Автоматы электрические: Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Электрические автоматы

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

• Пожаров.
• Ударов человека током.
• Неисправностей электропроводки.

Виды и конструктивные особенности

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство.

Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Отключающая способность

Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:

• Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
• На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
• На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Число полюсов

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Особенности автоматов с одним полюсом

Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

Свойства автоматов с двумя полюсами

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время.

Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

Трехполюсные электрические автоматы

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Использование четырехполюсного автомата

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Время-токовая характеристика

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.

Электрические автоматы с маркировкой «В»

Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Свойства автоматов с маркировкой «С»

Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.

02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

Значение маркировки «D» на автомате

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.

Номинальный ток

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

Принцип действия электрических автоматов

Обычный режим

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Режим перегрузки

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом.

После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

Режим короткого замыкания

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин.

В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

Похожие темы:

Как выбрать автомат защиты – советы по самостоятельному ремонту от Леруа Мерлен в Москве

Автомат защиты – это автоматический выключатель, обеспечивающий защиту человека от поражения электрическим током. В обычных условиях электрический ток проходит через автомат защиты к потребителю. При нарушении нормального режима (включении большого количества бытовых электроприборов или неисправности некоторых из них) срабатывают расцепители автоматического выключателя, обесточивая цепь питания. Чрезмерный электрический ток может привести к выходу из строя всех бытовых электроприборов, к перегреву электропроводки, возгоранию и пожару. Поэтому основная задача – разорвать цепь до того, как чрезмерный ток сможет нанести какие-либо повреждения, и тем самым защитить электропроводку и приборы от электрических ударов.

Типы автоматов защиты

• Устройства защитного отключения (УЗО)
• Дифференциальный автомат

Основное отличие УЗО от дифференциального автомата заключается в том, что в УЗО отсутствует защита от короткого замыкания.

Как правило, для нормальной и безопасной работы УЗО требуется защитить его от сверхтока, подключив автомат защиты перед самим устройством.

Устройство защитного отключения отключает цепь при появлении тока утечки, вызванного, например, прикосновением человека к токоведущему проводу или повреждением изоляции. Ток утечки, при котором срабатывают УЗО, определяется конструкцией и для современных приборов составляет 10 мА, 30 мА и 300 мА. В жилых и общественных помещениях, как правило, применяются УЗО с током отсечки 30 мА. Основная задача УЗО – защита человека от поражения электрическим током 10 мА, 30 мА и от возникновения пожара 10 мА, 30 мА, 300 мА.

Дифференциальный автомат – это устройство, которое объединяет функции УЗО и автоматического выключателя. Его работа основана на высоком быстродействии. Дифференциальные автоматы обеспечивают эффективную защиту человека от поражения электрическим током в случае прикосновения к токоведущим частям или деталям, оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции нетоковедущих частей. Дифференциальный автомат срабатывает в обоих случаях – и при утечке тока на землю, и при коротких замыканиях в момент перегрузки сети. Дифференциальные автоматы имеют те же токи отсечки, что и УЗО, и те же номиналы, что и автоматы. Но их стоимость, как правило, выше, чем суммарная стоимость автомата и УЗО.

Обычно используют однофазные (однополюсные) автоматы для размыкания фазного проводника. Реже применяют двухфазные, или двухполюсные, автоматы и автоматы типа «фаза + нейтраль», одновременно размыкающие фазный (L) и нулевой (N) провода.

Трехфазные (трехполюсные) и четырехфазные (четырехполюсные) автоматы используются в сетях с напряжением 380 вольт.  

Важные характеристики автоматов

Номинальный ток характеризует значение рабочей силы тока (измеряется в амперах). При превышении этой величины автомат срабатывает и размыкает цепь. Автоматы выпускаются со стандартными значениями номинального тока: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 А.

Класс срабатывания характеризует кратковременное допустимое значение тока, при котором автомат НЕ сработает.

• Класс «B» применяется для сетей без больших скачков напряжения, в диапазоне от 3 до 5 значений номинального тока.
• Класс «C» применяется в квартирах, офисах и коттеджах, где допустимы токи, превышающие значение номинального в 5–10 раз.
• Класс «D» используют в сетях, где возможны токи, в 10–50 раз превышающие значение номинального.

Отключающая способность (кА) – это максимальный ток, который способен пропустить автомат при коротком замыкании в линии, сохранив дальнейшую работоспособность.

Ток отсечки для УЗО и АД. Эти характеристики всегда указываются на корпусе прибора, стоимость которого возрастает с ростом параметров. При построении домашней сети рекомендуется ставить общий входной автомат (УЗО, АД) и отдельный автомат (класс С) на каждую линию потребителей.

При выборе номинального тока линейного автомата следует учитывать:

• качество проводки – определяется диаметром и материалом используемого кабеля:

• суммарную мощность подключаемых электроприборов. 

Важно! Для медного провода диаметром 2,5 мм допустим ток менее 25 А, а если мощность подключаемых приборов при напряжении 220 вольт составляет менее 5,5 кВт, необходим автомат С25.

В качестве входного автомата необходимо использовать УЗО (АД) с током отсечки: 

• 30 мА – для сухих помещений;
• 10 мА – для влажных помещений.  

Номинальный ток такого прибора должен быть на ступень выше линейного (принцип ступенчатой защиты сети).

Практические рекомендации

Автоматы рассчитаны на определенное количество срабатываний. В связи с этим не рекомендуется использовать их для включения-отключения нагрузки: во-первых, изнашивается механизм, а во-вторых, подгорают контакты, что ведет к выходу из строя контактной группы. Корпуса автоматических выключателей различных производителей часто отличаются друг от друга по посадочному месту на DIN-рейку, по месту крепления проводов. Поэтому при замене вышедшего из строя автомата следует обратить внимание на его конструктивные особенности.

Электрические автоматы. виды и работа. характеристики

Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля

Выбор защитного автомата однозначно зависит от сечения кабеля. Если ток автомата выбран больше, чем надо, то возможен перегрев кабеля из-за протекания большого тока. Если же автомат выбран правильно, то при превышении тока он выключится, и кабель не повредится.

Таблица выбора автомата по сечению кабеля

Обратите внимание на способы прокладки кабеля (тип установки). От того, где проложен кабель, ток выбранного защитного автомата может отличаться в 2 раза!. По таблице – имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат

Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы

По таблице – имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат. Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы.

Теперь – как выбрать защитный автомат, если известна мощность приборов?

Как работает автоматический выключатель

Главная задача автоматического выключателя (автомата) — это улавливание чрезмерных токов в электросети, и мгновенное её обесточивание

Неважно, к какой категории относится автоматический выключатель, он должен уметь быстро обесточить электросеть и предотвратить тем самым повреждение кабелей

Поэтому главной функцией автоматического выключателя, является:

• Срабатывание в случае перегрузки электросети. Здесь все достаточно просто, и если в сети возникнет чрезмерно большая нагрузка, например, из-за большого количества подключённых электроприборов в доме, автоматический выключатель должен сработать и обесточить домашнюю электросеть. Если этого не произойдёт, и автомат не справится со своей задачей, то может загореться электропроводка в доме;
• Среагировать на сверхток, вызванный коротким замыканием электропроводки. Здесь все, также понятно. В случае замыкания, электропроводка подвергается сильному нагреву, а там где тонко, как известно, там и рвётся, поэтому, если автомат не сработает, возможно, повреждение и возгорание электропроводки.

Следует знать, что каждый автоматический выключатель рассчитан на разную силу тока. Время срабатывания автомата, зависит от величины перегрузки электросети. Если это короткое замыкание, то автоматический выключатель сработает мгновенно, буквально за считанные секунды. Если величина перегрузки не слишком большая, то автомат и электропроводка могут греться часами.

Что касается конструкции автоматического выключателя и его принципа работы, то в основе лежит биметаллическая пластина, через которую проходит электрический ток. Если он слишком большой величины, на которую автомат не рассчитан, то пластина начинает греться, что в итоге и приводит к срабатыванию автоматического выключателя.

Автоматы «В» и «С» — в чем разница, категории автоматических выключателей

Тех людей, которые занимаются модернизацией домашней электросети, часто интересует вопрос о том, чем именно отличаются автоматические выключатели категории «В» и «С», ведь именно они, чаще всего, устанавливаются в бытовых сетях. Главное отличие автоматов «В» и «С» в чувствительности электромагнитного расцепителя.

Буквы А, В, С, D и K, Z — как раз и указывают на характеристики расцепителя установленного в автоматическом выключателе:

А — автоматические выключатели данной категории имеют самую высокую чувствительность. Если номинальный ток на линии где будет установлен автомат категории «А» превысит 30%, то автоматический выключатель отключится.

В — автоматы этой категории срабатывают при превышении нагрузки по номинальному току в 3-5 раз. Автоматические выключатели категории «В» предназначены для установки в электросетях с отсутствием или с минимальным пусковым током (электродвигатели и т. д.). Простыми словами говоря, автоматы категории «В», более чувствительны к проходящему току, и при запуске мощных электродвигателей могут сработать.

С — автоматические выключатели стандартного типа с ещё большей перегрузочной способностью, чем у автоматов «В» класса. Их выключение происходит в том случае, если номинальный ток, проходящий через автомат, станет в 5-10 раз выше. Время срабатывания автомата категории «С», порядка 1,5 секунды. Такие автоматы предназначены для обеспечения защиты электросетей общего назначения.

Автоматы категории D, редко используются в быту. Чаще всего эти автоматические выключатели применяются в электросетях с большими пусковыми нагрузками. Ну и последние категории автоматов, это «K» и «Z», они используются в специальных целях, например, для защиты линий к которым подключены электронные устройства.

Виды и типы автоматических выключателей

Все наши электрические сети и цепи, а также бытовые электроприборы и электрооборудование надежно защищены автоматическими выключателями. Их главная задача — это в нужный момент обесточить электрическую цепь, т.е. отключить подачу электрического тока. Автомат (АВ) срабатывает, т.е. отключается, в случаях короткого замыкания и перегрузки в сети (нагрев проводов). Для различных электрических цепей существуют и различные виды и типы автоматических выключателей .

Виды автоматических выключателей (АВ)

• Все автоматы можно разделить на выключатели переменного тока, постоянного тока и универсальные, работающие при любом электрическом токе в сети.

• По своей конструкции АВ бывают: воздушные, модульные, а также в литом корпусе.

• Автоматические выключатели подразделяются по показателю номинального тока.

• Также еще одно различие — это номинальное напряжение. В большинстве случаев АВ работают в сетях с напряжением 220 или 380 Вольт.

• Электрические автоматы бывают токоограничивающие и нетокоограничивающие. Токоограничивающий автоматический выключатель — это выключатель с чрезвычайно малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего максимального значения.

• Все модели электровыключателей классифицируются по количеству полюсов. Они делятся на однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматы.

• АВ подразделяются по виду расцепителей — максимальный расцепитель тока, независимый расцепитель, минимальный или нулевой расцепитель напряжения.

• По скорости срабатывания. Выделяют быстродействующие, нормальные и селективные автоматы. Бывают с выдержкой времени, без нее, независимой или обратно зависимой от тока выдержкой времени срабатывания. Характеристики могут сочетаться.

• Отличаются АВ и по степени защиты от окружающей среды — IP, механических воздействий, токопроводимости материала. По виду привода — ручной, двигатель, пружина.

• Также автоматы различают по наличию свободных контактов и способу присоединения проводников.

Типы автоматических выключателей

Что означает тип электрического автомата? Автоматические выключатели содержат внутри себя два вида размыкателей – тепловой и магнитный.

Магнитный быстродействующий размыкатель предназначен для защиты при коротком замыкании. Срабатывание размыкателя может происходить за время от 0,005 до нескольких секунд.

Тепловой размыкатель значительно медленнее, предназначен для защиты от перегрузки. Работает с помощью биметаллической пластины, нагревающейся при перегрузке цепи. Время срабатывания от нескольких секунд до минут.

Совместная характеристика срабатывания зависит от вида подключаемой нагрузки.

Существует несколько типов отключения АВ. Их еще называют — типы время-токовых характеристик отключения. Они обозначаются так — A, B, C, D, K, Z.

• A – применяется для размыкания цепей с большой длинной электропроводки, служит хорошей защитой для полупроводниковых устройств. Срабатывают при 2-3 номинальных токах.

• B – для осветительной сети общего назначения. Срабатывают при 3-5 номинальных токах.

• C – осветительные цепи, электроустановки с умеренными пусковыми токами. Это могут быть двигатели, трансформаторы. Перегрузочная способность магнитного размыкателя выше, чем у выключателей типа B. Срабатывают при 5-10 номинальных токах.

• D – применяются в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Для электродвигателей с большими пусковыми токами, например. При 10-20 номинальных токах.

• K – индуктивные нагрузки.

• Z – для электронных устройств.

Данные о срабатывании выключателей типов K, Z лучше смотреть в таблицах конкретно по каждому производителю.

Тепловой расцепитель автоматического защитного выключателя

Основным элементом этого устройства является биметаллическая пластина. При ее изготовлении используется два металла с различными коэффициентами теплового расширения.

Будучи спрессованными вместе, они при нагревании расширяются в разной степени, что приводит к искривлению пластины. Если ток не нормализуется в течение длительного времени, то по достижении определенной температуры пластина касается контактов АВ, прерывая цепь и обесточивая проводку.

Основной причиной чрезмерного нагрева биметаллической пластины, из-за которого срабатывает тепловой расцепитель, является слишком высокая нагрузка на определенном участке линии, защищенном автоматом.

Например, сечение выходного кабеля АВ, идущего в помещение, составляет 1 кв. мм. Можно подсчитать, что он способен выдерживать подключение приборов суммарной мощностью до 3,5 кВт, при этом сила проходящего в линии тока не должна превышать 16А. Таким образом, в эту группу можно спокойно подключить телевизор и несколько осветительных приборов.

Если хозяин дома решит включить в розетки этой комнаты дополнительно стиральную машину, электрокамин и пылесос, то общая мощность станет намного выше той, что способен выдержать кабель. В результате возрастет сила тока, проходящего по линии, и проводник станет нагреваться.

Перегрев кабеля может привести к тому, что изоляционный слой расплавится и загорится.

Чтобы этого не произошло, в действие вступает тепловой расцепитель. Его биметаллическая пластина нагревается вместе с металлом провода, и через некоторое время, изогнувшись, отключает питание группы. Когда она остынет, защитное устройство можно снова включить вручную, предварительно вытащив из розетки шнуры питания приборов, которые привели к перегрузке. Если этого не сделать, через некоторое время автомат вырубит снова.

Пример использования расцепителя в противопожарной защите на видео:

Важно, чтобы номинал АВ соответствовал сечению кабеля. Если он будет меньше нужного, то срабатывание будет происходить даже при нормальной нагрузке, а если больше, то тепловой расцепитель не отреагирует на опасное превышение тока, и в итоге проводка сгорит

В целях защиты электромоторов от длительных перегрузок и обрыва фаз на эти агрегаты могут также устанавливаться тепловые реле расцепления. Они представляют собой несколько биметаллических пластин, каждая из которых отвечает за отдельную фазу силового агрегата.

Типы автоматов

Данные изделия различаются по характеру процесса отключения на возникновение наиболее высокого тока. Существуют несколько основных типов автоматических устройств. Каждый вид отличается своей чувствительностью друг от друга.

В основном при производстве электромонтажа используются четыре ведущих типа: А, В, С, D. Кроме этого встречаются автоматы типа МА, K и Z.

Класс А

Защитные приборы данного типа имеют самую высокую чувствительность по отношению к остальным. Тепловой расцепитель такого автомата обесточивает электрическую цепь при повышении силы тока на 30%. Данный процесс осуществляется в течение 0,05 секунд, если ток превысил номинальное значение на 100%.

Автомат типа А не пользуется большой популярностью среди потребителей, так как завышенная чувствительность не допускает даже коротковременные повышенные нагрузки, которые вызывают постоянное срабатывание прибора. Эти типы зачастую устанавливают в электрические цепи, которые имеют соединения с полупроводниковыми элементами.

Класс В

Защитные средства категории В имеют меньшую чувствительность, чем тип В. Электронный расцепитель срабатывает на повышения силы тока на 200% от заявленной, при этом время отключения от электричества составляет 0,015 секунд. В случае если расцепитель по каким-то причинам не сработает, то биметаллическая пластина способна отключить электрическую систему за 4-5 секунд.

Такое устройство используется в электрических сетях, имеющих розетки, освещение и пусковое устройство с наименьшим значением.

Класс С

Аппараты типа С имеют большой спрос при монтаже бытовых электрических сетей. Они способны выдерживать наиболее высокие перегрузки. Чтобы произошел процесс отключения линии от напряжения, нужно чтобы протекающий ток в данной линии повысился в 5 раз от номинального показателя. При этом обесточивание линии происходит через 1,5 секунды.

Данные приборы хорошо выполняют свои защитные функции в общих бытовых сетях. Если в таких сетях розетки и осветительные приборы запитаны отдельно, то в этом случае защиту могут обеспечить приборы класса В. Данное действие производится для того, чтобы при появлении короткого замыкания не происходило обесточивание всего дома.

Класс D

Эти защитные изобретения выдерживают перегрузку сети, номинальный ток которой превышается в 10 раз. При этом отключение электрической цепи протекает в течение 0,4 секунд. Такие устройства нашли свое применение при защите зданий и сооружений в общем, то есть они устанавливаются дополнительно к имеющимся в квартирах автоматам.

Их отключение происходит лишь тогда, когда не сработали автоматические устройства отдельных помещений. Кроме этого их устанавливают в линиях с наиболее высоким значением пусковых токов.

Элестрический автомат: понятие и необходимость

Электрический автомат, или автоматический выключатель, представляет собой механическое коммутационное устройство, посредством которого можно вручную добиться обесточивания всей электросети или же конкретного ее участка. Сделать это можно в доме, квартире, на даче, в гараже и т.п. Более того, такой прибор оснащается функцией автоматического выключения электрического кабеля при возникновении аварийных ситуаций: например, в случае короткого замыкания либо при перегрузке. Отличие таких автоматических выключателей от обычных предохранителей состоит в том, что после срабатывания их можно кнопкой включить вновь.

Поговорим о том, как выбирать автоматы: электрические автоматы существуют в большом многообразии, что требует учета сразу целого ряда факторов при их покупке.

Нужен ли такой автомат? Необходимо дать утвердительный ответ. Исправно работающий автоматический выключатель будет защищать ваше помещение от различных неприятных ситуаций, в том числе от:

• пожаров;
• поражений электрическим током;
• повреждений проводки.

Итак, при выборе автомата, как мы отмечали, следует учитывать сразу несколько показателей. Рассмотрим их по порядку.

Виды расцепителей

В бытовых автоматических выключателях чаще всего встречаются следующие
виды расцепителей: тепловой, электронный и электромагнитный. Они быстро
распознают критическую ситуацию (появление сверхтоков, перегрузки и перепады
напряжения) и размыкают контакты автоматического выключателя, предотвращая
порчу электрического оборудования и защищая проводку. Помимо этих видов,
существуют еще и расцепители нулевого напряжения, минимального напряжения,
независимые, полупроводниковые, механические.

Сверхтоки —
увеличение силы тока в электрической сети, превышающей номинальный ток
автомата. Это токи перегрузки, замыкания.

Ток перегрузки
— сверхток в функциональной сети.

Ток
короткого замыкания — сверхток, появляющийся в результате замыкания двух
составляющих сети при крайне низком сопротивлении между этими элементами.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель размыкает контакты автоматического
выключателя при небольших превышениях номинального тока, отличается увеличенным
временем срабатывания. При кратковременных превышениях токовой нагрузки он не
срабатывает, это удобно в сетях, где часты именно кратковременные превышения
номинального тока автомата.

Тепловой расцепитель является биметаллической пластиной, один
конец которой расположен рядом со спусковым механизмом расцепления. В случае
увеличения силы тока пластина начинает изгибаться и приближаться к спусковому
механизму, касается планки, а та, в свою очередь, размыкает контакты
автоматического выключатели. Принцип работы построен на физических свойствах
металла, расширяющегося при нагревании, поэтому такой расцепитель и называется
тепловым.

К достоинствам теплового расцепителя можно отнести отсутствие
трущихся друг о друга поверхностей, устойчивость к вибрациям, низкая стоимость
в силу простой конструкции

Но нужно обратить внимание и на недостатки — работа
теплового расцепителя сильно зависит от температуры окружающей среды, их
следует размещать в местах со стабильным температурным режимом вдали от
источников тепла, в противном случае возможны многочисленные ложные
срабатывания

Электронный расцепитель

В состав электронного расцепителя входят измерительные
устройства (датчики тока), блок управления и исполнительный электромагнит.
Электронные расцепители предназначены для подачи команды на автоматическое
отключения автомата с заданной программой при возникновении в электрической
цепи сверхтоков перегрузки или замыкания. При превышении силы тока через
автомат в блоке электронного расцепителя начинается отсчет времени срабатывания
в соответствии с время-токовой характеристикой. Если за время срабатывания ток
снизится до величины, ниже пороговой, то автоматического срабатывания не
произойдет.

К плюсам электронных расцепителей относятся: широкий выбор
настроек, четкое следование прибора заданной программе, наличие индикаторов.
Основной недостаток — довольно высокая стоимость, а также чувствительность
расцепителя к воздействию электромагнитного излучения.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель (отсечка) срабатывает мгновенно,
не допуская ни малейшей вероятности повреждения составных частей электроцепи. Это соленоид с подвижным
сердечником, который воздействует на механизм расцепления. В процессе протекания
тока по обмотке соленоида, в случае превышения токовой нагрузки, происходит
втягивание сердечника под воздействием электромагнитного поля.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при превышении тока
короткого замыкания. Он обладает достаточной прочностью, устойчив к вибрации,
однако создает магнитное поле.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

• Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
• Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
• Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводов

Допустимый длительный ток нагрузки

Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В

Номинальный ток защитного автомата

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм 2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал. Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников

Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным

Характеристики автоматических выключателей

Существует еще одна классификация автоматов – по их характеристикам. Этот показатель обозначает степень чувствительности защитного прибора к превышению величины номинального тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро в случае возрастания тока среагирует устройство. Одни типы АВ срабатывают моментально, в то время как другим на это понадобится определенное время.

Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:

• A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
• B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
• C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
• D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.

Типы автоматов

Классификация автоматических выключателей основана на их типах и особенностей. Что касается типов, то можно выделить следующее:

• Номинальные показатели способности к отключению — речь идет об устойчивости контактов выключателя к воздействию токов с высокими показателями, а также к условиям, в которых происходит деформация цепи. В таких условиях возрастает риск подгорания, который нейтрализуется благодаря появлению дуги и повышением температуры. Чем более качественным, прочным является материал изготовления оборудования, тем более высокими являются его соответствующие способности. Такие выключатели стоят дороже, однако их характеристики полностью оправдывают цену. Выключатели служат долго, не требуют регулярной замены
• Калибровка номинала — речь идет о параметрах, в которых оборудование работает в нормальном режиме. Они устанавливаются еще на этапе производства оборудования, и уже в процессе его использования не регулируются. Данная характеристика позволяет понять, насколько сильные перегрузки способен выдерживать аппарат, период времени его работы в таких условиях
• Уставка — обычно этот показатель отображается в виде маркировки на корпусе оборудования. Речь идет о максимальных значениях тока в нестандартных условиях, которая, даже при частом отключении, не окажет никакого влияния на функционирование аппарата. Выражается уставка в токовых единицах, маркируется латинскими буквами, цифровыми значениями. Цифры, в данном случае, отображают номинал. Латинские буквы можно увидеть в маркировке только тех автоматов, которые изготовлены в соответствии со стандартами DIN

Таблица различных типов автоматов

Типы и виды автоматических выключателей

Семейство электротехнических устройств, которые в повседневном употреблении нередко называют «электрический автомат», очень разнообразно. Если будет позволено такое сравнение, оно состоит из нескольких кланов, различающихся по типу воздействия, на которое они реагируют, а также по конструктивному исполнению.

В зависимости от этого они используются для защиты всей электрической сети в целом, отдельных цепей и устройств, или человека. Есть и внутриклановое деление. Например, по скорости срабатывания.

Типы автоматических выключателей по виду воздействия:

• Срабатывание от сверхтоков (короткое замыкание) и нагрева. Самый распространенный тип. Применяются для защиты всей схемы электроснабжения (вводные автоматы) или отдельных устройств.
• Реагирование на дифференциальный ток. Это так называемые УЗО – устройства защитного отключения, применяющиеся для предотвращения поражения человека электрическим током.
• Тепловые реле. Используются в электрических приводах для защиты электродвигателей от перегрузок.

Различия по конструктивному исполнению:

• Серия АП. Так называемые апэшки – большие черные коробки из электротехнического пластика с двумя кнопками: ВКЛ (белая) и ВЫКЛ (красная). Реагируют на тепло и сверхтоки. Обычно используются в трехфазных сетях для защиты отдельных устройств. Надежная массивная конструкция, считающаяся устаревшей.
• Серия ВА. Современное малогабаритное устройство с рычагом включения-выключения, расположенным горизонтально.
• Автоматические предохранители. Заменили так называемые пробки с резьбовым цоколем Эдисона Е14. Так же устаревшая, но еще широко применяющаяся в бытовых электрических сетях конструкция.

В зависимости от количества точек подключения, которые называют полюсами, выключатели бывают одно-, двух-, трех— и четырехполюсными.

Однополюсные коммутируют только одну линию, обычно фазную. Их используют в малонагруженных электрических цепях. Например, осветительных. Их второе название «модульные автоматические выключатели», поскольку их обычно собирают в пакет (на одну DIN-рейку несколько) и размещают в распределительном щите, по соседству с общей нулевой шиной. К ним же можно отнести и автоматические предохранители, входом которых является центральный контакт, а выходом – кольцо с резьбой.

Двухполюсные используются в однофазных сетях для защиты всей электрической схемы, тогда их называют вводными, или одного устройства.

Трех— и четырехполюсные устройства применяются для работы в трехфазных сетях, в которых может быть три (в случае глухозаземленной нейтрали) или четыре проводника.

какие производители лучше, рейтинг брендов

На чтение 9 мин Просмотров 5.3к. Опубликовано 12.06.2019 Обновлено 13.06.2019

Переключатель-автомат используется для защиты электропроводки помещений от перегораний и механических повреждений. Коммутационное устройство проводит ток в нормальном режиме электроцепи и выключается при перегрузке. Подбирая для дома или квартиры электрические автоматы, важно обращать внимание на надежность, допустимую нагрузку, тип и маркировку. Также рекомендуется изучить рейтинги лучших производителей.

Автоматы для квартиры

Автоматические выключатели предотвращают аварийные ситуации в электросети

Автоматический выключатель как часть домашней электросети обеспечивает:

• удобство ручного соединения цепи подключения с источником питания;
• качественное проведение токов при рабочей нагрузке;
• защитное выключение в случае аварийной ситуации.

Оптимальная величина тока срабатывания переключателя – на 10-15 % меньше тока основной сети.

Типы АВ для помещений

В дом или квартиру монтируют одно из устройств:

• установочные – пластмассовый диэлектрический корпус предотвращает случайное касание к узлам под напряжением, доступ влаги и мусора;
• универсальные – можно ставить вне щитка в защитные короба;
• быстродействующие – отключаются за 5 мс;
• небыстродействующие – срабатывают за 10-100 мс;
• селективные – переключатель с регулировкой времени срабатывания.

Присмотритесь к приборам с некомпенсируемым магнитным расцепителем (маркировка «С»). Его порог срабатывания определяется температурой в помещении.

Как рассчитать необходимый номинал автоматов

В квартире нужен двухполюсный прибор ввода перед счетчиком и распредавтоматы с одним полюсом. Кабель согласно п. 1.3.6 Правил устройства электроустановок имеет сечение 4-6 мм2. В гараж понадобится вводный переключатель для электросчетчика, устройства на 10 А для освещения и на 16 А под розетки.

Сравнение различных автоматов показывает, что тип устройства зависит от нагрузки на электропроводку. Для расчета номинала мощности автомата с током 16 А для одиночного потребителя понадобится:

1. Определить тип сети и ее защиту.
2. Установить класс потребителя.
3. Подсчитать количество потребителей и общую максимальную нагрузку. В – старая проводка с обогревателями, электроплитами, духовками. С – помещения с бытовой техникой, газоразрядными источниками света. Д – для гаражей с компрессорами, насосами.
4. Вычислить силу тока в реальных условиях по формуле I = P/(U*cos φ) – для однофазной сети.
5. Вычислить силу тока в реальных условиях по формуле I = P/(1,73*U*cos φ) – для трехфазной сети, где U=380 В.
6. Выбрать сечение проводника (алюминий, медь) по таблицам ПУЭ.

Перед установкой проверьте выключатель на сопротивление петли фаза-ноль.

Рейтинг электрических автоматов по надежности

Пользовательский рейтинг автоматических выключателей по качеству и надежности включает несколько приборов.

1 место — Sh301L B16 от АВВ

Sh301L B16 от АВВ

Согласно отзывам потребителей, лучше выбирать электрические автоматы фирмы АВВ. Однополюсный прибор рассчитан на номинальную мощность 16 А, переменный тип напряжения. Номинальная отключающая способность – 4,5 кА.

Плюсы:

• совместим с электромагнитными и тепловыми рассеивателями;
• номинальное напряжение 230 В;
• качественная сборка;
• крепится на DIN-рейку.

Минусы:

• высокая стоимость;
• одноразовые пазы.

2 место – Power Break II от General Electric

Power Break II от General Electric

Американские воздушные автоматы рассчитаны на длительную эксплуатацию. Среднеквадратичное значение составляет 200 тыс. А, номинальное напряжение – до 240 В.

Плюсы:

• наличие изоляции;
• сила тока 200-4000 А;
• удобная ручка.

Минусы:

• предназначены только для комбинированных шин;
• проблематично приобрести оффлайн.

3 место – серия «КПРО» от Контактор

КПРО от Контактор

Российские модели данной серии можно взять для бытовых нужд. Они поддерживают силу тока до 100 А, ставятся в корпусах, закрываются кожухами.

Плюсы:

• наличие регулировки защиты;
• сертификация Таможенного Союза;
• диапазон силы тока 16-100 А.

Минусы: небольшое количество моделей в линейке, контакты не утоплены в корпусе.

Особенности автоматов некоторых известных марок

Марки коммутаторных автоматов для домашней и хозяйственной электросети выпускают приборы с запоминающимися «фишками». Перед покупкой стоит уточнить особенности техники:

• Китайский бренд «Энергия» представляет 2 серии. 46-73 не имеет индикаторов и углублений, подходит для тока 6 кА. ВА 47-29 – с боковыми углублениями, двусторонней гребенкой, на 6 кА.
• Изготовитель EKF предлагает приборы линейки Proxima с заглушками под пломбы. Бюджетные автоматы 47-63 идут без них.
• Продукцию курской компании КЭАЗ легко отличить по месту выпуска. Российские ВМ-63 подходят под пломбы, гребенки, имеют индикацию контактов. Китайские ВА 47-29 рассчитаны на 4,5 кА, без индикаторов и отверстий под гребенку.
• Тяжелые венгерские GE рассчитаны на ток 6 кА, не имеют выемок по бокам. Зона гребенки с одной стороны.
• Польские переключатели Legrand TX под ток 6 кА с углублениями, но без индикаторов и гребенок.
• Опознать место производства Shneider Electric можно по мощности. Болгарские подходят для тока от 25 А, все что ниже – китайского производства. Серия Easy 9 – хорошие недорогие однополюсные модели.
• У товаров АВВ серии S (6 кА) есть индикатор, выемки, односторонняя гребенка. Переключатели SH (4,5 кА) идут без гребенок и индикаторов, но с углублениями.

Сравнение особенностей брендов бытовых автоматов показывает, что все модели коммутаторов допускается ставить в доме, квартире, мастерской, гараже, гостинице или ресторане.

Лучшие зарубежные производители

Рейтинг иностранных производителей автоматов защиты и приборов УЗО поможет выбрать качественную продукцию для домашней электросети. Пользователи выделили Топ-4 брендов.

1 место – АВВ

Компания вошла в рейтинг производителей автоматов для электропроводки в квартире на основании безопасности и надежности продукции. Дорогие приборы в условиях постоянных скачков напряжения не перегорают.

Плюсы:

• компактность;
• легко собрать в щиток;
• безопасность;
• наличие выключателей с 4-мя полюсами;
• ровные края.

Минусы:

• пазы под рейку одноразовые;
• маленький выбор моделей D-класса.

2 место – Siemens

Из ассортимента легко подобрать надежный выключатель для бытовых и промышленных целей. Изготовитель устанавливает стоимость приборов в 3 раза дешевле АВВ, поэтому их стоит взять для установки в помещениях со средней нагрузкой сети. Отключение происходит при увеличении напряжения до 6 кА.

Плюсы:

• винты с подшлицовыми шляпками для крепкой фиксации;
• легкость восстановления цепи при срабатывании выключателя;
• легкость доступа к смещенному вниз распредкоробу.

Минусы:

• россиянам преимущественно доступны товары с током до 63 А;
• продукция исключительно под С-класс срабатывания;
• винты затягиваются специальной отверткой.

3 место — General Electric

В рейтинг производителей УЗО и автоматов бренд попал по причинам износостойкости, длительности эксплуатации, недорогой стоимости продукции. Номинал выключателей – от 0,5 до 63 А. Они подходят для сетей на 230-400 В.

Плюсы:

• 30 видов товаров под трех- и однофазные сети;
• бытовая серия рассчитана на 10 тыс. срабатываний и 20 тыс. механических обрывов цепи;
• рельефный тумблер;
• компактность.

Минусы:

• предел номинала – 63 А;
• подходят только под С-класс отключения.

4 место – Schneider Electric

Бытовая линейка этой марки иностранных автоматов EASY 9 характеризуется качеством изготовления и доступной стоимостью. Монтаж осуществляется на дин-рейку, срабатывание при скачках напряжения – практически моментальное. Номинал срабатывания составляет 0,5-63 А.

Плюсы:

• автоматы под 1-4 полюса;
• качественные подклеммные отверстия;
• большой выбор модульных приборов;
• несколько однофазников в одном корпусе;
• удобная ручка тумблера;
• долговечность и надежность.

Минусы: кривая – только у приборов класса В и С; высокая цена.

Лучшие отечественные производители

Пользовательский рейтинг автоматов для электропроводки в квартире также презентует отечественные модели. В Топ-5 изготовителей входят:

1 место – Контактор

Приборы имеют защиту от превышения мощности, легко устанавливаются в щиток, отдельный корпус, могут закрываться кожухами. Параметры тока зависят от серии. ВАЗ рассчитаны на 250 А, Протон – на 1600 А, Электрон – на 6,3 кА. Бытовой автоматический выключатель «КПРО» имеет силу тока до 100 А.

Плюсы:

• регулировка от перегрузки и замыкания;
• гравировка на корпусе;
• хорошая защита оборудования.

Минусы:

• мало бытовых моделей;
• риски поражения током от открытых контактов.

2 место – Коренево

Низковольтная аппаратура рассчитана на 1-3 полюса, имеет номинальное напряжение 230-600 В. Каждый товар бренда – надежный, эксплуатируется без сбоев на протяжении 1000 циклов.

Плюсы:

• полное соответствие продукции ГОСТам;
• качество выше среднего.

Минусы:

• одна бытовая серия – ВНК.

3 место – DEKraft

Основное производство сосредоточено в Китае, но в рейтинг производителей УЗО и автоматов фирма попала по причине доступной стоимости товаров. Модели рассчитаны на 6000 циклов. Разъединение цепи при перегреве проводки и восстановление осуществляется 25 тыс. раз.

Плюсы:

• тестирование автоматов в немецких центрах TUV;
• оптовые продажи со складов в Екатеринбурге и Москве;
• русские подписи на положении рукоятки.

Минусы:

• номинал тока 63 А;
• вход под тип кабеля с сечением до 25 мм2.

4 место – КЭАЗ

Производитель из России работает почти 75 лет. Стандартные автоматы и УЗО представлены линейкой КЭАЗ, новейшие приборы – серией KEAZ Optima. Все устройства рассчитаны на постоянный и переменный ток.

Плюсы:

• можно приобрести дополнительное оборудование – модули сигналов, расцепители;
• компактность.

Минусы:

• дорогая стоимость приборов серии Optima;
• гарантийный срок эксплуатации – от 12 до 24 мес.

5 место – IEK

Российская компания, выпускающая 4000 товаров на китайских заводах. Модульные устройства имеют номинал тока 0,5-64 А, подходят для классов В, С и D. Индикаторные окошки промаркированы красным и зеленым цветом.

Плюсы:

• доступная цена;
• прочный корпус;
• механическая и электромагнитная система срабатывания.

Минусы:

• нередко бывает брак;
• сборки в России нет;
• незначительные подгорания при коротких замыканиях.

Рейтинги составляются на основании отзывов покупателей, которые также полезно изучить.

Какой автоматический выключатель выбрать

Перед покупкой автоматического коммутатора нужно не только просматривать рейтинг отечественных и зарубежных автоматических выключателей. Стоит обращать внимание на основные параметры:

• Место установки. Для гостиной с телевизором мощностью 300 Вт и кондиционером на 2000 Вт хватит прибора мощностью 16 А. В гараж с оборудованием мощностью 3000 Вт нужен переключатель на 25-30 А.
• Вид устройства. Модульные ставятся в короб на стандартную дин-рейку. Силовые можно собрать в навесном шкафу на болтовых крепежах.
• Число полюсов. В одно помещение устанавливают однополюсный переключатель, в дом лучше поставить модель с четырехполюсным соединением.
• Отключающая способность. Показатель авторестарта бывает от 1,5 до 36 кА. В квартиру подойдет аппарат со значением 4,5-6 кА, для гаража-мастерской – со значением 10 кА.
• Напряжение сети. Для розеток на 220 В требуется аналогичное защитное оборудование. При колебаниях напряжения 180-240 В – автомат на 240 В.
• Контакты. В условиях дома или квартиры эксплуатируются коммутаторы со стандартными контактами.
• Расположение клемм. Заднее оправдано при наличии доступа с боков и длинных проводах, переднее подойдет для устройств в узком корпусе с короткими проводами.
• Производитель. На основании рейтинга выше можно определить, какой фирмы лучше выбрать электрические автоматы.

Качественный выключатель автоматического типа должен иметь четкую маркировку, корпус без зазубрин, сертификаты изготовителя и инструкцию по подключению. Ассортимент продукции современных брендов позволяет определиться, какие будут лучше электроавтоматы для нагрузки в конкретном помещении.

A, B, C и D

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

• Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
• Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Как выбрать автоматический выключатель для дома: по мощности, по току

Если у вас часто срабатывает автоматический выключатель на 16-20 А и обесточивает квартиру, не верьте тем, кто говорит, что нужно просто поставить автомат номиналом побольше. Новый автомат реагировать на перегрузки перестанет, но начнут гореть розетки.

 

Зачем менять автомат?

Любой электрик скажет: «При наличии отсутствия острой необходимости лучше в электропроводку дома своими руками не лезть». Последствия могут быть печальными. Когда же возникает такая необходимость?

Для того чтобы поменять розетку, нужно знать физику за 8-9 классы. С прочей электрической начинкой все немного сложнее. Если в квартире регулярно срабатывает автомат (автоматический выключатель в щитке) и пропадает свет, пора его менять.

Вероятно, автоматический выключатель выработал свой ресурс, даже несмотря на то, что срок, указанный в паспорте, еще не истек. Изношенный аппарат на 16 А может срабатывать при слабой нагрузке на сеть (10 А), а может не срабатывать при экстремальных значениях (произойдет спаивание контактов, дальше – пожар).

 

Напомним на всякий случай некоторые сведения из школьной программы:

• Мощность = Напряжение х Ток.
• Ток = Мощность \ Напряжение.

 

Напряжение в розетке - 220 В. На кофеварке указано 1200 Вт, значит, потребляемый ток будет 1200\220=5,45 (А).

Если вам удалось сложить мощность всех домашних электроприборов и рассчитать общую силу тока, можете считать себя электриком второго уровня.

 

Как работает автомат и от чего он защищает

Внешне автоматический выключатель представляет собой пластиковый коробок с клеммами для подсоединения проводки, плюс тумблер. Лезть внутрь не обязательно. Для нас важно, что в нем установлены контакты, тепловой и электромагнитный расцепители, которые отвечают за обесточивание сети при повышенной и экстремальной нагрузке.

Как расшифровать маркировку на автоматическом выключателе:

• Буква (A, B, C, D) – это класс автомата, она означает предел тока мгновенного срабатывания, то есть напряжения, когда автомат сразу же обесточивает сеть в квартире. В большинстве случаев в жилых домах будет стоять автомат с буквой C. Он будет моментально срабатывать при 5-10 кратном увеличении силы тока от номинала. То есть автомат с номиналом 10 А вырубит сеть без задержки при значении силы тока 50-100 А. Автомат с B-характеристикой (3-5 кратное превышение) тоже самое сделает при значении 30-50 А.
• Цифра указывает на номинальный ток, то есть значение, до которого автомат будет работать в штатном режиме, ничего не выключая. Тот же автомат на 10 А при превышении силы тока до 11,5 сработает лишь через два часа. При 14,5 подождет минуту, если перенапряжение сети не исчезнет, обесточит квартиру. И так далее, до пиковых значений, обозначенных буквой, когда сеть упадет без задержки.
• Рядом меньшим шрифтом будет стоять другая цифра (в тысячах ампер), обозначающая максимальное значение силы тока, при котором автомат сработает, не получив повреждений.

 

В чем здесь фокус, почему нельзя сразу отключить сеть, если превышено номинальное значение? Автомат учитывает кратковременные токи, возникающие в сети на доли секунды при включении электрооборудования. Когда вы включаете стиральную машину, пусковой ток может быть выше номинального в 2-3 раза.

Основная функция автоматического выключателя – защищать сеть от короткого замыкания и перегрузки. Когда по линии течет слишком большой ток, проводка нагревается. Если это происходит слишком долго – провод может загореться.

Автомату по большому счету все равно на ваши электроприборы, он их, вопреки расхожему мнению, не защищает от скачков напряжения. Но потерять микроволновку или чайник, подключенные к розетке, это одно, а перегоревшая проводка в стене или в люстре – другое.

Важно понимать, что и от удара током человека при случайном касании токоведущих участков и заземленных предметов автомат тоже не убережет. Для этого существуют устройства защитного отключения (УЗО). Советуют ставить одно общее после вводного автомата и на группы, где есть риск поражения током.

 

Как выбрать автомат для электропроводки

Для того чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, нужно прикинуть максимально допустимую токовую нагрузку сети (суммировать все приборы). Номинал автомата (цифра после буквы) не должен превышать этого значения.

Для обычной квартиры, где нет «серьезных» потребителей питания типа кондиционера, водонагревателя, подойдет автомат класса B. Такая сеть считается слабонагруженной. Ставить высоконагруженный автомат (класса D) для сети, которая питает лампочки опасно. Он не будет воспринимать скачки напряжения в ней как вредные и может пропустить даже короткое замыкание.

Слабонагруженный прибор в сети с большой нагрузкой в штатном режиме наоборот, будет срабатывать не по делу и часто.

Да, чуть не пропустили: автоматы различаются по количеству фаз (полюсов). Число полюсов автомата указывает, с каким из типов сетей он может работать.В квартиру можно также поставить один входной выключатель класса C и по одному однофазному для обеспечения отдельных участков (кухня, комната, отдельно на кондиционер, если предусмотрен). Если нет желания все усложнять, в двухкомнатной квартире можно вполне обойтись одним автоматическим выключателем B с номиналом 16.

Мы почти разобрались, как выбрать автоматический выключатель по току и мощности. Но, если учесть только нагрузку потребителей, можно нарваться на неприятности. Выбор автомата напрямую зависит от типа проводки, кабеля. На слабой проводке мощный автомат при перегрузках не справится со своими задачами. То есть всегда нужно принимать во внимание сечение провода и его пропускную способность.

В домах до 2001-2003 годов с большой долей вероятности будет алюминиевая проводка в однослойной изоляции. Скорее всего, она свое уже отслужила (номинально она может выдержать 20 лет при идеальных условиях, без перегрузок). Ставить на нее новый автомат, учитывая лишь суммарную мощность потребителей, категорически не рекомендуется. Автомат часто срабатывать перестанет, а проблема перегрева останется.

Варианта, по сути, два:

• Менять проводку на медную.
• К мощным потребителям (стиральная машина, бойлер, кондиционер) провести отдельную линию от щитка и поставить на нее отдельный автомат.

 

Медный провод пропускает больший ток, чем алюминиевый. Но и здесь важно, кроме материала, учитывать его сечение. Оно дает понять, сколько ампер можно пропустить через кабель, не опасаясь повреждения и перегрева.

Для примера:

• Алюминиевый провод сечением 2,5 мм2 безопасно работает с токами до 16-24 А.
• Медный провод сечением 2,5 мм2 безопасно работает с токами 21-30 А.

 

Это означает, что при нагрузке в 23 А, автомат с номиналом 16 А обесточит проводку через минуту. Вполне достаточно, чтобы медный провод не перегрелся. Если поставить автомат 25 А, до отключения кабель будет пропускать ток за пределами своей нормальной нагрузки, он перегреется, изоляция быстрее износится, розетка со временем перегорит. Для алюминиевой проводки, соответственно, эти значения ниже.

Для простоты понимания предлагаем таблицу выбора автоматического выключателя, исходя из сечения кабеля.

 

Последний совет: на своей безопасности не следует экономить. Лучше брать автоматы в специализированных магазинах, выбирать производителей с проверенной репутацией. Менеджеры на месте ответят на вопросы, которые мы могли упустить в этой статье.

виды приборов, классы, технические характеристики

Автоматы электрические — удобные и практичные средства, которые позволяют защитить электрооборудование и пользователя от внезапных коротких замыканий. Что они собой представляют, какая есть классификация, как их выбрать, какие есть типы автоматических выключателей? Об этом и другом далее.

Общие характеристики

Автоматический электрический выключатель является коммутационным устройством, которое пропускает через свою структуру ток, имеющий номинальную силу. Во время необходимости делает отключение цепи, к примеру, при коротком замыкании или при повышении потребляемой мощности. В настоящее время есть однофазный, двухфазный и трехфазный прибор, отвечая на вопрос, какие существуют автоматы электрические разновидности. Отличаются они друг от друга числом тех элементов, которые разъединяют ток.

Как выглядит

Предназначен аппарат, для того чтобы защищать электрическую цепь, чтобы не происходили перегрузки и токи с коротким замыканием. Его можно многократно использовать. Срабатывает он стабильно всегда.

Обратите внимание! Главный параметр электроавтомата — число пропускания номинального тока, токовой энергии, которая нужна, чтобы нормально работали бытовые электрические приборы. В частном доме и городской квартире ставится автомат на 6-63 ампера. Специалистами рекомендуется разбитие электросети в домашних условиях на пару контурах и установку каждого на собственный выключатель.

Предохранение электрооборудования от сверхтока как основное предназначение

Принцип действия

Внешне аппарат имеет термостойкий пластмассовый корпус с рукояткой, ответственной за начало и окончание работы. Имеет в себе фиксатор-защелку сзади и винтовые виды клемм снизу.

Главным в автоматическом выключателе является конструктивный узел, а именно главная контактная система, дугогасительная система, привод с расцепителем и вспомогательным контактом. Контактная система бывает одно-, двух- или трехступенчатая. Дугогасительная система включает в себя камеры, имеющие дугогасительные решетки или узкие щели.

Независимо от исполнения, есть предельный ток действия, который не ломает автомат, поскольку из-за превышения напряжения подгорают или свариваются контакты.

Выполняется автоматический выключатель с дополнением ручного или двигательного привода. Бывает стационарным или передвижным. Привод нужен, чтобы включатель и автоматически отключать систему. Также в системе присутствует реле, имеющее прямое действие. Это электронный расцепитель, который включает в себя рычаги, защелки, коромысла и отключающие пружины.

Конструкция

Работает аппарат очень просто. Напряжение от сети идет к верхней клемме, которая соединена с неподвижным контактом. От него идет энергия на подвижный контакт. Он уже передает ее к медному проводнику и тепловому расцепителю. В конце ток подается в нижнюю клемму. При аварии, к примеру, при перегрузке или коротком замыкании, отключается защищаемая электроцепь за счет того, что начинает работать электромагнитный расцепитель.

Обратите внимание! Важно отметить, что электромагнитным расцепителем называется элемент с соленоидом, имеющий подвижный стальной сердечник, который удерживает пружина. Во время превышения токового напряжения, в катушке появляется электрополе. Сердечник попадает внутрь катушки и преодолевает пружинное сопротивление. В результате срабатывает расцепление. Без аварии силы электрополя недостаточно для наступления расцепления.

Принцип действия

Классификация

Согласно классификации ГОСТа 9098-78, в ответ на то, какие бывают автоматы, стоит указать, что аппарат бывает:

• однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным;
• токоограничивающим и нетокоограничивающим;
• выкатным и стационарным;
• селективным и неселективным;
• ручным, двигательным и пружинным.

Бывает создан для работы с постоянным или переменным током, иметь в себе максимальный, независимый или нулевой токовый расцепитель. Также есть классификация по выдержке времени, по контактам, по внешним проводникам, по степени защиты и присоединению проводников.

Число полюсов

По числу полюсов бывает одно-, двух-, трех- и четырехполюсная модель. Чаще всего используется в работе одно- и двух-полюсная модель, несмотря на сниженный класс автоматических выключателей защиты.

Обратите внимание! Это характеристика показывает тот факт, сколько можно подключить проводов к аппарату, чтобы защитить сеть.

Однополюсная модель как одна из самых распространенных

Время токовый параметр

Время-токовая характеристика автомата — зависимость времени срабатывания устройства от энергии электричества, которая протекает через него. Прописывается на каждом устройстве буквой В, С и Д. В первом случае аппарат выключается за 20 секунд. Создан для домашнего использования. Во втором случае автомат выключается за 10 секунд. Применяется как в быту, так и в промышленной сфере. Автовыключатели, имеющие последнюю техническую характеристику, используются только в промышленности. Они работают с током в 14 ампер и выключаются за 10 секунд. Эту разновидность эффективно используют в проводке.

Номинальный ток

Всего на данный момент известно о двенадцати модификационных моделей автоматов, которые отличаются по номинальному току. Этот параметр ответственен за то, чтобы при превышении номинального напряжения срабатывал автомат. Аппарат с малым номиналом используется там, где малое количество электрооборудования. Выключатели в 16 ампер позволяют обеспечить бесперебойной работой всей квартиры. Автоматы с номиналом в 32 ампера защищают проводку квартиры. Аппараты, имеющие большое значение амперов, используются для силового оборудования, имеющего большую мощность.

Модель с номинальным током в 16 ампер

Отключающая способность

Отключающая способность — характеристика, при которой автомат срабатывает, если напряжение в сети выше установленного номинального токового значения.

Как выбрать

Выбирать аппарат нужно по количеству номинального тока, полюсов, характеристики времени срабатывания и отключающей способности. Также, конечно, необходимо смотреть на бренд, маркировку и цену устройства.

Обратите внимание! При выборе стоит отталкиваться от суммарного количества мощностей электрооборудования.

Определение мощности автомата

Определить, какая нужна мощность оборудования, можно, суммировав все реальные мощности каждого отдельного электроаппарата, включенного в одну сеть. Выявить это также можно через таблицу, приведенную ниже. Данные приведены средние по нормативным документам.

Важно понимать, что может понадобиться больше электроэнергии и соответствующая большая сила агрегата, поскольку могут быть куплены дополнительные приборы, которые раннее в расчет не принимались.

Таблица мощности бытовых приборов и инструментов

Расчет номинальной мощности автомата

Вычислить номинальную силу или ту мощность, при которой проводка не отключится, можно по формуле M = N * CT * cos(φ), где M является силой в ваттах; N — напряжением электрической сети в вольтах; СТ — токовой энергией, которая способна появится в аппарате; cos(φ) — значением косинуса угла фазы с напряжением.

Вычисление номинального тока

Узнать номинальную токовую энергию можно, посмотрев документацию электрической проводки. Для расчета без нее нужно знать площадь проводникового сечения и способ ее прокладки.

Обратите внимание! Далее значения нужно подставить в формулу S = 0,785 * D * D, где D является проводниковым диаметром; S — площадью проводникового сечения.

Таблица сечения проводника

Определение время-токовой характеристики

Для правильного вычисления токовой характеристики по времени необходимо считывание пусковых токов. Чтобы все выяснить, стоит воспользоваться следующей таблицей ниже.

Таблица пускового тока

Особенности маркировки

На каждом автомате прописываются все характеристики. Имеет на своем корпусе маркировки нагрузки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе.

Популярные производители

Сегодня лучшие автоматические выключатели выпускает компания марки АВВ, Legrand, Schneider Electric, General Electric, CHINT Electric и DEKraft.

Бренд Legrand

В целом, электрические автоматические выключатели — профессиональное оборудование, благодаря которому можно минимизировать риски при отключении света и коротком замыкании. Имеют классификацию по числу полюсов, время-токовому параметру, номинальному току, отключающей способности. Выбрать несложно, принимая во внимание мощность, номинальный ток, токовую характеристику и маркировку. Как правило, пользователи рекомендуют останавливать свой выбор на популярных брендах.

Что такое электрическая машина?

Электрическая машина - это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую или наоборот. Электрические машины также включают трансформаторы, которые фактически не преобразуют механическую и электрическую форму, а преобразуют переменный ток с одного уровня напряжения на другой.

Электрогенератор:

Электрогенератор - это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую.Генератор работает по принципу электромагнитной индукции. Он утверждает, что всякий раз, когда проводник движется в магнитном поле, внутри проводника индуцируется ЭДС. Это явление называется генератором.

Генератор в основном состоит из статора и ротора. Механическая энергия передается на ротор генератора с помощью первичного двигателя (то есть турбины). Турбины бывают разных типов, например паровая турбина, водяная турбина, ветряная турбина и т. Д. Механическая энергия также может быть обеспечена двигателями внутреннего сгорания или другими подобными источниками.

Чтобы узнать больше о том, как работают генераторы, прочтите следующие статьи.

• Генератор переменного тока (преобразует механическую энергию в электричество переменного тока)
• Генератор постоянного тока (преобразует механическую энергию в электричество постоянного тока)

Электродвигатель:

Двигатель - это электрическая машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую. Когда проводник с током помещается в магнитное поле, на проводник действует механическая сила, и это принцип действия двигателя.

Как и генераторы, двигатели состоят из двух основных частей: статора и ротора. Во многих типах двигателей необходимо обеспечить электропитание как обмотки статора, так и обмотки ротора. Но в некоторых типах двигателей, таких как двигатели с фиксированным магнитом и асинхронные двигатели, может потребоваться питание только для одной обмотки. Электромагнитная сила между двумя обмотками заставляет ротор вращаться.

Чтобы узнать больше об электродвигателях, прочтите следующие статьи.

Трансформаторы:

Трансформаторы фактически не преобразуют механическую энергию в электрическую, но они передают электрическую энергию из одной цепи в другую.Они могут увеличивать или уменьшать (повышать или понижать) напряжение при передаче мощности без изменения частоты, но с соответствующим уменьшением или увеличением тока. Входная мощность и выходная мощность электрического трансформатора в идеале должны быть одинаковыми.

Повышающие трансформаторы повышают уровень напряжения от первичной к вторичной, но с соответствующим уменьшением тока. В то время как понижающий трансформатор снижает уровень напряжения с соответствующим увеличением тока, чтобы поддерживать постоянную мощность.

Вы можете найти статьи, связанные с электрическими машинами, по следующей ссылке -

Index of Electrical Machines.

Электрические машины - Виды и принцип работы

Электричество в природе не существует в какой-либо полезной форме. Он должен вырабатываться из любых других источников энергии, таких как солнечная, ветровая, гидро-, тепловая, атомная и т. Д. Фотоэлектрические элементы помогают нам улавливать энергию солнечного света, а генераторы используются для преобразования механической энергии, доступной в других формах, в электричество.Механическая энергия может быть получена от ветра, проточной воды и пара с помощью турбин. Двигатели используются для преобразования электричества в механическую энергию. Итак, в совокупности электрических машин - это устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую и наоборот.

Давайте начнем с трансформаторов, чтобы вы могли понять основную концепцию электромагнитной индукции, которая возникает в каждой электрической машине.

Классификация электрических машин

В основном электрические машины подразделяются на

• Статические электрические машины - трансформаторы
• Вращающиеся электрические машины - двигатели (преобразуют электрическую энергию в механическую) и генераторы (преобразуют механическую энергию в электрическую)

Трансформаторы

Любое статическое устройство, которое может передавать переменный ток из одной цепи в другую за счет электромагнитной индукции, можно рассматривать как трансформатор.Трансформаторы используются для преобразования переменного тока с одного уровня напряжения на другой.

Базовый трансформатор состоит из двух катушек, соединенных магнитным сердечником. В случае трехфазных трансформаторов будет присутствовать два набора катушек на фазу. Один набор катушек известен как первичная обмотка, а другой - как вторичная обмотка. Эти две обмотки изолированы друг от друга и магнитно связаны через железный сердечник.

К первичной обмотке подключено переменное напряжение. При подключении создается переменный магнитный поток с амплитудой, пропорциональной величине приложенного напряжения, частоте и количеству витков. Этот поток связывается с вторичной обмоткой и индуцирует напряжение, пропорциональное количеству витков вторичной обмотки.

Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки известно как отношение витков трансформатора . Возможен любой коэффициент трансформации напряжения, который достигается за счет правильного соотношения количества витков первичной и вторичной обмоток.

Коэффициент трансформации напряжения определяется выражением:

Если вторичное напряжение больше первичного, трансформатор называется повышающим трансформатором. Если первичное напряжение больше вторичного, трансформатор называется понижающим трансформатором.

Для обеспечения эффективного связывания магнитного потока сердечник (конструкция, поддерживающая обмотки) изготовлен из высокопроницаемого железа или легированной стали.Трансформаторы доступны в различных размерах, формах и конструкциях, но основной принцип остается неизменным.

Электроэнергия вырабатывается на станции среднего напряжения (6,6 кВ, 11 кВ, 33 кВ). Чтобы минимизировать потери передачи , генерируемое напряжение повышается до более высоких напряжений. Здесь используются повышающие трансформаторы. Понижающие трансформаторы используются для понижения передаваемого напряжения вблизи центров нагрузки. Это делает трансформатор самой важной электрической машиной.

Машины электрические вращающиеся

Вращающиеся электрические машины, используемые для преобразования механической энергии в электрическую или наоборот. Существует три основных типа вращающихся электрических машин .

1. Электрические машины постоянного тока - двигатели постоянного тока и генераторы постоянного тока
2. Синхронные машины - генераторы переменного тока и синхронные двигатели
3. Асинхронные двигатели или асинхронные машины

Все вращающиеся электрические машины имеют две общие основные части.Первая - это вращающаяся часть, известная как ротор, а вторая - неподвижная часть, называемая статором. Эти детали изготовлены из высокопроницаемого магнитного материала, такого как кремнистая сталь. Давайте углубимся в детали каждого из них.

Машины постоянного тока Машины

постоянного тока доступны в различных размерах и формах от небольших шаговых двигателей в принтерах до огромных тяговых двигателей. Машина постоянного тока состоит из обмотки возбуждения на статоре и якоря на роторе.

Вид в разрезе электрических машин постоянного тока

Как вы знаете, электромагнитное преобразование требует относительного движения между обмотками возбуждения и якоря.Для достижения относительного движения между статором и ротором якорь вращается снаружи с помощью первичного двигателя (турбины или двигатели). Когда якорь вращается мимо полюсов возбужденного поля, в якоре индуцируется ЭДС.

Наведенная ЭДС носит переменный характер. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, два конца якоря подключаются к коммутатору. Коммутаторы представляют собой металлические стержни, прикрепленные к валу машин и подключенные к обмотке якоря, которые изменяют направление тока на каждые пол-оборота.Коммутатор разделен на несколько сегментов, и каждый сегмент изолирован друг от друга. Угольные щетки используются для сбора тока от коммутатора.

В машинах постоянного тока якорь всегда остается на роторе, чтобы преобразовать индуцированное переменное напряжение в постоянное. Якорь состоит из нескольких пазов и установлен на валу, который опирается на подшипник.

Двигатели постоянного тока

и генераторы постоянного тока имеют одинаковую конструкцию. Обычно двигатель можно использовать в качестве генератора и наоборот.По соединению обмоток статора и ротора машину постоянного тока можно классифицировать следующим образом:

• Машины постоянного тока с независимым возбуждением
• Машины постоянного тока с самовозбуждением

Машины постоянного тока с независимым возбуждением

В этом типе обмотки якоря и возбуждения возбуждаются отдельно. Обмотку возбуждения также можно заменить постоянным магнитом.

Двигатели с самовозбуждением

Якорь и обмотки возбуждения самовозбуждающегося двигателя возбуждаются от одного источника питания.Возможны следующие подключения.

• Шунтирующее соединение - Якорь и поле подключены параллельно.
• Последовательное соединение - Якорь и поле соединены последовательно.
• Составное соединение

Соединение с машиной постоянного тока

Двигатели постоянного тока

Конструктивные особенности двигателей постоянного тока такие же, как и у генераторов. Они работают над свойством притяжения между разноименными магнитными полюсами и отталкивания между одинаковыми магнитными полюсами.Регулируя напряжение возбуждения и напряжение якоря, можно управлять скоростью двигателя постоянного тока. Кроме того, различные типы методов возбуждения делают двигатели постоянного тока более универсальными.

Скоростные характеристики двигателей постоянного тока

Синхронные машины

Генераторы переменного тока, присутствующие почти на всех турбинных электростанциях по всему миру, являются синхронными машинами. Генератор также может работать как двигатель, если на ротор подается постоянный ток, а на статор - переменное напряжение.Кратко рассмотрим принцип работы синхронных машин.

Изображение предоставлено: https://www.tonex.com/

Якорь синхронной машины находится на статоре, а поле - на роторе. На ротор (обмотку возбуждения) подается постоянный ток, который превращает его в электромагнит. В машинах PMDC (постоянный магнит постоянного тока) обмотка возбуждения ротора заменена постоянным магнитом.

Ротор может быть цилиндрического или явнополюсного типа. Цилиндрический; роторы механически устойчивы на высоких скоростях и используются в больших турбогенераторах, тогда как машины с явным полюсом используются в низкоскоростных гидроэлектрических генераторах.

Принцип работы синхронных машин

Генераторы

Когда на ротор подается постоянное напряжение, он становится электромагнитом. Если ротор приводится в движение первичным двигателем, происходит относительное движение между магнитным потоком ротора и проводником статора. Следовательно, согласно закону Фарадея в обмотке статора индуцируется ЭДС. Индуцированная ЭДС носит переменный характер, и частота чередования будет пропорциональна скорости вращения ротора.

Источник: www.wikimedia.org

В трехфазном генераторе переменного тока три набора катушек намотаны на полюсах статора с относительным электрическим расстоянием 120 градусов. Следовательно, ЭДС, наведенная в каждом наборе катушек, должна иметь фазовый сдвиг 120 градусов.

Двигатели синхронные

Как упоминалось ранее, постоянное напряжение подается на обмотку возбуждения синхронного двигателя, а переменный ток подается на статор для создания крутящего момента. Крутящий момент создается из-за тенденции ротора выравниваться по магнитному полю, создаваемому статором.

Когда на статор подается трехфазное переменное напряжение, создается вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор уже имеет постоянное магнитное поле, он пытается выровняться с вращающимся магнитным полем поля статора, создавая крутящий момент.

Ротор не может мгновенно набрать скорость из-за инерции. Кроме того, скорость вращения поля статора очень высокая (50 Гц или 60 Гц). Следовательно, ротору становится трудно первоначально набрать крутящий момент. Это делает синхронный двигатель несамостоятельным.Двигатель должен приводиться в движение другим вспомогательным средством, близким к его синхронной скорости. При скорости, близкой к синхронной, поля ротора и статора блокируются друг с другом, и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью, после чего вспомогательные средства, используемые для запуска двигателя, могут быть разъединены.

Другой особенностью синхронного двигателя является то, что при перевозбуждении он действует как конденсатор и может использоваться для компенсации реактивной мощности. Двигатель, используемый для компенсации реактивной мощности, известен как синхронный конденсатор и используется в крупных энергетических установках для коррекции коэффициента мощности.

Асинхронные двигатели или асинхронные двигатели Асинхронные двигатели

широко используются во всех отраслях промышленности. Без сомнения, можно сказать, что это самая используемая электрическая машина в мире. Однофазный асинхронный двигатель можно найти в каждом доме в виде потолочных вентиляторов, насосов и т. Д. Самое большое преимущество асинхронных двигателей заключается в том, что они не требуют отдельного источника питания для ротора.

Принцип работы асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели имеют трехфазную обмотку на статоре, как в синхронных машинах.Когда на катушки статора подается трехфазное напряжение, образуется вращающееся магнитное поле. Это переменное магнитное поле контактирует с проводниками ротора и наводит в нем ЭДС.

Концы обмотки ротора закорочены, так что по ним протекает ток, пропорциональный наведенной ЭДС. Из-за протекания тока создается другое магнитное поле, вращающееся в том же направлении, что и у статора. Взаимодействие между этими двумя магнитными полями создает крутящий момент, который стремится вращать двигатель в направлении вращающегося магнитного поля статора.Асинхронные двигатели - это самозапускаемые двигатели.

Скорость ротора всегда меньше синхронной скорости приложенного напряжения статора. Следовательно, эти двигатели известны как асинхронные двигатели. Разница на единицу между синхронной скоростью и фактической скоростью ротора называется скольжением.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

В асинхронных двигателях возможны два типа конструкции ротора. Первый - это ротор с обмоткой, а второй - ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор состоит из пазов для размещения проводов.Ротор с обмоткой состоит из трех фазных обмоток, аналогичных обмоткам статора в этих пазах. Один конец каждой фазы закорочен, образуя соединение типа «звезда» или «звезда», а другие концы подведены к контактному кольцу, прикрепленному к валу.

Угольные щетки используются для нарезания контактных колец на внешней клеммной коробке. К ротору можно добавить внешнее сопротивление для ограничения пускового тока.

Роторы с короткозамкнутым ротором состоят из сплошных стержней из проводящего материала, помещенных в пазы ротора.Эти проводники закорочены на обоих концах. Этот тип роторов не имеет внешних электрических соединений. Кроме того, двигатели с короткозамкнутым ротором имеют меньший пусковой момент, чем роторы с обмоткой.

Индукционные генераторы

Когда асинхронный двигатель, вращающийся с определенной скоростью, вынужден вращаться выше своей синхронной скорости под действием внешней механической энергии, он действует как генератор. Такие машины известны как асинхронные генераторы. Они находят свое применение в ветроэнергетике и малых гидроэлектростанциях.

Двигатели постоянного тока с постоянным магнитом

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами состоят из радиально расположенных постоянных магнитов на статоре. Ротор состоит из обмотки постоянного тока, подключенной к коммутатору. Принцип работы двигателей с постоянным постоянным током такой же, как и у параллельных двигателей постоянного тока, за исключением того, что они не требуют отдельного питания возбуждения. Отсутствие возбуждения снижает потери мощности, повышает эффективность и уменьшает размер по сравнению с обычными двигателями постоянного тока того же размера.

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока имеет набор постоянных магнитов на роторе и полупроводник, переключаемый на статоре.Полупроводниковые переключатели преобразуют входной источник постоянного тока в пульсирующий постоянный ток для создания максимального крутящего момента при заданной скорости.

В этих двигателях положение ротора и статора инвертировано. Поле присутствует в роторе, а якорь присутствует в начале. Датчики используются для позиционирования ротора, и в зависимости от его положения полупроводниковые переключатели включаются и выключаются для выполнения требований по скорости и крутящему моменту. Эти двигатели более дороги, чем обычные двигатели постоянного тока, требуют меньшего обслуживания и имеют более длительный срок службы, чем обычные двигатели постоянного тока.

Серводвигатель Серводвигатели

используются для точного управления положением. Это бесщеточные двигатели постоянного тока в сочетании с датчиками положения, такими как энкодеры и потенциометры. Серводвигатели используются для управления положением с обратной связью. Они находят свое применение в морской навигации, автоматических станках, самолетах, роботах, регуляторах скорости и т. Д.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели - это двигатели с импульсным приводом, используемые для управления положением.Эти двигатели могут перемещаться под определенным углом для каждой применяемой фазы управления. Для них не требуются датчики положения.

Электрические машины | Министерство энергетики

Программа

AMO «Электромашины нового поколения» (NGEM) - это научно-исследовательская работа, в которой используются последние технологические достижения в силовой электронике и электродвигателях для разработки нового поколения энергоэффективных, высокоскоростных, интегрированных приводных систем среднего напряжения (СН) с высокой удельной мощностью для широкий спектр критических энергетических приложений.

Усовершенствования систем промышленных электродвигателей могут быть реализованы за счет применения ключевых технологий, таких как устройства с широкой запрещенной зоной, усовершенствованные магнитные материалы, улучшенные изоляционные материалы, агрессивные методы охлаждения, конструкции высокоскоростных подшипников и улучшенные проводники или сверхпроводящие материалы. Программа NGEM будет способствовать поэтапному изменению, которое позволит более эффективно использовать электроэнергию, а также уменьшить размер и вес приводной системы, развивая долгосрочные возможности для разработки и проектирования материалов двигателя, которые уменьшат энергетический след отрасли и выбросы парниковых газов, одновременно поддерживая U.С. Глобальная конкурентоспособность экологически чистых энергетических продуктов.

Эти научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы на данный момент включают две отдельные возможности финансирования и будут использовать результаты работы Института Power America в области полупроводников WBG. Возможности финансирования и избранные проекты перечислены ниже.

NGEM: МОТОРЫ КЛАССА MEGAWATT

В сентябре 2015 года было отобрано пять проектов с целью объединить широкозонную технологию (WBG) с достижениями для крупномасштабных двигателей.В рамках проектов будут разработаны интегрированные приводные системы среднего напряжения, которые будут использовать преимущества устройств с широкой запрещенной зоной с энергоэффективными, высокоскоростными, прямым приводом, электродвигателями мегаваттного класса для повышения эффективности и удельной мощности в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, инфраструктуре природного газа и компрессоры общего назначения, такие как системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, насосы для охлаждения и сточных вод. Эти области применения представляют собой значительное количество моторных установок, большое количество потребляемой электроэнергии и значительные возможности для U.С. Технологии и конкурентоспособность производства. Целью проектов является уменьшение размеров мегаваттных двигателей и приводных систем до 50 процентов и сокращение потерь энергии на целых 30 процентов.

Электромагниты для электрических машин (9781498709132): Мукерджи, Саураб Кумар, Хан, Ахмад Шахид, Сингх, Ятендра Пал: Книги

«

»… раскрывает тонкости предмета простым и систематическим образом.… Одна из немногих книг, которые освещают сложный предмет через инквизицию и используют запрограммированные концепции для обучения.Авторы потратили много времени на формирование структуры книги и ее содержания. Я думаю, что они добились успеха. По электромагнитным полям вышло несколько книг, каждая из которых имеет свой оттенок. Однако настоящая книга представляет собой другую попытку научить концепции теории электромагнитного поля (EMFT) и ее применению к теории и проектированию электрических машин. Вклад авторов этой книги в различные исследования и научные области выдающийся.Это академики, посвятившие себя обучению молодых умов и воспитанию в них научного темперамента. Я должен от всей души поздравить авторов с великолепной работой, которую они проделали ».
- Бригадный (доктор) Сурджит Пабла, вице-канцлер, Университет Мангалаятан, Алигарх, Индия

« Авторы этой книги поставили перед собой цель достичь цели: простое и систематическое представление электромагнетизма для электрических машин. Думаю, они достигли этой цели. Они сводят уравнения Максвелла к уравнению Лапласа, уравнению Пуассона, волновому уравнению и уравнению вихревых токов и применяют их к электрическим машинам."
- Мэтью Садику, Университет Prairie View A&M

" Я особенно ценю подход к разработке точных теоретических электромагнитных моделей для нескольких структур электрических машин. Традиционные подходы к использованию моделей с сосредоточенными элементами для деталей машин, а затем попытки изменить результирующую эквивалентную сеть, принимая во внимание влияние этих элементов, имеющих ненулевой физический размер, по частям, не дают пользователю базового всестороннего понимания. все аспекты электромагнитных полей, которые могут влиять на поведение машины."
- Филип Х. Александер, Электротехника и вычислительная техника, Виндзорский университет

Саураб Кумар Мукерджи получил степень бакалавра в мусульманском университете Алигарха (AMU), Индия, и степень магистра технических наук и докторскую степень в Индийском технологическом институте в Бомбее, Мумбаи. Он имеет более чем 50-летний опыт преподавания в инженерном колледже Мадхав, Гвалиор, Индия; АМУ; Инженерно-технологический колледж SRMS, Барейли, Индия; Мультимедийный университет, Малакка, Малайзия; и университет Альфата, Мисурата, Ливия.В настоящее время он является старшим приглашенным профессором в Университете Мангалаятан, Алигарх, Индия. Он опубликовал более 40 научных работ в различных журналах и материалах конференций, а также работал в нескольких экспертных советах журналов и был исполнительным редактором издательства Thomson George Publishing House, Малайзия.

Ахмад Шахид Хан имеет более 42 лет опыта преподавания, исследований и управления. Он получил степени бакалавра, магистра и доктора философии в Алигархском мусульманском университете (AMU), Индия.В настоящее время он является приглашенным профессором инженерного колледжа Меват (Вакф) Палла, Нух, Индия. Ранее он работал в AMU в качестве профессора и заведующего кафедрой электронной техники, регистратора и управляющего недвижимостью (опубликовано в официальном бюллетене). Он также работал директором Международного института менеджмента и технологий, Меерут, Индия; директор Колледжа технологии и менеджмента Вивекананды, Алигарх, Индия; директор Инженерно-технологического колледжа Джаухара, Рампур, Индия; и профессор Института инженерии и технологии Кришны и Института исследований в области управления в Газиабаде, Индия.Широко публикуемый, он является лауреатом золотой медали памяти Пандита Мадана Мохана Мальвии.

Ятендра Пал Сингх имеет более 7 лет опыта преподавания. Он получил степень магистра, аспиранта и доктора философии в Алигархском мусульманском университете (AMU), Индия. В настоящее время он работает доцентом на кафедре прикладной физики в Инженерно-технологическом институте Университета Мангалаятан, Алигарх, Индия. Он опубликовал более 25 статей в материалах международных конференций и рецензируемых журналах, в том числе Journal of Geophysical Research , Astronomy & Astrophysics , Solar Physics , Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics и Планетарная и космическая наука .Д-р Сингх также является рецензентом исследовательских работ для Progress in Electromagnetic Research и Astrophysics and Space Science .

Электрические машины и приводы - основы и расширенное моделирование | Ян Мелкебек

Эта книга представляет собой исчерпывающий справочник по электрическим машинам и приводам. Основная идея состоит в том, чтобы начать с чистых электромагнитных принципов, чтобы вывести эквивалентные схемы и уравнения установившегося состояния для наиболее распространенных электрических машин (в первых частях).Хотя в книге основное внимание уделяется машинам с вращающимся полем, первые две главы посвящены трансформаторам и коммутаторам постоянного тока. Глава о трансформаторах включена как введение в асинхронные и синхронные машины, их электромагнетизм и эквивалентные схемы. Третья и четвертая главы посвящены углубленному изучению асинхронных и синхронных машин соответственно. На основе их электромагнетизма выводятся стационарные уравнения и эквивалентные схемы, из которых могут быть выведены их основные свойства.Во второй части обсуждаются основные источники питания и электроники для электроприводов, например выпрямители, прерыватели, циклоконвертеры и инверторы. Большое внимание уделяется методам ШИМ для инверторов и результирующему содержанию гармоник в форме выходного сигнала. В третьей части обсуждаются электрические приводы, объединяющие традиционные (вращающееся поле и коммутатор постоянного тока) электрические машины, рассматриваемые в первой части, и силовую электронику во второй части. Подробно рассмотрена ориентация поля асинхронных и синхронных машин, а также прямое управление крутящим моментом.Кроме того, в последних главах обсуждаются также вентильные реактивные машины и шаговые двигатели. Наконец, часть 4 посвящена динамике традиционных электрических машин. Также для динамики асинхронных и синхронных приводов машин электромагнетизм используется в качестве отправной точки для построения динамических моделей. В части 4 большое внимание уделяется построению аналитических моделей. Но, конечно же, основные динамические свойства и возможные причины нестабильности асинхронных и синхронных приводов машин также подробно обсуждаются с производными моделями устойчивости в малом в качестве отправной точки.Помимо изучения устойчивости в малом, глава также посвящена динамике в больших масштабах (например, внезапное короткое замыкание синхронных машин). Учебник используется в качестве учебного курса для программ бакалавриата и магистратуры в области электротехники и машиностроения на факультете инженерии и архитектуры Гентского университета. Части 1 и 2 изучаются в базовом курсе «Основы электроприводов» третьего уровня бакалавриата. Часть 3 используется в курсе «Управляемые электрические приводы» в первом мастере, а часть 4 используется в специализированном мастере по электроэнергии.

Типы электрических машин - Все о технике

Что такое Различные типы электрических машин

Электрическая машина:

Устройство, способное к взаимному преобразованию между электрической и механической энергией, называется электрической машиной.

Проще говоря, электрическая машина преобразует электрическую энергию в механическую и наоборот.Трансформатор также является электрической машиной, за исключением того, что он преобразует уровни напряжения и тока.

Типы электрических машин:

Электрические машины подразделяются на два основных типа:

• Стационарные электрические машины
• Динамические электрические машины

Стационарные электрические машины:

Стационарная электрическая машина - это такая машина, у которой нет движущихся частей, и они остаются неподвижными на протяжении всей своей работы.

Трансформатор :

Трансформатор - это стационарная электрическая машина, не имеющая движущихся частей. Это машина, потому что между обмотками трансформатора происходит преобразование электрической и магнитной энергии.

Он преобразует электрическую энергию в магнитную энергию и снова в электрическую энергию с увеличением или уменьшением уровня переменного напряжения / тока и поддержанием постоянной электрической частоты.

Имеет две обмотки i.е. Первичная и вторичная обмотка. Обе обмотки намотаны вокруг неподвижного стального сердечника.

Изменяющийся переменный ток подается на первичную обмотку, что создает переменный магнитный поток в сердечнике трансформатора. Этот изменяющийся магнитный поток индуцирует ЭДС во вторичной обмотке трансформатора, в результате чего на выходе возникает переменный ток.

Динамические электрические машины:

Машины такого типа состоят из подвижных и неподвижных частей.

Есть два типа динамических электрических машин, т. Е.

• Электродвигатель
• Электрогенератор

Электродвигатель:

Двигатель - это тип динамической машины, преобразующей электрическую энергию в механическую.

Электродвигатели имеют подвижную часть, называемую ротором, и неподвижную часть, называемую статором.

Электродвигатели создают механическую силу из-за взаимодействия магнитного поля и тока в проводнике.

Существует два основных типа электродвигателей: электродвигатели постоянного тока и электродвигатели переменного тока.

Двигатели постоянного тока:

Везде, где проводник с током помещен в магнитное поле, он испытывает механическую силу. Двигатель постоянного тока работает по этому принципу. Ротор состоит из нескольких витков проводников, на которые подается питание от источника постоянного тока . Ротор помещен в магнитное поле. На проводник действует сила, благодаря которой ротор вращается.

Двигатели переменного тока:

В двигателях переменного тока статор состоит из обмотки, подключенной к источнику переменного напряжения. Он создает вращающееся магнитное поле.

Ротор состоит из проводника, который может легко проводить электричество. Ротор размещен внутри статора.

В отличие от двигателя постоянного тока, электрическое питание подключается к статору двигателей переменного тока.

Из-за вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, в роторе индуцируется ЭДС.Это, в свою очередь, создает собственное магнитное поле, противодействующее магнитному полю статора в соответствии с законом Ленца. Это магнитное поле пытается нейтрализовать вращающееся магнитное поле статора, вращая ротор с точно такой же скоростью вращения.

Электрогенераторы:

Генераторы - это такие типы электрических машин, которые преобразуют механическую энергию в электрическую.

Его работа прямо противоположна электродвигателю. Согласно закону Фарадея, проводник, помещенный в переменное магнитное поле, будет испытывать наведенную ЭДС.Другими словами, перемещение проводника в постоянном магнитном поле вызовет в проводнике ЭДС.

Ротор вращается в магнитном поле любым способом, известным как первичный двигатель. Результирующий индуцированный ток (электрическая энергия) течет через проводник.

Вы также можете прочитать:

Система обучения базовым электрическим машинам

Система обучения базовым электрическим машинам

Amatrol (85-MT2) обучает электрические машины, которые обычно используются в промышленных, коммерческих и жилых помещениях: однофазные двигатели переменного тока, трехфазные электродвигатели переменного тока и электродвигатели постоянного тока .Учащиеся практикуют соответствующие отраслевые навыки, включая эксплуатацию, установку, анализ производительности и выбор электрических машин для различных применений.

Модель 85-MT2 компании

Amatrol включает ряд промышленных машин, в том числе многоцелевой однофазный двигатель переменного тока, двухфазный двигатель, двигатель / генератор постоянного тока и трехфазный асинхронный двигатель. Эта обучающая система также включает в себя интегрированный базовый тестовый блок, фототахометр, набор проводов, зубчатый тормоз, ручной зажимной мультиметр, портативный цифровой мультиметр, учебную программу мирового уровня и справочное руководство для студентов.В этой системе используются компоненты промышленного качества, чтобы помочь учащимся лучше подготовиться к тому, с чем они столкнутся на работе, и выдержать частое использование.

Промышленные стандартные машины и терминология проводки

Электрические машины 85-MT2 представляют собой стандартные промышленные единицы, которые предоставляют учащимся практический опыт установки и регулировки промышленных двигателей. Каждый блок рассчитан на 1/3 л.с., что является минимальным размером, при котором данные о характеристиках двигателя моделируют производительность более крупных двигателей.Агрегаты подключаются к нагрузочным устройствам через гибкую муфту промышленного стандарта, которая позволяет изучать методы центровки валов.

Для подключения питания каждой машины используется промышленная стандартная терминология проводки (например, номера T), чтобы учащиеся изучали, как подключать электрические машины так же, как и на работе. В 85-MT2 используются сменные панели для электрических схем для оценки обучения.

Учебная программа по работе с электрическими машинами мирового класса и дополнительные интерактивные мультимедийные материалы

85-MT2 предлагает потрясающую глубину и широту тем, связанных с электрическими машинами, в рамках учебной программы мирового класса Amatrol.Этот учебный план объединяет теорию машин с практическим, практическим развитием навыков, так что учащиеся могут напрямую применять эти знания при эксплуатации и установке электродвигателей. Учащиеся начнут с изучения основ электрических двигателей и их безопасности, а затем перейдут к более сложным приложениям, таким как анализ производительности, измерение крутящего момента и скорости, а также конфигурации двигателей.

Кроме того, Amatrol предлагает эту учебную программу в дополнительном интерактивном мультимедийном формате. Этот мультимедийный материал включает в себя все темы и навыки из нашей традиционной печатной учебной программы и добавляет аудио, впечатляющую полноцветную графику и 3D-анимацию, чтобы полностью заинтересовать учащихся.

Ручной цифровой мультиметр

Ручной цифровой мультиметр позволяет учащимся анализировать производительность каждой машины в реалистичных условиях, как в полевых условиях. Встроенные регулируемые источники питания переменного и постоянного тока позволяют учащимся изучать работу машин переменного и постоянного тока в различных условиях. Его уникальная система переключения имеет 11-позиционный переключатель, который позволяет учащимся считывать ток и напряжение на всех трех ветвях питания без отключения проводов.

Промышленные нагрузки с безопасностью

Интегрированный тестовый блок имеет приспособления для установки зубчатого тормоза на двигатели нагрузки, чтобы учащиеся могли наблюдать за их работой в реальных условиях.На блоке также устанавливаются две связанные машины для демонстрации работы генератора. Устройства безопасности включают трехфазный автоматический выключатель и кнопку аварийного останова с ключом.

Справочное руководство для учащихся

Образец справочника для учащихся этого курса включен в систему обучения. Справочное руководство для учащихся , созданное на основе мультимедийной учебной программы, берет техническое содержание всей серии, содержащееся в целях обучения, и объединяет их в одну книгу в идеальном переплете.Если вы хотите узнать о приобретении дополнительного справочного руководства для учащихся для вашей программы, обратитесь к местному представителю Amatrol для получения дополнительной информации.

Основные характеристики

• Промышленные стандартные двигатели 1/3 л.с.
• Сварная стальная рабочая станция для тяжелых условий эксплуатации
• Промышленные нагрузки с тормозом Prony
• Промышленная стандартная терминология проводки
• Устройства промышленной безопасности
• Мультимедийная программа доступна
• Справочное руководство для учащихся

Мультимедийные электрические машины (CD-B862)

Основные электрические машины знакомят с электрическими схемами и решают многие отраслевые задачи в электрических системах, включая двигатели серии постоянного тока, параллельные и составные двигатели постоянного тока, скорость и крутящий момент двигателя, характеристики двигателя, электродвигатели переменного тока с разделением фаз, двигатели переменного тока с конденсаторным пуском, постоянные конденсаторы. , и двухконденсаторные двигатели, и трехфазные асинхронные двигатели переменного тока.

Захватывающие мультимедиа

Обширный и подробный мультимедийный материал

Amatrol охватывает основы электротехники, например, электрические машины. Интерактивные экраны в сочетании с наглядной графикой преподают электрические машины темам, от вращающихся электродвигателей до трехфазных асинхронных двигателей. С дополнительным оборудованием учащиеся могут применить эти теоретические знания для получения непосредственных практических навыков. Например, учащиеся изучают, как изменить направление вращения двигателя постоянного тока, а затем самостоятельно вручную изменить направление вращения двигателя постоянного тока.Такое сочетание теории и практики укореняет концепции в сознании учащихся и облегчает понимание более сложных тем. (Каталожный номер 85-MT2)

Система обучения генераторов постоянного тока (5-MT2-B)

Система обучения генераторов постоянного тока 85-MT2-B компании

Amatrol дополняет систему обучения электрических машин 85-MT2 для обучения генераторов постоянного тока, обычно используемых в промышленных, коммерческих и жилых помещениях. Студенты получат соответствующие отраслевые навыки, в том числе принципы эксплуатации, установки, анализа производительности и выбора генераторов постоянного тока для различных приложений.

85-MT2-B включает в себя резистивную нагрузку и индуктивную нагрузку, которые подключаются к генератору постоянного тока, поставляемому с системой 85-MT2, для обеспечения работы при различных типах нагрузок. В комплект входят учебные материалы для студентов как для теории, так и для лабораторных работ, а также руководство для учителя.

Мультимедийная программа доступна

В непревзойденных мультимедийных возможностях

Amatrol используются текст, аудио и потрясающая 3D-анимация, которые привлекают учащихся как к теоретическим знаниям, так и к практическим навыкам. Эта тщательная, исключительно подробная учебная программа построена так, чтобы начинать с основ и постепенно переходить к более сложным концепциям и навыкам.Благодаря партнерству с ключевыми лидерами отрасли и ведущими преподавателями Amatrol разработала правильный баланс знаний и прикладных навыков, необходимых для обучения учащихся работе в выбранной ими области.

Загрузить информацию о продукте

Система обучения генераторов / синхронных двигателей (85-MT2-C)

Система обучения генераторов / синхронных двигателей 85-MT2-C компании

Amatrol дополняет систему обучения 85-MT2 Electric Machines и систему обучения генераторов постоянного тока 85-MT2-B для обучения генераторов переменного тока и синхронных двигателей, обычно используемых в промышленности.Генераторы переменного тока обеспечивают мобильный источник электроэнергии переменного тока, в то время как синхронные двигатели снижают затраты на электроэнергию за счет корректировки общего коэффициента мощности на установке. Студенты изучают соответствующие отраслевые навыки, включая то, как управлять, устанавливать и анализировать генераторы переменного тока и синхронные двигатели.

85-MT2-C включает в себя емкостную нагрузку, комбинированный синхронный двигатель / генератор переменного тока и блок синхронизирующих огней / переключателя. Емкостный блок нагрузки в сочетании с нагрузками, подаваемыми на 85-MT2-B (резистивными и индуктивными), обеспечивает работу при различных типах нагрузок.В комплект входят учебные материалы для студентов как для теории, так и для лабораторных работ, а также руководство для учителя.

Мультимедийная программа доступна

В непревзойденных мультимедийных возможностях

Amatrol используются текст, аудио и потрясающая 3D-анимация, которые привлекают учащихся как к теоретическим знаниям, так и к практическим навыкам. Эта тщательная, исключительно подробная учебная программа построена так, чтобы начинать с основ и постепенно переходить к более сложным концепциям и навыкам. Благодаря партнерству с ключевыми лидерами отрасли и ведущими преподавателями Amatrol разработала правильный баланс знаний и прикладных навыков, необходимых для обучения учащихся работе в выбранной ими области.

Загрузить информацию о продукте

Система обучения электродвигателю ротора (85-MT2-D)

Система обучения электродвигателей с фазным ротором 85-MT2-D компании

Amatrol дополняет систему обучения 85-MT2 Electric Machines и систему обучения генераторов постоянного тока 85-MT2-B для обучения двигателей с фазным ротором, используемых в промышленности. Двигатели с фазным ротором обеспечивают возможность регулирования скорости для тяжелых двигателей с высоким крутящим моментом, таких как промышленные краны. Студенты получат соответствующие отраслевые навыки, в том числе принципы эксплуатации, установки и анализа рабочих характеристик двигателей с фазным ротором.

85-MT2-D включает двигатель с фазным ротором, регулятор скорости вращения ротора и учебные материалы для студентов по теории и лабораторным работам. Поставляемые с 85-МТ2-В нагрузки (резистивные и индуктивные) обеспечивают работу при различных типах нагрузок.

Мультимедийная программа доступна

В непревзойденных мультимедийных возможностях

Amatrol используются текст, аудио и потрясающая 3D-анимация, которые привлекают учащихся как к теоретическим знаниям, так и к практическим навыкам. Эта тщательная, исключительно подробная учебная программа построена так, чтобы начинать с основ и постепенно переходить к более сложным концепциям и навыкам.Благодаря партнерству с ключевыми лидерами отрасли и ведущими преподавателями Amatrol разработала правильный баланс знаний и прикладных навыков, необходимых для обучения учащихся работе в выбранной ими области.