случае двигателя направление индуцированной ЭДС таково, что противодействует прохождению тока. В то время как в генераторе наведенная ЭДС направлена ​​таким образом, чтобы установить ток.

Правило левой руки Флеминга Определяет взаимосвязь между направлением тока, направлением поля и направлением движения.Если указательный палец левой руки указывает в направлении поля, средний палец указывает в направлении тока, а большой палец указывает в направлении движения.

Основной принцип двигателя

Принцип действия двигателя основан на том факте, что когда «проводник с током помещается в магнитное поле, на него действует сила».

Если вы возьмете простой двигатель постоянного тока, он имеет катушку с током, поддерживаемую между двумя постоянными магнитами (напротив полюсов), так что катушка может свободно вращаться внутри.Когда концы катушки подключены к источнику постоянного тока, ток будет проходить через нее, и она ведет себя как стержневой магнит, как показано на рисунке 1.9. Когда ток начинает течь, силовые линии катушки будут взаимодействовать с магнитными линиями постоянного магнита. Это вызовет движение катушки (Рисунки 1.9 (a), (b), (c), (d)) из-за силы притяжения и отталкивания между двумя полями. Катушка будет вращаться, пока не достигнет положения 180 °, потому что теперь противоположные полюса будут находиться друг напротив друга (Рисунок 1.9 (e)), и силы притяжения или отталкивания не будет.

Роль коммутатора: Щетки коммутатора просто меняют полярность источника постоянного тока, подключенного к катушке. Это вызовет изменение направления тока

и начните вращать катушку еще на 180 ° (Рисунок 1.9 (f).

Щетки будут двигаться таким образом, чтобы обеспечить непрерывное вращение катушки двигателя.

Точно так же двигатель переменного тока работает по вышеуказанному принципу; за исключением этого, контакты коммутатора остаются неподвижными, потому что направление переменного тока постоянно меняется в течение каждого полупериода (каждые 180 °).

Основной принцип генератора

Мы обсудили основную работу двигателя, а также на диаграммах увидели работу генератора.

В принципе, генератор переменного тока аналогичен конструкции двигателя. Вместо того, чтобы подавать ток, ток снимается с катушки в генераторе переменного тока.

Механический первичный двигатель вращает катушку между полюсами постоянного магнита, и в катушке индуцируется переменный потенциал.Для дальнейшего определения: если переменный ток вызывает виток катушки, то при повороте катушки будет создаваться переменный ток.

Согласно закону Фарадея, когда провод продвигается внутрь, чтобы пересечь силовые линии магнитного поля, на заряд (электроны) в проводе воздействует сила, пытаясь перемещать их вдоль провода. Вот как начнет течь ток, если к нему подведена полная цепь. Магнитное поле создается не магнитами, а катушками возбуждения.

Катушка, в которой индуцируется напряжение, называется обмоткой якоря, а катушка, создающая магнитное поле, называется обмоткой возбуждения.

В высоковольтных генераторах не рекомендуется иметь вращающиеся якоря, поскольку требуются токосъемные щетки с высокими номиналами. Скорее, якорь остается неподвижным, а поле — вращающимся.

В генераторах переменного тока малой мощности в качестве поля используется постоянный магнит, в то время как в генераторах переменного тока большой мощности питание обмотки возбуждения осуществляется от узла возбудителя. Узел возбудителя — это небольшой генератор переменного тока, подключенный к тому же валу.

Идеализированные станки

Есть неподвижный элемент, называемый статором, и вращающийся элемент, называемый ротором.Вращающийся элемент установлен на подшипниках, закрепленных на неподвижном элементе. Статор и ротор имеют цилиндрические стальные сердечники, разделенные воздушным зазором. Обмотки намотаны на статор и сердечник ротора. Общий магнитный поток проходит через воздушный зазор от одного сердечника к другому, образуя комбинированный магнитный контур. Две цилиндрические железные поверхности с воздушным зазором между ними движутся относительно друг друга. Цилиндрическая поверхность может быть разделена четным числом выступающих полюсов с промежутками между ними или может быть непрерывной со щелевыми отверстиями, равномерно расположенными по окружности.Эта конструкция может быть как для статора, так и для ротора.

Общие черты идеальной электрической машины показаны на рисунке 1.10. В случае обмоток проводники проходят параллельно оси цилиндров у поверхности. В

проводников соединены в катушки концевыми соединениями за пределами сердечника, а катушки соединены, образуя обмотки машины.

Работа машины зависит от распределения токов вокруг поверхностей сердечника и напряжения, приложенного к обмоткам.

В различных типах электрических машин расположение различается расположением проводников, обмоток и конструкциями сердечников, в зависимости от того, является ли он непрерывным или явнополюсным. Магнитный поток сложным образом пронизывает железные сердечники. Однако, поскольку чугун обладает высокой проницаемостью, точность работы машины может быть определена путем рассмотрения распределения магнитного потока в воздушном зазоре. Проводники фактически расположены в пазах, образованных в пластинах сердечника .

Типичный поперечный разрез и соответствующая диаграмма развития электрической машины с четырьмя полюсами, перпендикулярными оси сердечников, показаны на рисунке 1.11.

Как показано на диаграмме, распределение магнитного потока и тока повторяется на каждой паре полюсов. На полюсах обмотки намотаны так, что ток течет в противоположном направлении и создает поле, соответствующее северной и южной полярностям. Максимальный поток проходит вдоль центра полюса и уменьшается до нуля между межполюсными промежутками.

Основные принципы электрических машин

В электрической машине токи во всех обмотках объединяются, образуя результирующий магнитный поток. Система поля производит поток. В обмотках, например, якоря, индуцируются напряжения. Когда якорь проводит ток, взаимодействие между магнитным потоком и током создает крутящий момент.

Типы обмоток электрических машин

(a) Coi l обмотка

Обмотка состоит из катушек, намотанных на все полюса машины и соединенных вместе для образования подходящей последовательной или параллельной цепи.Направление тока в альтернативном полюсе будет противоположным, так что, когда один полюс является Северным полюсом, другой соседний полюс будет Южным полюсом. Это создает магнитный поток в правильном направлении, замыкая магнитную цепь от Северного полюса до Южного полюса через железные сердечники как статора, так и ротора.

Катушка может быть намотана на статор или на ротор, образуя выступающие или не выступающие полюса машины. На эти обмотки подается постоянный ток, и они создают поле, пропорциональное величине тока, протекающего через обмотки.Если полюса находятся на статоре, в воздушном зазоре создается стационарное поле.

(б) Co мм Обмотка мутатора

Обмотка коллектора находится на роторе. Якорь имеет открытые прорези, в которых расположены проводники и подключены к сегментам коммутатора в непрерывной последовательности.

(в) Полифазы e обмотка

Полифазная обмотка — это распределенная обмотка. Отдельные проводники соответствующим образом распределяются в пазах и подключаются к нескольким отдельным цепям, по одной для каждой фазы.Группа проводников, образующих фазовые полосы, распределяется в регулярной последовательности по последовательным шагам полюсов, так что имеется сбалансированная обмотка, обеспечивающая одинаковое напряжение на каждую фазу. Этот тип обмотки в основном используется для статора. При подаче трехфазного тока он создает вращающееся поле в воздушном зазоре. Он имеет постоянную величину, но вращается с постоянной синхронной скоростью.

Типы электрических машин

В зависимости от типа сочетания обмоток, используемых на статоре и роторе, электрические машины подразделяются на следующие типы:

1. D Машины C

Машины постоянного тока имеют преимущество перед машинами переменного тока, когда речь идет об управлении скоростью двигателя. Так проще и дешевле.

(a) Shun т двигатель

В этой машине обмотка возбуждения установлена ​​в ярме, а обмотка якоря установлена ​​на роторе. Шунтирующий двигатель используется там, где важно регулирование скорости.

Самовозбуждающийся Обмотка возбуждения подключена параллельно (шунт) с обмоткой якоря того же источника питания.Изменяя ток возбуждения, можно изменять скорость. Крутящий момент пропорционален току якоря.

Эта машина также может выступать в качестве генератора. Чтобы ограничить высокий пусковой ток моторного привода, сбросьте напряжение на рампе. Для этого двигателя переменный резистор подключен к
Серия

с полевой цепью для небольшого изменения величины магнитного потока и скорости.

С раздельным возбуждением Обмотка возбуждения подключена параллельно (шунт) обмотке якоря с раздельным возбуждением.

Крутящий момент пропорционален току якоря. В шунтирующем двигателе с независимым возбуждением скорость может быть изменена до определенного предела путем изменения напряжения якоря. После этого, используя ослабление поля (уменьшение тока возбуждения), можно увеличить скорость двигателя выше базовой. Остальные особенности остаются такими же, как и у самовозбуждающегося.

(б) SE RIES мотор

Как следует из названия, в двигателях этого типа обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря.Естественно, что через него будет проходить сильный ток; следовательно, используется обмотка возбуждения более толстого датчика. Серийный двигатель используется там, где регулировка скорости не важна.

Основным преимуществом этого двигателя является возможность получения высокого крутящего момента, что делает его полезным для таких применений, как тепловозы, краны и т. Д.

Связь между крутящим моментом и током следующая:

T α Ia 2

Важно запускать этот двигатель в нагруженном состоянии, иначе это может привести к повреждению двигателя и его окружения.

(c) C o МФУ

Если объединить как последовательные, так и параллельные двигатели, то получится составной двигатель. Он сочетает в себе хорошие характеристики обоих типов, такие как характеристики высокого крутящего момента последовательного двигателя и регулирование скорости параллельного двигателя.

2. A C машины

(a) Squi r Асинхронный двигатель rel-cage

Машины переменного тока просты и надежны.Наиболее распространенной машиной этого типа является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (название произошло от типа конструкции). Основная работа с этим была рассмотрена в предыдущих разделах. Следующее соотношение дает скорость этого двигателя:

Например, если двигатель имеет два полюса, то при частоте 50 Гц частота вращения двигателя будет 3000 (об / мин).

Однако вы не найдете 3000 или 1500 об / мин на паспортной табличке двигателя, потому что частота вращения двигателя не будет 3000 об / мин при полной нагрузке.Это связано с проскальзыванием асинхронного двигателя.

Обороты двигателя регулируются путем регулирования частоты ( f ) — по мере увеличения частоты скорость двигателя также увеличивается. Высокий пусковой ток ограничивается пускателем со звезды на треугольник или пускателем пониженного напряжения.

(b) W ou n d роторный двигатель

По конструкции он аналогичен беличьей клетке и работает аналогично, за исключением того, что предусмотрены контактные кольца.Основная особенность электродвигателя с контактными кольцами заключается в том, что резисторы, включенные последовательно с цепью ротора, ограничивают пусковой ток.

Двигатель запускается с полным набором сопротивлений, но по мере увеличения скорости двигателя сопротивления замыкаются одно за другим. Когда двигатель достигает полной скорости, вся группа сопротивлений замыкается, и теперь двигатель работает как обычный асинхронный двигатель.

(c) Sync h ronous motors

Синхронный двигатель — это двигатель с постоянной скоростью, который может использоваться для корректировки коэффициента мощности трехфазной системы.Подобно асинхронному двигателю с точки зрения статора, синхронная машина имеет либо устройство с постоянным магнитом, либо ротор с электромагнитом (ток подается через контактные кольца). Проще говоря, ротор будет блокироваться с вращающимся магнитным полем в статоре. Итак, двухполюсная машина будет работать ровно на 3000 об / мин. Во многих синхронных машинах для запуска в ротор встроена беличья клетка. Таким образом, при запуске машина действует как асинхронный двигатель, и по мере приближения к синхронной скорости он внезапно «фиксируется» на синхронной скорости.

Основные характеристики электрических машин

Основные характеристики электрических машин:

• Напряжения, наведенные в обмотках, токи нагрузки и напряжения на клеммах, зависят от следующих различных условий нагрузки — скорости, с которой машина работает при различных условиях нагрузки, и частоты.

• Входная или выходная мощность станка.

• Крутящий момент, создаваемый при различных условиях нагрузки.

Входящие поисковые запросы:

admin

Ахмед Фарахат — инженер EECS. Имея 18-летний опыт работы в этой области, он работал в различных технологических дисциплинах и имел
Почетный диплом о высшем образовании в области компьютерных наук и инженерии

Соответствующие должности:

.