Ольга Косарева - Шпаргалка по общей электронике и электротехнике

7. Взрывобезопасная электрическая машина. Закрытая машина, выполненная таким образом, что может противостоять взрыву внутри нее тех газов, которые содержатся в наружной среде.

8...Герметическая машина. Совершенно закрытая машина, у которой все отверстия закрыты настолько плотно, что при определенном наружном давлении исключается всякое сообщение между внутренним пространством машины и газовой средой и жидкостью, окружающей машину извне.

По способу охлаждения машины делятся на следующие типы.

1. Машины с естественным охлаждением, не имеющие специальных вентиляторов. Циркуляция охлаждающего воздуха осуществляется за счет вентилирующего действия вращающих частей машин и явления конвекции.

2. Машины с искусственной вытяжной или нагнетательной вентиляцией, в которых циркуляция газа, охлаждающего нагретые части, усиливается специальным вентилятором, в том числе: машины с самовентиляцией, имеющие вентилятор на валу (защищенные или закрытые); машины с независимой вентиляцией, вентилятор которых приводится во вращение посторонним двигателем (закрытые машины).

Во избежание порчи изоляции двигателя и нарушения целостности обмоток и электрических соединений двигатели должны иметь защитные устройства, обеспечивающие своевременное отключение их от сети. Наиболее частыми причинами ненормальных режимов работы двигателя являются перегрузки, короткие замыкания, понижение или исчезновение напряжения.

Перегрузкой называется увеличение тока двигателя сверхноминальной величины. Перегрузки могут быть небольшие и кратковременные. Перегрузки могут быть чрезмерные и длительные – они опасны для обмоток двигателя, так как большое количество тепла, выделяемое током, может обуглить изоляцию и сжечь обмотки.

Также опасны для двигателя короткие замыкания, которые могут происходить в его обмотках. Защита двигателей от перегрузок и коротких замыканий называется максимальной токовой защитой. Максимальная защита осуществляется плавкими предохранителями, токовыми реле, тепловыми реле. Выбор тех или иных защитных устройств зависит от мощности, типа и назначения двигателя, пусковых условий и характера перегрузок.

Плавкие предохранители представляют собой приспособления с легкоплавкой проволокой, изготовленной из меди, цинка или свинца и укрепленной на изолирующем основании. Назначение предохранителей заключается в отключении потребителя от сети при недопустимо большой перегрузке или коротком замыкании. Плавкие предохранители имеют относительно малую мощность, которую могут отключить предохранители или какой-либо отключающий аппарат без опасности быть поврежденным или разрушенным, называемую предельно-отключающей мощностью.

Плавкие предохранители бывают пробочные, пластинчатые и трубчатые. Пробочные предохранители изготовляются на напряжение до 500 В и на токи от 2 до 60 А и применяются для защиты осветительных сетей и электродвигателей малой мощности. Пластинчатые предохранители, обладающие большими недостатками (разбрызгивание металла вставки при перегорании, трудности замены их), в настоящее время стараются не применять. Трубчатые предохранители низкого напряжения изготовляются на напряжение до 500 В и на токи от 6 до 1000 А. Конструктивно трубочные предохранители могут быть выполнены с открытой фарфоровой трубкой и с закрытой стеклянной, фибровой или фарфоровой трубкой. Трубки с пропущенными сквозь них плавкими вставками часто засыпают кварцевым песком. В момент перегорания предохранителя песок разбивает электрическую дугу на ряд мелких дуг, хорошо охлаждает дугу и она быстро гаснет.

В электрических цепях постоянного и переменного тока напряжением до 500 В применяются автоматические воздушные выключатели или просто автоматы. Назначение автоматов заключается в размыкании электрических цепей при перегрузке или коротких замыканиях.

Основной деталью теплового реле является биметаллическая пластина. Под действием тепла нагревательного элемента происходит деформация биметаллической пластины, которая, изгибаясь, освобождает защелку. Под действием пружины защелка поворачивается вокруг оси и при помощи тяги производит размыкание нормально замкнутых контактов вспомогательной цепи реле. Возвращение защелки в первоначальное положение производится при помощи кнопки возврата. Нагревательный элемент теплового реле выбирается по номинальному току двигателя.

Для дистанционного и автоматического управления электродвигателями применяют контакторы. В зависимости от рода тока контакторы бываю постоянного и переменного тока.

В контакторе постоянного тока силовая цепь, замыкаемая контактором, проходит через контакты, укрепленные на изолирующем основании, контакты самого контактора и гибкую токоведущую связь. Замыкание контактора осуществляется электромагнитом, обмотка которого питается от вспомогательной цепи управления. При замыкании цепи управления электромагнит притягивает якорь, который замыкает контакты контактора.

Контактор удерживается во включенном положении до тех пор, пока замкнута цепь обмотки электромагнита. Контакторы постоянного тока КП строятся с одним, двумя и тремя главными контактами, работающими в цепях постоянного тока напряжением 220, 440 и 600 В. Номинальные токи, на которые рассчитаны главные контакты, бывают от 20 до 250 А. Катушка электромагнитов контакторов КП рассчитаны на напряжения 48, 110 и 220 В.

Кроме главных контактов, служащих для замыкания и размыкания силовых цепей, контакторы снабжаются блок-контактами для цепей сигнализации и других целей. Контакторы КП допускают до 240-1200 включений в час.

Включающие катушки контакторов переменного тока изготовляются на напряжения 127, 220, 380 и 500 В при частоте 50 Гц. Данные контакторы допускают до 120 включений в час.

Для пуска двигателей, изменения направления вращения, регулирования скорости и остановки двигателей применяют аппараты, называемые контроллерами. По роду тока контроллеры бывают постоянного и переменного тока. Контроллеры, контакты которых включаются в силовые цепи электродвигателей, называются силовыми контроллерами.

Имеются контроллеры, которые замыкают цепи управления электромагнитных аппаратов, а они, в свою очередь, замыкают и размыкают силовые цепи электродвигателей. Такие контроллеры называются командоконтроллерами.

В зависимости от конструкции контактовой системы контроллеры могут быть барабанные и кулачковые. Вал барабанного контроллера поворачивается при помощи штурвала. На валу изолированно от него укреплены медные пластины, имеющие форму сегментов и являющиеся подвижными контактами. Сегменты могут быть разной длины и смещены один относительно другого на некоторый угол. Некоторые сегменты электрически соединяются между собой. При повороте вала контроллера его сегменты соединяются с неподвижными контактами, укрепленными на изолирующей планке. Неподвижные контакты пальцевого типа оканчиваются легко сменяемыми «сухарями». В результате соединения подвижных контактов с неподвижными производятся необходимые переключения в управляемой цепи.

Кулачковый контроллер состоит из комплекта кон-такторных элементов, замыкающихся и размыкающихся при помощи кулачковых шайб, расположенных на валу контроллера. Для лучшего гашения дуги каждый контактный элемент контроллера снабжен индивидуальными приспособлением для гашения дуги. Контакты кулачковых контроллеров имеют большую разрывную мощность, чем контакты барабанных контроллеров, и допускают большее число включений (до 600 включений в час).

Пуск асинхронных двигателей можно производить при полном напряжении (прямой пуск) и при пониженном напряжении. Прямой пуск осуществляется при помощи рубильников, переключателей, пакетных выключателей, магнитных пускателей, контакторов и контроллеров. При прямом пуске к двигателю подается полное напряжение сети. Недостатком этого способа пуска являются большие пусковые токи, которые в 27 раз больше номинальных токов двигателей.

Наиболее простым является прямой пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Пуск и остановка таких двигателей производится включением или отключением рубильника и т. п. Пуск асинхронных двигателей с фазным ротором производится при помощи пускового реостата, подключаемого к обмотке ротора через кольца и щетки. Перед пуском двигателя можно убедиться, что сопротивление пускового реостата полностью введено. В конце пуска реостат плавно выводится и закорачивается. Наличие активного сопротивления в цепи ротора при пуске приводит к уменьшению пускового тока и увеличению пускового момента. Для уменьшения пусковых токов асинхронных двигателей уменьшают напряжение, подводимое к обмотке статора двигателя.