Миф о подключении автоматов ТОЛЬКО СВЕРХУ… что будет, если подключать их снизу?

Сфоткал по случаю один щиток, где отходящие линии от автоматов были сверху. Показав фото знакомому электрику, мы так и не пришли к общему мнению, как же делать правильно — у нас принято фазный провод заводить сверху, тогда почему у педантичных немцев подключение идёт снизу?

Однозначно можно было утверждать только то, что собирал данный щиток человек творческий, со своим видением норм и правил, но вопрос о правильности подключения автоматов остался неразрешённым. Давайте расскажу что знаю я, а выводы пусть каждый делает самостоятельно и поделится ими в комментариях.

С одной стороны, нижнее подключение бывает весьма удобным, особенно когда линии потребителей приходят сверху, можно сделать монтаж в щитке более компактным. Но не нарушает ли подобное подключение правил ПУЭ? Аргументы типа «мы 30 лет так делаем» пока рассматривать не будем. Приведу небольшую выдержку из правил, которую можно попробовать сюда применить:

ПУЭ 3. 1.6
Автоматические выключатели и предохранители пробочного типа должны присоединяться к сети так, чтобы при вывинченной пробке предохранителя (автоматического выключателя) винтовая гильза предохранителя (автоматического выключателя) оставалась без напряжения. При одностороннем питании присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам.

Подкрепим это дело следующей картинкой устройства автоматического выключателя:

На одном из форумов, тоже озадачились подобным вопросом и приводили выдержку из инструкции на модульку ВА47-29, где прописано как производить подключение (https://keaz.ru/f/1444/manual-pass-va47-29.pdf)

Действительно, у большинства автоматических выключателей и УЗО расположение неподвижного контакта сверху. Однако, в самом начале я уже упомянул про немцев и специально нашёл проморолик про защитные автоматы SIEMENS (смотреть с 1:12), где мы видим нижнее подключение:

Если вас не убедил SIEMENS, то продукция АВВ у нас пользуется небывалым авторитетом и у них тоже нет ограничений на подключение. Получается, что на работу АВ верхнее или нижнее подключение влияет примерно одинаково и заморачиваться не стоит?

Конечно, можно набросать миллион причин за и против того и другого варианта, но традиционно так сложилось, что при отключении автомата снизу не должно быть напряжения. Потому логично собирать щиты питанием СВЕРХУ, а отводом снизу, всегда думая о том человеке, который туда полезет после вашего нестандартного монтажа и хватит ли у него квалификации? А то каких только чудес не бывает… однажды довелось видеть щиток, где нули шли через АВ, а фазы были на шинке.

Лично я не считаю, что нижнее распределение это в корне не правильно, но сам бы так делать не стал. А как у вас подключены автоматы — сверху или снизу?

Подписывайтесь на канал Яндекс.Дзен и узнавайте первыми о новых материалах, опубликованных на сайте.

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

Как правильно подключить автомат: схемы подключения

Автор Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 5.8k. Опубликовано 10.06.2016

Установить и правильно подключить автомат в распределительном шкафу – не проблема. С этим может справиться даже обычный человек, который с электричеством сталкивается только, когда вставляет в розетку штепсельную вилку от бытового прибора или включает освещение. Но вопрос, как правильно подключить автомат, все равно часто звучит от обывателей. Все дело в том, что даже среди электриков происходят споры о способах подсоединения. То есть, подводить питающий провод к автоматическому выключателю сверху или снизу.

Давайте не будем спорить здесь, а просто обратимся к правилам устройства электроустановок (ПУЭ), где в одном из пунктов, а, точнее, в пункте 3. 1.6, четко все описано. Ни фото ниже нами сделана выписка из этого пункта ПУЭ.

Итак, правила рекомендуют подключать питающий провод к неподвижному контакту в автомате. А он расположен именно сверху. Но давайте до конца быть честными, и еще раз прочитаем правило. В нем нет строго ограничения, то есть, оно носит только рекомендательный характер. Поэтому отвечая на вопрос, как подключить автоматический выключатель снизу или сверху, можно использовать два варианта. Тем более, прибор будет отключать сеть от перегрузок и короткого замыкания в любом случае в независимости от схемы подключения.

И все же, почему в ПУЭ этот пункт присутствует? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть устройство автоматического выключателя.

Устройство автомата

Чтобы перейти к схемам подключения автомата, необходимо разобраться в первую очередь с его конструкцией. А так как нас интересует именно подключение проводов к нижним или верхним контактам прибора, то надо понимать, что оба контакта (подвижный и неподвижный) изготавливаются из разных металлических сплавов.

Когда дело касается сети переменного тока, то при коммутации автомата его контакты выгорают равномерно, и здесь разницы, куда подключать провода, нет никакой. Если автомат располагается в схеме с постоянным током, то выбор контакта подключения – важная составляющая правильной и долгосрочной работы самого прибора. При высокой величине силы тока наблюдается перенос металлов с одного контакта на другой, поэтому в таких сетях подключение питающих проводов надо производить только сверху, то есть, через неподвижный контакт.

Теперь переходим непосредственно к самому устройству автомата. Чтобы вы поняли, что находится внутри этого прибора, рекомендуем ознакомиться с рисунком ниже.

Два основных элемента, которые выполняют защитные функции автомата – это расцепители электромагнитный и тепловой.

Электромагнитный расцепитель

Этот элемент является защитным, который срабатывает в том случае, если в электрической цепи, куда был установлен сам автомат, появилось короткое замыкание. Именно в этот момент в цепи появляются токи огромной величины (практически превышающие номинальное значение тока в тысячи раз). Чтобы не сгорела проводка и бытовые приборы, включенные в розетки, расцепитель мгновенно отключает подающую сеть. Время отключения – это миллисекунды. Кстати, существует определенная маркировка по времятоковым характеристикам. Обозначается она буквами латинского алфавита и наносится на корпус самого автоматического выключателя. В быту чаще используются типы «А», «В», и «С».

Сама конструкция электромагнитного расцепителя – это сердечник (соленоид), вокруг которого расположены витки пружины. Соленоид связан напрямую с подвижным контактом автомата. А вот пружина соединяется последовательно с силовыми контактами и тепловым расцепителем. Номинальный ток слишком мал, чтобы созданный внутри катушки магнитный поток, смог втянуть сердечник и тем самым разомкнуть контакты. Как только в сети возникает короткое замыкание, то есть, появляется тог огромной величины, внутри катушки (пружины) возникают большие магнитные потоки, пружина сжимается и втягивает в себя сердечник, который в свою очередь тут же размыкает силовые контакты. А, значит, сеть будет обесточена.

Тепловой расцепитель

Этот элемент предназначается для защиты электрической цепи, если в ней начинают действовать большие нагрузки, отличные от номинальной. Это расцепитель, так сказать, замедленного действия. Он будет определенное время держать перегруз, и если последний не снизится до номинального значения, то отключит питание. Сразу оговоримся, что тепловой расцепитель не будет реагировать на скачки тока кратковременного действия.

Чисто конструктивно тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, которая, по сути, является консолью.

Ее свободный конец соединен с механизмом, который и будет разъединять контакты. При номинальном токе свободный конец пластины располагается близко к рычагу расцепительного механизма. Как только в цепи начнется перегрузка, пластина начинает нагреваться и изгибаться, тем самым действуя на рычаг, тот в свою очередь на механизм, а последний на контакты, размыкая их.

Вот такое достаточно сложное устройство автоматического выключателя и принцип действия.

Схемы подключения

Итак, принцип работы автоматического выключателя теперь понятен, можно переходить непосредственно к схемам его подключения. Начнем с того, что автоматы могут подключаться в однофазные и трехфазные сети. Какие автоматы для этого необходимы? Если разговор вести от однофазных сетях с напряжением в 220 вольт, то в них обычно устанавливается или однополюсный прибор, или двухполюсный. Сама схема будет зависеть от того, используется ли в ней заземляющий контур или нет.

Если в дом входят два провода (ноль и фаза), то в распределительный шкаф можно ставить однополюсный вариант. При этом фазный контур будет проходить именно через сам автомат. Если внутрь дома входит три провода (фаза, ноль и заземление), то общий автомат должен быть двухполюсным. То есть, к первой клемме прибора подключается фаза, ко второй ноль. Заземление через отдельную клеммную коробку разводится до потребителей (светильники и розетки). Далее, провода от автоматического выключателя проводятся до счетчика, затем к однополюсным автоматам, установленных по группам, но уже как было описано в первом случае. Кстати, вот ниже данная система подключения автомата.

Что касается трехфазной сети, то в данном случае лучше всего ставить трехполюсные или четырехполюсные конструкции. Здесь все точно так же, как и в случае с однофазным подключением. То есть, если в доме используется разводка без заземления, то к неподвижным контактам подключаются три фазы питающей сети. Нулевой провод разводится как отдельный контур до потребителей (розетки и лампы). Если в доме присутствует система заземления, то устанавливается четырехполюсная модель, то есть, к прибору будут подключаться три фазы и ноль, а контур заземления пойдет отдельной линией до потребителей.

Полезные советы

Иногда подключение автоматического выключателя связано с правильным проведением некоторых нюансов всего процесса. А именно подсоединением проводов к прибору. На что необходимо обязательно обратить внимание?

• У каждой модели есть свои требования относительно сечения вставляемого провода и длины изоляционной оболочки. Это обязательно указывается в паспорте изделия.
• Чаще всего зачищать провод надо на длину от 0,8 до 1,0 см.
• Важно понимать, что ставить провод с изоляцией в зажим недопустимо, потому что диаметр изоляции больше диаметра самой жилы, поэтому контакт между зажимом и жилой или будет слабым, или будет полностью отсутствовать.
• Фиксация провода в автомате производится винтом, который закручивается отверткой. После фиксации необходимо проверить качество зажима, для этого сам провод надо слегка подергать.
• Если для подключения автомата используется многожильный проводник, то на его конец лучше всего надеть наконечник.

Заключение по теме

Итак, в этой статье мы постарались ответить на вопрос, который интересует многих, как подключить автомат правильно? Надеемся, что из предоставленной информации все понятно. И как уже было сказано выше, этот процесс не самый сложный, главное разобраться в схемах подключения.

Как подключить автоматический выключатель

В домах старой постройки, в системе электроснабжения нулевой провод был не только рабочим, но и одновременно выполнял защитную функцию. В современных зданиях предусмотрено разделение по назначению рабочих и защитных проводников. В связи с этим часто возникает вопрос, как подключить автоматический выключатель, поскольку все электроустановочные изделия европейского образца оборудованы клеммами для подключения заземляющего провода. Кроме того, крепление самих автоматов в распределительном шкафу может быть выполнено путем крепления на DIN-рейку или на специальную монтажную панель.

Устройство и принцип действия

Автоматические выключатели, называемые в быту автоматами или переключателями, относятся к средствам коммутации и предназначаются для подачи электрического тока к какому-либо объекту. Основной функцией этих устройств является автоматическое отключение подачи тока при возникновении аварийной ситуации и неполадок в сети. Автомат защищает электрическую цепь от коротких замыканий, перегрузок и падения напряжения сверх допустимого значения.

Прежде чем выполнять подключение автомата, необходимо разобраться с особенностями его конструкции и принципом срабатывания. Автоматический выключатель состоит из корпуса, коммутирующего устройства, механизма управления в виде кнопки или рукоятки, дугогасительной камеры и винтовых клемм, расположенных вверху и внизу.

Для изготовления корпуса и механизма управления используется прочная пластмасса, не поддерживающая горение. Коммутирующее устройство состоит из подвижных и неподвижных контактов. Каждый полюс автомата состоит из пары этих контактов и оборудован собственной дугогасительной камерой.

Предназначение дугогасительной камеры заключается в гашении электрической дуги, появляющейся при разрыве контактов, находящихся под действием нагрузки. Сама камера изготавливается в виде набора стальных пластин, имеющих профиль определенной формы. Они изолированы между собой и расположены на одинаковом расстоянии относительно друг друга. Именно к этим пластинам притягивается дуга, которая здесь же остывает и угасает. Число пар контактов в разных моделях автоматов составляет от 1 до 4. В устройствах имеются индикаторы положения. Красный цвет указывает на включенное состояние, а зеленый – на выключенное. Таким образом, можно очень быстро определить текущее состояние автоматического выключателя.

Все детали спрятаны внутри корпуса, снаружи видно только верхние и нижние винтовые зажимы, рукоятку управления и индикатор. На корпусе имеется фиксатор, позволяющий быстро установить автомат на DIN-рейку и так же легко демонтировать его.

Для отключения автомата существует специальный механизм, называемый расцепителем. Каждый тип расцепителя имеет собственную конструкцию. Например, в обычных автоматах функцию отключающего устройства выполняет катушка с обмоткой и сердечником. Для обмотки используется медный изолированный провод. Включение катушки в электрическую цепь производится последовательно с контактами, поскольку именно по ней осуществляется движение тока нагрузки. В случае превышения этим током установленного допустимого значения, то под действием магнитного поля катушки сердечник перемещается и оказывает механическое воздействие на отключающее устройство. В результате, происходит размыкание контактов защитного автомата.

Конструкция теплового расцепителя имеет свои особенности. В ее состав входит специальная биметаллическая пластина. Для ее изготовления используются два вида металлов, разнородных по своему составу и с различными коэффициентами линейного расширения. Пластина включается в цепь последовательно с нагрузкой. Во время работы автомата она нагревается током, проходящим через нее. В случае перегрузки происходит изгиб пластины в сторону металла с наименьшим коэффициентом расширения. В действие вступает спусковой механизм, отключающий автомат. Чем больше ток превышает номинальное значение, тем быстрее происходит срабатывание теплового расцепителя.

Монтаж автоматических выключателей

Подключение автоматических выключателей в распределительном шкафу выполняется в определенной последовательности. Сверху заводится кабель, подключенный к внешнему источнику тока, а через выводные отверстия, расположенные внизу, проводка разводится по своим объектам, в соответствии с электрической схемой.

В начале монтажа подключается вводный автомат. При наличии в схеме нескольких линий, изолированных между собой, они разделяются от вводного автоматического выключателя. Его мощность должна быть не меньше общей мощности автоматов, подключенных к раздельным линиям. С этой целью выбираются двух- или четырехполюсные устройства группы D, устойчивые к включению электроинструмента и другого мощного оборудования.

Наибольшее распространение получили однополюсные выключатели, подходящие для любых схем электроснабжения квартир и частных домов. Модульные автоматы устанавливаются на DIN-рейку и соединяются проводниками с пропускной способностью по току, превышающей рабочий ток выключателя. Более удобное подключение нескольких автоматов в одном ряду можно выполнить с помощью специальной соединительной шины. От нее отрезается кусок необходимой длины и закрепляется в клеммах.

Такое подключение возможно за счет расстояния между контактами шины, соответствующего стандартной ширине модульных автоматов. Установка выключателя производится на фазу, а нейтральный проводник подводится от вводного устройства напрямую к приборам.

• Однополюсный выключатель используется при монтаже розеток и систем освещения.
• Двухполюсный автомат подходит для приборов повышенной мощности, таких как электроплита или бойлер. В случае перегрузок он гарантированно разрывает цепь. Схема подключения таких выключателей практически ничем не отличается от однополюсных моделей. Для более эффективного использования их рекомендуется подключать к отдельной линии.
• Трехполюсный автоматический выключатель следует устанавливать только в тех случаях, когда планируется использование электроприборов, работающих при напряжении 380 В. Для того чтобы исключить перекос фаз, подключение нагрузки осуществляется по схеме «треугольник». Такое подключение не требует нейтрального проводника, а потребитель подключается к собственному выключателю.
• Четырехполюсный автоматический выключатель чаще всего используется в качестве вводного. Основным условием подключения считается равномерное распределение нагрузки на всех фазах. При подключении оборудования по схеме «звезда» или трех отдельных однофазных проводов, по нейтральному проводнику будут уходить излишки тока.

При равномерном распределении всех нагрузок, нейтральный провод начинает выполнять защитную функцию в случае непредвиденных перекосов мощностей. Для обеспечения нормального подключения следует использовать только качественные материалы. Все соединения должны надежно закрепляться в клеммах. Если подключается сразу несколько кабелей, их контакты необходимо тщательно зачистить и залудить.

Порядок действий во время подключения можно рассмотреть на примере двухполюсного автоматического выключателя, устанавливаемого в щитке. В первую очередь отключается электроэнергия, чтобы полностью обесточить сеть. Отсутствие электричества проверяется с помощью индикаторной отвертки или мультиметра. Затем автомат нужно установить на DIN-рейку и защелкнуть фиксатором. Отсутствие крепежной рейки может создать определенные неудобства. После этого зачищаются жилы входящих и выходящих проводов на расстояние 8-10 мм.

В два зажима, расположенных сверху, подключаются вводные провода – фаза и ноль. В нижних зажимах фиксируются аналогичные исходящие проводники, распределяемые к розеткам, выключателям и электроприборам. Все провода качественно зажимаются в клеммах с помощью винтов. Места соединений необходимо проверить вручную. Для этого проводники нужно аккуратно пошевелить из стороны в сторону. В случае некачественного соединения жила будет шататься в клемме и даже может выскочить из нее. В этом случае винт клеммы нужно подтянуть.

По окончании монтажа в сеть подается напряжение и выполняется проверка работоспособности автоматического выключателя.

Как правильно выбрать автомат

Большое значение имеет правильный выбор автоматического выключателя. Каждое устройство отличается собственными параметрами, такими как номинальный ток, рабочее напряжение сети, число полюсов, максимальный ток короткого замыкания, времятоковая характеристика и другие важные значения.

Время срабатывания устройства имеет цифровое обозначение, указывающее, при каком токе сохраняется нормальная работоспособность автоматического выключателя. В домашних электрических сетях чаще всего применяются автоматы с цифрами 4500, 6000 и 10000 ампер. Все технические характеристики указываются производителями непосредственно на корпусе устройства. Сюда же входит и схема подключения, а также условное обозначение автомата.

Основными критериями выбора автоматического выключателя считается мощность нагрузки и сечение используемых проводов. Кроме того, учитывается ток перегрузки и ток отключения при коротком замыкании. Как правило, перегрузки в сети возникают при одновременном включении приборов и устройств с общей мощностью, вызывающей чрезмерный нагрев проводников и контактов. Поэтому ток отключения автомата, установленного в цепи, должен быть больше расчетного или равным ему. Его значение определяется как сумма мощностей всех используемых устройств, разделенная на 220.

Ток отключения при коротком замыкании также вызывает отключение автомата. Он подбирается путем расчетов к конкретной цепи и зависит от нагрузок, используемых чаще всего. С целью улучшения защиты в электрическую схему могут быть включены УЗО или дифференциальный автомат.

Ошибки при монтаже автоматического выключателя

При выполнении электромонтажных работ иногда допускаются серьезные ошибки, которые могут привести к негативным последствиям в процессе дальнейшей эксплуатации.

1. Подключение питающего провода выполняется снизу. Хотя это и не запрещено ПУЭ, подобная схема будет неудобной, поскольку установка и размещение автоматов в щитке рассчитано именно на верхнее подключение.
2. Распространенной ошибкой считается чрезмерный зажим контактов фиксирующими винтами. Это может привести не только к повреждению жилы, но и к деформации корпуса изделия.
3. Иногда выполняется неправильное соединение проводников между собой. Необходимо внимательно относиться к маркировке, соединять фазные и нулевые провода, расположенные сверху, с такими же проводами, расположенными снизу.
4. В некоторых случаях один двухполюсный автомат заменяется двумя однополюсными. Этого категорически нельзя делать, поскольку они не обеспечивают одновременного разъединения фазы и нуля.
5. Нередко во время фиксации жилы в контакте, происходит попадание изоляции в посадочное место. Это приводит к ослаблению контакта, в результате чего наступает перегрев жилы и другие негативные последствия. Поэтому нужно в обязательном порядке защищать провод в соответствии с техническими требованиями конкретной модели автомата. Данную операцию следует проводить с использованием инструмента для снятия изоляции.

Отрицательную роль может сыграть неправильный выбор автоматического выключателя, который впоследствии не способен выдержать запланированные нагрузки. Поэтому рекомендуется предварительно выполнить все необходимые расчеты, особенно сечение кабеля. Следует помнить, что при расчетах значение автомата должно округляться в сторону уменьшения. Например, при токовой нагрузке в 20 А, автоматический выключатель должен выбираться на 16 А, что существенно увеличит срок эксплуатации проводки.

Как установить двухполюсный автомат: особенности и рекоменадации

Мы с вами уже рассматривали, как установить автоматический выключатель самостоятельно. Однако такую инструкцию не совсем правильно применять во время установки двухполюсного автомата, ведь существуют определенные особенности. Поэтому в этой статье мы решили более подробно остановиться на вопросе, как установить двухполюсный автомат в своем доме.

Как установить двухполюсный автомат

На самом деле в этом деле ничего сложного нет, установка стандартная, в учет нужно брать только несколько схем. Монтаж двухполюсного автомата должен осуществляться на специальную дин-рейку. К ней мы прикручиваем наш двухполюсный автомат, используя обычные защелки, которые предусмотрены в конструкции выключателя. После закрепления необходимо проверить и надежность, достаточно рукой попробовать его передвинуть.

Обратите внимание, на дин-рейку можно устанавливать несколько автоматов сразу, главное, чтобы они хватило размера для этого.

Подключается двухполюсный автомат перед автоматическими выключателями – это очень важно.

Если вы будете устанавливать автомат на два полюса вместо старого УЗО, то необходимо привести в прядок провода. Они всегда будут обгорелые, поэтому их необходимо зачистить или отрезать вовсе. Если не хватит провода для подключения, тогда рекомендуем почитать статью, как скрутить провода между собой. В этом деле неправильная скрутка может привести к ужасным последствиям, все это стоит брать в учет.

Далее приступаем непосредственно к установке. Вот так выглядит схема подключения двухполюсного автомата в частном доме. Четко следуйте ей, тогда никаких проблем у вас возникнуть не должно.

Обратите внимание! После подключения в обязательном порядке проверьте правильность подключения. Даже опытные электрики в 60% случаев делают ошибку и подключают ноль вместо фазы.

Рекомендации по установки двухполюсного автомата

Сейчас существует несколько особенностей, о которых забывают многие люди. Мы решили вспомнить все возможные рекомендации и рассказать их вам, так вы точно не допустите ошибку и сделаете все в полном соответствии. Итак, рекомендации по установке:

1. Двухполюсный автомат нужно устанавливать только двум электрикам одновременно. Один должен производить установку, а второй должен следить за тем, чтобы ничего не случилось. Если у вас нет знакомого, тогда просто позовите своих родственников или знакомых, они без проблем смогут помочь вам.
2. Без специального разрешения нельзя производить установку. Получить его совсем не сложно, достаточно обратиться в ЖКХ или другие органы. Как правило, они их выдают всем людям, не глядя, поэтому лучше ее взять. Штраф сейчас не такой и маленький.
3. Для безопасности всегда используйте средства защиты, это могут быть: резиновые рукавицы, специальные коврики и т.д.
4. Устанавливать можно не только на дин-рейку, обычный щит также подойдет для этого.

Помните! Схем подключения двухполюсного автомата может быть несколько, вот еще одну покажем вам в качестве примера. Вы ее выбираете исходя из своих параметров электросети.

Читайте также статью: что делать, если срабатывает автоматический выключатель.

Инструкция по подключению автоматического выключателя

В данном материале будут описаны все основные нюансы подключения автоматических защитных выключателей. Это под силу даже тем, у кого нет должного опыта, главное – не повторять распространенных ошибок.

Единого мнения среди практиков, о порядке очередность подключения питания к подвижным и неподвижным контактам, нет.

В пункте 3.1.6 Правил Устройств Электроустановок сказано, что почти все аналогичные устройств независимо от модификации, имеют следующее расположение:

• подвижные контакты расположены снизу;
• неподвижные контакты расположены сверху.

Наглядно убедиться в этом можно будет на примерах ниже. При внимательном прочтении указанного пункта можно легко убедиться, что указания порядка подключения являются рекомендациями, а не запретом, из-за чего на практике и происходят нарушения. Основа этой ошибки в том, что независимо от порядка подключения, автоматический выключателе все равно сработает, будь-то случится перегрузка или короткое замыкание.

В контексте данной дилеммы можно выделить два нюанса:

1.Каждая пара разнотипных контактов имеет поверхностный слой из разнородных сплавов. В результате заводских испытаний было установлено, что при использовании выключателей в сети с переменным током, процесс выгорания равномерный и не критический, но при работе с постоянным током наблюдается перенос металла с одной поверхности на другую, что недопустимо.

2.Однотипное подключение всех защитных автоматов в жилом секторе значительно повышает уровень безопасности ремонтных и профилактических электромонтажных работ.

Практика подключения защитного автомата

Рассмотрим особенности подключения автоматов одно и двухполюсного типа. В электрических сетях с одной фазой используются и те, и другие автоматы. При системе заземления (ТИП 1), когда нулевой провод соединяется с заземляющим контуром, установленным обособленно от электрической подстанции и выполняет роль, и защитного, и рабочего проводника, ввод помещения производится с помощью двух проводов – нулевого и фазового. В таком случае подключение защитного автомата выполняется по следующему алгоритму:

• фаза питания соединяется с клеммой 1 автомата ввода на 40 Ампер однополюсного типа;
• далее от клеммы 2 она проходит на электрический счетчик и далее распределяется по групповым автоматам 16 Ампер;
• защищающий ноль и питания через счетчик подключаются к нулевой шине.

При системе заземления (ТИП 2), когда нулевой провод состоит из двух частей – рабочего нулевого и защитного провода, ввод помещения осуществляется уже тремя проводами. Алгоритм подключения в данном случае следующий:

1. Фаза питания через клемму 1 подводится к входному выключателю 40 А двухполюсного типа.
2. Нулевой провод подводится к клемме 3.
3. Фаза от клеммы 2 коммутируется с групповыми автоматами 16 Ампер через электросчетчик.
4. Нулевая фаза через клемму 4 подводится к УЗО и шине N.

Схема подключения автоматических выключателей трехполюсного и четырехполюсного типа

Для запитывания трехфазных электрических двигателей используются автоматические выключатели ВАМУ-10.

Контакты 1, 3 и 5 являются неподвижными и соединяются с питающими фазами A, Bи C. Подвижные контакты 2, 4 и 6 подводятся к обмотке электродвигателя.

В электросетях с тремя фазами и заземлением ТИП 2 допускается применения автоматических выключателей трехполюсного и четырехполюсного типа. Схема подключения предполагает использование дополнительного полюса N.

Особенности подключения к защитному автомату

Каждый автомат имеет технический паспорт, в котором указаны четкие требования к используемым проводникам:

• тип крепления;
• диаметр сечения;
• величина удаляемой с концов изоляции.

Например, при подключении автомата ВА 47-29 С10, изоляция с конца удаляется на 0,7-1 сантиметр. Затем жила вводится в зазор контактного зажима и фиксируется винтом. Прочность крепежа проверятся опытным путем – нужно как следует потянуть за провод с покачиваниями в разные стороны.

При использовании гибкого провода, наконечники должны иметь соответствующее сечение.

Важно! В зазоре зажима контакта не должно быть изоляционной оболочки. При излишнем усилии на фиксирующий винт, корпус выключателя может деформироваться, что может стать причиной изменения расположения токопроводящих деталей и, как следствие, устройство будет перегреваться и придет в негодность.

Каким образом подключать автоматы, если они расположены в ряд? В случае, когда на распределительном щитке количество автоматов превышает один и они установлены в ряд, то для их соединения лучше всего использовать не отдельные куски провода, как это бывает на практике, а специальную медную шину. Она подгоняется под нужную длину и затем к ней подключаются фазы выключателей в порядке очередности.

Вот в принципе и все, что нужно знать, чтобы не допустить ошибок при монтаже автоматических защитных выключателей и подключить их самостоятельно, без привлечения профессионального электрика.

Для закрепления материала по теме «Как подключить автоматический выключатель» можно посмотреть соответствующие видео-материалы, которые можно найти в свободном доступе в сети Интернет.

Установка автоматов в электрощиток: правила проведения.

Установка автомата

Требуется в короткие сроки установить автомат? Обращайтесь!

Быстро. Качественно. Недорого. С гарантией!

Установка автомата — 500 руб/шт
Установка двухполюсного автомата — 500 руб/шт

Автоматы – приборы, которые используются для защиты электроцепи. Внешне «автомат» представляет собой заключенные в изоляционный корпус контакты с механизмом выключения. Установка автоматических выключателей в электрощитке – сложная процедура, которая проводится электромонтерами.

Установка и подключение электрического автомата

Перед тем, как монтировать выключатели в щиток, мастер должен провести комплексную диагностику состояния электропроводки. После осмотра помещения и оценки специалист выбирает тип электровыключателя.

При выборе автоматического выключателя мастер руководствуется рядом правил:

• для однофазной сети используют одно- или двухполюсные выключатели, для трехфазной – трех-или четырех полюсные;
• напряжение оборудования должно быть больше, чем общее напряжение на линии;
• рабочий ток автоматического выключателя должен быть больше, чем расчетный ток;
• ток, отключаемый выключателем, должен быть больше, чем ток КЗ.

Установка и замена автомата невозможна без подготовки. Корпус должен быть собран до установки эл автоматов, кабель прокладывается внутрь корпуса. После монтажа корпусной части и кабеля мастер приступает к установке автомата в электрощите.

1. Сначала мастеру нужно заземлить электроприбор и подвести нулевой провод.
2. После нужно подключить вводный электроавтомат, механизм защитного отключения, электровыключатели. При этом, электроснабжение должно быть отключено.
3. При установке автомата в электрощиток нужно убедиться, что все провода соединены, клеммы затянуты. Это исключит риск плохого контакта и замыкания в цепи. Чтобы не запутаться в назначении проводников, нужно нанести на них маркировку. При монтаже электроавтоматов в щиток нужно соблюдать технику безопасности и руководствоваться нормами ГОСТ и ПУЭ.

Стоимость установки автоматов в квартире

Если нужна установка электрического автомата, оставьте заявку на сайте или позвоните мне. Цена за услугу рассчитывается индивидуально. Расценки на замену электроавтоматов зависят от следующих факторов:

• стоимости прибора;
• удаленности объекта;
• дополнительной диагностики электропроводки;
• технических параметров сети.

Неправильный монтаж устройства может привести к перебоям в работе электросети. Не нужно браться за работы по электричеству без опыта и знаний в этой области. Доверье свой дом профессионалу и Ваша семья будет в безопасности.

Стоимость услуг

Схема подключения УЗО и автомата: правила и ошибки

Электромонтаж, выполняемый с точки зрения профессионала, кардинально отличается от любительского. Сегодняшняя глобальная сеть предлагает сотни статей на тему подключение УЗО и автомата схема, которого иногда кажется сомнительной, или в других случаях частично объясняет ситуацию работы с проводкой.

Чтобы не попасться на уловки мошеннической информации и не совершить в собственном доме либо в условиях трудовой деятельности замыкания, следует прибежать к полезным советам и требованиям, которыми руководствуются нынешние и компетентные электромонтажники.

Несколько простых, но значимых условий

• Ремонтник обязан понимать, что для корректного монтажа УЗО, соединения контактов должны заводиться снизу, такое условие установлено в этикете проведения электромонтажных работ; во множестве случаев, если завести проводку по противоположному направлению, есть вероятность плохого КПД автоматов.
• Распределение энергии по проводке следует проводить от вводного автоматического регулятора;
• Автоматическая установка способна предотвратить короткое замыкание, но это не убережет монтажника от поражения электрическим током и, соответственно, получения травм или ожогов.

Сейчас рекламировать систему автоматов совершенно бесполезно, ведь каждый заботящийся о безопасности помещений рабочего характера или дома человек давно испытал работу УЗО систем. Разумеется, компетентная разработка проекта электромонтажа—это идеальный вариант решения задачи, тем не менее, есть случаи, когда нужно знать, как подключить УЗО и автоматы оперативно. Поэтому предлагаем опуститься ниже и рассмотреть этот вопрос со всеми вытекающими подробностями.

Общая схема подключения УЗО

Первым делом рассмотрим запрещенные маневры касательно установки устройства защищенного отключения.

 

Что делать опасно?

1. Запрещена установка УЗО неподалеку от счетчика или параллельно ему;
2. Нельзя делать монтаж с отсутствием отдельных автоматов при этом с аналогичными показателями;
3. Нецелесообразна установка УЗО в электрическую сеть, где она имеет иное назначение, следовательно, не соблюдаются параметры.

Как подключить УЗО в квартире?

Люди стали все чаще использовать в домашних условиях очень большое количество бытовой техники, поэтому экспертам пришла в голову мысль создать определённую степень безопасности и перенапряжения сети при помощи устройства защитного отключения.

Квартирная электрическая сеть, устроенная по-особенному, поэтому защитную систему возможно подключить и с встроенной рейкой и, если она расположена отдельно от щитка. В ней имеются специальные отверстия, позволяющие правильно провести монтаж прибора.

Порядок подключения защитной аппаратуры

Вводный автомат подключается к наружной сети, используя для этого силовой кабель. Аппаратура устанавливается с учетом максимального тока, который доступен для энергоснабжения в квартирных домах.

Электрический счетчик проводит регистрацию поступившей энергии, считывает количество киловатт, затем распределяет ее по квартире, в нашем случае передает к защитному устройству отключения.

Подключение автоматов и УЗО

Теперь в УЗО, его клеммы применяются для подключения кабелей, выходящих из электрического счетчика. Фаза присоединяется к выходу L, ноль устанавливается к значению N. Теперь монтируются нагрузочные кабеля снизу. Работоспособность устройства защиты будет оптимальной лишь по правильно установленной схеме.

Осторожно! Будьте внимательны, ток не может предупредить о своем присутствии человека, поэтому избежать поражения сложно!

Установка автоматов, на приборы, превышающие предельно-допустимую мощность. Здесь предусматривается соединение фазного провода с фазой защитного устройства, а нулевой поток присоединяется к нейтралу. Придерживаясь правильной системы, ваше жилище будет максимально защищено от повышения напряжения и сохранит все бытовые приборы в целостности. Если использовалась точная схема подключения узо и автоматов в квартире, хозяин может рассчитывать на полноценную безопасность.

Двухфазная электрическая сеть: как подключить УЗО

Для начала стоит разобраться, почему требуется установка защиты в двухфазных цепях. Такие прежде всего наблюдаются в квартирах, находящихся в старых застройках, а в таких условиях, необходима дополнительная безопасность, так как чаще в таком жилье отсутствует заземление, а утечка тока, по местам, где ее не должно быть нередко приводит к возникновению пожара.

Поговорим об одноуровневой защитной системе. Вариант ее подключения на первый взгляд слишком простой, однако, учесть нюансы важно для полной безопасности.

• Выбирается наиболее мощный аппарат;
• Установка должна предусматривать передачу тока на автомат, а от него на все приборы, включительно лампочки и розетки;
• Устройство этой схемы является компактным и элементарным.

Одноуровневые защитные устройства принято устанавливать и на один прибор тоже, например, для стиральной машины или водонагревателя. Чтобы осуществить подобный способ достаточно прибора с мощностью 15 ампер.

Схема подключение УЗО и автоматов к счетчику электроэенргии

Обратимся к вопросу, как правильно подключить УЗО и автомат, совершив при этом многоуровневую защиту.

Внимание! Нельзя работать с электричеством без защитной спец одежды.

Если происходит монтаж устройства защищенного отключения для отдельных участков, следовательно, речь пойдет об многоуровневой защите дома или квартиры. Обычно данный схемы для жилищ, где присутствует заземление. По ценовой категории, этот вариант превышает предыдущие отметки, к тому же устройства получаются габаритными. Однако, эта система выступает с таким значимым преимуществом, как присутствие автономии для каждого отдельно бытового прибора. В случае замыкания одного из приборов, вся жилая площадь не будет обесточена, а перестанет функционировать лишь тот, в котором произошла утечка тока из сети. Здесь происходит смена подключения к электрической сети, теперь от считывающего прибора выходит столько кабелей, сколько есть устройств защиты.

Сегодня стали часто использовать УЗО и диф реле схема подключения которых отличается тем, что наблюдается отсутствие автоматического устройства. Общий принцип подключения системы с дифференциальным аппаратом является аналогичным предыдущему, но предусматривается установка дополнительной токовой защиты.

3 коварные ошибки, которые допускают монтажники

На самом деле подключение защитного устройства для электрической сети дома или квартиры не всегда проходит безошибочно, поэтому в этом месте целесообразно указать на три причины, которые могут привести к опасности.

Пример схемы квартирного группового щита

• При неправильной установке, может произойти сплетение нескольких проводников, которые выходят из одного устройства и образуют цельный узел. В такой ситуации, часто срабатывают отключения от сети определенных приборов или всей квартиры, что мешает проверить точность монтажа и его правильность. Однако, избежать ошибки необъяснимого отключения электричества от сети, можно вставить в розетку, от которой работает защитный аппарат любое бытовое устройство, если его функциональность правильная, значит схема собрана безошибочно.
• Подключение проводов с заземления к нейтральному выходу устройства защитного отключения, или же к системе самодельного заземления. Эта ошибка кардинально влияет на безопасность в электрической сети, возможны поражения электрическим током и возникновения пожароопасной ситуации. Если наблюдается подключение заземлений неподалеку от водопроводов, здесь возникает опасность поражения током соседей и самого хозяина, совершившего некорректное подключение.
• Соединяют нейтраль и заземление, это в свою очередь также говорит об опасности. В этом случае сохраняется риск сгорания электрических бытовых приборов по той причине, что защитное устройство не будет функционировать либо будет выполнять неправильные действия по отношению к установкам, использующимся в быту.

Практические советы относительно монтажа УЗО

Изначально монтажник должен руководствоваться не только требованиями, но еще и учитывать разметку и маркировку на автоматах, которые будут использоваться для подключения к сети. Не всегда делайте все строго по схеме нашего портала, так как из-за разновидности щитков, регистрирующих электроэнергию, может возникнуть разногласие в работе УЗО. Идеальное решение—написать схему подключения самостоятельно или обратиться за помощью к специалистам.

Как говорилось выше в статье, необходимо последовательно в каждый автомат заводить кабель с фазой. Правильнее всего это выполнять снизу. Крепежи на рейку и к поверхности стены лучше выполнять в правильном положении, это позволит удобно ими пользоваться, а также при формировании с защитой можно легко демонтировать прибор.

Посмотрите короткое видео о том, как правильно подключить УЗО щитке:

Вас могут заинтересовать:

Электрические машины — виды и принцип работы

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

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

Классификация электрических машин

В основном электрические машины подразделяются на

• Статические электрические машины — трансформаторы
• Вращающиеся электрические машины — двигатели (преобразование электрической энергии в механическую) и генераторы (преобразование механической энергии в электрическую)

Трансформаторы

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

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

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

Отношение числа витков первичной обмотки и витков вторичной обмотки известно как коэффициент витков трансформатора . Возможен любой коэффициент трансформации напряжения, который достигается правильным соотношением количества витков первичной и вторичной обмоток.

Коэффициент трансформации напряжения определяется выражением:

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

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

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

Машины электрические вращающиеся

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

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

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

Машины постоянного тока Машины

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

Вид в разрезе электрических машин постоянного тока

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

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

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

Двигатели постоянного тока

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

• Машина постоянного тока с независимым возбуждением
• Машина постоянного тока с самовозбуждением

Машины постоянного тока с независимым возбуждением

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

Двигатели с самовозбуждением

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

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

Соединение с машиной постоянного тока

Двигатели постоянного тока

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

Скоростные характеристики двигателей постоянного тока

Синхронные машины

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

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

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

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

Принцип работы синхронных машин

Генераторы

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

Источник: www.wikimedia.org

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

Синхронные двигатели

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

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

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

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

Асинхронные двигатели или асинхронные двигатели Асинхронные двигатели

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

Принцип работы асинхронных двигателей

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

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

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

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

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

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

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

Индукционные генераторы

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

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами

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

Бесщеточный двигатель постоянного тока

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

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

Серводвигатель Серводвигатели

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

Шаговые двигатели

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

Трехфазная электрическая мощность | Передача электроэнергии

Трехфазная электроэнергия — распространенный метод передачи электроэнергии. Это тип многофазной системы, которая в основном используется для питания двигателей и многих других устройств. Трехфазная система использует меньше проводящего материала для передачи электроэнергии, чем эквивалентные однофазные, двухфазные системы или системы постоянного тока при том же напряжении.

В трехфазной системе три проводника цепи несут три переменных тока (одинаковой частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений в разное время. Если взять за основу один проводник, то два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между «фазами» обеспечивает постоянную передачу мощности в течение каждого цикла тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, поддерживая при этом однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не бывает нейтрального провода, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами (соединение фаза-фаза).

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в электроэнергетических системах. Во-первых, фазные токи имеют тенденцию нейтрализовать друг друга, суммируясь до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки.Это позволяет исключить нейтральный провод на некоторых линиях; все фазные проводники проходят одинаковый ток и поэтому могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки. Во-вторых, передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает снизить вибрации генератора и двигателя. Наконец, трехфазные системы могут создавать магнитное поле, которое вращается в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей. Три — это самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.

Большинство бытовых нагрузок однофазные. Обычно трехфазное питание либо вообще не поступает в жилые дома, либо там, где оно поступает, оно распределяется на главном распределительном щите.

На электростанции электрический генератор преобразует механическую энергию в набор переменных электрических токов, по одному от каждой электромагнитной катушки или обмотки генератора. Токи являются синусоидальными функциями времени, все с одной и той же частотой, но смещены во времени, чтобы получить разные фазы.В трехфазной системе фазы распределены равномерно, что дает разделение фаз на одну треть цикла. Частота сети обычно составляет 50 Гц в Азии, Европе, Южной Америке и Австралии и 60 Гц в США и Канаде (но для получения более подробной информации см. «Системы электроснабжения»).

Генераторы выдают напряжение в диапазоне от сотен вольт до 30 000 вольт. На электростанции трансформаторы «повышают» это напряжение до другого, пригодного для передачи.

После многочисленных дополнительных преобразований в передающей и распределительной сети мощность, наконец, преобразуется в стандартное сетевое напряжение ( i.е. «бытовое» напряжение). Электропитание может быть уже разделено на одну фазу на этом этапе или все еще может быть трехфазным. При трехфазном понижении выход этого трансформатора обычно соединяется звездой со стандартным напряжением сети (120 В в Северной Америке и 230 В в Европе и Австралии), являющимся фазным напряжением. Другая система, обычно встречающаяся в Северной Америке, — это соединение вторичной обмотки треугольником с центральным ответвлением на одной из обмоток, питающих землю и нейтраль.Это позволяет использовать трехфазное напряжение 240 В, а также три различных однофазных напряжения (120 В между двумя фазами и нейтралью, 208 В между третьей фазой (известной как верхняя ветвь) и нейтралью и 240 В между любыми двумя фазами). быть доступным из того же источника.

В большом оборудовании для кондиционирования воздуха и т. Д. Используются трехфазные двигатели из соображений эффективности, экономии и долговечности.

Нагреватели резистивного нагрева, такие как электрические котлы или отопление помещений, могут быть подключены к трехфазным системам.Аналогичным образом может быть подключено электрическое освещение. Эти типы нагрузок не требуют вращающегося магнитного поля, характерного для трехфазных двигателей, но используют более высокий уровень напряжения и мощности, обычно связанный с трехфазным распределением. Системы люминесцентного освещения также выигрывают от уменьшения мерцания, если соседние светильники получают питание от разных фаз.

Большие выпрямительные системы могут иметь трехфазные входы; Результирующий постоянный ток легче фильтровать (сглаживать), чем выходной сигнал однофазного выпрямителя.Такие выпрямители могут использоваться для зарядки аккумуляторов, процессов электролиза, таких как производство алюминия, или для работы двигателей постоянного тока.

Интересным примером трехфазной нагрузки является электродуговая печь, используемая в сталеплавильном производстве и при переработке руд.

В большинстве стран Европы печи рассчитаны на трехфазное питание. Обычно отдельные нагревательные элементы подключаются между фазой и нейтралью, чтобы обеспечить возможность подключения к однофазной сети. Во многих регионах Европы единственным доступным источником является однофазное питание.

Иногда преимущества трехфазных двигателей делают целесообразным преобразование однофазной мощности в трехфазную. Мелкие клиенты, например, жилые или фермерские хозяйства, могут не иметь доступа к трехфазному питанию или могут не захотеть оплачивать дополнительную стоимость трехфазного обслуживания, но все же могут пожелать использовать трехфазное оборудование. Такие преобразователи также могут позволять изменять частоту, позволяя регулировать скорость. Некоторые локомотивы переходят на многофазные двигатели, приводимые в действие такими системами, даже несмотря на то, что поступающее питание на локомотив почти всегда либо постоянное, либо однофазное переменное.

Поскольку однофазная мощность падает до нуля в каждый момент, когда напряжение пересекает нулевое значение, но трехфазная подает мощность непрерывно, любой такой преобразователь должен иметь способ накапливать энергию в течение необходимой доли секунды.

Один из методов использования трехфазного оборудования в однофазной сети — это вращающийся фазовый преобразователь, по сути, трехфазный двигатель со специальными пусковыми устройствами и коррекцией коэффициента мощности, которые создают сбалансированные трехфазные напряжения. При правильной конструкции эти вращающиеся преобразователи могут обеспечить удовлетворительную работу трехфазного оборудования, такого как станки, от однофазного источника питания.В таком устройстве накопление энергии осуществляется за счет механической инерции (эффект маховика) вращающихся компонентов. Внешний маховик иногда находится на одном или обоих концах вала.

Второй метод, который был популярен в 1940-х и 50-х годах, был методом, который назывался «методом трансформатора». В то время конденсаторы были дороже трансформаторов. Таким образом, автотрансформатор использовался для подачи большей мощности через меньшее количество конденсаторов. Этот метод работает хорошо и имеет сторонников даже сегодня.Использование метода преобразования имени отделяет его от другого распространенного метода, статического преобразователя, поскольку оба метода не имеют движущихся частей, что отделяет их от вращающихся преобразователей.

Другой часто применяемый метод — использование устройства, называемого статическим преобразователем фазы. Этот метод работы трехфазного оборудования обычно используется с нагрузками двигателя, хотя он обеспечивает только 2/3 мощности и может привести к перегреву нагрузок двигателя, а в некоторых случаях и к перегреву. Этот метод не будет работать, когда задействованы чувствительные схемы, такие как устройства ЧПУ, или в нагрузках индукционного или выпрямительного типа.

Производятся некоторые устройства, имитирующие трехфазное питание от однофазного трехпроводного источника питания. Это достигается за счет создания третьей «субфазы» между двумя токоведущими проводниками, в результате чего разделение фаз составляет 180 ° — 90 ° = 90 °. Многие трехфазные устройства будут работать в этой конфигурации, но с меньшей эффективностью.

Преобразователи частоты (также известные как твердотельные инверторы) используются для точного управления скоростью и крутящим моментом трехфазных двигателей. Некоторые модели могут питаться от однофазной сети.Преобразователи частоты работают путем преобразования напряжения питания в постоянный ток, а затем преобразования постоянного тока в подходящий трехфазный источник для двигателя.

Цифровые фазовые преобразователи — это новейшая разработка в технологии фазовых преобразователей, которая использует программное обеспечение в мощном микропроцессоре для управления твердотельными компонентами переключения питания. Этот микропроцессор, называемый процессором цифровых сигналов (DSP), контролирует процесс преобразования фазы, непрерывно регулируя модули ввода и вывода преобразователя для поддержания сбалансированной трехфазной мощности при любых условиях нагрузки.

• Трехпроводное однофазное распределение полезно, когда трехфазное питание недоступно, и позволяет удвоить нормальное рабочее напряжение для мощных нагрузок.
• Двухфазное питание, как и трехфазное, обеспечивает постоянную передачу мощности линейной нагрузке. Для нагрузок, которые соединяют каждую фазу с нейтралью, при условии, что нагрузка имеет одинаковую потребляемую мощность, двухпроводная система имеет ток нейтрали, который превышает ток нейтрали в трехфазной системе. Кроме того, двигатели не являются полностью линейными, что означает, что вопреки теории двигатели, работающие на трех фазах, имеют тенденцию работать более плавно, чем на двухфазных. Генераторы на Ниагарском водопаде, установленные в 1895 году, были крупнейшими генераторами в мире в то время и были двухфазными машинами. Истинное двухфазное распределение энергии по существу устарело. В системах специального назначения для управления может использоваться двухфазная система. Двухфазная мощность может быть получена от трехфазной системы с использованием трансформаторов, называемых трансформатором Скотта-Т.
• Моноциклическая мощность — это название асимметричной модифицированной двухфазной системы питания, используемой General Electric около 1897 года (отстаивавшей Чарльз Протеус Стейнмец и Элиху Томсон; это использование, как сообщается, было предпринято, чтобы избежать нарушения патентных прав). В этой системе генератор был намотан с однофазной обмоткой полного напряжения, предназначенной для освещения нагрузок, и с небольшой (обычно линейного напряжения) обмоткой, которая вырабатывала напряжение в квадратуре с основными обмотками. Намерение состояло в том, чтобы использовать эту дополнительную обмотку «силового провода» для обеспечения пускового момента для асинхронных двигателей, при этом основная обмотка обеспечивает питание осветительных нагрузок.После истечения срока действия патентов Westinghouse на симметричные двухфазные и трехфазные системы распределения электроэнергии моноциклическая система вышла из употребления; его было трудно анализировать, и его хватило на недостаточное время для разработки удовлетворительного учета энергии.
• Созданы и испытаны системы высокого порядка фаз для передачи энергии. Такие линии передачи используют 6 или 12 фаз и конструктивные решения, характерные для линий передачи сверхвысокого напряжения. Линии передачи высокого фазового порядка могут позволить передачу большей мощности через данную линию передачи на полосе отчуждения без затрат на преобразователь HVDC на каждом конце линии.

Многофазная система — это средство распределения электроэнергии переменного тока. Многофазные системы имеют три или более электрических проводника, находящихся под напряжением, по которым проходят переменные токи с определенным временным сдвигом между волнами напряжения в каждом проводнике. Полифазные системы особенно полезны для передачи энергии электродвигателям. Самый распространенный пример — трехфазная система питания, используемая в большинстве промышленных приложений.

Один цикл напряжения трехфазной системы

На заре коммерческой электроэнергетики на некоторых установках для двигателей использовались двухфазные четырехпроводные системы.Основным преимуществом этого было то, что конфигурация обмотки была такой же, как у однофазного двигателя с конденсаторным пуском, а при использовании четырехпроводной системы концептуально фазы были независимыми и легко анализировались с помощью математических инструментов, доступных в то время. . Двухфазные системы заменены трехфазными. Двухфазное питание с углом между фазами 90 градусов может быть получено из трехфазной системы с использованием трансформатора, подключенного по Скотту.

Многофазная система должна обеспечивать определенное направление вращения фаз, поэтому напряжения зеркального отображения не учитываются при определении порядка фаз.Трехпроводная система с двумя фазными проводниками, разнесенными на 180 градусов, по-прежнему остается только однофазной. Такие системы иногда называют разделенной фазой.

Полифазное питание особенно полезно в двигателях переменного тока, таких как асинхронный двигатель, где оно генерирует вращающееся магнитное поле. Когда трехфазный источник питания завершает один полный цикл, магнитное поле двухполюсного двигателя вращается на 360 ° в физическом пространстве; Двигатели с большим количеством пар полюсов требуют большего количества циклов питания, чтобы совершить один физический оборот магнитного поля, и поэтому эти двигатели работают медленнее.Никола Тесла и Михаил Доливо-Добровольский изобрели первые практические асинхронные двигатели, использующие вращающееся магнитное поле — ранее все коммерческие двигатели были постоянного тока, с дорогими коммутаторами, щетками, требующими большого технического обслуживания, и характеристиками, непригодными для работы в сети переменного тока. Многофазные двигатели просты в сборке, они самозапускаются и мало вибрируют.

Были использованы более высокие номера фаз, чем три. Обычной практикой для выпрямительных установок и преобразователей HVDC является обеспечение шести фаз с шагом между фазами 60 градусов, чтобы уменьшить генерацию гармоник в системе питания переменного тока и обеспечить более плавный постоянный ток.Построены экспериментальные линии передачи высокого фазового порядка, содержащие до 12 фаз. Это позволяет применять правила проектирования сверхвысокого напряжения (СВН) при более низких напряжениях и позволит увеличить передачу мощности в коридоре той же ширины линии электропередачи.

Жилые дома и малые предприятия обычно снабжаются одной фазой, взятой из одной из трех фаз коммунального обслуживания. Индивидуальные клиенты распределяются по трем фазам, чтобы сбалансировать нагрузки. Однофазные нагрузки, такие как освещение, могут быть подключены от фазы под напряжением к нейтрали цепи, что позволяет сбалансировать нагрузку в большом здании по трем фазам питания.Сдвиг фаз линейных напряжений составляет 120 градусов; Напряжение между любыми двумя живыми проводами всегда в 3 раза больше между живым и нулевым проводом. См. Статью Системы электроснабжения для получения списка однофазных распределительных напряжений по всему миру; трехфазное линейное напряжение будет в 3 раза больше этих значений.

В Северной Америке в жилых многоквартирных домах может быть распределено напряжение 120 В (линия на нейтраль) и 208 В (линия на линию). Основные однофазные приборы, такие как духовки или плиты для приготовления пищи, предназначенные для системы с разделением фаз на 240 В, обычно используемой в односемейных домах, могут не работать должным образом при подключении к 208 В; нагревательные приборы будут развивать только 3/4 своей номинальной мощности, а электродвигатели не будут правильно работать при подаче напряжения на 13% ниже.

Система обучения установке и электромонтажу промышленных двигателей

Система обучения базовым электрическим машинам

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

Amatrol’s 85-MT2 включает ряд промышленных машин, в том числе многоцелевой однофазный двигатель переменного тока, двигатель с расщепленной фазой, двигатель / генератор постоянного тока и трехфазный асинхронный двигатель. Эта обучающая система также включает в себя интегрированный базовый тестовый блок, набор проводов, зубчатый тормоз, ручной накладной мультиметр, портативный цифровой мультиметр, учебную программу мирового уровня и справочное руководство для студентов. В этой системе используются компоненты схемы проводки промышленного качества, чтобы помочь учащимся лучше подготовиться к тому, с чем они столкнутся на работе, и выдержать частое использование.

Терминология по подключению и установке промышленных двигателей

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

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

Учебный план по электромашинам мирового класса

Мультимедийный учебный курс по электрическим машинам (MB862)

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

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

Ручной цифровой мультиметр

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

Промышленные нагрузки с безопасностью

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

Справочное руководство для учащихся

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

Electric Machine — обзор

I.D Standards

Электрические машины должны соответствовать стандартам, установленным соответствующими профессиональными организациями. В Соединенных Штатах это Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) или Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и, если они существуют, Американский национальный институт стандартов (ANSI), работающий по принципу «все включено».Таблички с паспортными данными должны соответствовать Национальному электротехническому кодексу. В частности, электродвигатели, продаваемые в Соединенных Штатах, должны соответствовать публикации стандартов ANSI / NEMA № MG1-1978 и более поздним частичным изменениям. Подобные стандарты преобладают в других странах.

Стандарты определяют номинальную мощность и скорость, напряжение и частоту. Вращающиеся машины классифицируются по размеру на дробные, интегральные (до 500 л.с. при 3600 об / мин для переменного тока и 1,25 л.с. / об / мин для постоянного тока) и большие машины.Стандарты NEMA определяют следующие мощности: 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12,5, 16, 20, 25, 30 и 40 л.с. и 120,115,112,110,18,16, 15,14,13,12,34 и 1 л.с. для двигателей переменного тока малой мощности и 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 3, 5, 7,5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 , 60, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 и 500 л.с. для двигателей переменного тока со встроенной мощностью. Можно видеть, что в каждом классе соотношение между двумя соседними номинальными мощностями уменьшается с увеличением размера. Эта тенденция продолжается и с большими машинами, которые включают 60 рейтингов с коэффициентами, варьирующимися от 1.25 на уровне 100 л.с. до 0,9 на уровне 100 000 л.с. Синхронная скорость определяется количеством пар полюсов, p , которое обычно достигает 4 в двигателях с дробной мощностью, 7 в двигателях со встроенной мощностью, 16 в больших двигателях и 26 в синхронных генераторах с явнополюсными двигателями. Стандартные напряжения следующие: для универсальных и однофазных двигателей 115 и 230 В при 60 Гц и 110 и 220 В при 50 Гц; для трехфазных двигателей: 115, 200, 230, 460, 575, 2300, 4000, 4600, 6600 и 13200 при 60 Гц и 220 и 380 В при 50 Гц.Аналогичные характеристики справедливы для машин постоянного тока, но базовая скорость крупных промышленных двигателей может составлять всего 50 об / мин.

Установочные размеры стандартизированы на национальном уровне, чтобы обеспечить взаимозаменяемость машин различного производства. Стандартные кадры NEMA обозначаются следующим образом. В машинах с дробной мощностью номер рамы представляет собой высоту H от средней линии вала до основания футов в дюймах, умноженную на 16; в машинах с интегральной мощностью первые две цифры номера рамы равны 4 H , а последующие цифры относятся к расстоянию между осевыми линиями монтажных отверстий в лапах или в основании машины (вид сбоку).После номеров рам идут буквы, обозначающие тип монтажа, или буква T , обозначающая, что рама соответствует стандартам размеров, установленным NEMA в 1964 году.

Вращающиеся машины обозначаются в соответствии с их применением как генераторы или двигатели и как общие, определенные , или специальные машины. С точки зрения защиты окружающей среды они обозначаются как открытые машины (каплезащищенные, брызгозащищенные, полузащищенные, охраняемые, каплезащищенные, с внешней и трубной вентиляцией) или полностью закрытые машины (невентилируемые, с вентиляторным охлаждением, водонепроницаемые, с трубной вентиляцией, водяные или с масляным охлаждением, водяным или масляно-воздушным охлаждением, воздушно-воздушным охлаждением, охлаждаемым вентилятором и воздушным охлаждением над машиной).Чтобы сделать полностью закрытые машины «взрывозащищенными» и «пыленевоспламеняемыми», требуется специальное усиление рам и специальная фурнитура. Классификация по типу включает индукционные, синхронные и коллекторные машины переменного тока с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором, а также серийные, шунтирующие и составные машины постоянного тока.

Стандартные конструкции также классифицируются по производительности. В случае генераторов это оценивается с точки зрения регулирования напряжения между режимами холостого хода и номинальными условиями, а также соотношением токов возбуждения в условиях холостого хода и короткого замыкания.В случае двигателей важными параметрами являются критические крутящие моменты, такие как пусковой или заблокированный ротор, крутящий момент втягивания и извлечения для синхронных двигателей, а также крутящий момент с заблокированным ротором, подтягивающий или минимальный, и пробой или максимальный крутящий момент для асинхронные двигатели. Типичные кривые крутящий момент – скорость и ток – скорость для различных классов конструкции NEMA асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором показаны на рис. 3а и 3б соответственно. Мотор класса A является базовой конструкцией с размерами ниже 7,5 и выше 200 л.с. Класс B характеризуется нормальным пусковым моментом, низким пусковым током и малым скольжением.Класс C имеет ротор с двойной обоймой и обеспечивает высокий пусковой крутящий момент при низком пусковом токе. В классе D используется ротор с одной клеткой и стержнями с высоким сопротивлением, он обеспечивает еще более высокий пусковой момент при низком пусковом токе, но работает с высоким скольжением и, следовательно, имеет низкую эффективность работы. Типичные зависимости КПД и коэффициента мощности от нагрузки для четырехполюсных двигателей конструкции B показаны на рис. 4a и 4b соответственно, а типичные кривые зависимости коэффициента мощности при полной нагрузке от номинальной мощности в лошадиных силах показаны на рис.5.

РИСУНОК 3. Типичные характеристики асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. (а) Кривые крутящий момент – скорость; (б) кривые ток – скорость.

РИСУНОК 4. Типичные кривые КПД (a) и коэффициента мощности (b) в зависимости от нагрузки.

РИСУНОК 5. Типичные кривые зависимости коэффициента мощности при полной нагрузке от номинальной мощности.

Синхронные двигатели имеют более высокий КПД, чем асинхронные двигатели эквивалентного номинала. Если при выборе в первую очередь учитывается эффективность, стандартный коэффициент мощности равен единице.Когда, вместо этого, в первую очередь учитывается компенсация коэффициента мощности системы, коэффициент мощности опережает 0,8 (перевозбуждение). Это также стандартный коэффициент мощности для синхронных генераторов.

Характеристики системы самолета установлены требованиями спецификации MIL-G-21480A / AS для генератора и MIL-E-23001B для стабилизатора мощности.

11.2 Электрические машины — генераторы и двигатели | Электродинамика

11.2 Электрические машины — генераторы и двигатели (ESCQ4)

Мы видели, что когда проводник перемещается в магнитном поле или когда перемещается магнит около проводника в проводнике течет ток.Величина тока зависит от:

• скорость, с которой проводник испытывает изменяющееся магнитное поле,
• количество витков, составляющих проводник, а
• положение плоскости проводника по отношению к магнитному поле.

Влияние ориентации проводника относительно магнитного поля проиллюстрирован на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1: Серия рисунков, показывающих, что магнитный поток через проводник зависимый от угла, который плоскость проводника составляет с магнитным полем. В величайший поток проходит через проводник, когда плоскость проводника перпендикулярно к силовые линии магнитного поля, как на рисунке 11.1 (а). Номер силовых линий, проходящих через проводник, уменьшается по мере вращения проводника до он параллелен магнитному полю Рис. 11.1 (c).

Если наведенная ЭДС и ток в проводнике были представлены как функция угла между плоскостью проводника и магнитным полем для проводника, имеющего постоянной скорости вращения, то наведенные ЭДС и ток будут варьируются, как показано на рисунке 11.2. Текущие чередуются около нуля и известен как переменный ток (сокращенно AC).

Рисунок 11.2: Изменение наведенной ЭДС и тока как угол между плоскостью дирижер и магнитное поле меняется.

Угол изменяется как функция времени, поэтому приведенные выше графики могут быть нанесены на временную ось. также.

Вспомните закон Фарадея, о котором вы узнали в 11 классе:

Закон Фарадея

ЭДС, \ (\ mathcal {E} \), индуцированная вокруг одиночной петли проводника, пропорциональна скорость изменения магнитного потока φ через площадь, \ (A \) петли.Математически это можно выразить как:

\ [\ mathcal {E} = -N \ frac {\ Delta \ phi} {\ Delta t} \]

где \ (\ phi = B · A \ cos \ theta \) и \ (B \) — напряженность магнитного поля.

Закон Фарадея связывает наведенную ЭДС со скоростью изменения магнитного потока, которая является произведением напряженности магнитного поля и поперечного сечения область, через которую проходят силовые линии.Площадь поперечного сечения изменяется по мере того, как петля проводника вращается что дает фактор \ (\ cos \ theta \). \ (\ theta \) — угол между нормаль к поверхности витка проводника и магнитному полю. Поскольку проводник замкнутого контура меняет ориентацию по отношению к магнитному полю, величина магнитного потока через область петли изменяется, и в проводящей петля.

временный текст

Электрогенераторы (ESCQ5)

Генератор переменного тока (ESCQ6)

Используется принцип вращения проводника в магнитном поле для генерации тока. в электрических генераторах. Генератор преобразует механическую энергию (движение) в электроэнергия.

Генератор

Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. энергия.

Схема простого генератора переменного тока показана на рисунке 11.3. Проводник представляет собой катушку с проволокой, помещенную в магнитное поле. В проводник вручную вращается в магнитном поле. Это порождает чередование ЭДС. Переменный ток нужно передать от проводника к нагрузке, это система, для функционирования которой требуется электрическая энергия.

Нагрузка и проводник соединены контактным кольцом. Скользящее кольцо это соединитель, который может передавать электричество между вращающимися частями машины. Он состоит из кольца и щеток, одна из которых неподвижна. по отношению к другому. Здесь кольцо прикрепляется к проводнику и щеткам. прикреплены к нагрузке.Ток генерируется во вращающемся проводнике, проходит в контактные кольца, которые вращаются против щеток. Ток передается через щетки в нагрузку, и, таким образом, система получает питание.

Рисунок 11.3: Схема генератора переменного тока.

Направление тока меняется с каждой половиной оборота катушки.Когда одна сторона петли переходит в другую полюс магнитного поля, ток в контуре меняет направление. Этот тип тока, который меняет направление, известен как переменный. current, а на рис. 11.4 показано, как это происходит как проводник вращается.

Рисунок 11.4: Красные (сплошные) точки обозначают ток, исходящий со страницы, а крестики показать текущий переходя на страницу.Генераторы переменного тока

также известны как генераторы переменного тока. Их можно найти в легковых автомобилях для зарядки. автомобильный аккумулятор.

временный текст

Генератор постоянного тока (ESCQ7)

Простой генератор постоянного тока устроен так же, как генератор переменного тока, за исключением того, что представляет собой одно контактное кольцо, которое разделено на две части, называемые коммутатором, поэтому ток в в внешняя цепь не меняет направление.Схема генератора постоянного тока показана на Рисунок 11.5. Коммутатор с разъемным кольцом приспосабливается к изменению направление тока в контуре, таким образом создавая постоянный ток (DC), ток идущий через щетки и в цепь. Ток в контуре имеет обратное направление, но если вы посмотрите внимательно изучив 2D-изображение, вы увидите, что секция коммутатора с разъемным кольцом также меняет какой стороны цепи он касается.Если ток меняет направление одновременно время что коммутатор меняет местами стороны внешней цепи всегда будет иметь ток, идущий в в то же направление.

Рисунок 11.5: Схема генератора постоянного тока.

Форма ЭДС от генератора постоянного тока показана на рисунке 11.6. ЭДС не стабильна, но является абсолютной. значение синусоидальной / косинусоидальной волны.

Рисунок 11.6: Изменение ЭДС в генераторе постоянного тока.

Генераторы переменного и постоянного тока (ESCQ8)

Проблемы, связанные с замыканием и размыканием электрического контакта с подвижной катушкой: искрение и нагрев, особенно если генератор вращается с большой скоростью.Если атмосфера, окружающая машину, содержит легковоспламеняющиеся или взрывоопасные пары, практические проблемы искрообразования щеточных контактов еще больше.

Если вращается магнитное поле, а не катушка / проводник, то щетки не нужны в генераторе переменного тока (генераторе переменного тока), поэтому генератор переменного тока не будет иметь тех же проблем, что и генератор постоянного тока генераторы.Те же преимущества переменного по сравнению с постоянным током для конструкции генератора применимы и к электродвигателям. В то время как электродвигатели постоянного тока нуждаются в щетках для электрического контакта с движущимися катушками провода, переменного тока моторы нет. Фактически, конструкции двигателей переменного и постоянного тока очень похожи на их генераторы. аналоги. Двигатель переменного тока зависит от реверсивного магнитного поля, создаваемого переменным током. через неподвижные катушки с проволокой, чтобы магнит вращался.Двигатель постоянного тока зависит от замыкание и размыкание щеточных контактов соединения для обратного тока через вращающуюся катушку каждые 1/2 оборота (180 градусов).

temp text

Электродвигатели (ESCQ9)

Основные принципы работы электродвигателя такие же, как и у генератора, за исключением того, что двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию (движение).

Электродвигатель

Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. энергия.

Если поместить движущуюся заряженную частицу в магнитное поле, она испытал бы силу, называемую силой Лоренца .

Сила Лоренца

Сила Лоренца — это сила, испытываемая движущейся заряженной частицей в электрический и магнитное поле. Магнитная составляющая:

\ [F = qvB \]

где \ (F \) — сила (в ньютонах, Н), \ (q \) — электрический заряд (в кулонов, С), \ (v \) — скорость заряженной частицы (в \ (\ text {m · s $ ^ {- 1} $} \)), а \ (B \) — напряженность магнитного поля (в теслас, Т).

На этой диаграмме показан положительный заряд, движущийся между двумя противоположными полюсами магниты. В направление движения заряда указано оранжевой стрелкой. Так и будет испытать Сила Лоренца, которая будет направлена ​​зеленой стрелкой.

Токоведущий провод, в котором ток идет в направлении оранжевого стрелка, также будет испытывать магнитную силу, зеленая стрелка, из-за Лоренц сила на движущиеся отдельные заряды в текущем потоке.

Если направление тока меняется на противоположное, для того же направления магнитного поля, тогда направление магнитной силы также будет обратным, как указано в этом диаграмма.

Мы можем, если есть два параллельных проводника с током в противоположных направлениях. будут испытывать магнитные силы в противоположных направлениях.

Электродвигатель работает за счет использования источника ЭДС, заставляя ток течь по петле проводник такой, что сила Лоренца на противоположных сторонах петли равна противоположный направления, которые могут вызвать вращение петли вокруг центральной оси.

Сила, действующая на проводник с током, создаваемая магнитным полем, называется силой Ампера. закон.

Направление магнитной силы перпендикулярно обоим направлениям потока. тока и направления магнитного поля и можно найти используя Правило правой руки , как показано на рисунке ниже. Используйте ваш правая ; ваш первый палец указывает в сторону ток, второй палец по направлению магнитного поля и большой палец будет указывать в направлении силы.

И двигатели, и генераторы можно объяснить с помощью катушки, вращающейся в магнитном поле. поле. В генераторе катушка присоединена к внешней цепи, которая включается, что приводит к изменению потока, вызывающему ЭДС. В двигателе токоведущая катушка в магнитное поле испытывает силу с обеих сторон катушки, создавая скручивание сила (называемая крутящим моментом , , произносится как «разговор»), которая заставляет его вращаться.

Если используется переменный ток, для создания двигателя переменного тока требуются два контактных кольца. Двигатель переменного тока показано на рисунке 11.7

Рисунок 11.7: Схема двигателя переменного тока.

Если используется постоянный ток, для создания двигателя постоянного тока требуются коммутаторы с разъемным кольцом. Это показано на рисунке 11.8.

Рисунок 11.8: Схема двигателя постоянного тока.

временный текст

Реальные приложения (ESCQB)

Автомобили

В автомобиле есть генератор. Когда двигатель автомобиля работает, Генератор заряжает аккумулятор и питает электрическую систему автомобиля.

Генераторы

Попытайтесь узнать различные значения тока, производимые генераторами для разные типы машин.Сравните их, чтобы понять, какие числа имеют смысл в реальном мире. Вы найдете разные значения для автомобилей, грузовики, автобусы, лодки и т. д. Попытайтесь узнать, что может быть у других машин генераторы.

Автомобиль также содержит электродвигатель постоянного тока, стартер, для вращения двигателя. чтобы запустить это.Стартер состоит из очень мощного электродвигателя постоянного тока и стартера. соленоид, прикрепленный к двигателю. Стартерному двигателю требуется очень большой ток для запуска двигателя, и он подключен к батарее с помощью больших кабелей для передачи большого тока.

Производство электроэнергии

Для производства электроэнергии для массового распределения (в дома, офисы, фабрики и т. д.) обычно используются генераторы переменного тока.Электроэнергия, производимая массивный Электростанции обычно имеют низкое напряжение, которое преобразуется в высокое напряжение. это эффективнее распределять электроэнергию на большие расстояния в виде высоких напряжение в линиях электропередач.

Затем высокое напряжение снижается до 240 В для потребления в домах и офисах.Этот обычно делается в пределах нескольких километров от того места, где он будет использоваться.

Рисунок 11.9: Генераторы переменного тока используются на электростанциях (всех типов, гидро- и угольные станции швон) для выработки электроэнергии.

Генераторы и двигатели

Учебное упражнение 11.1

Укажите разницу между генератором и двигателем.

Электрический генератор — это механическое устройство для преобразовывать энергию источника в электрическую энергия.

Электродвигатель — это механическое устройство для преобразования электрическая энергия из одного источника в другой формируют энергию.

Используйте закон Фарадея, чтобы объяснить, почему возникает ток в катушке, вращающейся в магнитном поле.

Закон Фарадея гласит, что изменение магнитного потока может индуцируют ЭДС, когда катушка вращается в магнитный поле можно изменить вращение поток, тем самым вызывая ЭДС.

Если вращение катушки такое, что поток не меняется, т.е. поверхность катушки останки параллельно магнитному полю, тогда будет не должно быть наведенной ЭДС.

Объясните основной принцип работы генератора переменного тока в катушка механически вращается в магнитное поле.Нарисуйте диаграмму для поддержки вашего отвечать.

Решение пока недоступно

Объясните, как работает генератор постоянного тока.Нарисуйте диаграмму, чтобы поддержите свой ответ. Также опишите, как DC Генератор отличается от генератора переменного тока.

Решение пока недоступно

Объясните, почему катушка с током помещена в магнитное поле (но не параллельно полю) получится.Обратитесь к силе, прилагаемой к перемещению зарядов магнитным полем и крутящим моментом на катушка.

А токоведущая катушка в магнитном поле испытывает силу с обеих сторон катушки это не параллельно магнитному полю, создавая скручивающая сила (называемая крутящим моментом), которая заставляет его перемена.Любая катушка, по которой течет ток, может ощущать силу в магнитное поле. Сила обусловлена магнитная составляющая силы Лоренца на движущиеся заряды в проводнике, называемые Ампера Закон.Сила на противоположных сторонах катушки будет в противоположных направлениях, потому что заряды движется в противоположных направлениях.

Объясните основной принцип работы электродвигателя.Нарисуйте диаграмму, подтверждающую ваш ответ.

Решение пока недоступно

Приведите примеры использования генераторов переменного и постоянного тока.

Автомобили (как переменного, так и постоянного тока), производство электроэнергии (переменного тока). только) в любом месте, где требуется источник питания.

Приведите примеры использования двигателей.

Насосы, вентиляторы, приборы, электроинструменты, бытовые техника, оргтехника.

Введение: Пирхонен, Юха, Грабовцова, Валерия, Семкен, Р.Скотт: 9781119260455: Amazon.com: Книги

В этом всеобъемлющем тексте рассматриваются существующие и развивающиеся технологии электроприводов. Авторы четко определяют самые основные концепции электрических приводов и продолжают объяснять наиболее важные детали, сохраняя при этом прочную связь с теорией и конструкцией соответствующих электрических машин. Включая также ссылки на ряд промышленных приложений, авторы выводят свои исследования электрических приводов за пределы теории, чтобы изучить ряд практических аспектов управления и применения электрических приводов.

Ключевые особенности:

* Предоставляет исчерпывающий обзор всех аспектов технологии электропривода с регулируемой скоростью, включая управление и работу.

* Работа с электроприводами неразрывно связана с теорией и конструкцией соответствующих электрических машин. Дополнительное представление о проблемах и функциях проиллюстрированы понятными цифрами.

* Предлагает понимание основных явлений, связанных с приводами электрических машин.

* Рассмотрена проблема подшипниковых токов и напряжений электропривода.

* Включает актуальную теорию и рекомендации по проектированию с учетом последних достижений.

Эта книга, в которой подробно описаны теоретические принципы и методы, представляет собой отличное введение в технологии регулируемых электроприводов для студентов-электротехников, изучающих электрические приводы. Он также служит отличным справочником для практикующих инженеров-электриков, желающих выполнить проектирование, анализ и разработку электрических приводов с регулируемой скоростью.

В этом всеобъемлющем тексте рассматриваются существующие и развивающиеся технологии электроприводов. Авторы четко определяют самые основные концепции электрических приводов и продолжают объяснять наиболее важные детали, сохраняя при этом прочную связь с теорией и конструкцией соответствующих электрических машин. Включая также ссылки на ряд промышленных приложений, авторы выводят свои исследования электрических приводов за пределы теории, чтобы изучить ряд практических аспектов управления и применения электрических приводов.

Ключевые особенности:

* Предоставляет исчерпывающий обзор всех аспектов технологии электропривода с регулируемой скоростью, включая управление и работу.

* Работа с электроприводами неразрывно связана с теорией и конструкцией соответствующих электрических машин. Дополнительное представление о проблемах и функциях проиллюстрированы понятными цифрами.

* Предлагает понимание основных явлений, связанных с приводами электрических машин.

* Рассмотрена проблема подшипниковых токов и напряжений электропривода.

* Включает актуальную теорию и рекомендации по проектированию с учетом последних достижений.

Эта книга, в которой подробно описаны теоретические принципы и методы, представляет собой отличное введение в технологии регулируемых электроприводов для студентов-электротехников, изучающих электрические приводы. Он также служит отличным справочником для практикующих инженеров-электриков, желающих выполнить проектирование, анализ и разработку электрических приводов с регулируемой скоростью.

Об авторе

Юха Пирхёнен, электротехника, Школа энергетических систем, Технологический университет Лаппеенранты, Финляндия
Юха Пирхёнен — ​​профессор кафедры электротехники Технологического университета Лаппеенранты, Финляндия. Он занимается исследованиями и разработками в области электротехники. двигатели и приводы. Он особенно активен в области синхронных машин и приводов с постоянными магнитами, а также в высокоскоростных асинхронных машинах и приводах с твердым ротором.Он был новатором во многих проектах промышленного развития и выпустил множество публикаций и патентов в области электротехники.

Валерия Грабовцова, факультет электротехники, Жилинский университет, Словакия
Валерия Грабовцова — профессор электрических машин на кафедре электрических электрических систем факультета электротехники в Жилинском университете, Словакия. Ее профессиональные и исследовательские интересы охватывают все виды электрических машин, включая электрические машины с электронной коммутацией.Она работала над множеством исследовательских и опытно-конструкторских проектов и написала множество научных публикаций в области электротехники.

R Скотт Семкен, Машиностроение, Школа энергетических систем, Технологический университет Лаппеенранты, Финляндия
R Скотт Семкен — доктор технических наук, работает в Школе энергетических систем Технологического университета Лаппеенранты, Финляндия. Он уделяет основное внимание механическим аспектам технологий двигателей и генераторов, в частности, синхронных и твердороторных высокоскоростных асинхронных машин и приводов с постоянными магнитами.Уникальные проблемы, связанные с трансмиссиями очень мощных ветряных турбин с прямым приводом, стали предметом недавнего интереса, что привело к углубленным исследованиям способов охлаждения и изготовления обмотки статора, а также конструкций ротора с постоянными магнитами большого диаметра.

Что такое трехфазный двигатель и как он работает?

Трехфазные двигатели (также численно обозначаемые как трехфазные двигатели) широко используются в промышленности и стали рабочей лошадкой многих механических и электромеханических систем из-за их относительной простоты, проверенной надежности и длительного срока службы.Трехфазные двигатели являются одним из примеров типа асинхронного двигателя, также известного как асинхронный двигатель, который работает на принципах электромагнитной индукции. Хотя существуют также однофазные асинхронные двигатели, эти типы асинхронных двигателей реже используются в промышленных приложениях, но широко используются в домашних условиях, таких как пылесосы, компрессоры холодильников и кондиционеры, из-за использования однофазных двигателей. фаза переменного тока в домах и офисах. В этой статье мы обсудим, что такое трехфазный двигатель, и опишем, как он работает.Чтобы получить доступ к другим ресурсам о двигателях, обратитесь к одному из наших других руководств по двигателям, охватывающим двигатели переменного тока, двигатели постоянного тока, асинхронные двигатели, или к более общей статье о типах двигателей. Полный список статей о моторах можно найти в разделе статей по теме.

Что такое трехфазное питание?

Чтобы понять трехфазные двигатели, полезно сначала понять трехфазную мощность.

При производстве электроэнергии переменный ток (AC), создаваемый генератором, имеет характеристику, заключающуюся в том, что его амплитуда и направление меняются со временем.Если отображать графически с амплитудой на оси y и временем на оси x, соотношение между напряжением или током в зависимости от времени будет напоминать синусоидальную волну, как показано ниже:

Рисунок 1 — Однофазный переменный ток

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Электроэнергия, подаваемая в дома, является однофазной, это означает, что имеется один токоведущий провод плюс нейтраль и заземление. В трехфазном питании, которое используется в промышленных и коммерческих условиях для работы более крупного оборудования, которое требует большей мощности, есть три проводника электрического тока, каждый из которых работает с разностью фаз 120 ^o 2π / 3. радианы друг от друга.Если смотреть графически, каждая фаза будет выглядеть как отдельная синусоида, которая затем объединяется, как показано на изображении ниже:

Рисунок 2 — Трехфазное электрическое питание со сдвигом фаз 120

^o между каждой фазой

Изображение предоставлено: teerawat chitprung / Shutterstock.com

Трехфазные двигатели питаются от электрического напряжения и тока, которые генерируются как трехфазная входная мощность и затем используются для выработки механической энергии в виде вращающегося вала двигателя.

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели — это тип двигателя переменного тока, который является конкретным примером многофазного двигателя. Эти двигатели могут быть асинхронными двигателями (также называемыми асинхронными двигателями) или синхронными двигателями. Двигатели состоят из трех основных компонентов — статора, ротора и корпуса.

Статор состоит из ряда пластин из легированной стали, вокруг которых намотана проволока, образуя индукционные катушки, по одной катушке на каждую фазу источника электроэнергии.Катушки статора питаются от трехфазного источника питания.

Ротор также содержит индукционные катушки и металлические стержни, соединенные в цепь. Ротор окружает вал двигателя и представляет собой компонент двигателя, который вращается для выработки механической энергии на выходе двигателя.

Корпус двигателя удерживает ротор с валом двигателя на комплекте подшипников для уменьшения трения вращающегося вала. Корпус имеет торцевые крышки, которые удерживают подшипниковые опоры и вентилятор, прикрепленный к валу двигателя, который вращается при вращении вала двигателя.Вращающийся вентилятор втягивает окружающий воздух снаружи корпуса и заставляет воздух проходить через статор и ротор для охлаждения компонентов двигателя и рассеивания тепла, которое генерируется в различных катушках из-за сопротивления катушки. Кожух также обычно имеет выступающие механические ребра снаружи, которые служат для дальнейшего отвода тепла в наружный воздух. Торцевая крышка также обеспечит место для электрических соединений для трехфазного питания двигателя.

Как работает трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели работают по принципу электромагнитной индукции, который был открыт английским физиком Майклом Фарадеем еще в 1830 году.Фарадей заметил, что когда проводник, такой как катушка или проволочная петля, помещается в изменяющееся магнитное поле, в проводнике возникает наведенная электродвижущая сила или ЭДС. Он также заметил, что ток, протекающий в проводнике, таком как провод, будет генерировать магнитное поле и что магнитное поле будет изменяться, когда ток в проводе изменяется по величине или направлению. Это выражается в математической форме, связывая ротор электрического поля со скоростью изменения магнитного потока во времени:

Эти принципы составляют основу для понимания того, как работает трехфазный двигатель.

На рисунке 3 ниже показан закон индукции Фарадея. Обратите внимание, что наличие ЭДС зависит от движения магнита, которое приводит к изменению магнитного поля.

Рисунок 3 — Принцип электромагнитной индукции

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Для асинхронных двигателей, когда статор питается от трехфазного источника электроэнергии, каждая катушка генерирует магнитное поле, полюса которого (северный или южный) меняют положение, когда переменный ток колеблется в течение полного цикла.Поскольку каждая из трех фаз переменного тока сдвинута по фазе на 120, ^o , магнитная полярность трех катушек не одинакова в один и тот же момент времени. Это условие приводит к тому, что статор производит так называемое RMF или вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор находится в центре катушек статора, изменяющееся магнитное поле статора индуцирует ток в катушках ротора, что, в свою очередь, приводит к возникновению противоположного магнитного поля, создаваемого ротором. Поле ротора стремится выровнять свою полярность относительно поля статора, в результате к валу двигателя прикладывается чистый крутящий момент, и он начинает вращаться, пытаясь выровнять свое поле.Обратите внимание, что в трехфазном асинхронном двигателе нет прямого электрического соединения с ротором; магнитная индукция вызывает вращение двигателя.

В трехфазных асинхронных двигателях ротор стремится поддерживать соосность с RMF статора, но никогда не достигает этого, поэтому асинхронные двигатели также называют асинхронными. Явление, которое заставляет скорость ротора отставать от скорости RMF, известно как скольжение, что выражается как:

, где N _r — это скорость ротора, а N _s — синхронная скорость вращающегося поля (RMF) статора.

Синхронные двигатели работают аналогично асинхронным двигателям, за исключением того, что в случае синхронного двигателя поля статора и ротора синхронизированы, так что RMF статора заставляет ротор вращаться с точно такой же скоростью вращения (в синхронизация — следовательно, скольжение равно 0). Для получения дополнительной информации о том, как это сделать, обратитесь к статьям о реактивных двигателях и бесщеточных двигателях постоянного тока. Обратите внимание, что синхронные двигатели, в отличие от асинхронных, не нуждаются в питании от сети переменного тока.

Контроллеры двигателей для 3-фазных двигателей

Скорость, создаваемая трехфазным двигателем переменного тока, является функцией частоты источника переменного тока, поскольку она является источником RMF в обмотках статора. Поэтому некоторые контроллеры двигателей переменного тока работают, используя вход переменного тока для генерации модулированной или управляемой частоты на входе двигателя, тем самым управляя скоростью двигателя. Другой подход, который можно использовать для управления скоростью двигателя, — это изменение скольжения (описанное ранее).Если скольжение увеличивается, скорость двигателя (то есть скорость ротора) уменьшается.

Чтобы узнать больше о подходах к управлению двигателями, просмотрите нашу статью о контроллерах двигателей переменного тока.

Сводка

В этой статье представлено краткое обсуждение того, что такое трехфазные двигатели и как они работают. Чтобы узнать больше о двигателях, ознакомьтесь с нашими соответствующими статьями, перечисленными ниже. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://kebblog.com/how-a-3-phase-ac-induction-motor-works/
2. https://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/15848/Three-Phase-Electric-Power-Explained.aspx
3. http://www.oddparts.com/oddparts/acsi/defines/poles.htm
4. http://www.gohz.com/how-to-determine-the-pole-number-of-an-induction-motor
5. https://www.elprocus.com/induction-motor-types-advantages/
6. https: // www.intechopen.com/books/electric-machines-for-smart-grids-applications-design-simulation-and-control/single-phase-motors-for-household-applications
7. https://www.worldwideelectric.net/resource/construction-ac-motors/

Прочие изделия для двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

.