Автомат на постоянный ток: Автоматические выключатели постоянного тока ВА47-60DC

Автоматические выключатели постоянного тока ВА47-60DC

Автоматические выключатели постоянного тока ВА47-60DC, Модульные автоматические выключатели, 2020

Включите в вашем браузере JavaScript!

Назначение

  • Проведение тока в нормальном режиме.
  • Отключение тока при коротких замыканиях или перегрузке.
  • Оперативное включение и выключение электрических цепей.

Применение

  • Защита сетей в цепях постоянного тока напряжением до 440 В.
  • Шкафы распределения оперативного постоянного тока (вторичные цепи электростанций или подстанций).
  • Защита цепей автоматики и контроля (лифтового оборудование, охранно-пожарной сигнализации, системами управления климатом и других технологических систем).
  • Защита цепей постоянного тока (инвертор, аккумулятор) в системах бесперебойного электроснабжения.
  • Защита систем электропитания на солнечных батареях.

Материалы

  • Корпус и детали выполнены из пластика, не поддерживающего горение.
  • Маркировка выполнена в соответствии с требованиями ГОСТ и не подвержена истиранию в пределах срока эксплуатации.

Преимущества

  • Под антипригарной пластиной находится постоянный магнит. Этот магнит ориентирует магнитное поле внутри автоматического выключателя таким образом, что дуга, при разъединении силовых контактов затягивалась в дугогасительную камеру.
  • Высокий момент затяжки провода 3,5 Н*м, что значительно больше, чем момент затяжки   2 Н*м у всех 4,5 кА серий автоматических выключателей. Это позволяет надежно зажать провод, значительно снизить переходное сопротивление на клемме и тем самым уменьшить температуру выключателя, находящегося под нагрузкой.
  • Возможность пломбирования для защиты от несанкционированного доступа (заглушка поставляется отдельно).
  • Выключатели ВА47-60DC имеют возможность подключать U-образную шину с обеих сторон. Что позволяет подключать питание и разводить U шиной не только сверху, как у серии ВА47-29, но и подключать питание и разводить U шиной снизу. Для монтажников это означает значительно облегчение монтажа.
  • На лицевой панели расположен механический индикатор положения контактов. Особенностью данного индикатора является то, что даже при удержании рукоятки в положении включено, если контакты расцеплены, например, при расцеплении от независимого расцепителя, индикатор покажет положение «расцеплено».
  • Дополнительные аксессуары к серии ВА47-60DC: контакт положения, контакт состояния, независимый и минимально-максимальные расцепители.

Автоматы защиты от КЗ в солнечной электростанции

Автоматические выключатели, их ещё называют «пакетники», или просто автоматы это основное средство защиты от КЗ и перегрузок. Обычные бытовые автоматические выключатели с защитой от КЗ и тепловой защитой по превышению тока я использую с самого начала создания своей ветро-солнечной электростанции. Это наверно единственный доступный способ обеспечить защиту от короткого замыкания аккумуляторов, сберечь проводку в случае ЧП и потребителей.

И до сих пор много людей кто смотрит мои видео если видят обычные автоматы в моей электростанции то сразу пишут что нельзя использовать такие автоматы, нужно специальные для постоянного тока или предохранители. Слишком большая дуга на постоянном токе при расцеплении контактов сожжёт автомат. Пишут что большие потери на таких автоматах. В общем я решил подробно описать всё как есть с подкреплением опытом и цифрами.

В данной статье я буду говорить именно про автоматы с обозначением «C», это самые распространённые автоматы, именно они находятся в большинстве электрощитов и продаются в магазинах. Ниже на фотоавтоматы в моей солнечной электростанции, это развязка на 12V.

>

Краткие характеристики автоматических выключателей класса «C»:

Характеристика С-автоматов. Автоматы «С» отличаются большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами с обозначением «В» и «А». Ток моментального срабатывания электромагнитного расцепителя автомата происходит при токах в 5-10 раз больше тока указанного на автомате. Например автомат на 50А сработает мгновенно при токах 250-500А. А автомат на 10А сработает мгновенно при токах 50-100А. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-ти кратной перегрузке для цепей тока постоянного.

Электромагнитный расцепитель призван спасать от короткого замыкания и срабатывает по току, а на каком напряжении по сути не важно. На практике я проверял автоматы на 10А, и при токе 12А автомат срабатывал в первый раз течении 30-40 минут, далее уже нагретый гораздо быстрее.

Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина) работает по температуре, и чем выше ток тем выше нагрев пластины, и быстрее время срабатывания. При токе протекающим через автомат равным его номиналу автомат должен сработать в течении часа в зависимости от температуры. Это защита если например включено слишком много приборов в линии, чтобы не перегревались провода и не оплавилась изоляция. При двойном превышении тока автомат должен сработать в течении минуты, чем он больше нагревается тем быстрее сработает тепловой расцепитель.

Вот такие характеристики автоматов класса «C», особенность это большая перегрузочная способность чтобы автоматы не выбивало при запуске нагрузок с большими пусковыми токами. Но если чтото не так то они вполне справляются с задачей защитить электропроводку.

Использование автоматов переменного тока на постоянном токе

Конструктивно автоматы переменного тока ничем не отличаются от автоматов постоянного тока, и я считаю что это просто маркетинговых ход чтобы продавать автоматы дороже, ведь за обозначение DC ценник сразу умножается в 10 раз. Даже в промышленности в цепях постоянного тока используют и обычные автоматы.

Главный аргумент противников таких автоматов это типа большая и мощная дуга на постоянном токе, которая спалит автомат и он может типа загореться и пр. Они говорят что на переменном токе дуга сама гаснет при переходе через ноль. Но если посмотреть видео где зажигают дугу на постоянном токе 220В и переменном 220В, то разницы никакой. Да и как тогда раньше варили сварщики от сварочных аппаратов переменного тока если дуга типа гаснет при переходе через ноль. Они бы не смогли её зажечь так как она бы постоянно гасла, но дуга стабильная и электроды прекрасно горят также как и на постоянном токе. Ниже видео по этому поводу.

Я сам пробовал много раз замыкать автоматы на 12В АКБ, и автоматы прекрасно срабатывают, и никакая другая ничего не палит, пробовал и на 24 вольта АКБ замыкать автоматический выключатель.

По поводу потерь на автоматах они конечно есть, но не такие большие как про них рассказывают. Например при токе 26А потери на двойном автомате на 50А около 0.02, это общее 0.04В*26=1.04 ватт. Гораздо больше потери в проводах при недостаточном сечении или при длине более пять метров.

Я думаю что автоматы надо ставить обязательно, и не в коем случае не подключать инверторы и контроллеры напрямую к аккумуляторам, да и другие устройства. Бывает так что в таких устройствах выгорают входные транзисторы, и хорошо если они просто сгорят с небольшим дымком, но бывает так что при сгорании расплавляются и замыкают контакты кристалла транзистора, и получается Короткое Замыкание, и тогда может не выдержать уже провод, и начаться горение проводов, и внутренностей инвертора или контроллера.

У меня пока небыло таких случаев, и не было больших коротких замыканий. Но был случай когда замкнул маленький DC/DC преобразователь с 12 до 5 вольт. Он был подключён тонким проводом сечением 1.5кв через автомат на 10А, и при замыкании автомат не сразу сработал так как ток КЗ был небольшой. Провод успел немного оплавится, но автомат сработал быстро и спас от возгорания провода и больших проблем.

Также гдето читал что у человека начал гореть инвертор, который был прикручен толстым кабелем к аккумулятору на клеммы и оторвать руками кабель было нельзя. Пришлось срочно искать топор и рубить кабель, и пока искали топор инвертор продолжал гореть. А если бы в этот момент никого рядом не оказалось, или не успели бы и начался пожар…

Автомат защиты ВА25-29 DC ETI В(С) 40 А

Технические характеристики

Номинальный ток

: 40 А

Максимальное напряжение: 220 В

Время срабатывания: 0,004 Секунды

Размеры: 86 х 18 х 66 мм

Вес, Кг: 0,12

Уровень защиты: IP30

Соответствие: ГОСТ Р 50030.2

Сечение кабеля: 1-25 кв.мм.

Количество полюсов: 1 р

Рабочая температура, °С: от -25°C до +50°C

Производитель: ETI Элта, Россия

Срок службы: не менее 12 лет

Автоматический выключатель на постоянный ток

Многие знают из школьного курса физики, что ток бывает переменным и постоянным. Если о применении переменного тока мы еще что-то можем с уверенностью сказать (все бытовые электроприемники питаются от переменного тока), то о постоянном мы не знаем практически ничего. Но раз существуют сети постоянного тока, значит есть и потребители, и соотвественно защита таким сетям тоже нужна. Где встречаются потребители постоянного тока и в чем отличие аппаратов защиты для этого рода тока мы рассмотрим в этой статье.

Ни один из типов электрического тока не «лучше», чем другой — каждый подходит для решения определенных задач: переменный ток идеален для генерации, передачи и распределения электроэнергии на большие расстояния, в то время как постоянный ток находит свое применение на специальных промышленных объектах, установках солнечной энергии, центрах обработки данных, электрических подстанциях и пр.

Шкаф распределения постоянного оперативного тока электрической подстанции

Понимание отличий переменного и постоянного тока дает четкое представление о задачах, с которыми сталкиваются автоматические выключатели постоянного тока. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) меняет свое направление в электрической цепи 50 раз в секунду и столько же раз «переходит» через нулевое значение. Этот «переход» значения тока через ноль способствует скорейшему гашению электрической дуги. В цепях постоянного тока значение напряжения постоянно — также как и направление тока постоянно во времени. Этот факт существенно затрудняет гашение дуги постоянного тока, и потому требует специальных конструкторских решений.

Совмещенные графики нормального и переходного режимов при отключении: а) переменного тока; б) постоянного тока.

Одно из таких решений — использование постоянного магнита (4). Движение дуги в магнитном поле является одним из способов гашения в аппаратах до 1 кВ и находит применение в модульных автоматических выключателях. На электрическую дугу, которая по своей сути является проводником, воздействует магнитное поле, и та затягивается в дугогасительную камеру, где окончательно затухает.

1 — подвижный контакт
2 — неподвижный контакт
3 — серебросодержащая контактная напайка
4 — магнит
5 — дугогасительная камера
6 — скоба

Полярность надо соблюдать

Еще одним и, пожалуй, ключевым отличием между автоматическими выключателями переменного и постоянного тока, является у последних наличие полярности.

Схемы подключения однополюсного и двухполюсного автоматического выключателя постоянного тока

Если вы защищаете однофазную сеть переменного тока при помощи двухполюсного автоматического выключателя (с двумя защищенными полюсами), то нет разницы в какой из полюсов подключать фазный или нулевой проводник. При подключении же в сеть постоянного тока автоматических выключателей необходимо соблюдать правильную полярность. При подключении однополюсного выключателя постоянного тока питающее напряжение подается на клемму «1», а при подключении двухполюсного — на клеммы «1» и «4».

Почему это так важно? Смотрите . Автор ролика проводит несколько тестов с 10-ти амперным выключателем:

1) Включение выключателя в сеть с соблюдением полярности — ничего не происходит.
2) Выключатель установлен в сеть обратной полярностью; параметры сети U=376 В, I=7,5 А. Как итог: сильное дымовыделение с последующим воспламенением выключателя.
3) Выключатель установлен с соблюдением полярности, а ток в цепи составляет 40 А, что в 4 раза превышает его номинал. Тепловая защита, как это и должно быть, разомкнула защищаемую цепь через несколько секунд.
4) Последний и самый жесткий тест проводился с таким же 4-х кратным превышением по току и обратной полярностью. Результат не заставил себя долго ждать — мгновенное воспламенение.

Этот ролик наглядно демонстрирует то, почему необходимо соблюдать полярность при подключении автоматических выключателей постоянного тока. Подключение с обратной полярностью, и с током цепи, не превышающим номинал автоматического выключателя, выводит его из строя. Во избежание повторения подобных «печальных опытов» производители маркируют клеммы выключателей «+» и «-«, а также дают схемы подключения в руководствах по эксплуатации.

Таким образом, автоматические выключатели постоянного тока — это устройства защиты, применяемые для объектов альтернативной энергетики, систем автоматизации и управления промышленных процессов и пр. Специальные исполнения защитных характеристик Z, L, K позволяют защищать высокотехнологичное оборудование промышленных предприятий.

Для их электроустановки всегда рекомендуется пользоваться услугами квалифицированных инженеров и техников, чтобы убедиться, что соответствующие автоматические выключатели постоянного тока будут выбраны и установлены правильно.

Страница 31 из 75

4-13. АВТОМАТЫ ЗАЩИТЫ СЕТЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ДО 24 в

Для защиты от сверхтоков цепей, питаемых маломощными источниками постоянного тока напряжением до 24 в, применяются однополюсные автоматы (рис. 4-40) иа номинальный постоянный ток от 2 до 50 а. Они выпускаются одного габарита и имеют обратно зависимую от тока выдержку времени при всех токах, больших пограничного, который находится между номинальным током и 120—130% номинального.

Рис. 4-40. Автомат защиты сетей постоянного тока на 50 а, 24 в.

При токе, равном 200% номинального, выдержка времени у разных исполнений находится в пределах 25 — 80 сек при нагреве с холодного состояния и не менее 5 сек после прогрева номинальным током. Разрывная способность равна 10,00 а при номинальном токе расцепителей до 10 а и 1 500 а для исполнений на большие номинальные токи. Гарантируемый срок службы 10 000 включений.

Характерной особенностью конструкции является отсутствие свободного расцепления, что в некоторых случаях целесообразно, так как дает возможность удержать автомат в замкнутом состоянии, несмотря на наличие сверхтока.

При положении рукоятки «включено» подвижной контакт 1 всегда прижимается к неподвижному 2 с помощью штифта 8, на который действует пружина 9. При этом колодка 3 сжимает пружину 4. Она удерживается благодаря тому, что ее зуб 5 заскочил за зуб 6 термобиметаллической пластины 7. При перегрузках термобиметаллическая пластина выгибается, зубья 5 и 6 выходят из зацепления, и если рукоятка не удерживается во включенном положении, то происходит отключение, так как под влиянием пружины 4 рукоятка переходит в отключенное положение и находящийся внутри ее штифт 8 размыкает контакт.

4-14. ПОЛУБЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТ АБ-45-1/6000

Автомат АБ-45-1/6000 на напряжение 750 в, ток 6 000 а постоянного тока — однополюсный, с электромагнитным приводом, отключающим расцепителем и максимальным расцепителем мгновенного действия с регулируемой уставкой 6 000— 12 000 а. Он был разработан для защиты мощных установок постоянного тока, главным образом металлургических. Принципиальная кинематическая схема автомата приблизительно такая же, как и у универсальных автоматов; однако собственное время его срабатывания снижено, для чего применен максимальный расцепитель с индуктивным шунтом (рис. 4-41).

Рис. 4-41. Максимальный расцепитель с индуктивным шунтом для автомата АБ-45-1/6000 на 6 000 я, 750 в постоянного тока.

Часть магнитного потока, созданного током, проходящим через окно 1 магнитопровода, проходит через шунт 2 и удерживает якорь 3 от включения. При больших скоростях роста тока поток через удерживающий шунт медленно растет из-за влияния медной гильзы 4, что приводит к ускоренному притяжению якоря расцепителя.

При испытании {Л. 4-9], несмотря на огромную скорость нарастания тока (25-10+6 а/сек), собственное время срабатывания было 10 — 15 мсек, ток не ограничивался автоматом и достигал 200 кА, автомат разрушился от электродинамических сил. В аналогичных условиях автомат ВАБ-2 ограничивал ток до 42 кА. Разрывная способность АВ-45-1/6000 проверялась до 90 кА при напряжении 500 в. Такой ток автомат отключал с собственным временем 20—35 мсек и полным временем порядка 40 мсек.

Автомат имеет открытую камеру с магнитным гашением и выбрасывает дугу на 1,5 м. Поэтому рекомендуется устанавливать токоведущие детали не ближе, чем на 2,5 м от камеры.

Низкая токоограничивающая способность полубыстродействующего автомата заставляет отдать предпочтение быстродействующим автоматам. Только отсутствие их на достаточно большую силу тока оправдывало существование полубыстродействующих автоматов, которые исполнялись на номинальные токи до 10 000 а. Габаритные размеры автомата АВ-45 меньше, чем быстродействующих.

Какой автомат должен быть для цепей постоянного тока 48В?

Автоматические выключатели постоянного тока: что это такое и где они применяются?

Многие знают из школьного курса физики, что ток бывает переменным и постоянным. Если о применении переменного тока мы еще что-то можем с уверенностью сказать (все бытовые электроприемники питаются от переменного тока), то о постоянном мы не знаем практически ничего. Но раз существуют сети постоянного тока, значит есть и потребители, и соотвественно защита таким сетям тоже нужна. Где встречаются потребители постоянного тока и в чем отличие аппаратов защиты для этого рода тока мы рассмотрим в этой статье.

Ни один из типов электрического тока не «лучше», чем другой — каждый подходит для решения определенных задач: переменный ток идеален для генерации, передачи и распределения электроэнергии на большие расстояния, в то время как постоянный ток находит свое применение на специальных промышленных объектах, установках солнечной энергии, центрах обработки данных, электрических подстанциях и пр.

Шкаф распределения постоянного оперативного тока электрической подстанции

Понимание отличий переменного и постоянного тока дает четкое представление о задачах, с которыми сталкиваются автоматические выключатели постоянного тока. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) меняет свое направление в электрической цепи 50 раз в секунду и столько же раз «переходит» через нулевое значение. Этот «переход» значения тока через ноль способствует скорейшему гашению электрической дуги. В цепях постоянного тока значение напряжения постоянно — также как и направление тока постоянно во времени. Этот факт существенно затрудняет гашение дуги постоянного тока, и потому требует специальных конструкторских решений.

Совмещенные графики нормального и переходного режимов при отключении: а) переменного тока; б) постоянного тока.

Одно из таких решений — использование постоянного магнита (4). Движение дуги в магнитном поле является одним из способов гашения в аппаратах до 1 кВ и находит применение в модульных автоматических выключателях. На электрическую дугу, которая по своей сути является проводником, воздействует магнитное поле, и та затягивается в дугогасительную камеру, где окончательно затухает.

1 — подвижный контакт
2 — неподвижный контакт
3 — серебросодержащая контактная напайка
4 — магнит
5 — дугогасительная камера
6 — скоба

Полярность надо соблюдать

Еще одним и, пожалуй, ключевым отличием между автоматическими выключателями переменного и постоянного тока, является у последних наличие полярности.

Схемы подключения однополюсного и двухполюсного автоматического выключателя постоянного тока

Если вы защищаете однофазную сеть переменного тока при помощи двухполюсного автоматического выключателя (с двумя защищенными полюсами), то нет разницы в какой из полюсов подключать фазный или нулевой проводник. При подключении же в сеть постоянного тока автоматических выключателей необходимо соблюдать правильную полярность. При подключении однополюсного выключателя постоянного тока питающее напряжение подается на клемму «1», а при подключении двухполюсного — на клеммы «1» и «4».

Почему это так важно? Смотрите видео. Автор ролика проводит несколько тестов с 10-ти амперным выключателем:

1) Включение выключателя в сеть с соблюдением полярности — ничего не происходит.
2) Выключатель установлен в сеть обратной полярностью; параметры сети U=376 В, I=7,5 А. Как итог: сильное дымовыделение с последующим воспламенением выключателя.
3) Выключатель установлен с соблюдением полярности, а ток в цепи составляет 40 А, что в 4 раза превышает его номинал. Тепловая защита, как это и должно быть, разомкнула защищаемую цепь через несколько секунд.
4) Последний и самый жесткий тест проводился с таким же 4-х кратным превышением по току и обратной полярностью. Результат не заставил себя долго ждать — мгновенное воспламенение.

Этот ролик наглядно демонстрирует то, почему необходимо соблюдать полярность при подключении автоматических выключателей постоянного тока. Подключение с обратной полярностью, и с током цепи, не превышающим номинал автоматического выключателя, выводит его из строя. Во избежание повторения подобных «печальных опытов» производители маркируют клеммы выключателей «+» и «-», а также дают схемы подключения в руководствах по эксплуатации.

Таким образом, автоматические выключатели постоянного тока — это устройства защиты, применяемые для объектов альтернативной энергетики, систем автоматизации и управления промышленных процессов и пр. Специальные исполнения защитных характеристик Z, L, K позволяют защищать высокотехнологичное оборудование промышленных предприятий.

Для их электроустановки всегда рекомендуется пользоваться услугами квалифицированных инженеров и техников, чтобы убедиться, что соответствующие автоматические выключатели постоянного тока будут выбраны и установлены правильно.

Автоматы защиты от КЗ в солнечной электростанции

Автоматические выключатели, их ещё называют “пакетники”, или просто автоматы это основное средство защиты от КЗ и перегрузок. Обычные бытовые автоматические выключатели с защитой от КЗ и тепловой защитой по превышению тока я использую с самого начала создания своей ветро-солнечной электростанции. Это наверно единственный доступный способ обеспечить защиту от короткого замыкания аккумуляторов, сберечь проводку в случае ЧП и потребителей.

И до сих пор много людей кто смотрит мои видео если видят обычные автоматы в моей электростанции то сразу пишут что нельзя использовать такие автоматы, нужно специальные для постоянного тока или предохранители. Слишком большая дуга на постоянном токе при расцеплении контактов сожжёт автомат. Пишут что большие потери на таких автоматах. В общем я решил подробно описать всё как есть с подкреплением опытом и цифрами.

В данной статье я буду говорить именно про автоматы с обозначением “C”, это самые распространённые автоматы, именно они находятся в большинстве электрощитов и продаются в магазинах. Ниже на фотоавтоматы в моей солнечной электростанции, это развязка на 12V.

Краткие характеристики автоматических выключателей класса “C”:

Характеристика С-автоматов. Автоматы “С” отличаются большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами с обозначением “В” и “А”. Ток моментального срабатывания электромагнитного расцепителя автомата происходит при токах в 5-10 раз больше тока указанного на автомате. Например автомат на 50А сработает мгновенно при токах 250-500А. А автомат на 10А сработает мгновенно при токах 50-100А. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-ти кратной перегрузке для цепей тока постоянного.

Электромагнитный расцепитель призван спасать от короткого замыкания и срабатывает по току, а на каком напряжении по сути не важно. На практике я проверял автоматы на 10А, и при токе 12А автомат срабатывал в первый раз течении 30-40 минут, далее уже нагретый гораздо быстрее.

Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина) работает по температуре, и чем выше ток тем выше нагрев пластины, и быстрее время срабатывания. При токе протекающим через автомат равным его номиналу автомат должен сработать в течении часа в зависимости от температуры. Это защита если например включено слишком много приборов в линии, чтобы не перегревались провода и не оплавилась изоляция. При двойном превышении тока автомат должен сработать в течении минуты, чем он больше нагревается тем быстрее сработает тепловой расцепитель.

Вот такие характеристики автоматов класса “C”, особенность это большая перегрузочная способность чтобы автоматы не выбивало при запуске нагрузок с большими пусковыми токами. Но если чтото не так то они вполне справляются с задачей защитить электропроводку.

Использование автоматов переменного тока на постоянном токе

Конструктивно автоматы переменного тока ничем не отличаются от автоматов постоянного тока, и я считаю что это просто маркетинговых ход чтобы продавать автоматы дороже, ведь за обозначение DC ценник сразу умножается в 10 раз. Даже в промышленности в цепях постоянного тока используют и обычные автоматы.

Главный аргумент противников таких автоматов это типа большая и мощная дуга на постоянном токе, которая спалит автомат и он может типа загореться и пр. Они говорят что на переменном токе дуга сама гаснет при переходе через ноль. Но если посмотреть видео где зажигают дугу на постоянном токе 220В и переменном 220В, то разницы никакой. Да и как тогда раньше варили сварщики от сварочных аппаратов переменного тока если дуга типа гаснет при переходе через ноль. Они бы не смогли её зажечь так как она бы постоянно гасла, но дуга стабильная и электроды прекрасно горят также как и на постоянном токе. Ниже видео по этому поводу.

Я сам пробовал много раз замыкать автоматы на 12В АКБ, и автоматы прекрасно срабатывают, и никакая другая ничего не палит, пробовал и на 24 вольта АКБ замыкать автоматический выключатель.

По поводу потерь на автоматах они конечно есть, но не такие большие как про них рассказывают. Например при токе 26А потери на двойном автомате на 50А около 0.02, это общее 0.04В*26=1.04 ватт. Гораздо больше потери в проводах при недостаточном сечении или при длине более пять метров.

Я думаю что автоматы надо ставить обязательно, и не в коем случае не подключать инверторы и контроллеры напрямую к аккумуляторам, да и другие устройства. Бывает так что в таких устройствах выгорают входные транзисторы, и хорошо если они просто сгорят с небольшим дымком, но бывает так что при сгорании расплавляются и замыкают контакты кристалла транзистора, и получается Короткое Замыкание, и тогда может не выдержать уже провод, и начаться горение проводов, и внутренностей инвертора или контроллера.

У меня пока небыло таких случаев, и не было больших коротких замыканий. Но был случай когда замкнул маленький DC/DC преобразователь с 12 до 5 вольт. Он был подключён тонким проводом сечением 1.5кв через автомат на 10А, и при замыкании автомат не сразу сработал так как ток КЗ был небольшой. Провод успел немного оплавится, но автомат сработал быстро и спас от возгорания провода и больших проблем.

Также гдето читал что у человека начал гореть инвертор, который был прикручен толстым кабелем к аккумулятору на клеммы и оторвать руками кабель было нельзя. Пришлось срочно искать топор и рубить кабель, и пока искали топор инвертор продолжал гореть. А если бы в этот момент никого рядом не оказалось, или не успели бы и начался пожар.

Автоматические выключатели постоянного тока: что это такое и где они применяются?

Многие знают из школьного курса физики, что ток бывает переменным и постоянным. Если о применении переменного тока мы еще что-то можем с уверенностью сказать (все бытовые электроприемники питаются от переменного тока), то о постоянном мы не знаем практически ничего. Но раз существуют сети постоянного тока, значит есть и потребители, и соотвественно защита таким сетям тоже нужна. Где встречаются потребители постоянного тока и в чем отличие аппаратов защиты для этого рода тока мы рассмотрим в этой статье.

Ни один из типов электрического тока не «лучше», чем другой — каждый подходит для решения определенных задач: переменный ток идеален для генерации, передачи и распределения электроэнергии на большие расстояния, в то время как постоянный ток находит свое применение на специальных промышленных объектах, установках солнечной энергии, центрах обработки данных, электрических подстанциях и пр.

Шкаф распределения постоянного оперативного тока электрической подстанции

Понимание отличий переменного и постоянного тока дает четкое представление о задачах, с которыми сталкиваются автоматические выключатели постоянного тока. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) меняет свое направление в электрической цепи 50 раз в секунду и столько же раз «переходит» через нулевое значение. Этот «переход» значения тока через ноль способствует скорейшему гашению электрической дуги. В цепях постоянного тока значение напряжения постоянно — также как и направление тока постоянно во времени. Этот факт существенно затрудняет гашение дуги постоянного тока, и потому требует специальных конструкторских решений.

Совмещенные графики нормального и переходного режимов при отключении: а) переменного тока; б) постоянного тока.

Одно из таких решений — использование постоянного магнита (4). Движение дуги в магнитном поле является одним из способов гашения в аппаратах до 1 кВ и находит применение в модульных автоматических выключателях. На электрическую дугу, которая по своей сути является проводником, воздействует магнитное поле, и та затягивается в дугогасительную камеру, где окончательно затухает.

1 — подвижный контакт
2 — неподвижный контакт
3 — серебросодержащая контактная напайка
4 — магнит
5 — дугогасительная камера
6 — скоба

Полярность надо соблюдать

Еще одним и, пожалуй, ключевым отличием между автоматическими выключателями переменного и постоянного тока, является у последних наличие полярности.

Схемы подключения однополюсного и двухполюсного автоматического выключателя постоянного тока

Если вы защищаете однофазную сеть переменного тока при помощи двухполюсного автоматического выключателя (с двумя защищенными полюсами), то нет разницы в какой из полюсов подключать фазный или нулевой проводник. При подключении же в сеть постоянного тока автоматических выключателей необходимо соблюдать правильную полярность. При подключении однополюсного выключателя постоянного тока питающее напряжение подается на клемму «1», а при подключении двухполюсного — на клеммы «1» и «4».

Почему это так важно? Смотрите видео. Автор ролика проводит несколько тестов с 10-ти амперным выключателем:

1) Включение выключателя в сеть с соблюдением полярности — ничего не происходит.
2) Выключатель установлен в сеть обратной полярностью; параметры сети U=376 В, I=7,5 А. Как итог: сильное дымовыделение с последующим воспламенением выключателя.
3) Выключатель установлен с соблюдением полярности, а ток в цепи составляет 40 А, что в 4 раза превышает его номинал. Тепловая защита, как это и должно быть, разомкнула защищаемую цепь через несколько секунд.
4) Последний и самый жесткий тест проводился с таким же 4-х кратным превышением по току и обратной полярностью. Результат не заставил себя долго ждать — мгновенное воспламенение.

Этот ролик наглядно демонстрирует то, почему необходимо соблюдать полярность при подключении автоматических выключателей постоянного тока. Подключение с обратной полярностью, и с током цепи, не превышающим номинал автоматического выключателя, выводит его из строя. Во избежание повторения подобных «печальных опытов» производители маркируют клеммы выключателей «+» и «-», а также дают схемы подключения в руководствах по эксплуатации.

Таким образом, автоматические выключатели постоянного тока — это устройства защиты, применяемые для объектов альтернативной энергетики, систем автоматизации и управления промышленных процессов и пр. Специальные исполнения защитных характеристик Z, L, K позволяют защищать высокотехнологичное оборудование промышленных предприятий.

Для их электроустановки всегда рекомендуется пользоваться услугами квалифицированных инженеров и техников, чтобы убедиться, что соответствующие автоматические выключатели постоянного тока будут выбраны и установлены правильно.

Выбор номинала автомата защиты

Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества.

Для чего служит автомат

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

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.

Пример

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 Предельный ток защитного автомата Примерная нагрузка для однофазной цепи
1,5 кв. мм 19 А 4,1 кВт 10 А 16 А освещение и сигнализация
2,5 кв. мм 27 А 5,9 кВт 16 А 25 А розеточные группы и электрический теплый пол
4 кв.мм 38 А 8,3 кВт 25 А 32 А кондиционеры и водонагреватели
6 кв.мм 46 А 10,1 кВт 32 А 40 А электрические плиты и духовые шкафы
10 кв. мм 70 А 15,4 кВт 50 А 63 А вводные линии

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.

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Тип электромагнитного расцепителя

Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.

Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.

Есть три самых ходовых типа:

  • B — срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз;
  • C — если он превышен в 5-10 раз;
  • D — если больше в 10-20 раз.

Класс автомата или тока отсечки

С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:

  • С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
  • Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
  • Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.

То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата

Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.

Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

  • 6 А – 1,2 кВт;
  • 8 А – 1,6 кВт;
  • 10 А – 2 кВт;
  • 16 А – 3,2 кВт;
  • 20 А – 4 кВт;
  • 25 А – 5 кВт;
  • 32 А – 6,4 кВт;
  • 40 А – 8 кВт;
  • 50 А – 10 кВт;
  • 63 А – 12,6 кВт;
  • 80 А – 16 кВт;
  • 100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

  • электросауна (12 кВт) – 60 А;
  • электроплита (10 кВт) – 50 А;
  • варочная панель (8 кВт) – 40 А;
  • электроводонагреватель проточный (6 кВт) – 30 А;
  • посудомоечная машина (2,5 кВт) – 12,5 А;
  • стиральная машина (2,5 кВт) – 12,5 А;
  • джакузи (2,5 кВт) – 12,5 А;
  • кондиционер (2,4 кВт) – 12 А;
  • СВЧ-печь (2,2 кВт) – 11 А;
  • электроводонагреватель накопительный (2 кВт) – 10 А;
  • электрочайник (1,8 кВт) – 9 А;
  • утюг (1,6 кВт) – 8 А;
  • солярий (1,5 кВт) – 7,5 А;
  • пылесос (1,4 кВт) – 7 А;
  • мясорубка (1,1 кВт) – 5,5 А;
  • тостер (1 кВт) – 5 А;
  • кофеварка (1 кВт) – 5 А;
  • фен (1 кВт) – 5 А;
  • настольный компьютер (0,5 кВт) – 2,5 А;
  • холодильник (0,4 кВт) – 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Автоматические выключатели виды, назначение, выбор автоматов

Классификация ЭАП → Автоматические выключатели

Автоматические выключатели обеспечивают одновременно функции коммутации силовых цепей (токи от единиц ампер до десятков тысяч) и защиты электроприемника, а также сетей, от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель и, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы, как правило, снабжаются дугогасящими устройствами.
Основные виды автоматов: универсальные, установочные, быстродействующие, гашения магнитного поля, защиты от утечек на землю.
Быстродействующие автоматы постоянного тока устанавливаются обычно в преобразовательных установках. Время их срабатывания измеряется несколькими сотыми долями секунды.
Автоматы гашения магнитного поля предназначены для гашения поля возбуждения крупных синхронных машин при возникновении в них внутреннего короткого замыкания.
Автоматы защиты от токов утечки на землю служат для защиты людей и животных от поражения электрическим током, а также от токов короткого замыкания и перегрузок в сетях с глухозаземленной нейтралью.
Преимущественное распространение получили универсальные и установочные автоматы. Вторые отличаются от первых лишь наличием изоляционного кожуха, благодаря чему они могут устанавливаться в общедоступных помещениях. Универсальные автоматы постоянного и переменного токов работают, главным образом, в распределительных устройствах низкого напряжения
2.1. Выбор автоматов
Автоматы выбирают по их номинальному току. Уставки токов расцепителей определяют по следующим соотношениям:
1. Для силовых одиночных электроприемников: ток уставки теплового расцепителя
ток уставки электродинамического расцепителя,
где Iн — номинальный ток электроприемника;
      Iпуск — пусковой ток электродвигателя.
2. Для группы силовых (двигательных) электроприемников соответственно:
It 1.1/max;          Iэ  1,2 (IПУСК+ /тma),
где /max — наибольший суммарный ток группы электроприемников в номинальном режиме.
Автоматы используются для коммутации и защиты цепей электроустановок различного назначения, электродвигателей. Они устанавливаются в шкафах отходящих линий комплектных трансформаторных подстанций (КТП).
Автоматы выпускаются на переменные напряжения от 220 до 660 В и постоянные — от 110 до 440 В с ручным и электродвигательным приводом.
Наибольшее применение получили автоматы серий:
1.  «Электрон» — для установки в распределительных устройствах на постоянное напряжение до 440 В и переменное до 660В. Отключают ток от 50.000 до 160.000 А.
2.  АЕ-1000, АЕ-2000 — для защиты цепей и электроприемников от перегрузки и коротких замыканий.
Напряжения: переменные 380, 660 В, постоянные — 110, 220 В.
Отключаемые токи от 1000 до 10.000 А.
3.  Автоматы А-3000 — наиболее распространенная серия.
2.2. Трехполюсные автоматические выключатели типа АЕ
Трехполюсные автоматические выключатели типа ХЕ2040, АЕ2050М предназначены для применения в электрических цепях переменного тока частоты 50 и 60 Гц (рис. 2.1):
— выключатели тепловыми расцепителями без регулировки номинального тока и температурной компенсации;
— для защиты от перегрузок коротких замыканий, для нечастых оперативных включений и отключений линий;
— выключатели с тепловыми расцепителями регулировкой номинального тока и температурной компенсацией
— для защиты от перегрузок и коротких замыканий, пуска и остановки асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Пример расшифровки обозначения :
АЕ20ХХХ-ХХХ 00X3:
АЕ20 — серия;
X — величина номинального тока выключателя:
   4 — 63А,
   5 — 100А;
X — число полюсов и тип максимального расцепителя тока:
   3 — трехполюснью с электромагнитными расцепителями;
   6 — трехполюсные с электромагнитными и тепловыми расцепителями;
X — условное обозначение модификации выключателей на 80 и 100 А в габарите выключателей на 63А — М;
X — условное обозначение отсутствия или наличия и вида свободных вспомогательных контактов:
   1 — без контактов;
   2 — один замыкающий;
   3 — один размыкающий;
   4 — один замыкающий и один размыкающий;
X — обозначение дополнительного расцепителя:
   0 — без расцепителя;
   2 — независимый;
X — обозначение   наличия   регулировки   номинального тока и наличие температурной компенсации:
   Р — есть,
   0 — отсутствует;
00 — степень защиты — 1Р00;
ХЗ — климатическое исполнение — УЗ, ТЗ.

Методика проверки автоматов постоянного тока (Страница 1) — Оперативный ток и цепи управления — Советы бывалого релейщика

observer пишет:

когда китайские автоматы полностью сгорали при таком испытании. Оказалось, что у них даже не было дугогасительных камер на контактах.

Потому и возникает органическое неприятие китайских автоматов и их российских и прочих эксСССР-клонов даже для бытового применения. 

Каа 87 пишет:

Так и автоматы не АП-50

Отличаются только габаритами. Та же тепловуха, тот же ЭМ-расцепитель. Стоило присмотреться к методике выставления проверочного тока для ЭМ-расцепителя.

Каа 87 пишет:

производитель сказал-нельзя и я к его мнению прислушался.

Продавцов-манагеров больше слушайте, они скажут. Для характеристики срабатывания ЭМ-расцепителя  автомата DC одинаково неправильно пульсирующий ток и переменный.  А при проверке от постоянного (батарея+реостат) — другой ток срабатывания получится

Каа 87 пишет:

Токи КЗ относительно невелики-1-1,5 кА.

Ток-то постоянный. Дуга очень плохо гаснет. Остаётся надеяться на то, что это не кЕтай. Я вот ссылку потерял. Они модульные предлагают в любом корпусе с любой надписью (хоть АББ, хоть ВАСЯ) по цене от 80 центов за штуку. Понятно, с дугогашением у таких проблемы. Как и с характеристиками.

observer пишет:

Вы проверяли всего лишь характеристики выключателя: мгновенную] (электромагнитную) и с выдержкой времени (тепловую).

В эксплуатации другого и не нужно. Это ж не сертификационные испытания.По отключающей способности эксплуатационникам приходится доверять производителю.

Каа 87 пишет:

я уверен,что не прошедшие испытания АВ не отключат

Абсолютно верно. А гарантия у них уже закончилась?

Каа 87 пишет:

проверил порядка 20-ти автоматов пост тока,из них 2 шт не прошли по тепловому расцепителю, один-по электромагнитному.

Это очень много. Даже для российского КЭАЗ. Не ожидал от Шнайдера такой засады. Ну 1-2 на сотню — это привычные цифры.  Это случайно не индийский Шнайдер?

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

Двигатель постоянного тока – обзор

1.1.2.2 Двигатель переменного тока

В отличие от двигателей постоянного тока, которые вращаются за счет силы между двумя неподвижными магнитными полями, двигатели переменного тока используют силу между двумя вращающимися магнитными полями . В двигателях переменного тока вращается как магнитное поле статора, так и магнитное поле ротора, как показано на рис. 1.6.

Рисунок 1.6. Принцип работы двигателя переменного тока.

Как будет более подробно описано в Главе 3, эти два магнитных поля всегда вращаются с одинаковой скоростью и, таким образом, находятся в состоянии покоя относительно друг друга и сохраняют определенный угол.В результате между ними создается постоянная сила, заставляющая двигатель переменного тока работать непрерывно. Принцип работы двигателя переменного тока заключается в том, что сила, создаваемая взаимодействием двух вращающихся магнитных полей, заставляет ротор вращаться.

В двигателях переменного тока вращающееся магнитное поле на статоре создается трехфазными токами. Когда трехфазный источник переменного тока подается на трехфазные обмотки статора двигателя переменного тока, трехфазные токи, протекающие в этих обмотках, создают вращающееся магнитное поле.Мы рассмотрим вращающееся магнитное поле более подробно в главе 3.

Существует два типа двигателей переменного тока: синхронный двигатель и асинхронный двигатель . Они генерируют магнитное поле ротора по-разному, тогда как магнитное поле статора генерируют одинаково. В синхронном двигателе, изображенном на рис. 1.2В, магнитное поле на роторе создается либо постоянным магнитом, либо обмоткой возбуждения, питаемой от источника постоянного тока, отделенного от источника переменного тока статора.В этом двигателе магнитное поле ротора стационарно относительно ротора. Следовательно, для создания крутящего момента ротор должен вращаться с той же скоростью, что и статор, вращающий магнитное поле. Эта скорость называется синхронной скоростью . Вот почему этот двигатель упоминается как синхронный двигатель .

С другой стороны, в асинхронном двигателе, как показано на рис. 1.2C, магнитное поле ротора генерируется мощностью переменного тока. Мощность переменного тока, используемая для возбуждения ротора, передается от статора за счет электромагнитной индукции.Из-за этой важной особенности этот двигатель упоминается как асинхронный двигатель . В асинхронном двигателе магнитное поле ротора вращается относительно ротора с некоторой скоростью. Для создания крутящего момента статор и ротор, вращающие магнитные поля, должны вращаться с одинаковой скоростью. Для этого необходимо, чтобы сам ротор вращался с разностью скоростей между статорным и роторным вращающимися магнитными полями. Точнее, вращающееся магнитное поле ротора вращается с разностью скоростей между вращающимся магнитным полем статора и ротором.Для использования возбуждения ротора электромагнитной индукцией скорость вращения ротора всегда должна быть меньше синхронной скорости. Таким образом, асинхронный двигатель также называют асинхронным двигателем .

Среди двигателей двигатели постоянного тока в основном используются для управления скоростью и крутящим моментом из-за их простоты. Их простота обусловлена ​​тем, что скорость двигателя постоянного тока пропорциональна напряжению, а его крутящий момент пропорционален току. Однако, поскольку двигатели постоянного тока требуют периодического обслуживания щеток и коллекторов, в последнее время наблюдается тенденция к использованию двигателей переменного тока, не требующих технического обслуживания, поскольку они могут обеспечить высокую производительность по разумной цене.

Как упоминалось ранее, электродвигатели могут работать на основе фундаментального принципа, заключающегося в том, что крутящий момент, создаваемый взаимодействием между магнитными полями, генерируемыми в статоре и роторе, заставляет двигатель вращаться. Теперь мы рассмотрим требования, которые обеспечивают непрерывное создание крутящего момента двигателем.

Машина постоянного тока – конструкция, работа, типы, уравнение ЭДС и применение

Машины постоянного тока можно разделить на два типа, а именно двигатели постоянного тока , а также генераторы постоянного тока .Большинство машин постоянного тока эквивалентны машинам переменного тока, потому что они включают в себя переменные токи, а также переменные напряжения. Выход машины постоянного тока является выходом постоянного тока, потому что они преобразуют напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока. Преобразование этого механизма известно как коммутатор, поэтому эти машины также называются коммутационными машинами. Машина постоянного тока чаще всего используется для двигателя. Основные преимущества этой машины включают регулирование крутящего момента, а также легкую скорость. Применение машины постоянного тока ограничено поездами, мельницами и шахтами.Например, в вагонах метрополитена, а также в троллейбусах могут использоваться двигатели постоянного тока. В прошлом автомобили конструировались с динамо-машинами постоянного тока для зарядки аккумуляторов.


Что такое машина постоянного тока?

Машина постоянного тока представляет собой электромеханическое устройство для преобразования энергии. Принцип работы машины постоянного тока заключается в том, что электрический ток протекает через катушку в магнитном поле, а затем магнитная сила создает крутящий момент, который вращает двигатель постоянного тока. Машины постоянного тока подразделяются на два типа, такие как генератор постоянного тока и двигатель постоянного тока.

Машина постоянного тока

Основная функция генератора постоянного тока заключается в преобразовании механической энергии в электрическую энергию постоянного тока, тогда как двигатель постоянного тока преобразует энергию постоянного тока в механическую энергию. Двигатель переменного тока часто используется в промышленности для преобразования электрической энергии в механическую. Однако двигатель постоянного тока применим там, где требуется хорошее регулирование скорости и широкий диапазон скоростей, например, в системах с электрическими транзакциями.

Строительство машины постоянного тока

Конструкция машины постоянного тока может быть выполнена с использованием некоторых основных частей, таких как ярмо, полюсный сердечник и полюсные башмаки, полюсная катушка и катушка возбуждения, сердечник якоря, обмотка якоря или проводник, коммутатор, щетки и подшипники.Некоторые из частей машины постоянного тока обсуждаются ниже.

Конструкция машины постоянного тока
Хомут

Другое название коромысла — рама. Основная функция ярма в машине — обеспечивать механическую опору, предназначенную для полюсов, и защищать всю машину от влаги, пыли и т. д. Материалы, используемые в яме, разработаны из чугуна, литой стали или стального проката.

Стойка и стержень

Полюс машины постоянного тока представляет собой электромагнит, а обмотка возбуждения наматывается между полюсами.Всякий раз, когда обмотка возбуждения находится под напряжением, полюс создает магнитный поток. В качестве материалов для этого используются литая сталь, чугун или полюсный сердечник. Он может быть изготовлен из пластин из отожженной стали для уменьшения падения мощности из-за вихревых токов.

Башмак для столба

Башмак для полюса в машине постоянного тока является обширной деталью, а также для увеличения области полюса. Из-за этой области поток может распространяться в воздушном зазоре, а дополнительный поток может проходить через воздушное пространство к якорю.Материалы, используемые для изготовления опорных башмаков, представляют собой чугун или литой конь, а также используется ламинирование из отожженной стали для уменьшения потерь мощности из-за вихревых токов.

Обмотки возбуждения

При этом обмотки наматываются в области полюсного сердечника и называются катушкой возбуждения. Всякий раз, когда ток подается через обмотку возбуждения, он электромагнитизирует полюса, которые создают требуемый поток. В качестве материала для обмотки возбуждения используется медь.

Сердечник арматуры
Ядро арматуры

включает в себя огромное количество слотов по краю.В этих пазах находится проводник якоря. Он обеспечивает путь с низким сопротивлением к потоку, создаваемому обмоткой возбуждения. Материалы, используемые в этом сердечнике, представляют собой материалы с низкой проницаемостью и низким магнитным сопротивлением, такие как железо, иначе отлитое. Ламинирование используется для уменьшения потерь из-за вихревых токов.

Обмотка якоря

Обмотка якоря может быть образована соединением проводника якоря. Всякий раз, когда обмотка якоря вращается с помощью первичного двигателя, в ней индуцируется напряжение, а также магнитный поток.Эта обмотка соединена с внешней цепью. Материалы, используемые для этой обмотки, являются проводящими материалами, такими как медь.

Коллектор

Основной функцией коммутатора в машине постоянного тока является сбор тока от проводника якоря, а также подача тока на нагрузку с помощью щеток. А также обеспечивает однонаправленный крутящий момент для двигателя постоянного тока. Коллектор может быть построен с большим количеством сегментов в форме ребра из твердотянутой меди. Сегменты коммутатора защищены тонким слоем слюды.

Щетки

Щетки в машине постоянного тока собирают ток от коммутатора и подают его на внешнюю нагрузку. Щетки изнашиваются со временем для частого осмотра. Материалы, используемые в щетках, представляют собой графит или углерод прямоугольной формы.

Типы машин постоянного тока

Возбуждение машины постоянного тока подразделяется на два типа, а именно раздельное возбуждение и самовозбуждение. В машине постоянного тока с отдельным типом возбуждения катушки возбуждения активируются с помощью отдельного источника постоянного тока.В машине постоянного тока с самовозбуждением поток тока через обмотку возбуждения обеспечивается машиной. Основные типы машин постоянного тока подразделяются на четыре типа, которые включают следующие.

  • Машина постоянного тока с независимым возбуждением
  • Шунтирующий/шунтирующий аппарат.
  • Машина с обмоткой серии
  • .
  • Составная намотка/составная машина.

Отдельное возбуждение

В машине постоянного тока с независимым возбуждением для активации катушек возбуждения используется отдельный источник постоянного тока.

Шунтирующая рана

В машинах постоянного тока с шунтовой обмоткой катушки возбуждения соединены параллельно через якорь . Поскольку шунтирующее поле получает полное выходное напряжение генератора, в противном случае напряжение питания двигателя, оно обычно состоит из огромного количества витков тонкой проволоки с небольшим током возбуждения.

Серия

Рана

В машинах постоянного тока с последовательной обмоткой катушки возбуждения соединены последовательно через якорь. Так как последовательная обмотка возбуждения получает ток якоря, а ток якоря большой, то в связи с этим последовательная обмотка возбуждения включает в себя несколько витков провода большой площади поперечного сечения.

Сложная рана

Составная машина включает в себя как ряд, так и шунтирующие поля. Две обмотки выполняются с каждым полюсом машины. Последовательная обмотка машины включает несколько витков огромной площади поперечного сечения, так же как и шунтирующие обмотки, включают несколько тонких витков провода.

Подключение составной машины можно выполнить двумя способами. Если шунтирующее поле соединено параллельно только якорем, то машина может быть названа «составной машиной с коротким шунтом», а если шунтирующее поле соединено параллельно как якорем, так и последовательным полем, то машина называется «машина с длинным шунтом».

Уравнение ЭДС машины постоянного тока

ЭДС машины постоянного тока можно определить так: когда якорь в машине постоянного тока вращается, в катушках может генерироваться напряжение. В генераторе ЭДС вращения можно назвать генерируемой ЭДС, а Er=Eg. В двигателе ЭДС вращения может называться встречной или обратной ЭДС, и Er=Eb.

Пусть Φ — полезный поток для каждого полюса в вебере

P — общее количество полюсов

z — общее количество проводников в якоре

n — скорость вращения якоря в оборотах за каждую секунду

А — нет.параллельной полосы по всему якорю среди щеток противоположной полярности.

Z/A. проводника якоря внутри серии на каждую параллельную полосу

Поскольку поток для каждого полюса равен «Φ», каждый проводник сокращает поток «PΦ» за один оборот.

Напряжение, создаваемое для каждого проводника = косая черта потока для каждого оборота в WB / время, необходимое для одного оборота в секундах

Поскольку «n» оборотов совершается в течение одной секунды, а 1 оборот будет выполнен в течение 1/n секунды.Таким образом, время одного оборота якоря составляет 1/n сек.

Нормативное значение вырабатываемого напряжения для каждого проводника

p Φ/1/n = np Φ вольт

Производимое напряжение (E) можно определить по количеству проводников якоря в серии I любой отдельной линии среди щеток, таким образом, все генерируемое напряжение

E = стандартное напряжение для каждого проводника x шт. проводников в ряду на каждую полосу

E = n.P.Φ x Z/A

Приведенное выше уравнение является e.м.ф. уравнение машины постоянного тока.

Машина постоянного тока против машины переменного тока

Различие между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока заключается в следующем.

Двигатель постоянного тока Двигатели постоянного тока

Двигатель переменного тока

Двигатель постоянного тока

Двигатель переменного тока представляет собой электрическое устройство, приводимое в действие переменным током — это один из видов вращательного двигателя, который используется для преобразования энергии постоянного тока в механическую.
Они делятся на два типа, такие как синхронные и асинхронные двигатели. Доступны два типа двигателей: щеточные и щеточные.
Входное питание двигателя переменного тока — переменный ток Входное питание двигателя постоянного тока — постоянный ток
В этом моторе нет щеток и коллекторов. В этом двигателе присутствуют угольные щетки и коллекторы.
Входные фазы двигателей переменного тока одно- и трехфазные Входные фазы питания двигателей постоянного тока однофазные
Характеристики якоря двигателей переменного тока таковы, что якорь неактивен, в то время как магнитное поле вращается. Характеристики якоря двигателей постоянного тока: якорь вращается, а магнитное поле остается неактивным.
Он имеет три входных клеммы, как RYB. Он имеет две входные клеммы, такие как положительная и отрицательная
Регулирование скорости двигателя переменного тока может осуществляться путем изменения частоты. Регулирование скорости двигателя постоянного тока можно осуществить изменением тока обмотки якоря
КПД двигателя переменного тока меньше из-за потери индукционного тока и скольжения двигателя. КПД двигателя постоянного тока высок из-за отсутствия индукционного тока и скольжения
Не требует обслуживания Требуется обслуживание
Двигатели переменного тока используются везде, где требуется высокая скорость, а также переменный крутящий момент. используются везде, где требуется переменная скорость, а также высокий крутящий момент.
На практике используются в крупных отраслях промышленности На практике они используются в приборах

Потери в машине постоянного тока

Мы знаем, что основной функцией машины постоянного тока является преобразование механической энергии в электрическую.В этом методе преобразования вся входная мощность не может быть преобразована в выходную мощность из-за потерь мощности в различных формах. Тип потери может меняться от одного аппарата к другому. Эти потери снизят КПД аппарата, а также повысят температуру. Потери энергии в машине постоянного тока можно разделить на электрические, иначе потери в меди, потери в сердечнике, иначе потери в железе, механические потери, потери на щетках и потери при паразитной нагрузке.

Преимущества машины постоянного тока

К преимуществам этой машины относятся следующие.

  • Машины постоянного тока, такие как двигатели постоянного тока, имеют различные преимущества, такие как высокий пусковой крутящий момент, возможность реверсирования, быстрый пуск и остановка, изменение скорости посредством ввода напряжения
  • Они очень легко контролируются, а также дешевле по сравнению с AC
  • .
  • Контроль скорости в порядке
  • Крутящий момент высокий
  • Операция без проблем
  • Без гармоник
  • Простота установки и обслуживания

Применение машины постоянного тока

В настоящее время генерация электрической энергии может осуществляться в больших количествах в виде переменного тока (переменного тока).Следовательно, использование машин постоянного тока, таких как двигатели и генераторы постоянного тока, чрезвычайно ограничено, поскольку они используются в основном для обеспечения возбуждения генераторов переменного тока малого и среднего диапазона. В промышленности машины постоянного тока используются для различных процессов, таких как сварка, электролитическая обработка и т. д.

Обычно генерируется переменный ток, который затем преобразуется в постоянный с помощью выпрямителей. Поэтому генератор постоянного тока подавляется источником переменного тока, который выпрямляется для использования в нескольких приложениях.Двигатели постоянного тока часто используются в качестве приводов с регулируемой скоростью и там, где происходят серьезные изменения крутящего момента.

Применение машины постоянного тока в качестве двигателя используется путем разделения на три типа, такие как серийный, шунтирующий и составной, тогда как применение машины постоянного тока в качестве генератора подразделяется на генераторы с независимым возбуждением, последовательные генераторы и генераторы с параллельной обмоткой.

Итак, речь идет о машинах постоянного тока. Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что машины постоянного тока представляют собой генератор постоянного тока и двигатель постоянного тока.Генератор постоянного тока в основном используется для подачи источников постоянного тока к машине постоянного тока на электростанциях. В то время как двигатель постоянного тока приводит в движение некоторые устройства, такие как токарные станки, вентиляторы, центробежные насосы, печатные станки, электровозы, подъемники, краны, конвейеры, прокатные станы, авторикши, льдогенераторы и т. д. Вот вам вопрос, что такое коммутация в машина постоянного тока?

Знакомство с четырьмя типами двигателей постоянного тока

В современном промышленном секторе повсеместно используются двигатели постоянного тока.От робототехники до автомобилей, небольшие и средние автомобильные приложения часто используют двигатели постоянного тока из-за их широкого спектра функций.

Поскольку двигатели постоянного тока используются в самых разных областях, существуют различные типы двигателей постоянного тока, подходящие для различных задач в промышленном секторе.

Основные типы двигателей постоянного тока

Понимание различных типов двигателей постоянного тока также поможет вам понять, как они используются для различных приложений и какой тип может применяться в вашем приложении.

Существует 4 основных типа двигателей постоянного тока:

1. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами

В двигателе с постоянными магнитами для создания магнитного поля используется постоянный магнит. Этот тип двигателя постоянного тока обеспечивает большой пусковой крутящий момент и имеет хорошую регулировку скорости, но крутящий момент ограничен, поэтому они обычно используются в устройствах с малой мощностью.

2. Двигатели постоянного тока серии

В последовательном двигателе постоянного тока возбуждение наматывается несколькими витками большого провода, по которому проходит полный ток якоря.Как правило, серийные двигатели постоянного тока создают большой пусковой момент, но не могут регулировать скорость и даже могут быть повреждены при работе без нагрузки. Эти ограничения означают, что они не являются хорошим вариантом для приводов с регулируемой скоростью.

3. Шунтирующие двигатели постоянного тока

В шунтирующих двигателях постоянного тока возбуждение подключается параллельно (шунтирую) обмоткам якоря. Эти двигатели обеспечивают отличное регулирование скорости благодаря тому, что шунтирующее поле может возбуждаться отдельно от обмоток якоря, что также обеспечивает упрощенное реверсивное управление.

4. Составные двигатели постоянного тока

Комбинированные двигатели постоянного тока, как и шунтирующие двигатели постоянного тока, имеют шунтирующее поле с независимым возбуждением. Составные двигатели постоянного тока имеют хороший пусковой момент, но могут возникнуть проблемы с управлением в приводах с регулируемой скоростью.

Между 4 типами двигателей постоянного тока существует множество потенциальных применений. Каждый тип двигателя постоянного тока имеет свои сильные и слабые стороны. Понимание этого может помочь вам понять, какие типы могут быть полезны для вашего приложения.

Чтобы узнать больше о двигателях постоянного тока и их применении, просмотрите наш каталог поставщиков сервоприводов постоянного тока.

Базовая конструкция и работа генератора постоянного тока.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока представляет собой электрическую машину, преобразующую механическую энергию в электричество постоянного тока . Это преобразование энергии основано на принципе создания динамически индуцированной ЭДС. В этой статье описывается базовая конструкция и работа генератора постоянного тока .

Строительство машины постоянного тока:

Примечание: Теоретически генератор постоянного тока можно использовать в качестве двигателя постоянного тока без каких-либо конструктивных изменений, и наоборот. Таким образом, генератор постоянного тока или двигатель постоянного тока можно в широком смысле назвать машиной постоянного тока. Эти основные детали конструкции также действительны для конструкции двигателя постоянного тока . Следовательно, давайте назовем этот пункт построением машины постоянного тока , а не просто «конструированием генератора постоянного тока».

На приведенном выше рисунке показаны детали конструкции простой 4-полюсной машины постоянного тока . Машина постоянного тока состоит из двух основных частей; статор и ротор. Основные конструктивные части машины постоянного тока описаны ниже.

  1. Хомут: Внешняя рама машины постоянного тока называется ярмом. Изготавливается из чугуна или стали. Он не только обеспечивает механическую прочность всей сборки, но и пропускает магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения.
  2. Стойки и башмаки: Стойки крепятся к хомуту с помощью болтов или сварки.Они несут обмотку возбуждения и к ним крепятся полюсные башмаки. Обувь с шестом служит двум целям; (i) они поддерживают катушки возбуждения и (ii) равномерно распределяют поток в воздушном зазоре.
  3. Обмотка возбуждения: Обычно изготавливаются из меди. Катушки возбуждения предварительно намотаны и размещены на каждом полюсе и соединены последовательно. Они намотаны таким образом, что при подаче напряжения они образуют чередующиеся северный и южный полюса.
  4. Сердечник якоря (ротор)
  5. Сердечник якоря: Сердечник якоря представляет собой ротор машины постоянного тока.Он имеет цилиндрическую форму с прорезями для обмотки якоря. Якорь состоит из тонких многослойных круглых стальных дисков для уменьшения потерь на вихревые токи. Он может быть снабжен воздуховодами для осевого потока воздуха в целях охлаждения. Якорь соединен с валом шпонкой.
  6. Обмотка якоря: Обычно это бывшая намотанная медная катушка, которая располагается в пазах якоря. Проводники якоря изолированы друг от друга, а также от сердечника якоря. Обмотка якоря может быть намотана одним из двух способов; обмотка внахлест или волновая обмотка.Обычно используются двухслойные обмотки внахлестку или волновые обмотки. Двухслойная обмотка означает, что в каждый слот якоря помещаются две разные катушки.
  7. Коллектор и щетки: Физическое соединение с обмоткой якоря осуществляется через коллекторно-щеточное устройство. Функция коммутатора в генераторе постоянного тока состоит в том, чтобы собирать ток, генерируемый в проводниках якоря. Принимая во внимание, что в случае двигателя постоянного тока коммутатор помогает подавать ток на проводники якоря. Коммутатор состоит из набора медных сегментов, изолированных друг от друга.Количество сегментов равно количеству витков якоря. Каждый сегмент соединен с катушкой якоря, а коммутатор соединен шпонкой с валом. Щетки обычно изготавливаются из углерода или графита. Они опираются на сегменты коммутатора и скользят по сегментам, когда коммутатор вращается, сохраняя физический контакт для сбора или подачи тока.

Коллектор

Принцип работы генератора постоянного тока:

Согласно законам электромагнитной индукции Фарадея, всякий раз, когда проводник помещается в переменное магнитное поле (ИЛИ проводник перемещается в магнитном поле), в проводнике индуцируется ЭДС (электродвижущая сила).Величину ЭДС индукции можно рассчитать из уравнения ЭДС генератора постоянного тока. Если проводник имеет замкнутый путь, индуцированный ток будет циркулировать внутри пути. В генераторе постоянного тока катушки возбуждения создают электромагнитное поле, а проводники якоря вращаются в поле. Таким образом, в проводниках якоря возникает ЭДС электромагнитного поля. Направление индукционного тока определяется правилом правой руки Флеминга.


Необходимость коммутатора с разъемным кольцом:

Согласно правилу правой руки Флеминга направление индукционного тока меняется всякий раз, когда изменяется направление движения проводника.Пусть якорь вращается по часовой стрелке, а проводник слева движется вверх. Когда якорь совершит половину оборота, направление движения этого конкретного проводника изменится на нисходящее. Следовательно, направление тока в каждом проводнике якоря будет переменным. Если вы посмотрите на приведенный выше рисунок, вы узнаете, как меняется направление индуцированного тока в проводнике якоря. Но с коммутатором с разъемным кольцом соединения проводников якоря также меняются местами, когда происходит изменение направления тока.И поэтому мы получаем однонаправленный ток на клеммах.

Типы генератора постоянного тока:

Генераторы постоянного тока можно разделить на две основные категории, а именно; (i) Отдельно возбужденный и (ii) Самовозбуждающийся.
(i) Отдельное возбуждение : В этом типе катушки возбуждения питаются от независимого внешнего источника постоянного тока.
(ii) Самовозбуждающийся : В этом типе катушки возбуждения питаются от тока, вырабатываемого самим генератором. Начальная генерация ЭДС обусловлена ​​остаточным магнетизмом в полюсах поля.Генерируемая ЭДС вызывает протекание части тока в катушках возбуждения, тем самым усиливая поток поля и тем самым увеличивая генерацию ЭДС. Генераторы постоянного тока с самовозбуждением можно разделить на три типа —
(a) Последовательная обмотка — обмотка возбуждения последовательно с обмоткой якоря
(b) Шунтовая обмотка — обмотка возбуждения, параллельная обмотке якоря
(c) Составная обмотка — комбинация последовательной и параллельной обмотки

Вы можете узнать больше о типах генератора/машины постоянного тока здесь.

Двигатель постоянного тока

или двигатель постоянного тока: что это? (Схема прилагается)

Что такое двигатель постоянного тока?

Принцип работы двигателя постоянного тока

Когда проводник с током помещается в магнитное поле, он испытывает крутящий момент и имеет тенденцию двигаться.

Другими словами, при взаимодействии магнитного поля и электрического поля возникает механическая сила. По этому принципу работает двигатель постоянного тока или двигатель постоянного тока . Это известно как двигательное действие.

Направление вращения этого двигателя задается правилом левой руки Флеминга, которое гласит, что если указательный, средний и большой пальцы левой руки вытянуты взаимно перпендикулярно друг другу и если указательный палец представляет направление магнитное поле, средний палец указывает направление тока, затем большой палец представляет направление, в котором сила действует на вал двигателя постоянного тока .

Конструктивно двигатель постоянного тока точно подобен генератору постоянного тока, но электрически он противоположен.

Здесь мы, в отличие от генератора, подаем электрическую энергию на входной порт и получаем механическую энергию на выходном порту. Мы можем представить это с помощью блок-схемы, показанной ниже.

В приведенном выше двигателе постоянного тока напряжение питания E и ток I подаются на электрический порт или входной порт, и мы получаем механический выходной сигнал, т. е. крутящий момент T и скорость ω, из механического порта или выходного порта.

Параметр K связывает переменные портов ввода и вывода двигателя постоянного тока .

Таким образом, из рисунка выше мы можем хорошо понять, что двигатель — это явление, прямо противоположное генератору постоянного тока, и мы можем получить как двигатель, так и генератор от одной и той же машины, просто поменяв местами порты.

Подробное описание двигателя постоянного тока

Чтобы получить более подробное представление о двигателе постоянного тока, рассмотрим приведенную ниже схему.

Круг в центре представляет собой двигатель постоянного тока. На круге рисуем кисти. На щетки подключаем внешние клеммы, через которые подаем напряжение питания.

На механическом терминале у нас есть вал, выходящий из центра якоря, и вал соединяется с механической нагрузкой. На клеммах питания представляем сопротивление якоря R и последовательно.

Теперь пусть входное напряжение E подается на щетки. Электрический ток, протекающий через якорь ротора через щетки, в присутствии магнитного поля создает крутящий момент T g . За счет этого крутящего момента T g вращается якорь двигателя постоянного тока.

Поскольку по проводникам якоря текут токи, а якорь вращается внутри магнитного поля статора, он также создает ЭДС E b , очень похожую на генераторную.

Генерируемая ЭДС E b направлена ​​противоположно приложенному напряжению и называется обратной ЭДС, поскольку она противодействует прямому напряжению.
Обратная ЭДС, как и в случае с генератором, представлена ​​как

Где P = количество полюсов
φ = поток на полюс
Z = количество.проводников
A = количество параллельных путей
, а N — скорость двигателя постоянного тока.

Итак, из приведенного выше уравнения мы видим, что E b пропорционально скорости N. То есть всякий раз, когда вращается двигатель постоянного тока; это приводит к генерации обратной ЭДС. Теперь давайте представим скорость ротора через ω в рад/сек. Итак, E b пропорционально ω.

Итак, когда приложение нагрузки снижает скорость двигателя, E b уменьшается. Таким образом, разница напряжений между напряжением питания и противо-ЭДС увеличивается, что означает увеличение E − E b .

Из-за этой увеличенной разности напряжений увеличивается ток якоря и, следовательно, увеличивается крутящий момент и, следовательно, скорость. Таким образом, двигатель постоянного тока способен поддерживать одинаковую скорость при переменной нагрузке.

Теперь ток якоря I a представлен как

Теперь при запуске скорость ω = 0, поэтому при запуске E b = 0.

Теперь, поскольку электрическое сопротивление обмотки якоря R a мало, этот двигатель имеет очень большой пусковой ток при отсутствии противо-ЭДС.В результате нам нужно использовать стартер для запуска двигателя постоянного тока.
Теперь по мере того, как двигатель продолжает вращаться, начинает генерироваться противо-ЭДС, и постепенно ток уменьшается по мере того, как двигатель набирает скорость.

Типы двигателей постоянного тока

Двигатели прямого действия классифицируются по соединению обмотки возбуждения с якорем.

Существует 3 основных типа двигателей постоянного тока:

  1. Двигатель постоянного тока с шунтовой обмоткой
  2. Двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой
  3. Двигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой

Двигатель постоянного тока Основы | ЕС&М

Двигатель первого типа до сих пор широко используется

В конце 1800-х годов несколько изобретателей построили первые работающие двигатели, в которых использовалась энергия постоянного тока (DC).После изобретения асинхронного двигателя машины переменного тока (AC) в большинстве приложений в значительной степени заменили машины постоянного тока. Тем не менее, двигатели постоянного тока все еще имеют множество применений.

Принцип работы двигателя постоянного тока. Двигатели постоянного тока состоят из обмоток ротора (якоря) и неподвижных обмоток (полюсов возбуждения). Во всех двигателях постоянного тока, за исключением двигателей с постоянными магнитами, ток должен подаваться на обмотки якоря путем пропускания тока через угольные щетки, которые скользят по набору медных поверхностей, называемых коммутатором, который установлен на роторе.Стержни коллектора припаяны к обмоткам якоря. Комбинация щетка/коллектор образует ползунковый переключатель, который активирует определенные части якоря в зависимости от положения ротора. Этот процесс создает северный и южный магнитные полюса на роторе, которые притягиваются или отталкиваются северным и южным полюсами на статоре, которые образуются при пропускании постоянного тока через обмотки возбуждения. Именно это магнитное притяжение и отталкивание заставляет ротор вращаться.

Преимущества.

Самым большим преимуществом двигателей постоянного тока может быть регулирование скорости. Поскольку скорость прямо пропорциональна напряжению якоря и обратно пропорциональна магнитному потоку, создаваемому полюсами, регулировка напряжения якоря и/или тока возбуждения изменит скорость ротора. Сегодня преобразователи частоты могут обеспечить точное регулирование скорости двигателей переменного тока, но они делают это за счет качества электроэнергии, поскольку полупроводниковые переключающие устройства в приводах создают богатый спектр гармоник.Двигатель постоянного тока не оказывает неблагоприятного воздействия на качество электроэнергии.

Недостатки.

Источник питания, первоначальная стоимость и требования к техническому обслуживанию являются недостатками, связанными с двигателями постоянного тока.

  • Выпрямление должно быть обеспечено для всех двигателей постоянного тока, питаемых от сети. Это также может вызвать проблемы с качеством электроэнергии.

  • Конструкция двигателя постоянного тока значительно сложнее и дороже, чем у двигателя переменного тока, в первую очередь из-за наличия коллектора, щеток и обмоток якоря.Асинхронный двигатель не требует коллектора или щеток, и в большинстве из них вместо настоящих обмоток используются литые роторные стержни с короткозамкнутым ротором — два огромных упрощения.

  • Техническое обслуживание узла щетка/коллектор имеет большое значение по сравнению с асинхронными двигателями.

Несмотря на недостатки, двигатели постоянного тока широко используются, особенно в нишевых приложениях, таких как автомобили и небольшие бытовые приборы.

Двигатели с постоянными магнитами.

Здесь вместо обмоток якоря установлены постоянные магниты на роторе.Поскольку магнитное поле, создаваемое ротором, ограничено по силе и не поддается контролю, двигатели с постоянными магнитами обычно имеют небольшие размеры и производят небольшую мощность.

Двигатели серии .

В двигателях серии

обмотки возбуждения соединены последовательно с якорем. В серийных двигателях отсутствует хорошая регулировка скорости, но они хорошо подходят для нагрузок с высоким крутящим моментом, таких как электроинструменты и автомобильные стартеры, благодаря высокому крутящему моменту и компактным размерам.

Шунтирующие двигатели.

В шунтовых двигателях

используются высокоомные обмотки возбуждения, соединенные параллельно якорю. Изменение сопротивления поля изменяет скорость двигателя. Шунтовые двигатели склонны к реакции якоря, искажению и ослаблению потока, создаваемого полюсами, что приводит к проблемам коммутации, о чем свидетельствует искрение на щетках. Установка дополнительных полюсов, называемых промежуточными, на статоре между основными полюсами, соединенными последовательно с якорем, снижает реакцию якоря.

Составные двигатели.

Здесь объединены концепция серии и конструкции шунта. На рисунке выше показан один из способов подключения составного двигателя с промежуточными полюсами. Синие линии обозначают шунтирующее поле, красные линии обозначают последовательное поле, а зеленые линии показывают межполюсные обмотки последовательно с якорем.

По прошествии более века двигатели постоянного тока все еще широко используются, и благодаря нишевым приложениям, которые не собираются исчезать, они будут существовать еще много лет.

Машины постоянного тока и уравнения

Схема машины постоянного тока изображена ниже. Как видите, у него есть магнитные полюса как на статоре, так и на роторе. Крутящий момент, создаваемый машиной постоянного тока, является результатом магнитных сил между статором и ротором.

Обратите внимание, что крутящий момент максимален, когда угол между ними составляет 90 градусов. Провод обмотки возбуждения машины постоянного тока обычно находится на статоре, а провод якоря обычно является проводом ротора.Для поддержания постоянного угла крутящего момента обычно используется коммутатор.

Схема электрической машины постоянного тока.

Машины постоянного тока могут иметь отдельное возбуждение – при внешнем возбуждении, самовозбуждении или при возбуждении от напряжения якоря. Другой тип машины постоянного тока — это машина с шунтирующим соединением, в которой последовательно подключен резистор, подключенный к цепи возбуждения.

Рассмотрим уравнения и формулы, описывающие работу машин постоянного тока.При установлении возбуждения поля возникает магнитный поток и по цепи протекает ток поля. Крутящий момент будет T=kTΦIa.

Генерируемая механическая мощность будет Pm=wmT. Вращение проводника якоря в магнитном поле создает противоэлектродвижущую силу. Eb=kaΦwm, ka и kT — константы, зависящие от геометрии проводников.

Рассеиваемая мощность будет Pd=IaEb. Общая формула для константы: ka=pN2πM, p — количество магнитных полюсов, N — количество проводников на катушку, M — количество параллельных путей на обмотку якоря.

Скорость вращения электрической машины обычно измеряется в оборотах в минуту.

Мы можем математически отличить генератор от двигателя. Если напряжение якоря электрической машины меньше противодействующей ЭДС, то это генератор. Если напряжение якоря электрической машины больше, чем противодействующая ЭДС, то машина является двигателем. Уравнения, описывающие электрическую машину:

–If+VfRf=0Va–RaIa–Eb=0 – для двигателя;

–If+VfRf=0Va–RaIa–Eb=0 – для генератора.

Динамические уравнения, описывающие машины постоянного тока:

Va(t)–Ia(t)Ra–LadIa(t)dt–Eb(t)=0Vf(t)–If(t)Rf–LadIa(t)dt=0 – уравнения для вершины якоря и цепи возбуждения и Нижний.

Уравнение динамического крутящего момента выглядит следующим образом: T(t)=TL+bwL(t)+JdwL(t)dt.

Электрогенераторы

Из-за наличия магнитного сердечника в конструкции машины постоянного тока напряжение якоря не равно нулю при отсутствии тока возбуждения. Когда начинает протекать ток возбуждения, в якоре возникает противоэлектродвижущая сила.

0 comments on “Автомат на постоянный ток: Автоматические выключатели постоянного тока ВА47-60DC

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.