Классификация электроаппаратов
В зависимости от объекта, на который воздействует аппарат (см. п. 1.1.3), выделим аппараты управления передачей электрической энергии и аппараты управления передачей механической энергии.
Аппараты управления передачей электрической энергии осуществляют направленное воздействие на электрическую цепь, изменяя в ней электрическое (активное или (и) реактивное) сопротивление или электродвижущую силу. По выполняемым функциям их традиционно разделяют на коммутационные (называют также «коммутирующие»), пускорегулирующие, регулирующие, контролирующие аппараты и аппараты защиты. Однако четких границ между этими группами аппаратов нет.
Коммутационные аппараты предназначены для замыкания, размыкания и переключения электрических цепей, как правило, до нескольких десятков раз в сутки. В большинстве это аппараты, в которых имеется контактная система с коммутирующими контактами и механическое приводное устройство. В этот класс аппаратов включают кнопки управления, рубильники, пакетные выключатели и переключатели, выключатели нагрузки, представляющие собой аппараты ручного управления.
Пускорегулирующие аппараты предназначены либо для пуска, регулирования частоты вращения и остановки электрических машин, либо для подключения и отключения иных потребителей электроэнергии и регулирования процесса потребления электроэнергии. Большинство аппаратов этого класса имеет в составе исполнительного устройства электрические контакты или (и) электронные ключи, предназначенные для коммутации электрических цепей. В эту группу аппаратов включают контроллеры, контакторы, пускатели, реостаты и другие аппараты. Среди них аппараты ручного управления и дистанционно управляемые аппараты.
Регулирующие аппараты предназначены для регулирования по заданному закону или для поддержания на заданном уровне значений определенных параметров, характеризующих работу технической системы. Эти аппараты могут быть выполнены в виде электромеханических или электронных устройств. Например, регуляторы мощности с электронными ключами, работающими в импульсном режиме, используются для регулирования скорости вращения электродвигателей. Как правило, эти аппараты представляют собой системы автоматического управления, использующие информацию о возмущающем воздействии или (и) об отклонении регулируемой величины от заданного значения.
Контролирующие аппараты предназначены для измерения определенной физической величины (частоты вращения, температуры, электрического напряжения, освещенности илидр.) и для сравнения контролируемой величины с заданным значением (уставкой). По результату сравнения контролируемой величины с уставкой аппарат осуществляет, воздействие на электрическую цепь, например, с помощью коммутирующего контакта. К аппаратам этого класса относят измерительные преобразователи15 различных физических величин (тока, давления, температуры и др.) в том числе и реле различного типа (напряжения, тока, скорости и др.).
Аппараты защиты выполняют функцию защиты электрических цепей и других элементов технической системы при возникновении ненормальных режимов (короткого замыкания, перегрузки, снижения частоты вращения электродвигателя ниже допустимого значения и т.д.). Аппарат защиты либо сам отключает электропитание цепи, в которой возник ненормальный режим, либо воздействует по электрической связи на другой аппарат, например, контактор, который отключает своими контактами поврежденную цепь.
Простейшим по конструкции аппаратом защиты является плавкий предохранитель. Он защищает электрические цепи от сверхтоков за счет разрушения токопроводящей плавкой вставки. Наиболее эффективным и распространенным аппаратом защиты является автоматический выключатель с несколькими видами защит.
В зависимости от технического исполнения выделяют электромеханические, статические и гибридные аппараты. Основным признаком электромеханических аппаратов является наличие в них подвижных частей (например, коммутирующих контактов, механических передач и др). Статические аппараты не имеют подвижных частей. Их выполняют на основе полупроводниковых и магнитных элементов и устройств (диодов, транзисторов, тиристоров, управляемых дросселей и других полупроводниковых и иных устройств). В гибридных аппаратах, например, в гибридном контакторе конструктивно и функционально совмещены электромеханические и статические компоненты (например, коммутирующие контакты и электронные ключи).
Аппараты управления передачей электрической энергии классифицируют также:
по рабочему (номинальному) напряжению: аппараты низкого (до 1000 В включительно) напряжения и аппараты высокого(свыше 1000 В) напряжения.
по значению рабочих токов: аппараты слаботочные (до 10 А) и аппараты сильноточные (свыше 10 А);
по роду тока: аппараты постоянного тока и аппараты переменного тока;
по частоте рабочего напряжения: аппараты с нормальной (50 Гц) частотой напряжения и аппараты с повышенной (от 400 Гц и выше) частотой напряжения.
Аппараты управления передачей механической энергии осуществляют направленное воздействие на кинематическую цепь электромеханической системы. К ним относятся различные (колодочные, дисковые, ленточные) электромеханические тормозы, предназначенные для торможения вращающегося вала механической передачи и фиксации его в неподвижном положении, а также электромеханические муфты (скольжения, фрикционные, порошковые), предназначенные для передачи вращения от ведущего вала к ведомому валу. Тормозы применяют для кинематических цепей с источниками силы (момента силы), фрикционные муфты - для кинематических цепей с источниками скорости.
Глава 2