Аппараты силовой цепи
Саратовское подразделение
Приволжского учебного центра
профессиональных квалификаций
Раздел:
«Электрические аппараты и приборы, электрические
цепи тепловоза, электрические цепи электровоза»
Тема урока: «Аппараты силовой цепи»
Преподаватель: Жуков Д.А.
1
03
июня 2016 года
2.
Аппараты силовой цепи.
Токоприемники (Л-13У)
2
НАЗНАЧЕНИЕ: обеспечивает скользящий
контакт между высоковольтной цепью
электровоза и контактным проводом.
УСТРОЙСТВО: состоит из четырех
основных частей:
Основания.
Подвижных рам.
Контактной системы (каретки и полоз).
Механизм подъема и опускания.
Основание – сварное, состоит из 2-х
боковин 3, соединенных поперечинами 11. В
подшипниках боковин расположены два
основных поворотных вала 13, на которых
размещены: два кронштейна для
подъемных пружин 10, эксцентриковый
рычаг и по одному кронштейну для
синхронизирующей тяги 12.
Подвижные рамы. Нижние подвижные
рамы 1 выполнены из труб большого
диаметра, имеют Т-образные стойки и
крепятся к основным поворотным валам.
Верхние рамы 2 изготовлены из
тонкостенных труб малого диаметра и
соединены диагональными распорками 14.
Нижние концы рам шарнирно, на
подшипниках крепятся к Т-образным
стойкам. Верхние концы рам шарнирно
соединяются валиками и на концах крепятся
к двум поперечным стержням кареток 5.
3.
Аппараты силовой цепи.
Токоприемники (Л-13У)
3
4.
Аппараты силовой цепи.
Групповой переключатель (ЭКГ-8Ж)
4
5.
Аппараты силовой цепи.
Групповой переключатель (ЭКГ-8Ж)
Групповой переключатель ступеней Тягового трансформатора, или главный контроллер ЭКГ8Ж.
Предназначен – для переключения под нагрузкой ступеней вторичной обмотки тягового
трансформатора с целью изменения напряжения в цепи ТЭД, в схеме электровоза обозначен ГП.
Состоит:
Переключателя обмоток (ПО), переключателя ступеней, 4 контакторов с дугогашением АБВГ
блокировочных устройств, 30 контакторов без дугогашения, 12 для ПО (9,19,21,31,32,33.)
ПО – осуществляет переключение вторичных обмоток трансформатора (не регулируемой и
регулируемых обмоток) со встречного вкл. до (17) позиции на согласные от 18 до 33 он состоит из
своего кулачкового вала, на который напресованно 12 кулачковых шайб, каждая шайба управляет
работой одного контактора без дугогашения.
Переключатели ступеней – осуществляют подключение к нерегулируемым частям обмоток
тягового трансформатора (638 В). Определенного количества регулировочных секций обмотки в
зависимости от позиций ЭКГ. Состоит из своего кулачкового вала, на который напрессовано 18
кулачковых шайб, каждый из которых управляет работой одного контактора.
Также имеются нижний и верхний блокировочные валы, на который напрессованы кулачковые
шайбы, каждая из которых управляет блокировочным контактом ГП, которые стоят в цепях
управления.
Работа ЭКГ:
В редукторе располагаются 2 мальтийских креста с поводками, которые служат для
преобразования непрерывного вращения сервомотора, в прерывистое вращение валов ЭКГ, а
именно валов ПО, ПС и блокировочных.
Для определения на какой позиции какие контактора силовые и блокировочные замкнуты или
разомкнуты в электрической схеме предусмотрено диаграммы замыкания контакторов и контактов, в
которых по горизонтали расположены в силовых и верхнем блокировочном вале и нижнем
блокировочном
вале номера позиций, а по вертикали номера контакторов и контактов.
5
6.
Аппараты силовой цепи.
Групповой переключатель (ЭКГ-8Ж)
6
7.
Реверсоры и тормозные переключатели электровоза
Назначение – для изменения направления вращения ТЭД путем
изменения направления тока в обмотке возбуждения. В схеме обозначается
63,64 в тех документации ПКД – 142 переключатель кулачковый двух
позиционный.
Тормозные переключатели
Назначение – для переключения цепей ТЭД первой и второй тележки при
переходе схемы из режима тяги в режим реостатного торможения. На схеме
как 49,50. Так же ПКД – 142.
7
8.
Реверсоры и тормозные переключатели электровоза
Устройство:
ПКД-142 состоит из следующих основных частей:
Основание, кулачкового вала, пневмопривода. Силовых контактных элементов, которые
задействованы в силовой цепи, и блокировочные контакты. Которые задействованы в цепях
управления напряжением 50 В.
Основание представляет собой две стальные боковины стянутых 4-мя шпильками, вал, на который
напрессованы 4 кулачковые изоляционные шайбы, которые управляют работой силовых
контакторов, и шестерни которые управляют работой блокировочных контактов.
Пневмопривод.
Состоит из:
Пневмоцилиндра, в котором закреплен поршень двух стороннего действия шток которого через тягу
соединен с рычагом, который жестко закреплен с валом.
Работа: При получение питания катушки одного из электропневматических вентилей открывается
доступ воздуха в левую или правую часть пневмоцилиндра поршень перемещается и его шток
выдвигается или на оборот вдвигается внутрь цилиндра при этом через рычаг происходит поворот
кулачкового вала, что приводит к переключению силовых и блокировочных контактов переключателя.
Когда катушка ЭПВ потеряет питание, произойдет выход воздуха из пневмоцилиндра в атмосферу и
переключатель останется в исходном положение.
Правило для определения положения тормозных и реверсивных переключателей:
В положение тяга у тормозных и положение вперед у реверсивных своей кабиной управления шток
поршня пневмопривода вдвинут внутрь, и рычаг кулачкового вала повернут, влево замкнуты два
крайних силовых контакта. Это вперед своей кабиной.
8
9.
Реверсор тепловоза
Реверсоры служат для изменения направления движения тепловоза за счет изменения
направления тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей
Реверсор состоит из следующих сборочных единиц: диафрагменного привода 1 с
электропневматическим вентилем 4, сегментного барабана 6. укрепленного на шестигранном валу,
неподвижных силовых контактов 8 с левой и правой стороны барабана б и барабана 5 вспомогательных
контактов, расположенного между приводом и главным барабаном. Силовые неподвижные контакты
выполнены в виде медных пальцев 8. шарнирно установленных по 4 шт. на стальных пальцедержателях12,
закрепленных на изолированных шестигранных стойках. Контактный палец опирается на пальцедержатель
штифтом 11. Нажатие контактных пальцев создается пружиной 10, опирающейся на скобу 15.
Регулировочный винт 16 от самоотвинчивания предохраняется шплинтом. Отвод тока от контактных пальцев
к контактным зажимам выполняется гибким соединением 14 и медной планкой 13.
Силовые подвижные контакты 7 изготовлены из латуни в виде фигурных сегментов,
смонтированных попарно в группы и закрепленных на изолированном шестигранном валу. Правая часть
сегмента в каждой паре отделяется от левой соседнего сегмента фибровой прокладкой. Вал сегментного
барабана устанавливается в верхнем и нижнем подшипниках скольжения, снабженных масленками 2 для
смазки.
Подвижные вспомогательные контакты изготовлены из медных пластинок 23 и укреплены
шурупами на пропитанных изолирующим составом деревянных сегментах 20, в свою очередь укрепленных
винтами на литом стальном сегментодержателе 21 с шестигранным отверстием. Сегментодержатель
гранями шестигранного отверстия прижат болтами к граням шестигранного вала 22. Неподвижные
вспомогательные контакты выполнены в виде контактных пальцев 18 из пружинной стали н укреплены
стальной плести и кой 17 на деревянной колодке 19, пропитанной изолирующим составом.
Электропневматический привод реверсора состоит из корпуса 24. между фланцами которого и
крышками 30 установлены резинотканевые диафрагмы. Между диафрагмами в корпусе установлен шток 27 с
двумя упорными шайбами 28. К штоку крепится планка 26, в отверстие которой заведена сферическая
9
головка.
10.
Реверсор тепловоза
10
11.
Реверсор тепловоза
11
12.
Электропневматические контакторы электровоза
Назначение: Пневматические контакторы типа ПК
предназначены для вкл. и откл. Силовых цепей
электровоза под током.
Устройство: Состоит из изоляционного стержня,
выполненного из стекло пластика, на котором
укреплены элементы с низу на стержне укреплен
пневмо привод, состоящий из цилиндра внутри,
которого помещен поршень со штоком и возвратной
пружины сверху поршня
Шток поршня через изоляционную тягу, шарнирно
соединён с латунным рычагом подвижных контактов. К
пневмоцилиндру подсоединен ЭПВ, который управляет
подачей воздуха, к изоляционной тяге прикреплена
металлическая пластина, которая соединена с
подвижной колодкой блокировочных контактов, к
средней части стержня укреплен латунный кронштейн
подвижных силовых контактов на этом поворотном
кронштейне укреплен главный и дугогасительный
контакты, верхний кронштейн на котором укреплены
главный и дугогасительный контакты последовательно с
неподвижными силовыми контактами включена
дугогасительная катушка
12
13.
КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА КВ-1552 (тепловоз)
13
14.
КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА КВ-1552 (тепловоз)
14
15.
КОНТРОЛЛЕР МАШИНИСТА КВ-1552 (тепловоз)
Контроллеры машиниста служат для дистанционного управления электрической передачей тепловоза: изменения направления движения и регулирования
мощности дизель-генераторной установки по позициям. По виду контроллеры делятся на контроллеры с ручным управлением и контроллеры с ручным и
электропневматическим управлением.
Рисунок 3 — Контроллер машиниста[2,c.102]
Верхняя крышка 9 и дно корпуса 1 контроллера жестко связаны между собой двумя угольниками 4. В корпусе 3 установлен главный вал 6, один конец которого
опирается на дно 1 второй проходит через крышку 9. На верхнем конце вала насажена главная рукоятка 11. На нижней части вала, имеющей квадрат сечение, размещен
главный барабан 2. состоящий из набора пласт, массовых шайб с вырезами по окружности На верхней части вала 6 свободно надет реверсивный барабан 14, состоящий из
втулки и жестко насаженных на нее двух шайб.
Реверсивный барабан свободно вращается на главном валу и переводится посредством рычага 5 и тяги 13 от реверсивного вала 8. Верхний конец реверсивного вала
выведен над крышкой. На него надета головка реверсивного вала, в пазы которого вставляется реверсивная рукоятка 10. Нижний конец реверсивного вала вращается в
отверстии кронштейна 7. неподвижно закрепленного на корпусе контроллера Главная рукоятка 11 имеет девять положений: холостой ход и восемь рабочих, она может
поворачивать только шайбы главного барабана и служит для изменения частоты вращения вала дизеля. Угол поворота главной рукоятки из нулевого положения на 1-е равен
17 градусов. а на последующее — 10 градусов.
Реверсивная рукоятка 10 имеет положение «Вперед». Назад» и нейтральное Она предназначена для изменения направления движения тепловоза. Угол поворота
реверсивной рукоятки от нейтрального положения в положение «Вперед» или «Назад» составляет 30 градусов. С левой и правой сторон от барабанов установлены
изоляционные стойки 12. На левой стойке укреплены неподвижные контакты, состоящие из стальной планки и серебряной пластины 18. Подвижные контакты правой
стойки состоят из угольника 29 и шарнирно укрепленного на нем рычага 31, на конце которого укреплен контакт 16 с серебряной пластиной 17. В средней части рычага на
оси установлен ролик 20. Рычаг 31 под действием пружины 32 прижимается роликом к шайбе 28 барабана 2. Отвод тока от подвижного контакта выполняется с помощью
гибкого соединения 30 на контактный винт угольника 29. При повороте рукоятки ролик 20 перекатывается по профилю шайбы 28. Если ролик находится не на вырезанной
части шайбы, то контакты разомкнуты и подвижной контакт 16 пружиной 15 прижат к рычагу 31. При попадании ролика в вырез шайбы рычаг 31 пружиной 32 прижимается
к угольнику 29, подвижной контакт 16 соприкасается с неподвижным 19 и отжимается от рычага 31. Нажатие на контакт осуществляется притирающей пружиной 15.
Последовательность замыкания контактов главного барабана при перемещении главной рукоятки зависит от расположения вырезов на шайбах, которые
определяются схемой тепловоза. Контакты одной шайбы реверсивного барабана замыкаются только в положении «Вперед», второй — только в положении «Назад».
Фиксация главного барабана на каждом положении осуществляется посредством храповика 25 главного вала 6. во впадины которого заходят стальные ролики 24,
укрепленные на двух рычагах 26, поворачивающихся на неподвижной оси. Рычаги 26 при помощи пружин 27 прижимают ролики 24 во впадины храповика 25.
Фиксация реверсивного барабана выполняется храповиком 22, укрепленным на реверсивном валу 8. и фиксатором 23. прижимаемым пружиной 21. На каждом из
трех положений реверсивной рукоятки зуб фиксатора 23 входит во впадину храповика 22. В нейтральном положении реверсивной рукоятки зуб фиксатора входит в
среднюю впадину храповика, имеющую меньшую глубину, вследствие чего выступ фиксатора 23 при нулевом положении главного барабана входит в вырез храповика 25, и
передвижение главной рукоятки оказывается невозможным.
На положениях реверсивной рукоятки «Вперед» или «Назад» зуб фиксатора 23 попадает в одну из крайних более глубоких впадин храповика 22, выходит из
выреза в храповике 25 и не препятствует повороту главного барабана 2. После перевода главной рукоятки из нулевого положения в одно из рабочих вырез храповика 25
смещается и фиксатор 23 не может выйти из впадины храповика 22, так как выступ фиксатора упирается в цилиндрическую поверхность храповика 25. В »том случае
поворот реверсивной рукоятки невозможен. Таким образом, осуществляется механическая блокировка, не позволяющая повернуть главную рукоятку при нейтральном
положении реверсивной и реверсивную рукоятку при всех положениях главной рукоятки, кроме нулевой Кроме того. на крышке контроллера предусмотрены специальные
выступы, позволяющие вынуть реверсивную рукоятку только на нейтральном положении и не позволяющие снять реверсивную рукоятку в положении «Вперед» или
«Назад» .
15
16.
Электропневматический контактор (тепловоз)
На панели 1 электропневматического контактора крепится литой кронштейн 2.
На кронштейне установлена дугогасительная катушка 3 и неподвижный контакт 4. В
нижней части панели крепится цилиндр 16 электропневматического привода. В цилиндре
помешается поршень 15 со штоком 13, поршень отжимается в левое крайнее положение
выключающей пружиной 14. Шток привода связан шарнирно с фигурным рычагом 9, к
которому крепится изоляционная колодка 10 с подвижными вспомогательными
контактами. Подвижной контакт 5 вместе с притирающей пружиной 8 шарнирно связан с
рычагом 9. Силовые контакты подвижной и неподвижный закрыты дугогасительной
камерой 7 с полюсами б. Фиксирующая дугогасительную камеру пружинная планка
оканчивается дугогасительным рогом. При подаче напряжения на катушку
электропневматического вентиля он срабатывает, и сжатый воздух из резервуара
управления поступает в цилиндр. Под действием сжатого воздуха поршень 15,
преодолевая усилие пружины 14, перемещается вместе со штоком 13 вправо. Конец
штока при этом поворачивает фигурный рычаг 9 с укрепленным на нем подвижным
контактом 5. Как только силовые контакты сомкнутся, держатель подвижного контакта
сжимает притирающую пружину 8 и. поворачиваясь на собственном валике, притирает
контактные поверхности. При вращении рычага 9 перемещается и укрепленная на нем
колодка с подвижными контактами (пластинами). которые замыкают вспомогательные
контакты 11.
При разрыве цепи катушки вентиля его впускной клапан закрывается, а
выпускной открывается и сообщает цилиндр с атмосферой. Под действием
выключающей пружины поршень со штоком возвращаются в исходное положение, а
главные и вспомогательные контакты разрываются.
16
17.
Электропневматический контактор (тепловоз)
17
18.
Электропневматический контактор (тепловоз)
18
19.
Электропневматический контактор (тепловоз)
Групповой контактор типа ПКГ-565 (ВШ1-ВШ2) применяется для
подключения резисторов ослабления возбуждения тяговых электродвигателей.
Контактор имеет диафрагменный привод 9, управляемый
электропневматическим вентилем 1 (типа ВВ-3). Шток 8 привода с
контактодержателем 2, на которых укреплены подвижные контакты 6
мостикового типа с пружинами 7, перемещается и замыкает главные контакты
под воздействием пневматического привода. Неподвижные контакты 5
укреплены на пластмассовых контакте держателях, прикрепленных к уголкам 3.
Неподвижные и подвижные контакты имеют металлокерамические накладки.
Размыкание контактов происходит под действием силы тяжести
подвижных частей и отключающей пружины 4 при снятии напряжения с катушки
вентиля 1. Вспомогательные контакты мостикового типа.
Металлокерамические контакты допускают нагрев до 125 °С (медные — до
115 °С) и выполнены без дугогасительного устройства, так как падение
напряжения на обмотках возбуждения тяговых двигателей небольшое (до 20 В).
Технические данные контактора приведены в табл.
19
20.
Электропневматический контактор (тепловоз)
20
21.
Электропневматический контактор (тепловоз)
21
Параметр
Контактор
ПК-753Б
Контактор ПКГ- Переключате
565
ль ППК-8063
Ток номинальный, А
830/5*
450/2
1000/2
Напряжение номинальное, В
900/75
20/110
900/110
Число контактов
1/3
6/4
24/4
Нажатие (конечное), Н
55—63/10—
25
120X2/1,1 —
1,3
300/1,1 —
1,3
Раствор, мм
14—19,5/—
6/2,5
10/2,5
Провал, мм
13—15/—
4/2
3/2
Аппараты силовых цепей
Переключатели «Ход — Тормоз» 071 и 072. Предназначены для переключения силовых цепей тяговых электродвигателей в режим «Ход» (X) электровоза или режим «Тормоз» (Т). Перевод переключателя из одного положения в другое производится пневматическим приводом с электромагнитными вентилями.
Рис.35 Переключатель «Ход — Тормоз» 071 — 072
В положении «Ход» замкнуты нижние силовые контакты
переключателя, в положении «Тормоз» — верхние контакты.
На общей раме с переключателем «X — Т» находится отключатель тяговых электродвигателей (ОД), переключение контактов которого производится рукояткой вручную. Отключение соответствующей пары ТЭД производится постановкой рукоятки отключатсля в нижнее положение «АД» (авария двигателей).
Рис.36 Отключатель тяговых электродвигателей (ОД)
возбуждения ТЭД. Управление реверсором производится с помощью электропневматического привода. ‘
В положении реверсора «Вперед» по отношению к любой кабине:
в ведущей секции
замкнуты контакты в верхних зажимах
в ведомой секции
замкнуты контакты в нижних зажимах
Служат для включения и работы мотор-компрессоров (203, 204), мотор-вентиляторов (211,212), отопления кабины машиниста (220, 221), двигателя кондиционера (453), возбудителя (099), двигателя вспомогательного компрессора (518).
а) б) Рис.38 Электромагнитные контакторы
Индивидуальные электропневматические контакторы
Переключение силовых цепей тяговых электродвигателей производится линейными контакторами (ЛК), подвижный контакт которых выполнен в виде двух мостиков. Дугогасительная камера имеет деионную решетку. Номинальный ток ЛК 800 А.
Подключение ступеней пускотормозных резисторов производится реостатными контакторами, номинальный ток которых 630 А. Подвижный контакт такого контактора имеет один мостик замыкания, а у дугогасительной камеры отсутствует деионная решетка.
Для замыкания силовой цепи отопления поезда служит контактор 701, номинальный ток которого 500 А.
Все контакторы включаются при номинальном напряжении на катушке включающего вентиля 48 В и давлении воздуха в приводе 3,5 6,3 кгс/см». При включении контактора сначала замыкаются дугогасительные контакты, а затем главные мостиковые контакты. При выключении контактора сначала размыкаются главные мостиковые контакты, но ток продолжает еще протекать по дугогасительным контактам. Возникающая при размыкании силовых контактов дуга рвется с помощью магнитного дутья.
Все линейные контакторы (ЛК) снабжены добавочным устройством дугогашения. Воздух из пневматического привода в момент отключения поступает по трубке между дугогасительными контактами, что оказывает благоприятное воздействие, особенно при разрыве цепей с малым током (контакторы ЛК и РК электровозов серии Е5 — Е7).
Рис.39 Электропневматический контактор электровозов серии Е9
Однополюсные контакторы электровозов серии Е9 (рис.39) предназначены для включения силовых цепей электровоза с номинальным током 640А. Нажатие подвижного контакта обеспечивается притирающей пружиной. Отключение контактора обеспечивается двумя отключающими пружинами.
Возникающая при размыкании силовых контактов дуга, рвется с помощью магнитного дутья.
Электропневматические контакторы для подключения индуктивных шунтов тяговых электродвигателей и резисторов ослабления возбуждения (ОП) 054, 055 рассчитаны на номинальный ток 500А. Конструктивной особенностью этих контакторов является отсутствие мостика в подвижном контакте.
Переключатель мотор-вентиляторов (ПШ) 210
Предназначен для переключения мотор-вентиляторов охлаждения ТЭД на низкую или высокую скорость вращения. Переключатель снабжен четырьмя силовыми контактами и восемью блок-контактами. Поршневой шток привода посредством вилки управляет рычагом, соединенным с кулачковым валом, производя включение соответствующих контактов.
Рис.40 Расположение привода, клемм и контактов переключателя 210 (ПШ) — вид сверху
Рис.41 Нахождение переключателя 210 (ПШ) в положении низкой скорости вращения (положение пневмопривода) При нахождении переключателя в положении низкой скорости вращения происходит выход штока привода; в положении высокой
скорости вращения выхода штока привода не происходит.
Для аварийного переключения (вручную с помощью ключа) кулачковый вал снабжен хвостовиком.
Отключатель мотор-вентиляторов 200
При неисправности одного из мотор-вентиляторов охлаждения ТЭД ручку аварийного отключения ставят в соответствующее положение, выводя тем самым из силовой цепи неисправный двигатель. Возможно отключение только одного мотор-вентилятора в каждой секции; другой в этом случае может работать только при низкой скорости вращения.
Рис.42 Фиксируемые положения переключателя 200
Рис.43 Схема расположения клемм и подводящих силовых кабелей переключателя 200 Переключатель имеет следующие положения:
вынужденная (аварийная) эксплуатация
запуск электровоза без аккумуляторной батареи
авария двигателя мотор-вентилятора № 1
авария двигателя мотор-вентилятора №2
Переключатель имеет 10 силовых контактов и 6 блок-контактов. Их можно также применять для работы вспомогательных машин при не включении БВ и электромагнитных контакторов.
Пускотормозные резисторы (ПТР) Применяются в моторном режиме для разгона поезда и в тормозном режиме — для поглощения энергии реостатного торможения.
На электровозе имеются 4 группы ПТР; каждая группа охлаждается потоком воздуха от крышевого вентилятора, двигатель которого присоединен к выводам ПТР данной группы. Таким образом, частота вращения мотор-вентиляторов пропорциональна падению напряжения на секциях резистора или току, проходящему через резистор. Обдув ПТР в тормозном режиме более интенсивный, так как при этом по всем секциям резистора проходит ток в течение всего времени торможения и, следовательно, выше напряжение на двигателе мотор-вентилятора. При максимальной потере мощности в ПТР окружающий воздух нагревается до температуры 200 °С, а температура активного материала ПТР достигает 600 °С. Защита ПТР от термоперегрузки осуществляется плавкими вставками 843 и 844 с блок-контактами в цепи блинкерного сигнализатора 843 — 844.
Устройство отвода тока
Образует токопроводное соединение между рамой электровоза и колесными парами. Корпус отвода тока прикреплен к крышке буксы (рис. 11). Внутри корпуса на изоляционных подкладках укреплены 8 щеткодержателей с угольными щетками, прижимаемыми к токосъемному диску.
2.3 Аппараты цепей управления
Классификация цепей и требования, предъявляемые к электрическим схемам
§ 81. Классификация цепей и требования, предъявляемые к электрическим схемам
На э. п. с. различают силовые цепи, высоковольтные цепи вспомогательных машин и приборов отопления, цепи управления, цепи сигнализации и освещения.
На э. п. с. постоянного тока к силовой цепи относят тяговые двигатели н все электрические аппараты, включенные в их цепь, с помощью которых осуществляют соединение двигателей с контактной сетью и рельсами, пуск и регулирование скорости локомотива, защиту от перегрузок, коротких замыканий, бок-сования, юза и перенапряжений (токоприемники, быстродействующие выключатели, реле, контакторы, пусковые резисторы и т. д), а также измерительные приборы. В высоковольтные цепи вспомогательных машин и приборов отопления входят электродвигатели для привода компрессоров, вентиляторов н генераторов управления, делителей напряжения, машинные преобразователи, печи отопления, калориферы, электрические аппараты, которые управляют электродвигателями и приборами отопления, аппараты защиты и измерительные приборы.
На э. п. с. переменного тока силовую цепь подразделяют на высоковольтную (первичную) и цепь тяговых двигателей. В высоковольтную цепь входят токоприемники, главный выключатель, обмотка высшего напряжения тягового трансформатора, высоковольтный переключатель
напряжения (на э. п. с переменного тока с регулированием напряжения на стороне высшего напряжения) и ряд аппаратов (трансформаторы тока, аппараты, соединяющие обмотку трансформатора с рельсами, переключатель рода тока на электровозах двойного питания, аппараты защиты от радиопомех, разрядники и др), находящихся под напряжением контактной сети В цепь тяговых двигателей входят обмотки низшего напряжения тягового трансформатора, преобразователи, аппараты для регулирования напряжения (на э. п с. переменного тока с регулированием напряжения на стороне низшего напряжения), реакторы, аппараты для изменения направления вращения якорей и регулирования возбуждения тяговых двигателей (на э. п с. переменного тока с двигателями пульсирующего тока), пусковые резисторы (на электровозах двойного питания), защитная аппаратура и ряд вспомогательных аппаратов. К высоковольтным цепям вспомогательных машин и приборов отопления на э п. с. переменного тока относят обмотки собственных нужд тягового трансформатора, электродвигатели для привода вспомогательных машин, блоки защиты преобразователей, отопительные приборы, аппаратуру управления и защиты
На э. п. с различают цепи управления силовыми аппаратами, вспомогательными машинами, приборами отопления, вспомогательными аппаратами, сигнализацией и освещением. Цепи управления силовыми цепями объединяют контроллеры машиниста, катушки электропневматических вентилей приводов групповых и индивидуальных контакторов, блок-контакты коммутирующей аппаратуры, промежуточные и защитные реле, блоки управления тиристорами и блоки для автоматического регулирования тормозного режима (на э. п. с. с плавным регулированием напряжения и плавным автоматическим регулированием электрического торможения) В цепи управления вспомогательными машинами, приборами отопления, в цепи сигнализации и освещения входят кнопочные выключатели, панели управления, источники питания (аккумуляторные батареи, генераторы управления, ста-
тические преобразователи напряжения), регуляторы давления, катушки электромагнитных контакторов, вентилей защиты, блок-контакты аппаратов управления и защиты вспомогательных цепей, приборы сигнализации и освещения.
Для электровозов и электропоездов постоянного тока построение силовых цепей определяется числом тяговых двигателей, соотношением номинального напряжения двигателя и напряжения контактной сети, способом регулирования скорости движения (контакторно-рео-статное или тиристорное), способом перехода с одного соединения двигателей на другое при реостатном пуске и регулировании скорости движения ступенями, видом электрического торможения (реостатное, рекуперативное, ре-куперативно-реостатное), системой возбуждения двигателей при электрическом торможении, способами защиты и обеспечения аварийных режимов работы. На э п с. переменного тока построение силовых цепей зависит от системы регулирования напряжения (на стороне высшего или низшего напряжения, ступенчатое, плавное межступенчатое или плавное бесконтактное), рода тяговых двигателей (пульсирующего тока, асинхронные трехфазные, вентильные), вида схемы выпрямления тока (на э п. с. с двигателями пульсирующего тока), компоновки преобразователей, наличия и вида электрического торможения, регулирования возбуждения в тяговом и тормозном режимах, способов защиты силовых цепей и обеспечения аварийных режимов работы электроподвижного состава постоянного и переменного тока
Силовые цепи при минимальном числе электрических аппаратов (особенно с дугогашением) и соединяющих их кабелей или шин должны обладать надежностью, обеспечивать безопасность для обслуживающего персонала и выполнять возложенные на них функции по пуску и регулированию скорости движения в тяговом и тормозном режимах (если электрическое торможение предусмотрено на э. п с), защите тяговых двигателей и аппаратов от перегрузок, короткого замыкания, перенапряжений и в других аварийных режимах, исключать возможность создания обход-
ных и вредных контуров, приводящих к возникновению недопустимых режимов. Кроме общих требований, к силовым цепям в зависимости от конструктивного исполнения электровозов и принятой системы управления предъявляют дополнительные требования, вытекающие из особенностей характера работы локомотивов. Например, у электровозов с сочлененными кузовами (ВЛ8, ВЛ10, ВЛ80, ВЛ80\ ВЛ82 и др.) оборудование обеих секций кузова в основном должно быть идентичным и иметь минимальное число силовых соединительных кабелей.
Построение цепей управления в основном зависит от способа управления (неавтоматического или автоматического), числа соединений тяговых двигателей, способа переключения их с одного соединения на другое, системы электрического торможения, системы управления (индивидуальная, групповая или индивидуально-групповая), конструкции привода групповых контакторов, системы защиты, рода э. п. с, вида системы управления (контакторно-реостатная или бесконтактная). Во всех случаях цепи управления стремятся выполнять более простыми с учетом следующих основных требований: управление э. п. с. должно быть простым, контроллер управления иметь возможно меньшее число рукояток, а их механические блокировки исключать ошибочную последовательность действий машиниста.
На двухсекционных электровозах исключают параллельную работу аккумуляторных батарей, так как при параллельном включении батарей с различной степенью заряда между ними возникает уравнительный ток. Батарея, заряд которой выше, будет разряжаться на батарею с меньшим зарядом, что может (при большом уравнительном токе) вызвать перегорание предохранителей.
Чтобы исключить возможность управления секциями или электровозами из двух кабин одновременно (это может привести к аварийным режимам), обеспечить охрану труда локомотивной бригады, аппараты управления, кнопочные выключатели, контроллеры машиниста электровоза нли электропоезда запи-
рают замками, к которым имеется один комплект ключей; кроме того, на электровоз или электропоезд выдается одна реверсивная рукоятка
Необходимо также обеспечить требуемую последовательность срабатывания отдельных аппаратов и исключить обходные «вредные» контуры, которые могут вызвать неправильное действие тяговых аппаратов, при наименьшем числе блокировок, особенно электрических.
Неисправность отдельных аппаратов не должна приводить к возникновению опасных режимов, например к включению двигателей при выключенном контроллере, самопроизвольному движению в другую сторону, тяговому режиму вместо тормозного, коротким замыканиям в силовой цепн и т. д. Возникновение таких режимов при неисправности отдельных аппаратов обычно предотвращается соответствующими блокировками. Также необходимо иметь блокировку для предотвращения возникновения юза при совместном действии электрического и пневматического тормозов, ограничивающую общую тормозную силу электровоза
Цепи управления всех моторных вагонов электропоездов и электровозов некоторых серий выполняют так, чтобы онн допускали работу по системе многих единиц. При работе в таком режиме процессы в цепях управления одного локомотива не должны оказывать влияния на работу цепей другого и вызывать в них нарушения правильной очередности действия аппаратов или образование «вредных» контуров между цепями управления локомотивов, работающих по системе многих единиц. Предусмотрена также возможность работы по системе многих единиц исправного локомотива и локомотива с частично отключенными двигателями.
В цепи управления электровозом необходимо иметь систему блокировок, обеспечивающих его работу при частично отключенных тяговых двигателях в тех случаях, когда требуется изменить порядок действия аппаратов силовой цепи.
При срабатывании аппаратов защиты и отключении тяговых двигателей допускается их восстановление, только ког-
да главная рукоятка контроллера машиниста находится на нулевой позиции. Перевод тормозной рукоятки контроллера с первой на нулевую позицию сопровождается подготовкой цепи управления к переходу на тяговый режим. При резком передвижении рукояток контроллера машиниста необходимо, чтобы аппараты силовой цепи переходили в положение, соответствующее конечной позиции, на которую поставлена рукоятка, и была бы исключена возможность возникновения коротких замыканий, чрезмерных бросков тока, разрывов силовой цепи и т. д. Необходимо также, чтобы цепи управления при обратном передвижении рукояток с высших позиций на низшие в тяговом режиме допускали уменьшение силы тягн, а с низших на высшие в тормозном — снижение скорости движения
На электровозах с неавтоматическим управлением переход с одной позиции на другую при тяговом и тормозном режимах машинист осуществляет по своему усмотрению, перемещая соответствующие рукоятки контроллера. Поэтому цепи управления нужно выполнять так, чтобы поворот барабанов или кулачковых валов аппаратов без дугогаше-ния (реверсоров, тормозных переключателей и др.) происходил при разомкнутой силовой цепи, а замыкание силовой цепи — только после поворота их барабанов в положение, соответствующее положению рукояток контроллера машиниста. Этн требования можно выполнить, если сблокировать механически главную рукоятку с реверсивной и тормозной, а кулачковые валы реверсоров и тормозных переключателей с линейными индивидуальными контакторами.
Механическая блокировка главной и реверсивной рукояток исключает возможность ошибочного переключения реверсора при замкнутой силовой цепи и позволяет перевести главную рукоятку на первую позицию только после перевода реверсивной в положение Вперед или Назад. Однако если бы в цепи управления не было электрической блокировки, то при неисправности привода реверсора его вал мог бы не повернуться из одного положения в другое и вызвать движение электровоза в обратном на-
правлении. Прн замедленном действии привода реверсора поворот его вала происходил бы при замкнутой силовой цепи. Электрические блокировки исключают такой поворот.
Для обеспечения выбранной последовательности срабатывания аппаратов при тяговом или тормозном режиме в цепях с неавтоматической системой управления также предусматривают блокировки первой позиции, которые исключают замыкание силовой цепи, если машинист кратковременно (на 1 —1,5 с) не задержит главную рукоятку на 1-й позиции. При наличии этих блокировок и быстром переводе главной рукоятки, минуя 1-ю позицию, силовая цепь на высших позициях не будет собираться, что исключит толчки тока в ией.
При индивидуально-групповой системе управления групповые переключатели обычно имеют два или три фиксированных положения. Электропневматический привод этих переключателей автоматически возвращается в исходное положение, если прекратится питание катушек его вентилей. Обычно этого достигают, применяя в приводе один вентиль выключающего типа. Требуемую последовательность переключений контакторов обеспечивает развертка шайб кулачкового вала. В цепи управления при этом необходимо сравнительно небольшое число блок-контактов для обеспечения правильной последовательности действия группового переключателя и индивидуальных контакторов, с помощью которых осуществляют реостатный пуск.
При групповых системах управления объединяют в одном аппарате — многопозиционном главном контроллере — контакторы для переключения двигателей с одного соединения на другое, линейные и реостатные контакторы. В этом случае в цепях управления применяют различные простейшие следящие системы
На электропоездах с автоматической системой управления допускается установка рукоятки контроллера в любое положение при любой скорости движения поезда; при этом должны происходить пуск и торможение с колебаниями тока в установленных пределах, поворот вала группового аппарата на соот-
ветствующую позицию. В автоматических системах управления обычно не предусматривают обратные переходы. В этом случае цепи управления выполняют так, чтобы при обратном движении рукоятки контроллера не происходило изменений до нулевой позиции, на которой силовая цепь размыкается.
Рассмотренные требования к построению схем цепей управления выполняются иа отечественном и зарубежном э. п. с. В связи с резким увеличением скоростей движения поездов неавтоматическую систему управления стали дополнять устройствами для автоматического поддержания скорости на заданном уровне независимо от внешних воздействий. При этом если фактическая скорость не соответствует заданной, автоматически осуществляется разгон или замедление поезда с учетом ограничения силы тяги по условиям сцепления колес с рельсами и теплового режима работы электрооборудования.
Построение цепей управления вспомогательными машинами в основном зависит от принятой системы вспомогательных машин и их конструкции.
Схемы электрических цепей в зависимости от основного назначения подразделяют на структурные, функциональные, принципиальные, соединений и др.
Наиболее важными для понимания работы э п. с. являются принципиальные схемы Они позволяют получить ясное представление о том, по каким цепям и через какие элементы оборудования электроэнергия поступает к тяговым двигателям, вспомогательным машинам, приводам аппаратов и другим потребителям, установленным на локомотиве. На этих схемах изображают только основные элементы оборудования. Второстепенные же элементы (например, переходные зажимы, промежуточные провода), при наличии которых трудно проследить путь тока, на них не изображают Для того чтобы принципиальная схема получилась более наглядной, различные машины, приборы и аппараты располагают иа ней в том порядке, в каком они соединены, без учета действительного размещения на электровозе и их механической связи друг с другом. Все соединительные провода изображают по возможности прямыми линиями кратчайшей длины
По структурной схеме определяют основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи. Эти схемы разрабатывают при проектировании, например, э. п. с , узла, аппарата, на стадиях, предшествующих разработке схем других видов, и пользуются ими для общего ознакомления
Функциональная схема служит для разъ-
Рис. 231. Схема соединений проводов и шин блока силовых аппаратов № 2 первой секции
яснения определенных процессов, протекающих в отдельных цепях установки или в установке в целом Функциональными схемами пользуются для изучения принципов работы установки, аппарата и др.
В схеме соединений показывают соединения всех составных частей, узлов, аппаратов, оборудования электровоза или вагона электропоезда На схемах соединений показывают либо внешние соединения между отдельными устройствами, непосредственно входящими в состав устройства,— схема внешних соединений, либо соединения между элементами внутри отдельных аппаратов или узлов— схема внутренних соединений.
На схеме внешних соединений изображают все устройства и элементы, входящие в состав узла (изделия), их входные и выходные разъемы, зажимы, платы и др , к которым присоединяют провода, жгуты и кабели внешнего монтажа, а также соединения между этими узлами и элементами Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно давать примерное представление об их действительном расположении на электровозе или вагоне
Аппараты, электродвигатели на схеме соединений изображают в виде прямоугольников (рис 231), а входные и выходные элементы показывают условными графическими обозначениями по ГОСТу. Если элементы, аппараты, электродвигатели имеют маркировку, ее повторяют и иа схеме соединений
На схеме внутренних соединений изображают полностью все элементы, входящие в состав узла (изделия), указывая задействованные и незадействованные части, номера проводов, например все контакты группового переключателя, контактора, реле и др Элементы показывают в виде условных графических обозначений, а устройства — в виде прямоугольников или внешними очертаниями Около условных графических обозначений дают обозначения, присвоенные им на принципиальной схеме; допускается также указывать номинальные значения основных параметров (сопротивление, емкость или тип элемента).
Провода, жгуты и кабелн на схемах показывают отдельными линиями Для упрощения начертания допускается сливать отдельные провода, идущие в одном направлении, в общую линию Номера проводов и жил кабелей проставляют около обоих их концов. Каждый элемент оборудования обозначают на схемах особым присвоенным ему условным графическим обозначением, которое выражает наиболее характерные особенности данного элемента
Все контакты блокировок и контакторов обычно изображают в положении, которое они занимают при нулевом положении главной рукоятки и позиции Вперед реверсивной рукоятки контроллера машиниста В соответствии с этим все блок-контакты и контакты аппаратов, производящие соединения проводов электрической цепи, подразделяют на размыкающие, т. е замкнутые при нормальном
положении аппарата (отсутствии тока или внешних сил), и замыкающие, т е разомкнутые при этом же положении аппарата
Отдельные элементы одного и того же аппарата могут быть расположены в разных частях электрической схемы, но для облегчения чтения схемы всем им придается одинаковое буквенное или цифровое обозначение Так, главные контакты быстродействующего выключателя в схемах электровозов отечественного производства обозначают буквами БВ. Это же обозначение придают катушке электропневматического привода (возврат) выключателя БВ, катушке удерживающего электромагнита и блок-контактам его независимо от того, в какую цепь они включены.
Прочитать электрическую схему электровоза или электропоезда — это значит проследить путь, по которому (через какие аппараты) ток поступает в тяговые двигатели, вспомогательные машины и др Для этого необходимо знать, какое положение занимают контакты аппаратов, переключающие ее цепи, так как в зависимости от состояния этих контактов (замкнуты они или разомкнуты) одни цепи находятся под током, а другие обесточены.
Обычно состояние, которое занимают контакты прн различных положениях аппаратов, указывают на развертках соответствующих аппаратов, прилагаемых к схеме. Последовательность замыкания отдельных контактов, выполняюших основные переключения в схеме, определяется разверткой контроллера машиниста и указывается в так называемой таблице замыкания и размыкания контакторов, которая также прилагается к схеме
Для облегчения чтения обычно на принципиальных схемах приводят разъяснения, например указания о полярности напряжения в контактной сети (на электровозах постоянного тока), при которой составлена схема обозначения проводов цепи управления и аппаратов. На схемах цепей управления электровозов ВЛ80С, ВЛ80Т, ВЛ80Р, ВЛ80″, ВЛ60К провода, обозначенные буквой Э с цифрой (Э1, Э2 и т д), идут в межсекционные или в межэлектровозные соединения, а провода с буквой H и цифрой (Hl, Н2, НЗ и т д.) соединяют аппараты и приборы только внутри секции. На электровозе ВЛП нумерация всех цепей произведена по группам’ 001—199 — силовые цепи, 501—699 — цепи управления тяговыми двигателями; 701—799 — цепи управления вспомогательными машинами, номера, кратные 100,— «земля» и т. д Зажимы аппаратов имеют сквозные цифровые номера Например, обозначение ПкД1/5 означает, что провод подсоединен к зажиму 5 первого переключателя тяговых двигателей
На электровозах ЧС4, ЧС4Т нумерация аппаратов и оборудования на схемах выполнена большими цифрами, проводов, шин и кабелей — малыми, контактов реверсоров, контакторов и реле — буквами и цифрами Нумерация произведена по группам, соответствующим определенным цепям Например, для аппаратов и оборудования силовых цепей выдепены номера от 001 до 199
Электрические аппараты, тепловые преобразователи, основы HART
Электрический аппарат (ЭА) – это электрическое устройство, которое используется для включения и отключения электрических цепей, контроля, измерения, защиты, управления и регулирования установок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии.
Понятие «электрический аппарат» охватывает обширный круг бытовых и промышленных устройств. Огромное разнообразие самих аппаратов, выполняемых ими функций и варианты их совмещения в одном устройстве не позволяет строго классифицировать по какому-то определенному признаку. Классификация электрических аппаратов может быть построена по ряду параметров: назначению, области применения, принципу действия, роду тока, исполнению защиты от воздействия окружающей среды, конструктивным особенностям и т.д. Основной является классификация по назначению, которая предусматривает разделение электрических аппаратов на следующие большие группы:
коммутационные аппараты распределительных устройств, служащие для включения и отключения электрических цепей. К этой группе относятся рубильники, пакетные выключатели, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, короткозамыкатели, автоматические выключатели, предохранители. Для аппаратов этой группы характерно относительно редкое их включение и выключение;
ограничивающие аппараты, предназначенные для ограничения токов короткого замыкания (к.з.) (реакторы) и перенапряжений (разрядники). Режимы короткого замыкания и перенапряжений являются аварийными, и эти аппараты редко подвергаются наибольшим нагрузкам;
пускорегулирующие аппараты, предназначенные для пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин или каких-либо других потребителей электроэнергии. К этой группе относятся контроллеры, комманд-контроллеры, контакторы, пускатели, резисторы и реостаты. Для аппаратов этой группы характерны частые включения и отключения, число которых достигает 3600 в час и более;
аппараты для контроля заданных электрических и неэлектрических величин, к которым относятся реле и датчики. Для реле характерно плавное изменение входной (контролируемой) величины, вызывающее скачкообразное изменение выходного сигнала. Выходной сигнал обычно воздействует на систему автоматики. В датчиках непрерывное изменение входной величины преобразуется в изменение какой-либо электрической величины, являющейся выходной. Это изменение выходной величины может быть как плавным (измерительные датчики), так и скачкообразным (реле-датчики). С помощью датчиков могут контролироваться как электрические, так и неэлектрические величины;
аппараты для измерений, с помощью которых цепи первичной коммутации (главного тока) изолируются от цепей измерительных и защитных приборов, а измеряемая величина приобретает стандартное значение, удобное для измерений. К ним относятся трансформаторы тока, напряжения, емкостные делители напряжения;
электрические регуляторы, предназначенные для регулирования заданного параметра по определенному закону. В частности, такие аппараты служат для под-держания на неизменном уровне напряжения, тока, температуры, частоты вращения и других величин.
Разделение электрических аппаратов по другим признакам, таким как область применения, более условно. Аппараты для электрических систем и электроснабжения объединяют в группу аппаратов распределительных устройств низкого и высокого напряжения, а аппараты, применяющиеся в схемах автоматического управления электроприводом и для автоматизации производственных процессов, объединяют в группу аппаратов управления. Одни и те же аппараты могут быть отнесены как к группе аппаратов распределительных устройств, так и к группе аппаратов управления, например, рубильники, пакетные выключатели, контакторы, трансформаторы тока, реле и другие.
По номинальному напряжению электрические аппараты разделяются на две группы: аппараты низкого напряжения НН (до 1000 В) и высокого напряжения ВН (более 1 кВ).
Требования, предъявляемые к электрическим аппаратам, также очень разнообразны и зависят от назначения, условий эксплуатации, необходимой надежности и т.д. Однако можно сформулировать требования, которые являются общими для всех электрических аппаратов:
1) При номинальном режиме работы температура токоведущих элементов аппарата не должна превосходить значений, рекомендуемых стандартом или другими нормативными документами.
2) При коротком замыкании и других аварийных режимах токоведущие элементы аппарата подвергаются значительным термическим и динамическим воздействиям тока. Эти воздействия не должны вызывать остаточных явлений, нарушающих работоспособность аппарата после устранения короткого замыкания.
3) Изоляция электрических аппаратов должна выдерживать перенапряжения, которые имеют место в эксплуатации, и обладать определенным запасом, учитывающим ухудшение свойств изоляции с течением времени и по причине осаждения пыли, грязи и влаги.
4) Контакты электрических аппаратов должны быть способны включать и отключать все токи рабочих режимов, а также и токи аварийных режимов, которые могут возникнуть в управляемых и защищаемых цепях.
5) К каждому аппарату предъявляется ряд специфических требований, обусловленных его назначением. Так, например, выключатель ВН должен отключать ток к.з. за малое время (0,04…0,06 с.). Трансформатор тока должен давать токовую и угловую погрешности, не превышающие определенного значения.
6) В связи с широкой автоматизацией производственных процессов, применением сложных схем автоматики увеличивается число аппаратов, участвующих в работе. Возможность отказа в работе аппарата требует их резервирования и создания специальной системы поиска неисправностей. В связи с этим электрические аппараты должны обладать высокой надежностью.
7) Масса, габаритные размеры, стоимость и время, необходимое для установки и обслуживания электрического аппарата должны быть минимальными. Отвечающие современным требованиям электрические аппараты за срок службы 25 лет не должны нуждаться в ремонте и сложной ревизии. Конструкция электрического аппарата должна обеспечивать возможность автоматизации в процессе их изготовления и эксплуатации.
Электрической машиной принято считать электромеханическое устройство, способное преобразовать механическую энергию в электрическую и обратно. В первом случае происходит выработка электроэнергии (машины являются генераторами), во втором – её потребление (электродвигатели). Последние необходимы, для того чтобы привести в движение транспортные средства, станки и другие механизмы.
Генераторы и электродвигатели – основная сфера использования электрических машин.
Классификация электрических машин
Коллекторные и бесколлекторные электрические машины
Деление на коллекторные и бесколлекторные электрические машины существует благодаря принципиальным отличиям в принципе их действия.
Коллекторные машины
Коллекторные агрегаты работают только на постоянном токе, поэтому отличительной чертой их конструкции является наличие механического преобразователя, который позволяет получить постоянный ток из переменного или наоборот. Они могут использоваться в качестве двигателя или генератора без необходимости внесения изменений в схему.
Их существенными преимуществами являются отличные пусковые характеристики и возможность плавной регулировки частоты вращения вала. Именно поэтому коллекторные электрические машины постоянного тока нашли очень широкое применение в качестве приводов для прокатных станов, электротранспорта, источников питания для сварочных аппаратов, электролитических ванн. В самолётах, тракторах, автомобилях такие двигатели приводят в движение всё используемое вспомогательное оборудование.
Небольшая группа коллекторных машин небольшой мощности выполняется в виде универсальных двигателей, которые уникальны тем, что могут работать и от постоянного, и от переменного тока.
Бесколлекторные машины
Бесколлекторные агрегаты работают только с переменным током и делятся на синхронные и асинхронные машины. Синхронные машины широко применяются как в качестве генераторов, так и электродвигателей, в то время как асинхронные – в основном служат двигателями.
Синхронный генератор (упрощённая схема устройства)
1 – сердечник статора (неподвижная часть машины), 2 – обмотка статора, 3 – вал, 4 – ротор двигателя (постоянный магнит).
Принцип работы такого генератора заключается в том, чтобы при помощи привода (двигателя внутреннего сгорания или турбины) через ременную передачу привести в движение ротор генератор. Одновременно в обмотке статора наводится ЭДС (указано стрелками) и благодаря замыканию её на нагрузке в цепи появляется ток.
Если речь идёт о синхронном электродвигателе, то его работа начинается с подачи тока на обмотку статора. Это приводит к вращению магнитного поля, которое при взаимодействии с полем ротора вырабатывает силу, и в конечном счёте, преобразует электрическую энергию в механическую и вращает вал.
Принцип действия асинхронного электродвигателя
В асинхронном электродвигателе при включении обмотки статора в сеть образуется вращающееся с частотой n1 магнитное поле. При этом в обмотке статора и ротора наводится ЭДС. Благодаря тому что обмотка ротора замкнута в ней возникает ток, который взаимодействуя с полем статора создаёт электромагнитные силы Fэм, которые уже в свою очередь приводят в движение ротор двигателя.
Трансформаторы
Трансформатор – электрический аппарат, который представляет собой статическое устройство, преобразующее одну систему переменного тока в другую. Параметры для преобразования могут быть самыми разными: ток, напряжение, частота, число фаз. Но чаще всего в системах электроснабжения используются силовые трансформаторы, которые позволяют изменить величину тока и напряжения (при этом все остальные параметры сети остаются неизменными).
По назначению существует деление аппаратов на трансформаторы силового и специального назначения. Силовые являются одним из основных элементов систем энергоснабжения и используются при транспортировке электроэнергии для получения напряжения требуемого класса.
Специальные же крайне разнообразны по своей конструкции и рабочим характеристикам (примером могут послужить сварочные, печные, испытательные трансформаторы). Отдельной их категорией являются автотрансформаторы – однообмоточные аппараты, которые способны изменять величину напряжения в минимальных пределах (когда коэффициент трансформации приближён к 1).
Принцип действия силового трансформатора
Простейший силовой однофазный трансформатор
Конструктивно аппарат состоит из сердечника, выполненного из листовой электротехнической стали и обмоток 1 и 2 (первичной и вторичной), которые размещены на стержнях и электрически не связаны между собой. К обмотке 1 подключается источник питания, к обмотке 2 – нагрузка (потребитель).
Благодаря принципу электромагнитной индукции переменный ток i1 создаёт магнитный поток, замыкающийся в сердечнике, который сцепляясь с обеими обмотками наводит в них ЭДС само- и взаимоиндукции соответственно. При подключении потребителя во вторичной обмотке создаётся ток i2, а на выводах – вторичное напряжение. Разница в напряжениях на вводах и выводах образуется за счёт разного количества витков в 1 и 2 обмотках, и их отношение параметров может быть любым.
По количеству фаз существует разделение на одно- и трехфазный трансформатор, по виду охлаждения – на воздушный и масляный, по форме магнитопровода – на стержневой, бронестержневой, броневой, тороидальный. Особенностью трёхфазного от однофазного трансформатора в плане его электрической схемы состоит в том, что схемы трёх отдельных систем объединены в одну.
Трансформаторы и электрические машины в целом являются одними из важнейших элементов любой системы энергоснабжения. Огромное количество технических решений и отдельных видов устройств позволяет решать самые разные задачи во всех сферах деятельности.
Температурный измерительный преобразователь STAHL (9182)
Температурный измерительный преобразователь используется для эксплуатации температурных датчиков. Могут подключаться почти все распространенные датчики, например, Pt 100, Pt 500, Pt 1000, Ni 100, термоэлементы и дистанционные датчики сопротивления. Установка параметров производится при помощи программного обеспечения параметрирования ISpac Wizard или в качестве альтернативы при помощи DIP-выключателя.