- •Пояснительная записка
- •Тематический план
- •Раздел 1. Общие сведения Тема 1.1 Классификация, требования, основные характеристики
- •Тема 1.2 Основные физические процессы в контактной аппаратуре
- •Электромагнитные системы
- •Электромагниты переменного тока
- •Замедление и ускорение действия электромагнита
- •Поляризованные электромагнитные механизмы
- •Электрическая дуга и ее гашение
- •Электрическая дуга постоянного тока
- •Условия гашения дуги постоянного тока
- •Горение и гашение электрической дуги переменного тока
- •Способы гашения электрической дуги
- •Контактные системы аппаратов
- •Переходное сопротивление контакта
- •Основные типы контактных соединений
- •Эрозия и износ контактов
- •Вибрация контактов
- •Материалы для контактов
- •Раздел 2. Коммутационные аппараты ручного действия Тема 2.1 Рубильники и пакетные выключатели
- •Рубильники и рубящие переключатели
- •Пакетные выключатели и переключатели
- •Тема 2.2 Универсальные переключатели
- •Раздел 3. Контакторы Тема 3.1 Общие сведения
- •Тема 3.2 Контакторы постоянного тока
- •Тема 3.3 Контакторы переменного тока
- •Раздел 4. Плавкие предохранители и автоматические воздушные выключатели Тема 4.1 Трубчатые и пробочные предохранители
- •Тема 4.2 Устройство и принципиальные схемы автоматов
- •Тема 4.3 Основные серии судовых автоматов
- •Раздел 5. Реле защиты и управления Тема 5.1 Назначение, классификация и основные характеристики реле
- •Электромагнитные реле напряжения и тока
- •Тема 5.2 Реле времени
- •Тема 5.3 Реле защиты
- •Тепловые реле
- •Реле, контролирующие неэлектрические параметры
- •Реле обратной мощности
- •Реле обратного тока
- •Раздел 6 Аппаратура управления электроприводом Тема 6.1 Сопротивления и реостаты
- •Резисторы
- •Реостаты
- •Тема 6.2 Контроллеры
- •Тема 6.3 Магнитные пускатели
- •Магнитные пускатели
- •Комплектные устройства управления
- •Тормозные электромагниты
- •Электрогидравлические толкатели
- •Раздел 7. Командоаппараты Тема 7.1 Общие сведения
- •Кнопки управления
- •Путевые и конечные выключатели
- •Тема 7.2 Командоконтроллеры
- •Раздел 8 Выбор и эксплуатация аппаратуры Тема 8.1 Применение и выбор аппаратов
- •Выбор электрических аппаратов
- •Тема 8.2 Правила эксплуатации судовой аппаратуры
- •Литература Основная:
- •Дополнительная:
- •Контрольные задания
- •Раздел 1. Общие сведения 5
- •Тема 1.1 Классификация, требования, основные характеристики 5
- •Тема 1.2 Основные физические процессы в контактной аппаратуре 7
Раздел 1. Общие сведения Тема 1.1 Классификация, требования, основные характеристики
Студент должен:
Знать:
-
классификацию электрической аппаратуры;
-
условия работы электрической аппаратуры на судах;
-
требования, предъявляемые к судовой аппаратуре;
-
конструктивное исполнение корпусов;
уметь:
-
по внешнему виду судовой аппаратуры определять род тока, на котором может работать аппарат.
Классификация электрической аппаратуры. Условия работы электрической аппаратуры на судах. Требования, предъявляемые к судовой аппаратуре. Конструктивное исполнение корпусов. Режимы работы. Основные характеристики аппаратов.
Материал для изучения
Быстрое развитие судостроения и прогресс в области электрификации судов невозможны без автоматизации судовых электроприводов и энергетических систем. Большую роль в осуществлении этой задачи играют электрические аппараты — неотъемлемая часть автоматизированных приводов и автоматических судовых электроэнергетических систем.
Электрическими аппаратами называют электротехнические устройства, предназначенные для коммутации (включения и отключения), управления, регулирования и защиты электрических цепей и машин, а также контроля и регулирования разнообразных неэлектрических процессов.
По принципу работы электрические аппараты можно разделить на контактные и бесконтактные. Первые осуществляют управление различными цепями путем замыкания и размыкания контактов, вторые — путем плавного или скачкообразного изменения в широких пределах своих электрических параметров (например, индуктивных сопротивлений рабочих обмоток магнитных усилителей, сопротивлений р—п-переходов в полупроводниковых элементах и т. д.).
В судовом электроприводе наиболее широко используются бесконтактные аппараты: полупроводниковые управляемые и неуправляемые вентили, стабилитроны, логические элементы, магнитные усилители, бесконтактные сельсины и др. В настоящее время на базе бесконтактной аппаратуры выполняются коммутаторы, командоаппараты и создаются принципиально новые системы управления судовыми электроприводами.
Классификация электрических аппаратов может быть проведена не только по принципу работы, но и по другим признакам: назначению, области применения, роду тока, исполнению защиты от воздействия окружающей среды и др. Основной является классификация по назначению (по выполняемым функциям). В зависимости от назначения электрические аппараты могут быть подразделены на следующие группы:
-
коммутирующие, предназначенные для включения и отключения электрических цепей (рубильники, различные выключатели и переключатели и т.д.);
-
защитные, служащие для защиты и отключения электрических цепей и машин от перегрузок, токов короткого замыкания и других режимов, отличных от нормальных (автоматы, предохранители, реле и др.);
-
пускорегулировочные, осуществляющие пуск, регулирование частоты вращения, напряжения и тока электрических машин или же пуск и регулирование других электрических устройств (контроллеры, командоконтроллеры, контакторы, пускатели, резисторы и реостаты);
-
контролирующие, осуществляющие контроль заданных режимов работы электрических и неэлектрических цепей, хода технологических процессов и др. (датчики, реле, сельсины). При отклонении контролируемого параметра от заданного значения аппарат своим исполнительным элементом воздействует на схему автоматики и регулирования.
В зависимости от способа управления контактные аппараты делятся на автоматические и неавтоматические. Автоматические аппараты приводятся в действие электрической цепью или машиной при отключении заданных режимов их работы от нормальных или при работе по заданной программе, неавтоматические — обслуживающим персоналом.
Аппараты различают по напряжению — высокого или низкого напряжения, по роду тока — постоянного тока, переменного тока промышленной частоты, переменного тока повышенной частоты; по роду защиты от окружающей среды — открытого, защищенного, каплезащищенного, брызгозащищенного, водозащищенного, водонепроницаемого, погружного.
Различают также электрооборудование судов ограниченного района плавания, обозначаемое буквой М, и неограниченного района плавания, обозначаемое буквами ОМ. Оборудование на судне может быть установлено на открытой палубе, под навесом или в кожухах на палубе, в машинных отделениях, в жилых и общественных помещениях, в помещениях с повышенной влажностью и в зависимости от этого различается конструктивно.
Климатические и технологические условия, в которых на судне работают электрические аппараты, значительно отличаются от береговых. Судовое электрооборудование может периодически работать в тропических, арктических и средних широтах; палубные механизмы работают с большим перепадом температур: от — 40° до +50°С; механизмы машинных отделений работают в атмосфере с высоким содержанием паров нефтепродуктов. Кроме того, судовые механизмы могут непрерывно находиться в среде с повышенными влажностью и содержанием солей в воздухе; работать в условиях повышенной вибрации и периодических ударных нагрузок. Поэтому на судах устанавливаются электрические аппараты и оборудование, удовлетворяющие требованиям, указанным в «Правилах классификации и постройки морских судов» Регистра РФ.
В условиях непрерывного роста электрооснащенности судов к электрическим аппаратам повышаются требования как экономического, так и технического характера. Аппаратура должна обладать высокой стабильностью характеристик, долговечностью, точностью, незначительной стоимостью и малыми габаритами. Некоторые схемы судовых электроприводов рассчитаны на 1200 и более включений в час. Большая частота включений требует высокой механической и электрической износоустойчивости аппаратов.
Механическая износоустойчивость определяется числом включений и отключений обесточенного аппарата без ремонта и замены его узлов и деталей.
Электрическая износоустойчивость определяется числом включений и отключений аппарата под током без замены контактов.
Дальнейшее развитие судовой электрической аппаратуры будет осуществляться путем разработки новых и совершенствования существующих контактных аппаратов различного назначения в направлении повышения их надежности, а также внедрения различных систем бесконтактной коммутации как в главных цепях, так и в цепях управления.
Общей тенденцией в развитии всех судовых аппаратов является повышение надежности, износоустойчивости и производительности при минимальной затрате энергии, снижении массы и габаритов.