|
|
 |
ВЫБОРВажнейшей характеристикой контакторов и пускателей являются режимы коммутации нагрузки (таблица 5.1). Для электроприводов продолжительного и прерывисто-продолжительного режима работы выбор контактора производится по Для электроприводов в кратковременном режиме работы производится по пусковому току, который не должен превышать ток включения контактора При выборе контактора необходимо знать его тип, U и I цепи главных контактов (частоту, если Таблица 5.2 – Контакторы переменного тока
Продолжение таблицы 5.2
Таблица 5.3 – Контакторы постоянного тока
Продолжение таблицы 5.3
ПРИМЕНЕНИЕ ОПТОПАР В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТАХОптопарой называется оптоэлектронный прибор, содержащий излучатели и фотоприёмники, оптически и конструктивно связанные друг с другом. При подаче сигнала на фотодиод он начинает излучать, и его излучение воздействует на воспринимающий элемент, открывая фототранзистор или фототиристор в цепи нагрузки. Электрическое сопротивление между цепями управления и нагрузки составляют На рисунке 5. 12 показан один из вариантов бесконтактного оптронного реле.
Рисунок 5.12 – Оптронное реле. Нагрузка Оптронные реле могут быть выполнены на силовых оптронах (рисунок 5.13).
Рисунок 5.13 – Реле на силовых оптронах. Силовые оптроны непосредственно управляют током в нагрузке ЛЕКЦИЯ № 12ПРЕДОХРАНИТЕЛИПредохранители – это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токовых перегрузок и токов КЗ. Основными элементами предохранителя является плавкая вставка, включаемая последовательно с защищаемой цепью, и дугогасительное устройство. КОНСТРУКЦИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯА) Предохранители с гашением дуги в закрытом обьеме имеют упрощенную конструкцию (рисунок 5.14).
Рисунок 5.14 – Предохранители типа ПР - 2. Плавкая вставка 1 прижимается к латунной обмотке 4 колпачком 5, который является выходным контактом (рисунок 5.14 а). Плавкая вставка 1 штампуется из цинка, являющегося легкоплавким и стойким к коррозии материалом. Указанная форма вставки позволяет получить благоприятную времятоковую характеристику. В предохранителях на токи более 60А плавкая вставка 1 присоединяется к контактным ножам 2 с помощью болтов (рисунок 5.14 б). Вставка располагается в герметичном трубчатом патроне, который состоит из фибрового цилиндра 3, латунной обоймы 4 и латунного колпачка 5. При отключении сгорают суженные перешейки плавкой вставки, после чего возникает дуга. Под действием температуры дуги фибровые стенки патроны выделяют газ, в результате чего давление в патроне за доли полупериода поднимается до 4 – 8 МПА. За счет увеличения давления поднимается вольт-амперная характеристика дуги. Что способствует её быстрому гашению. Плавкая вставка может иметь от одного до четырех сужений (рисунок 5.14, в). Суженные участки вставки способствуют быстрому её плавлению при КЗ и создают эффект токоограничения. Рассмотрим вставку с четырьмя перешейками. После их перегорания образуются четыре разрыва. На каждом катоде разрыва восстанавливается электрическая прочность около 200 В, а суммарная прочность предохранителей достигает 800В. Это позволяет гасить дугу при напряжении источника до 500В. Фибровый цилиндр обладает высокой механической прочностью, для чего на его концах установлены латунные обоймы 4. Диски 6 жестко связаны с контактными ножами 2, крепятся к обойме патрона 4 с помощью колпачков 5. Предохранители выпускаются двух осевых размеров – короткие, для работы на переменном напряжении не выше 380 В и длинные, рассчитанные на работу в сети с напряжением до 500 В. В зависимости от Iном выпускается шесть габаритов патронов различных диаметров. Различают нижнее и верхнее значения испытательного тока. Нижнее значение – это максимальный ток, который протекая в течение 1ч, не приводит к перегоранию предохранителя. Верхнее значение – это минимальный ток, который проходя в течение 1ч, плавит вставку предохранителя. Предохранители типа ПР-2 обладают токоограничением. Чем больше Б) Предохранители с мелкозернистым наполнителем совершенны, чем ПР-2. Корпус квадратного сечения 1 предохранителя типа ПН-2 (рисунок 5.15) изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки 2 и наполнитель – кварцевый песок 3. Плавкие вставки привариваются к диску 4, который крепится к пластинам 5, связанным с ножевыми контактами 9. Пластины 5 крепятся к корпусу винтами.
Рисунок 5.15 – Предохранители типа ПН - 2. В качестве наполнителя используется кварцевый песок с содержанием SiO2 не менее 98%, с зернами размером (0,2 Плавкая вставка выполняется из медной ленты толщиной 0,1-0,2 мм. Для получения токоограничения вставка имеет суженные сечения 8. Для снижения температуры плавления на вставки наносятся оловянные полоски 7. При КЗ вставка сгорает и дуга горит в канале, образованном зернами наполнителя. Градиент напряжения на дуге очень высок и достигает (2 После срабатывания предохранителя плавкие вставки вместе с диском 4 заменяются, патрон засыпается песком. Для герметизации патрона под пластины 5 кладётся асбестовая прокладка 6, что предохраняет песок от увлажнения. Предохранители ПН-2 выпускаются на Iном до 630 А. Предельный отключаемый ток КЗ, который может отключаться предохранителем, достигает 50 кА. В малогабаритных распределительных устройствах применяются резьбовые предохранители типа ПРС (рисунок 5.16).
Рисунок 5.16 – Предохранители типа ПРС (а); (б) – жидкометаллический предохранитель. Один конец цепи подводится к контакту 1, который связан с контактной гильзой 2, соединенной резьбой с контактом съемной головки 3. Плавкая вставка 4 располагается в фарфоровом цилиндре 5, заполненном кварцевым песком. На торцах цилиндра 5 укреплены контактные колпачки, с которыми соединена плавкая вставка 4. Второй конец цепи через контакт 7 соединяется с винтом 8. Предохранитель имеет указатель срабатывания. При сгорании плавкой вставки освобождается специальная пружина, которая выбрасывает глазок в застекленное отверстие 6. После срабатывания предохранителя заменяется цилиндр 5 со сгоревшей плавкой вставкой и сигнализирующим устройством. Предохранители этого типа выпускаются на токи до 100 А, U до 440 В постоянного тока и до 500 В переменного тока частотой 50 Гц. Предельно отключаемый ток составляет 60 кА. В) Предохранители с жидкометаллическим контактом. В таком предохранителе (рисунок 5.16, б) электроизоляционная трубка 1 имеет капилляр, заполненный жидким металлом 2. Капилляр с жидким металлом герметично закрыт электродами 3, 4 и корпусом 5 с уплотнением 6 и имеет специальное демпфирующее устройство 7,8. При протекании большого тока жидкий металл в нем испаряется, образуется паровая пробка и электрическая цепь размыкается. Пары металла конденсируются и контакт восстанавливается. Предельный отключаемый ток достигает 250 кА при U = 45 В переменного тока. Предохранители работают многократно с большим токоограничением. Г) Быстродействующие предохранители для защиты полупроводниковых приборов. Малая тепловая инерция, быстрый прогрев полупроводникового перехода затрудняют защиту мощных диодов, тиристоров и транзисторов при токовых перегрузках. Разработаны специальные быстродействующие предохранители. По времени протекания тока t
Где t – длительность протекания тока через прибор. Для защиты необходимо, чтобы полный джоулев интеграл предохранителя был меньше джоулева интеграла защищаемого прибора. Предохранитель должен работать с большим токоограничением. Для этого плавкая вставка выполняется из серебра, имеет перешеек с минимальным сечением и охлаждается кварцевым наполнителем. Для улучшения охлаждения плавкая вставка выполняется из ленты толщиной 0,05-0,2 мм. При больших токах вставка имеет несколько параллельных ветвей. Для уменьшения времени горения дуги плавкая вставка имеет большое число перешейков. Число их ограничивается перенапряжением, которое возникает при отключении цепи. Решающим фактором при постоянном токе является постоянная времени цепи T=L/R. Обычно предохранители рассчитывают для работы в цепях с постоянной времени T Конструктивно быстродействующий предохранитель представляет собой корпус из прочного фарфора, внутри которого расположены плавкие вставки и кварцевый песок. Выпускают серии ПП-57 на номинальные токи 40-800 А и ПП-59 на номинальные токи 250-200 А. Номинальные напряжения составляют до 1250 В переменного и до 1050 В постоянного тока. Быстродействующее предохранители предназначены только для защиты от КЗ. Защита от перегрузок должна выполняться другими аппаратами. Д) Блоки-предохранители – выключатель. Для уменьшения габаритных размеров распредустройства выпускаются блоки предохранитель – выключатель (БПВ), обеспечивающие отключение номинальных токов и защиту цепей от токовых перегрузок и КЗ. В БВП (рисунок 5.17) при вращении рукоятки 1 траверса 2 с установленным на ней предохранителем 3 перемещается и контакты 4 аппарата размыкаются.
Рисунок 5.17 – Блок предохранитель – выключатель Наличие двух разрывов на полюс обеспечивает отключение номинальных токов до 350 А при переменном U до 550 В. Для отключения номинального постоянного тока 350 А при U до 440 В разрывы снабжаются дугогасительными деионными решетками. Съем патрона с перегоревшей вставкой возможен только в отключенном положении БПВ после освобождения специальной защелки. Электрическая износостойкость аппарата 2500, механическая 500 циклов. ЗАЩИТА ПЛАВКИМИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ СИЛОВЫХ ВЕНТИЛЕЙДля защиты силовых вентилей полупроводниковых преобразователей средней и большой мощности при внешних и внутренних коротких замыканиях широко применяются быстродействующие предохранители плавкие, которые являются самыми дешёвыми средствами защиты. Они состоят из контактных ножей и плавкой вставки из серебряной фольги, помещенный в закрытый фарфоровый патрон. Плавкая вставка имеет узкие калиброванные перешейки, которые снабжены радиаторами из хорошо проводящего тепло керамического материала, посредством которых тепло отводится к корпусу предохранителя. Эти радиаторы служат также дугогасительными камерами с узкой щелью, что значительно улучшает гашение дуги, возникающей в области перешейка. Параллельно плавкой вставке установлен сигнальный патрон, блинкер которого сигнализирует о расплавлении плавкой вставки, и, воздействуя на микровыключатель, замыкает сигнальные контакты. Основными показателями предохранителя, характеризующими его защитные свойства, являются номинальное напряжение Длительное время промышленностью выпускались два типа быстродействующих плавких предохранителей, предназначенных для защиты от токов короткого замыкания преобразователей с силовыми полупроводниковыми вентилями: 1)предохранители типа ПНБ-5 для работы в цепях с номинальным напряжением до 660В постоянного и переменного тока на номинальные токи 40, 63, 100, 160, 250, 315, 400, 500 и 630 А; 2)предохранители типа ПБВ для работы в цепях переменного тока с частотой 50Гц номинальным напряжением 380 В на номинальные токи от 63 до 630 А.. В настоящее время полупроводниковые преобразователи оснащаются предохранителями серии ПП57, предназначенные для защиты преобразовательных агрегатов при внутренних коротких замыканиях переменного и постоянного тока при напряжениях 220-2000 В на токи 100, 250, 400, 630 и 800 А. Предохранители могут устанавливаться последовательно в цепи каждого вентиля, а в реверсивных преобразователях с раздельным управлением одним предохранителем защищаются вентили группы “Вперед” и группы “Назад” (см. рисунок 10.4). При параллельном соединении вентилей в плече предохранители могут устанавливаться последовательно с каждым вентилем или один предохранитель на все вентили. Предохранитель плавкий характеризуется действующими значениями напряжения и тока и выбор его производится из следующих условий 1) номинальное напряжение применяемого предохранителя должно быть не меньше номинального напряжения преобразовательной установки. В противном случае не будет обеспечено нормальное гашение дуги, что может привести к разрушению корпуса предохранителя и перебросу дуги на токоведущие части. Время срабатывания предохранителя 10-15 мс. В рассматриваемом примере 2) номинальный ток основания предохранителя при установке предохранителя последовательно с вентилем
Где n – число параллельно включенных вентилей. Этим условиям удовлетворяет предохранитель плавкий ПП57-39-6-7-1-У3. В структурном условном обозначении предохранителя буквы и цифры означают: ПП – предохранитель плавкий; 57 – номер серии; 39 – номинальный ток основания предохранителя
6- номинальное напряжение основания предохранителя
7 – способ монтажа (7 – болтовое с уголковыми выводами); 1 – с указателем срабатывания, со свободным контактом; УЗ – климатическое исполнение и категория размещения. Номинальный ток плавкой вставки
Где ПРЕДОХРАНИТЕЛИ СЕРИИ ПП 57Предохранители серии ПП 57 предназначены для защиты преобразовательных агрегатов с силовыми кремниевыми полупроводниками вентилями при внутренних коротких замыканиях в цепях переменного или пульсирующего тока частотой 50 и 50 Гц и в цепях постоянного тока. Структура обозначения предохранителей ПП 57-ABCD-EF: Буквы ПП – предохранитель плавкий; Двузначное число 57 – условный номер серии; А – двузначное число – условное обозначение номинального тока предохранителя; В – цифра – условное обозначение номинального напряжения предохранителя; С – цифра – условное обозначение по способу монтажа и виду присоединения проводников к выводам предохранителя (например, 7 – на проводниках преобразовательного устройства – болтовое с уголковыми выводами); D – цифра – условное обозначение наличия указателя срабатывания и контакта вспомогательной цепи: 0 – без указателя срабатывания, без контакта вспомогательной цепи; 1 – с указателем срабатывания, с контактом вспомогательной цепи; 2 – с указателем срабатывания, без контакта вспомогательной цепи; Е – буква – условное обозначение климатического исполнения; F – цифра – категория размещения. Пример условного обозначения предохранителя: ПП57-37971-УЗ. Номинальные потери мощности при номинальном токе и температуре окружающего воздуха Контакты вспомогательной цепи выдерживают в продолжительном режиме нагрузку 1 А при номинальном напряжении 220 В постоянного или 380 В переменного тока. Таблица 5.5 – Номинальные потери мощности при номинальном токе и температуре окружающего воздуха
Допустимый ток предохранителя (из условия допустимого нагрева контактных выводов не более Таблица 5.6 - Допустимый ток предохранителя
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
”).
6)V – подается на клеммы 8-7 или 3-9. На клемму 8 (вход “
для указанного режима и проверяется по току включения.
) , число и исполнение вспомогательных ко
ёмкость между ними 
п
Эти свойства оптронов позволяют повысить помехоустойчивость и надёжность аппарата, упростить его схему. Оптроны дают малую задержку в срабатывании 
включается тиристором 
, включенным в диагональ моста. Управление тиристором производится с помощью оптопары и транзисторов 
и 
. При отсутствии управляющего сигнала 
транзистор 
оптрона закрыт, 
питания превысит заданный уровень, то открывается 
Светоизлучающие диоды оптронов 
управляются транзистором 
В настоящее время созданы опторезисторы на ток до 
и 
0,4)
10-3 и влажностью не менее3%. Зерна имеют высокую теплопроводность и хорошо развитую охлаждающую поверхность.
0,02с процесс нагрева прибора протекает по адиабатическому закону. Для удобства согласования характеристик вводится понятие интеграла Джоуля:
,
, номинальный ток 
, плавкой вставки, тепловые эквиваленты плавления 
и отключения 
.
, следовательно должно быть 
приведены в таблице 5.5.
в зависимости от температуры окружающего воздуха от 40 до 60 
) приведён в таблице 5.6.